DE69838232T2

DE69838232T2 - Elektronenemissionsvorrichtung mit segmentierter Anode und Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69838232T2
Application number: DE69838232T
Authority: DE
Inventors: Toshitami Ohta-ku Hara; Kazuya Ohta-ku Miyazaki; Akihiko Ohta-ku Yamano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2018-03-21
Also published as: KR19980080531A; EP0866491A3; US7492087B2; US6677706B1; CN1153239C; EP0866491B1; EP0866491A2; DE69838232D1; US20050276096A1; CN1208944A; JP3199682B2; US7791264B2; US20070241656A1; JPH10326583A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Elektronenemissionsvorrichtungen umfassendes Elektronenemissionsgerät, ein Bildausbildungsgerät und ein Spannungsanlegegerät zum Anlegen einer Spannung zwischen Elektroden.
Verwandter Stand der Technik
Bekannte Elektronenemissionsgeräte beinhalten Bildausbildungsgeräte, wie beispielsweise eine Elektronenstrahlanzeigetafel, die durch paralleles Anordnen eines Elektronenquellensubstrats, das darauf eine große Anzahl von Kaltkathoden-Elektronenemissionsvorrichtungen trägt, einer Metallrückseiten- oder transparenten Elektrode zum Beschleunigen von aus den Elektronenemissionsvorrichtungen emittierten Elektroden und eines mit einem fluoreszierenden Körper versehenen und das Innere evakuierenden Anodensubstrats realisiert ist. Ein Feldemissionstyp-Elektronenemissionsvorrichtungen umfassendes Bildausbildungsgerät ist in I. Brodie, "Advanced technology: flat cold-cathode CRT's", Information Display, 1/89, 17 (1989) beschrieben. Ein Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen umfassendes Bildausbildungsgerät ist in dem US-Patent Nr. 5,066,883 offenbart. Eine ebene Elektronenstrahlanzeigetafel kann leichtgewichtig hergestellt werden und verglichen mit derzeit beliebten Kathodenstrahlröhren (CRTs) einen großen Anzeigeschirm haben, und kann hellere und qualitativ hochwertigere Bilder bereitstellen als beliebige andere ebene Anzeigetafeln, wie beispielsweise ebene Anzeigetafeln, die Flüssigkristalle verwenden, Plasmaanzeigen und Elektrolumineszenzanzeigen.
17 der beigefügten Zeichnungen stellt vereinfacht eine Elektronenstrahlanzeigetafel als ein Beispiel von Elektronenemissionsvorrichtungen umfassenden Bildausbildungsgeräten dar. Bezug nehmend auf 17 ist dort eine Vakuumhülle 48 gezeigt, die eine als Elektronenquellensubstrat arbeitende rückseitige Platte 31, eine stirnseitige Platte 47, die als ein Anodensubstrat arbeitet, einen äußerer Rahmen 42, ein die rückseitige Platte stützendes Glassubstrat 41 umfasst. Die Vakuumhülle 48 enthält in sich Elektronenemissionsvorrichtungen 34, Verdrahtungselektroden 32 (Abtastelektroden) und 33 (Signalelektroden), die mit den jeweiligen Vorrichtungselektroden verbunden sind. Andererseits sind dort ein Glassubstrat 46 der stirnseitigen Platte 47, eine transparente Elektrode (Anode) 44 und ein fluoreszierender Körper (fluoreszierender Film) 45 gezeigt. Die Abtastelektroden 32 und die Signalelektroden 33 sind relativ zueinander rechteckig angeordnet, um eine Verdrahtungsmatrix zu produzieren.
Die Anzeigetafel zeigt ein Bild an, wenn ausgewählte Eine der sich an den Kreuzungen der Matrix befindenden Elektronenemissionsvorrichtungen 34 angesteuert werden, um Elektronen durch sequenzielles Anlegen einer gegebenen Spannung an die Abtastelektroden 32 und die Signalelektroden 33 zu emittieren, und der fluoreszierende Körper 45 wird mit emittierten Elektronen beleuchtet, um helle Punkte an den aktivierten jeweiligen Elektronenemissionsvorrichtungen entsprechenden Stellen zu produzieren. Eine Hochspannung Hv wird an die transparente Elektrode 44 angelegt, um ihr ein hohes elektrisches Potenzial relativ zu den Elektronenemissionsvorrichtungen 34 zu geben und die emittierten Elektronen so zu beschleunigen, dass die hellen unkte aktiv Licht emittieren können. Die an die transparente Elektrode 44 angelegte Spannung liegt in Abhängigkeit von der Leistung des fluoreszierenden Körpers zwischen einigen hundert Volt bis hin zu einigen zehn Kilovolt. Daher sind die rückseitige Platte 31 und die stirnseitige Platte 46 normalerweise durch einen Abstand von einhundert Mikrometern und mehreren Millimeter von einander getrennt, um zu verhindern, dass ein dielektrischer Zusammenbruch des Va kuums (elektrische Entladungen) aufgrund der angelegten Spannung auftritt.
Während in der vorstehenden Anordnung eine transparente Elektrode als Beschleunigungselektrode verwendet wird, kann der fluoreszierende Körper 45 alternativ direkt auf dem Glasssubstrat 46 ausgebildet werden, und kann ein Metallrücken darauf angeordnet werden, so dass eine Hochspannung an den letztgenannten angelegt werden kann, um die Elektronen zu beschleunigen.
Die 18A und 18B der beigefügten Zeichnungen stellen vereinfacht zwei mögliche Anordnungen von fluoreszierenden Filmen, die für eine Elektronenstrahlanzeigetafel verwendet werden können. Während der fluoreszierende Film nur einen einzelnen fluoreszierenden Körper umfasst, falls die Anzeigetafel zum Zeigen von schwarz-weißen Bildern verwendet wird, muss er zum Anzeigen von Farbbildern schwarze leitende Elemente 91 und fluoreszierende Körper 92 umfassen, von welchen die erstgenannten in Abhängigkeit von der Anordnung der fluoreszierenden Körper als schwarze Streifen (18A) oder eine Schwarzmatrix (18B) bezeichnet werden. Schwarze Streifen oder eine Schwarzmatrix werden für eine Farbanzeigetafel angeordnet, um eine Vermischung der fluoreszierenden Körper 92 der drei Primärfarben weniger unterscheidbar zu machen und den nachteiligen Effekt des Reduzierens des Kontrasts angezeigter Bilder von reflektiertem externen Licht durch Schwärzen der umgebenden Bereiche abzuschwächen. Während normalerweise Graphit als ein Hauptbestandteil der schwarzen Streifen verwendet wird, können alternativ andere leitende Materialien mit geringer Lichtdurchlässigkeit und Reflexionsvermögen verwendet werden.
Eine Abscheidungs- oder Drucktechnik wird auf geeignete Art und Weise unabhängig von einer schwarz-weißen oder farbigen Anzeige zum Aufbringen eines fluoreszierenden Materials auf das Glasssubstrat verwendet. Der Metallrücken wird bereitgestellt, um die Helligkeit der Anzeigetafel dadurch zu erhö hen, dass die von den fluoreszierenden Körpern emittierten und in das Innere der Hülle gerichteten Lichtstrahlen veranlasst werden, in Richtung zu der stirnseitigen Platte 47 spiegelreflektiert zu werden, um sie als eine Elektrode zum Anlegen einer Beschleunigungsspannung an Elektronenstrahlen zu verwenden und die fluoreszierenden Körper gegen Beschädigungen zu schützen, die verursacht werden können, wenn im Inneren der Hülle erzeugte negative Ionen mit ihnen kollidieren. Er wird durch Glätten der inneren Oberfläche des fluoreszierenden Films (in einem normalerweise "Filming" genannten Vorgang) und Abscheiden eines Al-Films darauf nach der Erzeugung des fluoreszierenden Films hergestellt.
Eine (nicht gezeigte) transparente Elektrode kann auf der stirnseitigen Platte 47 der äußeren Oberfläche des fluoreszierenden Films 45 (der dem Glasssubstrat 46 gegenüber liegenden Seite gegenüber liegend ausgebildet werden, um die Leitfähigkeit des fluoreszierenden Films 45 anzuheben.
Es sollte Sorge getragen werden, jeden der Farbfluoreszenzkörper und die entsprechende Elektronenemissionsvorrichtung für eine Farbanzeige genau auszurichten.
Wenn ein ebenes Bildausbildungsgerät, das Elektronenstrahlen verwendet, so hergestellt wird, dass einen großen Anzeigeschirm aufweist, können als Abstandshalter bzw. Spacer bezeichnete strukturelle Elemente erforderlich sein, um die Hülle gegen den Druckunterschied zwischen dem inneren Vakuum und dem äußeren atmosphärischen Druck zu schützen. Wenn Abstandshalter verwendet werden, können sie elektrisch aufgeladen werden, wenn einige Elektronen, die von der Elektronenquelle an Stellen nahe den Abstandshaltern emittiert wurden, und/oder durch Elektronen ionisierte Kationen mit den Abstandshaltern direkt oder nachdem sie durch die stirnseitige Platte reflektiert wurden kollidieren. Wenn die Abstandshalter stark aufgeladen sind, können aus der Elektronenquelle emittierte Elektronen abgelenkt werden, um jeweilige bogenförmige Flugbahnen zu zeigen und an ungeeigneten Punkten zu den Zielfluoreszenzkörpern zu gelangen, um ein verzerrtes Bild mit einer ungleichmäßigen Helligkeitsverteilung anzuzeigen.
Techniken zum Lösen des Problems elektrisch aufgeladener Abstandshalter durch Veranlassen, dass ein kleiner elektrischer Strom durch die Abstandshalter fließt, wurden vorgeschlagen (vgl., unter anderem, die japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften Nr. 57-118355 und 61-124031 ). Gemäß einer solcher Techniken wird ein Film mit hohem elektrischen Widerstand auf der Oberfläche jedes isolierenden Abstandshalters ausgebildet, um einen geringfügigen elektrischen Strom durch diesen fließen zu lassen.
Indessen wird in einem Bildausbildungsgerät der betrachteten Art, das eine gegenüberliegend angeordnete positive Elektrode, wie beispielsweise einen Metallrücken oder eine transparente Elektrode umfasst, vorteilhaft eine Hochspannung an diese angelegt, um von Kaltkathoden-Elektronenemissionsvorrichtungen der Elektronenquelle emittierte Elektronen so zu beschleunigen, dass die fluoreszierenden Körper dazu gebracht werden, Licht in einem maximalen Ausmaß zu emittieren. Darüber hinaus sollte der die gegenüberliegende Elektrode von der Elektronenquelle trennende Abstand minimal gemacht werden, um Bilder mit einem erhöhten Auflösungsgrad anzuzeigen, weil andernfalls die von der Elektronenquelle emittieren Elektronenstrahlen in Abhängigkeit von der Art der Elektronenemissionsvorrichtungen der Elektronenquelle zerlegt werden können, bevor sie zu der Zielelektrode gelangen.
Dann wird aufgrund der Hochspannung ein starkes elektrisches Feld zwischen der gegenüberliegenden Elektrode und der Elektronenquelle erzeugt, welches Anlass gibt zu elektrischen Entladungen, die einige der Elektronenemissionsvorrichtungen 34 zerstören können, und/oder zu elektrischen Strömen, die intensiv durch einen Teil der fluoreszierenden Körper fließen können, um den Anzeigeschirm dazu zu bringen, teilweise und unregelmäßig Licht zu emittieren. Folglich sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Häufigkeit von elektrischen Entladungen zu reduzieren und/oder das Stattfinden von Zerstörungen durch elektrische Entladungen zu verhindern.
Eine Zerstörung durch elektrische Entladung kann auftreten, wenn ein großer elektrischer Strom durch bestimmte Punkte der Elektronenquelle fließt, um Wärme zu erzeugen, die die sich dort befindenden Elektronenemissionsvorrichtungen zerstört, oder um sofort die an einige der Elektronenemissionsvorrichtungen angelegte Spannung anzuheben, um diese demzufolge zu zerstören.
Maßnahmen, die ergriffen werden können, um den elektrischen Strom zu verringern, der zu einer Zerstörung durch elektrische Entladung führt, können die Verwendung eines in Serie eingefügten Begrenzerwiderstands beinhalten, wie in 19 gezeigt ist. Eine solche Maßnahme gibt jedoch wiederum Anlass zu einem anderen Problem, wenn eine große Zahl von Elektronenemissionsvorrichtungen in Reihen und Spalten, beispielsweise 500 Reihen und 1000 Spalten, angeordnet und so zu einem Matrixverdrahtungssystem verschaltet sind, dass sie sequenziell auf einer zeilenweisen Basis auf eine Art und Weise derart angesteuert werden, dass bis zu 1000 Vorrichtungen gleichzeitig aktiviert werden. Es sei nun angenommen, dass etwa 1000 Vorrichtungen aktiviert sind und jede derselben einen Emissionsstrom von 5 μA erzeugt. Dann schwankt der durch die Anoden fließende elektrische Strom in Abhängigkeit von dem angezeigten Bild zwischen 0 und 5 mA. Folglich kann dann, wenn ein Widerstand von 1 MΩ extern in Serie verschaltet ist, wie in 19 gezeigt ist, ein Spannungsabfall von 0 bis 5 kV stattfinden und für die Beschleunigungsspannung von 10 kV Anlass zu einer Unregelmäßigkeit von bis zu 50 % der Helligkeit geben.
Darüber hinaus wird, da eine Hochspannung zwischen einem Paar von gegenüberliegend angeordneten Platten angelegt wird, die elektrische Ladung, die aufgrund des Kondensatoreffekts der Anzeigevorrichtung akkumuliert werden kann, bis zu 10^–6 Coulomb betragen, falls die Kathode und die Anode einen Oberflächenbereich von 100 cm² haben und durch einen Abstand von 1 mm getrennt sind und die Potenzialdifferenz zwischen ihnen gleich 10 kV beträgt. Dies bedeutet, dass eine elektrische Entladung von 1 μs bewirken wird, dass ein elektrischer Strom von 1 A durch einen einzelnen Punkt in der Anzeigevorrichtung fließt, welcher ausreichend stark ist, um Elektronenemissionsvorrichtungen zu zerstören. Folglich stellt die Anordnung eines externen Widerstands, der in Serie verschaltet ist, keinerlei zufriedenstellende Lösung bereit, falls er das Problem ungleichmäßiger Helligkeit lösen kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der Anordnung einer Spannungsanlegung für ein Bildausbildungsgerät der betrachteten Art bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird ein Elektronenemissionsgerät bereitgestellt, mit einem Substrat, das darauf Elektronenemissionsvorrichtungen trägt, einer Elektrode, die gegenüber dem Substrat angeordnet ist, und eine Beschleunigungsspannungsanlegeeinrichtung für die Zufuhr von Spannung zur Beschleunigung von Elektronen, die von den Elektronenemissionsvorrichtungen emittiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektrode in eine Vielzahl von Elektrodensegmenten unterteilt ist, von denen jedes mit der Beschleunigungsspannungsanlegeeinrichtung über einen Widerstand verbunden ist, und eine Konstantspannung an jedes und alle der Elektrodensegmente angelegt wird.
Für den Zweck der Erfindung bezieht sich eine Konstantspannung auf eine Spannung, die keiner Umschaltung zwischen einem Wert, der einen klaren und grundlegenden Betriebszustand rep räsentiert, und einem weiteren, unterschiedlichen Wert oder zwischen AN und AUS unterzogen wird.
In einem Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung ist die Elektrode auf einem gegenüber dem Substrat, das darauf die Elektronenemissionsvorrichtungen trägt, angeordneten zweiten Substrat angeordnet, oder umfassen das erste Substrat und das Elektronenemissionsgerät zusätzlich ein Stützelement zum Sicherstellen einer vorbestimmten Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat. Das Stützelement arbeitet so, dass jegliche Schwankungen in der Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat aufgrund des Unterschieds zwischen dem Druck zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat und dem Außendruck unterdrückt werden und die Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat auf im Wesentlichen einem gleichen Niveau gehalten wird.
Das Stützelement kann so eingerichtet sein, dass ein elektrischer Strom zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat fließt.
Das Stützelement kann elektroleitend und elektrisch mit einem einzelnen oder mit weniger als einem einzelnen der Elektrodensegmente verbunden sein. Das heißt, das Stützelement ist elektrisch mit nur einem Elektrodensegment verbunden oder elektrisch mit keinem der Elektrodensegmente verbunden. Falls dies der Fall ist, kann das Stützelement ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit, das elektrisch das eine oder das weniger als eine der Elektrodensegmente und das erste Element verbindet, umfassen.
Wenn das Stützelement elektroleitend und mit zwei oder mehr der Elektrodensegmente verbunden ist, werden die letztgenannten über den erstgenannten ebenfalls elektrisch verbunden. Falls das das Stützelement elektroleitend ist, sollte es mit keinem der Elektrodensegmente verbunden sein, oder sollte nur mit einem der Elektrodensegmente verbunden sein. Falls das Stützelement dazu eingerichtet ist, einen Strom zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat fließen zu lassen, wird es bevorzugt nur mit einem der Elektrodensegmente elektrisch verbunden, so dass das Elektrodensegment als eine Einrichtung zum Fliessenlassen eines elektrischen Stroms zu dem Stützelement oder zumindest als Teil einer solchen Einrichtung arbeiten kann, um den Aufbau zu vereinfachen. Wenn das Stützelement elektroleitend ist, kann das Problem der elektrischen Aufladung an dem Teil des Stützelements umgangen werden, falls dieses elektrisch aufgeladen wird. Der Grad der Elektroleitfähigkeit des Stützelements sollte im Hinblick auf den Umstand ausgewählt werden, dass eine reduzierte elektrische Aufladung des Stützelements ein Versatz gegenüber seinem Leistungsverbrauch ist, weil die Verwendung eines hoch elektroleitenden Stützelements in eine hohen Leistungsverbrauchsrate resultiert. Wenn das elektroleitende Stützelement elektrisch mit der Elektrode verbunden ist, kann ein zweites Element, das stärker elektroleitend ist als das Stützelement, am Ort der Verbindung angeordnet werden.
Während ein ziemlich niedriges Niveau der Elektroleitfähigkeit für das Stützelement ausgewählt wird, um seine elektrische Aufladung zu reduzieren, seine Leistungsverbrauchsrate berücksichtigend, kann das Stützelement so hergestellt sein, dass es ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit höher als die Elektroleitfähigkeit des ersten Elements umfasst, um die elektrische Verbindung mit der Elektrode zu verbessern. Dann entsteht ein Problem dahin gehend, dass die Elektrodensegmente über das zweite elektroleitende Element kurzgeschlossen werden können. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass das Stützelement eine Vielzahl von Elektrodensegmenten nicht brückt.
In einem Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung und umfassend ein zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordnetes Stützelement kann das Stützelement so angeordnet sein, dass es zwei oder mehr der Elektrodensegmente brückt und ein erstes Element beinhaltet mit einer ersten Elektro leitfähigkeit und zwei oder mehr als zwei zweite Elemente, die jeweils mit den zwei oder mehr als zwei Elektrodensegmenten verbunden sind, wobei die zwei oder mehr als zwei zweiten Elemente voneinander getrennt sind, und die zweite Elektroleitfähigkeit höher ist als die erste Elektroleitfähigkeit.
Wenn das Stützelement ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit umfasst, angeordnet an dem Ort der elektrischen Verbindung des Stützelements und der Elektrode, um die elektrische Verbindung zu verbessern, und zumindest zwei der Elektrodensegmente der Elektrode brückt, können die Elektrodensegmente durch das hoch elektroleitende bzw. elektrisch hoch leitfähige zweite Element leicht kurzgeschlossen werden. Dieses Problem kann durch Verwenden von zwei oder mehr zweiten Elementen mit der hohen zweiten Elektroleitfähigkeit, die voneinander getrennt und mit den zwei bzw. mehr als zwei Elektrodensegmenten verbunden sind, gelöst werden. Dann kann die erste Elektroleitfähigkeit des ersten Elements derart ausgewählt werden, das das Kurzschließen zwischen der Vielzahl von Elektrodensegmenten wirkungsvoll unter ein zulässiges Niveau gedrückt werden kann. Während die erste Elektroleitfähigkeit aus dem Blickpunkt des Drückens der Leistungsverbrauchsrate des Stützelements gesehen so ausgewählt werden kann, dass sie niedrig ist, können auch der Effekt des Unterdrückens des Kurzschließens und der des Reduzierens der möglichen elektrischen Aufladung berücksichtigt werden müssen.
Wenn ein Stützelement zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat eines Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung angeordnet ist, kann es so angeordnet sein, dass das Stützelement zwei oder mehr der Elektrodensegmente brückt und ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit beinhaltet, wobei das zweite Element elektrisch mit einigen der zwei oder mehr als zwei der Elektrodensegmente verbunden ist, das zweite Element von dem Rest der zwei oder mehr als zwei Elektrodensegmente isoliert ist, und die zweite Elektroleitfähigkeit höher ist als die erste Elektroleitfähigkeit.
Wenn das Stützelement ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und elektrischer Verbindung zu der Elektrode und ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit, angeordnet an dem Ort der elektrischen Verbindung des Stützelements und der Elektrode, um die elektrische Verbindung zu verbessern, beinhaltet und zumindest zwei der Elektrodensegmente der Elektrode brückt, können die Elektrodensegmente durch das elektrisch hoch leitfähige zweite Element leicht kurzgeschlossen werden. Dieses Problem kann durch elektrisches Verbinden des Stützelements mit einigen der Elektrodensegmente an die letztgenannten anstoßenden Positionen, wohingegen es von dem Rest der Elektrodensegmente isoliert ist, gelöst werden. Mit dieser Anordnung kann die Zahl der Elektrodensegmente, die durch das zweite Element kurzgeschlossen werden, reduziert werden. Bevorzugt ist das Stützelement elektrisch mit nur einem der Elektrodensegmente an einer Position elektrisch verbunden, an der sie aneinander stoßen. Genauer ausgedrückt kann diese Anordnung realisiert werden durch Verwenden eines elektroleitenden Klebemittels für die elektrische Verbindung und eines dielektrischen Klebemittels für die elektrische Isolation. Mit dieser Anordnung kann die erste Elektroleitfähigkeit derart sein, dass das Kurzschließen zwischen der Vielzahl von Elektrodensegmenten wirkungsvoll unter ein zulässiges Niveau gedrückt werden kann. Während die erste Elektroleitfähigkeit aus dem Blickpunkt des Drückens der Leistungsverbrauchsrate des Stützelements gesehen so ausgewählt werden kann, dass sie niedrig ist, können auch der Effekt des Unterdrückens des Kurzschließens und der des Reduzierens der möglichen elektrischen Aufladung berücksichtigt werden müssen.
Wenn das Stützelement eines Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit beinhaltet, liegt bevorzugt der Oberflä chenwiderstand des zweiten Elements mit der zweiten Elektroleitfähigkeit zwischen 10^–1 und 10^–1 Ω, und liegt bevorzugt der des ersten Elements mit der ersten Elektroleitfähigkeit zwischen 10⁸ und 10¹¹ Ω.
Das elektroleitende Stützelement eines Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung kann auf verschiedene unterschiedliche Arten hergestellt werden. Als ein bestimmtes Beispiel kann es durch Erzeugen eines elektroleitenden Films auf der Oberfläche seines Substrats hergestellt werden. Dann kann ein gewünschtes Niveau an Elektroleitfähigkeit für das Stützelement durch geeignetes Auswählen des Materials, der Zusammensetzung, der Dicke und des Profils des Films realisiert werden.
Für den Zweck der Erfindung kann die an jedes der Elektrodensegmente anzulegende Spannung auf geeignete Art und Weise ausgewählt werden.
Für den Zweck der Erfindung können die Elektrodensegmente und die jeweiligen Widerstände auf verschiedene unterschiedliche Arten und Weisen verbunden sein. Zum Beispiel können die Elektrodensegmente und die Widerstände auf einer Ebene angeordnet und auf dieser Ebene elektrisch verbunden sein. Alternativ können die Elektrodensegmente wie in 21 gezeigt auf den jeweiligen Widerständen angeordnet sein. Genauer ausgedrückt ist eine Basiselektrode auf dem Substrat zum Tragen von Elektrodensegmenten angeordnet und elektrisch mit der Spannungsanlegeeinrichtung oder der Leistungsquelle verbunden und sind Widerstände darauf angeordnet, bevor die Elektrodensegmente weiter darauf angeordnet sind. Mit dieser Anordnung sind die Elektrodensegmente mit der Spannungsanlegeeinrichtung oder der Leistungsquelle über die jeweiligen Widerstände und die Basiselektrode verbunden. Mit jeder Anordnung sind die Elektrodensegmente mit der Leistungsquelle über die jeweiligen Widerstände verbunden und parallel zueinander angeordnet.
Für den Zweck der Erfindung sind eine Vielzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen angeordnet, und können die Schwankungen in dem in jedes der Elektrodensegmente fließenden Stroms und somit die Schwankungen in dem Spannungsabfall aufgrund der Schwankungen in dem elektrischen Strom minimiert werden, indem die Vielzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen, welche gleichzeitig angesteuert werden können, in einer Richtung nicht parallel zu der Richtung, entlang welcher die Elektrode in die Elektrodensegmente unterteilt ist, angeordnet werden.
Für den Zweck der Erfindung haben die Widerstände einen Widerstand zwischen 10 kΩ und 1 GΩ, bevorzugt einen Widerstand zwischen 10 kΩ und 4 MΩ.
Für den Zweck der Erfindung sind eine Vielzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen angeordnet und ist, falls die Widerstände einen Widerstand von R haben, jede der Elektronenemissionsvorrichtungen einen Emissionsstrom von Ie zeigt, die Elektrode eine Beschleunigungsspannung von V anlegt und die Anzahl der in Richtung eines der Elektrodensegmente emittierenden Elektronenemissionsvorrichtungen n ist, der nachstehend definierte Zusammenhang erfüllt. R ≤ 0,004 × V/(n × Ie)
Für den Zweck der Erfindung sind die Elektronenemissionsvorrichtungen bevorzugt oberflächenleitende Elektronenemissionsvorrichtungen.
In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Bildausbildungsgerät bereitgestellt, umfassend ein Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung und ein Bildausbildungselement, dadurch gekennzeichnet, dass Bilder auf dem Bildausbildungselement durch von den Elektronenemissionsvorrichtungen emittierte Elektronen erzeugt werden.
Für den Zweck der Erfindung kann das Bildausbildungselement ein Elektronen emittierender Körper oder ein Fluoreszenzkör per sein, der Licht emittiert, wenn er mit Elektronen bestrahlt wird.
Das Bildausbildungselement kann auf dem Substrat angeordnet sein, auf dem die Elektrodensegmente angeordnet sind.
Die Elektrodensegmente können zumindest eine Elektrode Beinhalten, die ein Verhältnis der horizontalen Dimension zu der vertikalen Dimension von 4 : 3 zeigt, oder die Verbindung der Elektrodensegmente kann ein Verhältnis der horizontalen Dimension zu der vertikalen Dimension von 16 : 9 zeigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vereinfachte ebene Ansicht einer stirnseitigen Platte, die für ein Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
2A und 2B sind vereinfachte ebene Ansichten zweier alternativer Anordnungen der stirnseitigen Platte mit einem daran angewandten Fluoreszenzkörper, die stirnseitige Platte von 1 oder diejenige von 5.
3 ist eine vereinfachte ebene Ansicht einer rückseitigen Platte, die für ein Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
4 ist eine vereinfachte ebene Ansicht einer bekannten stirnseitigen Platte (zum Vergleich dargestellt)
5 ist eine vereinfachte ebene Ansicht einer stirnseitigen Platte, die durch Modifizieren derjenigen von 1 erhalten wurde.
6A, 6B und 6C sind vereinfachte Ansichten eines Felds von Kaltkathodeneinrichtungen (Teil der rückseitigen Platte), die keine Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen sind.
7 ist ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm einer äquivalenten Schaltungsanordnung eines bekannten Elektronenemissionsgeräts, die deren Betriebsweise darstellt.
8 ist ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm einer äquivalenten Schaltungsanordnung eines Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung, die deren Betriebsweise darstellt.
9 ist ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm einer äquivalenten Schaltungsanordnung eines anderen bekannten Elektronenemissionsgeräts, die deren Betriebsweise darstellt.
10 ist ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm einer äquivalenten Schaltungsanordnung eines anderen Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung, die deren Betriebsweise darstellt.
11 ist eine vereinfachte teilweise ebene Ansicht einer anderen stirnseitigen Platte, die für ein Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
12A und 12B sind vereinfachte Ansichten einer Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden kann.
13A, 13B und 13C sind vereinfachte Querschnittsansichten einer Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden kann, darstellend verschiedene Herstellungsschritte derselben.
14A und 14B sind vereinfachte Signalverläufe zweier unterschiedlicher Spannungen, die zur Erregungserzeugung für den Zweck der Erfindung verwendet werden können.
15 ist eine vereinfachte ebene Ansicht einer stirnseitigen Platte, die mit einem Metallrücken aus Aluminium versehen ist, der zum Zweck der Erfindung verwendet werden kann.
16A und 16B sind eine vereinfachte ebene Ansicht und eine vereinfachte Querschnittsansicht einer anderen stirnseitigen Platte, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden kann.
17 ist eine teilweise ausgeschnittene, vereinfachte perspektivische Ansicht einer ebenen Anzeige, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden kann.
18A und 18B sind zwei alternative Anordnungen eines fluoreszierenden Films, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden können.
19 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Elektronenemissionsgeräts.
20 ist eine vereinfachte ebene Ansicht der stirnseitigen Platte von Beispiel 8, das nachstehend beschrieben wird.
21 ist eine vereinfachte ebene Ansicht der stirnseitigen Platte von Beispiel 9, das nachstehend beschrieben wird.
22 ist eine vereinfachte teilweise Querschnittsansicht der stirnseitigen Platte von Beispiel 9.
23 ist eine vergrößerte vereinfachte teilweise Querschnittsansicht der stirnseitigen Platte von Beispiel 10, das nachstehend beschrieben wird.
24 ist eine vereinfachte ebene Ansicht der stirnseitigen Platte von Beispiel 10.
25 ist eine vereinfachte perspektivische Explosionsansicht der stirnseitigen Platte von Beispiel 17, das nachstehend beschrieben wird, nur einen Teil derselben zeigend.
26 ist ein vereinfachtes Diagramm, das den Fluss eines Videoeingangssignals für Beispiel 10 zeigt, wie nachstehend beschrieben wird.
27 ist eine vereinfachte ebene Ansicht der stirnseitigen Platte von Beispiel 11, das nachstehend beschrieben wird.
28 ist eine vereinfachte ebene Ansicht der rückseitigen Platte von Beispiel 12, das nachstehend beschrieben wird.
29 ist eine vereinfachte, perspektivische Explosionsansicht eines Bildausbildungsgeräts gemäß der Erfindung.
30 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Bildausbildungsgeräts von 29.
31 ist eine teilweise ausgeschnittene, vereinfachte perspektivische Explosionsansicht des Bildausbildungsgeräts von Beispiel 13, das nachstehend beschrieben wird.
32A, 32B, 32C, 32D und 32E sind vereinfachte teilweise ebene Ansichten der Elektronenquelle des Bildausbildungsgeräts von Beispiel 13, verschiedene Herstellungsschritte derselben darstellend.
33A und 33B sind vereinfachte seitliche Ansichten eines der in Beispiel 13 verwendeten Abstandshalter.
34 ist eine vereinfachte ebene Ansicht der stirnseitigen Platte der Beispiele 13 und 14
35A und 35B sind vereinfachte seitliche Ansichten eines der in einem Vergleichsbeispiel verwendeten Abstandshalter.
36 ist eine vereinfachte seitliche Ansicht eines der in einem nachstehend beschriebenen Beispiel 15 verwendeten Abstandshalter, einen Herstellungsschritt desselben darstellend.
37 ist eine vereinfachte teilweise Querschnittsansicht des Bildausbildungsgeräts von Beispiel 17, das nachstehend beschrieben wird.
38 ist eine vereinfachte teilweise ebene Ansicht der rückseitigen Platte des Bildausbildungsgeräts von Beispiel 17.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend wird die Erfindung im Hinblick auf unterschiedliche Arten ihrer Ausführung näher beschrieben.
Zunächst wird ein Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung zusammenfassend beschrieben und mit einem bekannten Elektronenemissionsgerät unter Bezugnahme auf äquivalente Schaltungsanordnungen für dieselben verglichen.
7 ist eine vereinfachte Schaltungsanordnung einer äquivalenten Schaltung eines Elektronenemissionsgeräts, umfassend eine rückseitige Platte, die auf sich eine Vielzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen mit einer Matrixverdrahtungsanordnung zum selektiven Ansteuern der Vorrichtungen trägt. Das Substrat der rückseitigen Platte hat ein elektrisches Potenzial nahe dem der Masse (GND), und daher kann ein Entladestrom Ib₁ erzeugt werden, um die an die Vorrichtungen angelegte Spannung schwanken zu lassen, da ein Kondensator durch die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte des Geräts als Ergebnis einer elektrischen Entladung gebildet wird, die in dem Gerät auftritt. Während das Ausmaß einer solchen Schwankung von der Konfiguration der Komponenten-Schaltungsanordnung (aus Gründen der Vereinfachung durch den Widerstand Rr repräsentiert) auf der Seite der rückseitigen Platte abhängt, können die Elektronenemissionsvorrichtungen durch Spannungsschwankungen zwischen 1 und 5 Volt oder den Bereich, in welchem die typische, an sie angelegte Ansteuerspannung festgestellt wird, verschlechtert werden, falls die Vorrichtungen nach dem Oberflächenleitungsprinzip arbeiten.
In einem Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung ist die Elektrode (welche eine transparente Elektrode wie in 17 gezeigt oder ein Metallrücken wie vorstehend beschrieben sein kann), die auf der Seite vorderseitigen Platte angeordnet ist, in eine Anzahl von Elektrodensegmenten unterteilt, und ist ein Widerstand R₁ mit jedem derselben verbunden, wie in 8 gezeigt ist, um die Kapazität des vorstehenden, eine Kapazität bildenden Teils des Geräts und daher den Entladestrom Ib₂ zu reduzieren. Mit dieser Anordnung können auch die Schwankungen in der an die Vorrichtungen angelegten Spannung aufgrund des Entladestroms verringert werden, um die Vorrichtungen gegen Schäden zu schützen, die auftreten können, wenn ein Entladestrom erscheint. In 8 sind die Elektrodensegmente miteinander mittels jeweiligen Widerständen parallel verschaltet. Somit kann diese Anordnung vorteilhaft auf ein Elektronenemissionsgerät angewandt werden, das eine große Anzahl des Oberflächenleitungstyps oder eines anderen Typs umfasst, da sie von der Seite der Kathode aus ausgewählt und angesteuert werden können.
Während das US-Patent Nr. 5,225,820 eine Vielzahl von Anodensegmenten offenbart, die durch Aufteilen einer Anode erhalten wurden, werden diese dazu verwendet, die diesen entsprechenden fluoreszierenden Körper auszuwählen (zu adressieren) und sie dazu zu bringen, Licht zu emittieren. Folglich hat das vorstehend identifizierte Patent nichts zu tun mit den Komponenten eines Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung.
Die 9 und 10 stellen in weiteren Einzelheiten die Komponenten-Schaltungsanordung entsprechend dem Widerstand Rr in den 7 und 8 dar. Wie entnehmbar ist, sind Schalter zum ermöglichen, dass ein Videosignal zugeführt wird, mit den jeweiligen Elementen des Widerstands Rs verbunden. Eine Zerstörung auf der Seite der Elektronenemissionsvorrichtungen durch eine elektrische Entladung kann stattfinden, wenn die Spannung zwischen den gegenüberliegenden Enden des Widerstands Rs zu groß ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Anode eines Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung in Segmente unterteilt, um die elektrische Ladung, die in einem einen Kondensator bildenden Teil des Geräts angesammelt werden kann, zu reduzieren. Wenn die Anode in N Segmente unterteilt ist, dann kann die angesammelte elektrische Ladung auf 1/N der elektrischen Ladung reduziert werden, die angesammelt werden wird, wenn die Anode als ein Teil realisiert ist. Darüber hinaus können dann, wenn die Anode entlang einer Richtung nicht parallel zu der Richtung, entlang welcher Elektronenemissionsvorrichtungen angeordnet sind, unterteilt ist, und gleichzeitig angesteuert wird, die elektrischen Ströme, die in entsprechende Elektronenemissionsvorrichtungen gleichzeitig fließen können, innerhalb eines eng begrenzten Intensitätsbereichs beschränkt werden, um zu verhindern, dass an ihnen jeglicher signifikante Spannungsabfall auftritt. Insbesondere können der maximale Emissionsstrom und daher der Spannungsabfall auf 1/N reduziert werden, wenn die Anode entlang einer Richtung senkrecht zu der Richtung entlang welcher Elektronenemissionsvorrichtungen angeordnet sind, unterteilt ist, und gleichzeitig angesteuert wird. Folglich können sowohl das Phänomen einer unregelmäßigen Helligkeit aufgrund des Lastwiderstands als auch die elektrische Ladung, die in dem den Kondensator bildenden Abschnitt des Geräts angesammelt wird, gleichzeitig reduziert werden. Kurz gesagt können die Elektronenemissionsvorrichtungen gegen Schäden geschützt werden, ohne Anlass zu irgendeinem nachteiligen Effekt für das Gerät zu geben.
Die produzierten Segmente der Anode haben nicht notwendigerweise einen gleichen Oberflächenbereich, und die Anode kann in Segmente unterschiedlicher Größen unterteilt sein, wie typisch in 11 gezeigt ist.
Die Wirkung der Segmentierung wird erhöht, wenn ein großer Wert für N gewählt wird. Es wird jedoch geschätzt, dass die angesammelte Ladung auf die Hälfte reduziert werden kann, wenn N gleich 2 ist, oder N = 2. Darüber hinaus kann die an gesammelte elektrische Ladung auf weniger als die Hälfte reduziert werden, falls die beiden Anodensegmente mit jeweiligen Strombegrenzungswiderständen versehen sind.
Während der maximal mögliche Wert, der für N gewählt werden kann, von der begrenzenden Genauigkeit zur Herstellung des Geräts abhängt, sollte angemerkt werden, dass die unregelmäßige Helligkeitsverteilung aufgrund eines Spannungsabfalls wirkungsvoll unterdrückt werden kann, wenn ein einzelnes Pixel korrespondierend zu einem ihm gegenüber liegenden Elektrodensegment gemacht wird. Folglich wird dann, wenn m × l Pixel in einer Matrix angeordnet sind, bevorzugt eine Zahl gleich m × l für N gewählt, um N = m × l zu machen.
Es ist leicht, die Anode auf die Zahl der Elektronenemissionsvorrichtungen aufzuteilen, die gleichzeitig auf einer zeilenweisen Basis angesteuert werden, um die vorstehend beschriebene Wirkung des Reduzierens von Schwankungen aufgrund eines Entladestroms zu erreichen.
Zum Beispiel wird, auf 1 Bezug nehmend, zum gleichzeitigen Ansteuern von 1000 Vorrichtungen die ITO-Elektrode auf der stirnseitigen Platte, die als Anode arbeitet, in 1000 Segmente unterteilt, wie mit 1 bis 1000 in 1 bezeichnet, welche dann mit den Elektronen emittierenden Punkten 1 bis 1000 auf den gemeinsamen Elektroden (Abtastelektroden) (vgl. z.B. v004) der Elektronenquelle, oder der rückseitigen Platte, ausgerichtet, um eine hermetisch versiegelte Anzeigetafel wie in 17 gezeigt zu produzieren.
Die Segmente des aufgeteilten ITO 101 auf der stirnseitigen Platte sind mittels einem Film 102 mit elektrisch hohem Widerstand, der auf demselben Substrat of (vgl. 1) angeordnet ist, zusammen geschaltet bzw. verbunden, und eine hohe Spannung wird an den Anschluss 103 und die gemeinsame Elektrode 105 angelegt, um von der Elektronenquelle emittierte Elektronen zu beschleunigen. Der elektrische Widerstand unter den ITO-Segmenten ist bevorzugt gleich oder größer als der des Films 102 mit hohem Widerstand, obwohl er ebenso zwischen 1/100 bis 1/10 des Widerstands des Films betragen kann, ohne Anlass zu irgendeinem Problem zu geben. Der elektrische Widerstand unterliegt keinerlei oberer Grenze.
Es wird jedoch angemerkt, dass dann, wenn eine rechteckig parallelepipedische stirnseitige Platte bzw. Stirnplatte unterteilt wird, um eine m × l-Matrix zu produzieren; und sich alle Elektrodensegmente nicht entlang den Kanten befinden, die sich bis zu den Segmenten, die sich nicht entlang den Kanten befinden, hin erstreckenden Verdrahtungen in der Matrix angeordnet werden können. Falls andererseits keine solchen isolierten Segmente durch Wählen eines Werts gleich oder kleiner als 2 für m oder l produziert werden, sind keine solchen Verdrahtungen erforderlich, und können die Widerstände und die Elektroden, die zur Außenseite zu ziehen sind, leicht hergestellt werden.
Die Anzahl von Segmenten der unterteilten Anode der stirnseitigen Platte braucht nicht notwendigerweise gleich den Reihen von Elektronenemissionsvorrichtungen der rückseitigen Platte bzw. Rückplatte zu sein. Zum Beispiel kann die Anode in Segmente unterteilt sein, die jeweils vier Elektronen emittierenden Punkten 1 bis 4, 5 bis 8, ... entsprechen, um die Anzahl von Segmenten zu reduzieren.
Während die Anode typisch entlang einer Richtung senkrecht zu den Vorrichtungsreihen unterteilt ist und Pixel kontinuierlich auf jedem Segment angeordnet sind, um die Entwurfsprozedur zu erleichtern, kann die Anode alternativ entlang einer Richtung unterteilt sein, die relativ zu den Vorrichtungsreihen geneigt ist, wie in 5 gezeigt.
Wenn 1000 Vorrichtungen gleichzeitig auf einer zeilenweisen Basis angesteuert werden und der Emissionsstrom jeder Vorrichtung zwischen 1 und 10 μA liegt, wird bevorzugt ein elektrischer Widerstand zwischen 0,1 und 1000 MΩ ausgewählt. Die praktische obere Grenze für den elektrischen Widerstand sollte derart sein, dass keine unregelmäßige Helligkeitsverteilung beobachtet wird, wenn der Spannungsabfall zwischen Va und einem Bruchteil von Va liegt.
Wo der fluoreszierende Körper mit einem Metallrücken auf eine Dicke zwischen 1000 und 2000 Angström (1 Angström = 10^–10 m) in Übereinstimmung mit der üblichen Praxis beschichtet ist, wird die Transmittivität bzw. Durchlässigkeit von beschleunigten Elektronen nahe bei 1 liegen, um einen hohen Lichtemissionswirkungsgrad zu realisieren, wenn die Beschleunigungsspannung etwa 10 kV beträgt. Falls ein Elektronenemissionsgerät so entwickelt wird, dass Elektronen durch eine Beschleunigungsspannung von 10 kV beschleunigt werden, und angenommen wird, dass der Spannungsabfall für die Beschleunigungsspannung von 10 kV über den Daumen gepeilt etwa 1 kV beträgt, können Grenzkombinationen wie beispielsweise < 10 μA × 100 MΩ, 1 μA × 1000 MΩ > machbar verwendet werden. Die untere Grenze des elektrischen Widerstands kann derart sein, dass die Vorrichtungen durch einen elektrischen Strom, der nahezu als Gleichstrom fließt, weder zerstört noch sichtbaren Beschädigungen unterzogen werden. Zum Beispiel kann ein elektrischer Strom von 100 mA eine Vorrichtung mit 0,1 MΩ und Va = 10 kV bemerkenswert zerstören, obwohl ein kleinerer Widerstand gewählt werden kann, falls für die Vorrichtungen keine Zerstörung auftritt, weil Zerstörung als eine Funktion der Eigenschaften bzw. Kennlinien der Elektronenemissionsvorrichtungen, dem Verdrahtungswiderstand und dem Schaltwiderstand der Abtastelektrode und der Signalelektrode erscheint. Folglich kann, während der hinzuzufügende Widerstand machbar zwischen 0,01 MΩ und 10 GΩ liegen wird, kann ein zu bevorzugender Bereich zwischen 1 MΩ und 100 MΩ liegen.
Angesichts des Umstands, dass 256 Abstufungen typisch für Fernsehgeräte und andere Qualitätsbild-Anzeigegeräte spezifiziert sind, ist es wichtig, die Helligkeitsunregelmäßigkeit unterhalb dieses Niveaus zu unterdrücken. Genauer ausgedrückt sollten, um die Helligkeitsunregelmäßigkeit unter das Niveau der 256 Abstufungen oder 0,4 % zu reduzieren, die Schwankun gen in der Anodenspannung und daher der Spannungsabfall aufgrund des Widerstands weniger als 0,4 % betragen. In anderen Worten sollten dann, wenn die Segmente der unterteilten Anode mit einem Widerstand verbunden sind und durch gemeinsame Verdrahtungen angesteuert werden, die Spannungen zum Beschleunigen von Elektroden, die an die gemeinsamen Verdrahtungen anzulegen sind, keine merklichen Abweichungen innerhalb des zum tatsächlichen Beschleunigen von Elektroden verwendeten Spannungsbereichs zeigen. Wenn andererseits die Segmente nicht mit gemeinsamen Verdrahtungen verbunden sind, sollten die Spannungen so geregelt werden, dass sie keine merklichen Abweichungen zeigen. Unter der Annahme, dass das Gerät so entwickelt ist, dass es nur innerhalb eines Bereichs arbeitet, in dem die Helligkeit linear proportional zu der Beschleunigungsspannung ist, und die Anzahl von Pixeln, die gleichzeitig Licht emittieren, auf einem Segment der geteilten Anoden n ist, wenn eine Beschleunigungsspannung V ist, und falls der zulässige Spannungsabfall ΔV ist, dann sollte ΔV/V 0,004 oder kleiner sein. Dann ist, wenn der mit der Anode verbundene Widerstand R ist und der Emissionsstrom einer Vorrichtung Ie ist, ΔV = R × n × Ie,und daher R = 0,004 × V/(n × Ie).
Da die kleinste Zahl von Pixeln, die gleichzeitig Licht emittieren, 2 ist, ist daher R ≤ 0,002 × V/Ie.
Folglich ist, falls Va = 10 kV und Ie = 5 μA, R ≤ 4 MΩ.
Auf vergleichbare Art und Weise ist, falls n gleich 3 ist, R ≤ 2,67 MΩ.
Zum Anzeigen von Bildern durch die Ansteuervorrichtungen mit einer einfachen Matrix-Verdrahtungsanordnung wird weit verbreitet eine linien- bzw. zeilen-sequenzielle Abtasttechnik verwendet. Zur zeilensequenziellen Abtastung ist die Beschleunigungselektrode für den Zweck der Erfindung entlang einer Richtung senkrecht zu den zum Abtasten verwendenden Abtastverdrahtungen unterteilt. Dann wird die Wirkung des Spannungsabfalls aufgrund des mit der unterteilten Beschleunigungselektrode verbundenen Widerstands, die auf die Helligkeitsverteilung ausgeübt, durch die Anzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen, die mit einer Abtastverdrahtung verbunden sind, oder n bestimmt. Daher kann offensichtlich ein großer Widerstand R verschaltet werden, wenn die Beschleunigungselektrode in Segmente unterteilt ist.
Darüber hinaus ist, in Anbetracht der teuren, weit verbreiteten Praxis des Herstellens von Dünnfilmwiderständen, die die Verwendung eines Trimmens bzw. Ablängens mittels Laser und eine lange Herstellzykluszeit zum Erreichen eines Genauigkeitsniveaus von 0,4 % erfordert, ein Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung mit Mitteln zum Auswählen unterschiedlicher Ansteuerparameter für jede Gruppe von Elementen versehen, die gegenüber einem Segment der unterteilten Beschleunigungselektrode angeordnet ist, um Abweichungen in der Helligkeit aufgrund der Abweichungen der mit der unterteilten Beschleunigungselektrode verbundenen Widerstände zu korrigieren.
Ein Anti-Aufladefilm wird für die Abstandshalter eines Elektronenemissionsgeräts gemäß der Erfindung verwendet. Er ist ein elektroleitender Film, der das Isolatorsubstrat jedes Abstandselements überzieht, um die auf der Oberfläche des Isolatorsubstrats angesammelte elektrische Ladung zu entfernen. Der Substratwiderstand eines Anti-Aufladefilms ist bevorzugt kleiner als 10¹² Ω, stärker bevorzugt kleiner als 10¹¹ Ω. Ein Anti-Aufladefilm mit einem niedrigen Widerstandsniveau ist für eine elektrische Entladung wirkungsvoll.
Bei einem Bilderzeugungsgerät, das einen Anti-Aufladefilm beschichtete Abstandshafter umfasst, sollte der Oberflächenwiderstand des Abstandshalters innerhalb einem Bereich gefunden werden, der hinsichtlich einer Anti-Aufladewirkung und des Leistungsverbrauchs machbar ist. Die untere Grenze des Oberflächenwiderstands des Anti-Aufladefilms ist eine Funktion der Leistungsverbrauchsrate des Abstandshalters. Während die Verwendung eines Anti-Aufladefilms mit einem niedrigen elektrischen Widerstand ist aus dem Blickpunkt des schnellen Entfernens der in dem Abstandshalter angesammelten elektrischen Entladung vorteilhaft, wird ein derartiger Film den Abstandshalter-Leistungsverbrauch auf eine höhere Rate bringen. Ein Halbleiterfilm ist relativ zu einem Metallfilm mit einem niedrigen spezifischen Widerstand zu bevorzugen, wenn er als der Anti-Aufladefilm von Abstandshaltern verwendet wird, weil ein Anti-Aufladefilm mit einem relativ niedrigen spezifischen Widerstand extrem dünn sein muss, falls er in einem Elektronenemissionsgerät verwendet wird. Allgemein gesagt wird ein Dünnfilm, der für Anti-Aufladeanwendungen verwendet werden kann, in einem Inselzustand sein und einen instabilen Widerstand zeigt, wenn die Dicke kleiner ist als 10² Angström, abhängig von der Oberflächenenergie des Materials des Dünnfilm, des Grads der Anhaftung an dem Substrat und der Temperatur des Substrats. Ein solcher Dünnfilm wird auf kommerzieller Basis schlecht reproduzierbar sein.
Daher ist die Verwendung eines Halbleitermaterials mit einem spezifischen Widerstand größer als der eines Leiters aus Metall und kleiner als der eines Isolatormaterials eine zu bevorzugende Wahl für den Zweck der Erfindung. Ein derartiges Material zeigt häufiger als nicht einen negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstands (TCR). Wenn der Temperaturkoeffizient des Widerstands negativ ist, fällt der Widerstand des Anti-Aufladefilms, wenn die Oberflächentemperatur durch die auf der Oberfläche des Abstandshalters verbrauchte Leistung erhöht wird, so dass Elektrizität übermäßig fließen kann und Anlass zu einem thermischen Durchbrennen geben kann, falls sich der Anstieg der Oberflächentemperatur fortsetzt. Jedoch wird kein thermisches Durchbrennen auftreten, so lange die Rate der Wärmeerzeugung oder die des Leistungsverbrauchs mit der Rate der Wärmeemission ausgeglichen ist. Darüber hinaus kann ein thermisches Durchbrennen kaum auftreten, wenn der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Materials des Anti-Aufladefilms einen kleinen absoluten Wert hat.
In einem Versuch unter Verwendung eines Anti-Aufladefilms mit einem TCR von –1 % wurde ein thermisches Durchbrennen beobachtet, wenn Elektrizität kontinuierlich durch den Abstandhalter mit einer etwa 0,1 W/cm² übersteigenden Leistungsverbrauchsrate seitens des Abstandshalters floss, obwohl das Auftreten eines thermischen Durchbrennens von dem Profil des Abstandshalters, der an den Abstandshalter angelegten Spannung Va und dem Temperaturkoeffizienten des Widerstands des Anti-Aufladefilms abhängen kann. Der Oberflächenwiderstand, mit welchem die Leistungsverbrauchrate 0,1 W/cm² nicht übersteigt, beträgt 10 × Va² Ω oder mehr. Folglich zeigt der auf dem Abstandshalter ausgebildete Anti-Aufladefilm bevorzugt einen Oberflächenwiderstand zwischen 10 × Va² Ω und 10¹¹ Ω.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Dicke des Anti-Aufladefilms, der auf dem Isolatorsubstrat des Abstandshalters ausgebildet ist, bevorzugt größer als 10² Angström. Der Anti-Aufladefilm kann einer großen Belastung ausgesetzt sein und dazu neigen, sich von dem Substrat abzulösen, wenn die Filmdicke 10⁴ Angström überschreitet. Darüber hinaus wird ein derartiger dicker Film eine lange Filmerzeugungszeit auf Kosten der Produktivität benötigen. Insgesamt liegt die Dicke des Anti-Aufladefilms bevorzugt zwischen 10² und 10⁴ Angström, stärker bevorzugt zwischen 2,0 × 10² und 5,0 × 10³ Angström. Der spezifische Widerstand des Anti-Aufladefilms ist das Produkt des Oberflächenwiderstands und der Filmdicke. Folglich liegt für den Zweck der Erfindung der spezifische Widerstand des Anti-Aufladefilms bevorzugt zwischen 10^–5 × Va² und 10⁷ Ωcm und stärker bevorzugt zwischen 2 × 10^–5 Va² und 10⁶ Ωcm, um einen Oberflächenwiderstand und eine Filmdicke zu realisieren, die für ein Elektronenemissionsgerät der betrachteten Art vorteilhaft sind.
Die bei einem Bilderzeugungsgerät an die Elektronen angelegte Beschleunigungsspannung Va ist größer als 100 V, so dass die Verwendung einer Spannung von 1 kV zum Erzielen einer zufrieden stellenden Helligkeit notwendig sein wird. Falls Va = 1 kV, liegt der spezifische Widerstand des Anti-Aufladefilms bevorzugt zwischen 10 und 10⁷ Ωcm. Darüber hinaus kann der Abstandshalter mit einer streifenförmigen Kontaktelektrode eines Leitermetallfilms versehen sein, um einen hervorragenden elektrischen Kontakt zwischen der Anode und der Drahtelektrode herzustellen. Speziell ist der Anti-Aufladefilm als ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit bereitgestellt, und ist die Kontaktelektrode als ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit versehen, um die elektrische Verbindung zwischen dem Anti-Aufladefilm und der Anode oder Drahtelektrode (Metallfilm) zu verbessern.
Bei einem Bilderzeugungsgerät gemäß der Erfindung sind Abstandshalter derart angeordnet, dass sie keinerlei Segmente der unterteilten Anode überbrücken, um das Stattfinden eines Kurzschlusses seitens der unterteilten Anode zu verhindern.
Falls Abstandshalter angeordnet sind, um Segmente der unterteilten Anode zu überbrücken, ist eine Kontaktelektrode wie vorstehend beschrieben auf jedem Abstandshalter angeordnet, ohne Anlass zu irgendeinem Kurzschluss seitens der unterteilten Anode zu geben.
Zum Beispiel wird eine Kontaktelektrode mit einem Oberflächenwiderstand zwischen 10^–1 und 10^–2 Ω so hergestellt, dass die die Form von Inseln auf der Seite der unterteilten Anode annimmt. Der Anti-Aufladefilm wird einen Oberflächenwiderstand zwischen 10⁸ und 10¹¹ Ω zeigen und verhindert elektrische Kurzschlüsse unter den Inseln der Kontaktelektrode und unter den Segmenten der unterteilten Anode. Abstandshalter können mittels einer herkömmlichen Technik des Verwendens einer Profilierschablone in Position angeordnet und verbaut werden, ohne eine Ausrichtung zu erfordern, falls die Inseln der Kontaktelektrode eine Breite kleiner als die Lücke zwischen irgendwelchen angrenzenden Segmenten der unterteilten Anode haben. Falls der Abstand des Anordnens der Inseln der Kontaktelektrode kleiner ist als die Höhe des Abstandshalters, werden sie nicht signifikant irgendwelchen nachteiligen Effekt auf die Flugbahnen von emittierten Elektronen ausüben, und daher ist eine derartige Anordnung für den Zweck der Erfindung besonders vorteilhaft.
Ein Bilderzeugungsgerät, das eine stirnseitige Platte, die darauf Segmente einer unterteilten Anode trägt, welche mittels einem Strom begrenzenden Widerstand gemeinsam verbunden sind, und einen Lichtemissionsabschnitt, der dazu ausgelegt ist, Licht zu emittieren, wenn er mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, umfasst, kann dazu gebracht werden, helle und klare Bilder ohne Verzerrungen anzuzeigen, wenn Abstandshalter mit einer Konfiguration wie vorstehend beschrieben in ihm verwendet werden. Ein solches Bilderzeugungsgerät wird eine lange Lebensdauer zeigen, da die Elemente des Geräts gegen Zerstörung geschützt sind.
29 ist eine vereinfachte, perspektivische Explosionsansicht eines Abstandshalter umfassenden Bilderzeugungsgeräts gemäß der Erfindung. 30 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Bilderzeugungsgeräts von 29 entlang der Linie 30-30 in 29.
Zunächst auf 29 Bezug nehmend umfasst die Vorrichtung eine rückseitige Platte 1, die ein Elektronenquellensubstrat ist, eine als Anode arbeitende stirnseitige Platte 2, Abstandshalter 3 (von welchen nur einer gezeigt ist), ein als Basisplatte der rückseitigen Platte 1 arbeitendes Substrat 4, Elektronenemissionsvorrichtungen 5, von denen jede ein Paar von Vorrichtungselektroden 6a und 6b zum Anlegen einer Span nung an die Elektronenemissionsvorrichtung 5 aufweist, Abtastelektroden 7a und Signalelektroden 7b, die mit den jeweiligen Vorrichtungselektroden 6a und 6b verbunden sind, ein als Basisplatte der stirnseitigen Platte 2 arbeitendes Substrat 8, Segmente 9 eines Metallrückens, und einen fluoreszierenden Körper 10. Bezug nehmend auf 30 trägt der gezeigte Abstandshalter darauf einen Anti-Auflade-Film 11 zum Versehen des Abstandshalters mit einem gewissen Grad an Elektroleitfähigkeit, um die elektrische Ladung, die dort angesammelt werden kann, zu umgehen, eine Kontaktelektrode 12 zum Verbessern des elektrischen Kontakts des Films 11 mit der Anode 9 und den auf der rückseitigen Platte angeordneten Verdrahtungen. Ebenfalls auf 30 Bezug nehmend, hat der Abstandshalter eine Höhe d, welche den Abstand zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte repräsentiert, und hat die Kontaktelektrode eine Höhe H auf der Seite der stirnseitigen Platte und eine Höhe H' auf der Seite der rückseitigen Platte. Die Steuerelektrode ist in der Form von Inseln auf der Seite der stirnseitigen Platte realisiert, regelmäßig in einem Abstand von Pc angeordnet, und jede eine Breite von Lc habend. Der Metallrücken 9 ist in Segmente unterteilt, die regelmäßig in einem Abstand von Pa angeordnet sind und von denen jedes eine Breite von La hat. Während die rückseitigen Platte 1 und die Abstandshalter 3 in dem dargestellten Gerät verbunden sind, können alternativ die stirnseitige Platte 2 und die Abstandshalter 3 miteinander verbunden werden, nachdem ein isolierendes Frittenglas auf die stirnseitige Platte 2 aufgebracht wurde.
Die rückseitige Platte 1 ist ein Elektronenquellensubstrat, beinhaltend ein Substrat 4, auf welchem eine große Anzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen 5 angeordnet sind. Materialien, die für das Substrat 4 verwendet werden können, beinhalten Quarzglas, Verunreinigungen wie beispielsweise Na in einem reduzierten Konzentrationsniveau enthaltendes Glas, Natronkalkglas, ein Glassubstrat, das durch Erzeugen einer SiO₂-Schicht auf Natronkalkglas realisiert wurde, keramische Substanzen wie beispielsweise Aluminiumoxid, und ein Si-Sub strat. Wenn das Substrat 4 für eine große Anzeigetafel verwendet wird, wird es bevorzugt aus Natronkalkglas, Kaliumsubstituiertem Glas oder einem Glas, das durch Erzeugen einer SiO₂-Schicht auf Natronkalkglas mittels einer Flüssigphasen-Wachstumstechnik, einer Sol-Gel-Technik oder einer Sputtertechnik gebildet wurde, hergestellt, weil ein solches Substrat zu relativ geringen Kosten vorbereitet werden kann. Die Elektronenemissionsvorrichtungen 5 sind Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen.
31 ist eine teilweise ausgeschnittene, vereinfachte perspektivische Explosionsansicht einer Bilderzeugungsgeräts gemäß der Erfindung und in Beispiel 13 bereitgestellt, wie nachstehend beschrieben werden wird. 32A bis 32E sind vereinfachte teilweise ebene Ansichten der Elektronenquelle des Bilderzeugungsgeräts von 31, die verschiedene Herstellungsschritte desselben darstellen. Es wird angemerkt, dass in den 31 und 32A bis 32E diejenigen Komponenten, die dieselben sind wie diejenigen in den 29 und 31, jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Bezug nehmend auf 32E bezeichnen die Bezugszeichen 31 bzw. 32 einen elektroleitenden dünnen Film bzw. Dünnfilm und eine Elektronen emittierende Region. Der elektroleitende dünne Film 31 ist bevorzugt ein Film aus elektroleitenden feinen Partikeln mit einer Filmdicke zwischen 10 und 500 Angström. Materialien, die für den elektroleitenden dünnen Film 31 verwendet werden können, beinhalten verschiedene Leiter und Halbleiter. Materialien, die bevorzugt für den elektroleitenden dünnen Film verwendet werden können, beinhalten Pd, Pt, Ag, Au und PdO, die durch Backen von jeweilige Edelmetalle von Pd, Pt, Ag und Au enthaltenden organischen Verbindungen hergestellt wurden. Die Elektronen emittierende Region 32 ist Teil des elektroleitenden dünnen Films 31 und umfasst einen Spalt mit elektrisch hohem Widerstand, in welchem elektroleitende feine Partikel mit einem Partikeldurchmesser zwischen mehreren Angström und mehreren hundert Angström, die die Elemente des elektroleitenden dünnen Films 31 enthalten, Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen gefunden werden.
Während die Vorrichtungselektroden 6A und 6b aus einem beliebigen hoch leitenden Material hergestellt werden können, beinhalten bevorzugte Kandidatenmaterialien Metalle wie beispielsweise Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu und Pd und deren Legierungen, druckbare leitende Materialien, die aus einem Metall oder einem Metalloxid, ausgewählt aus Pd, Ag, Au, RuO₂, Pd-AG und dergleichen und Glas hergestellt wurden, transparente leitende Materialien wie beispielsweise In₂O₃-SnO₂, und Halbleitermaterialien wie beispielsweise Polysilizium.
Elektronenemissionsvorrichtungen können auf einem Substrat auf eine Anzahl verschiedener Arten angeordnet werden. Die dargestellte Anordnung wird als eine einfache Matrixanordnung bezeichnet, bei der eine Vielzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen 5 in Reihen entlang einer X-Richtung und Spalten entlang einer Y-Richtung angeordnet sind, um eine Matrix zu bilden, wobei die X-Richtung und die Y-Richtung senkrecht zueinander sind, und die Elektronenemissionsvorrichtungen auf einer gleichen Reihe über eine der Elektroden, oder der Elektrode 6a, jeder Vorrichtung gemeinsam mit einer X-gerichteten Leitung 7a verbunden sind, während die Elektronenemissionsvorrichtungen auf einer gleichen Spalte über die andere Elektrode, oder die Elektrode 6b, jeder Vorrichtung gemeinsam mit einer Y-gerichteten Leitung 7b verbunden sind. Sowohl die X-gerichteten Leitungen 7a als auch die Y-gerichteten Leitungen 7b werden typisch aus einem elektroleitenden Metall mittels Vakuumverdampfung, Drucken oder Sputtern erzeugt. Diese Leitungen können hinsichtlich Material, Dicke und Breite geeignet ausgestaltet werden. Eine Zwischenschicht-Isolationsschicht 14 ist eine Schicht aus einem Isolatormaterial, wie beispielsweise Glas oder Keramik, die ebenfalls mittels Vakkuumverdampfung, Drucken oder Sputtern erzeugt wird. Sie kann auf der gesamten Oberfläche oder auf einem Teil der Oberfläche des Substrats 4 ausgebildet sein und darauf die X-gerichteten Leitungen 7a zu einem gewünschten Profil tragen. Die Dicke, das Material und das Herstellungsverfahren der Zwischenschicht-Isolationsschicht werden so ausgewählt, dass sie der Potenzialdifferenz zwischen beliebigen der X-gerichteten Leitungen 7a und beliebigen der Y-gerichteten Leitungen 7b, die an den Kreuzungen derselben zu beobachten ist, standhält. Die X-gerichteten Leitungen 7a sind elektrisch mit einer (nicht gezeigten) Abtastsignal-Anlegeeinrichtung zum Anlegen eines Abtastsignals zum Auswählen von Reihen von Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen 5, die entlang der X-Richtung verlaufen, verbunden. Andererseits sind die Y-gerichteten Leitungen 7b elektrisch mit einer (nicht gezeigten) Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung zum Anlegen eines Modulationssignal zum Modulieren jeder der Spalten von Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen 5, die entlang der Y-Richtung verlaufen, in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal. Es wird angemerkt, dass das an jede Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung anzulegende Ansteuersignal als die Differenzspannung des Abtastsignals und des Modulationssignals, die an die Vorrichtung angelegt wurden, ausgedrückt wird.
Mit der vorstehenden Anordnung kann jede der Vorrichtungen mittels einer einfachen Matrixansteueranordnung ausgewählt und so angesteuert werden, dass sie unabhängig arbeitet.
Alternativ können Elektronenemissionsvorrichtungen parallel angeordnet und an den gegenüber liegenden Enden derselben verbunden werden, um Reihen von Elektronenemissionsvorrichtungen (entlang der Reihenrichtung) zu bilden, und durch eine oberhalb der Elektronenemissionsvorrichtungen in einer Richtung senkrecht zu der Reihenrichtung (Spaltenrichtung) angeordnete Steuerelektrode (die auch als Gitter bezeichnet wird), die von den Elektronenemissionsvorrichtungen emittierte Elektronen steuert, angesteuert werden. Eine derartige Anordnung wird als leiterartige Anordnung bezeichnet, obwohl die Erfindung nicht auf die vorstehend aufgelisteten Anordnungen beschränkt ist.
Die stirnseitige Platte 2 arbeitet als eine Anode, die durch Ausbilden eines Metallrückens 9 und eines fluoreszierenden Films 10 auf der Oberfläche eines Substrats 8 hergestellt wurde. Das Substrat 8 wird bevorzugt aus einem transparenten Material hergestellt, das eine mechanische Festigkeit und wärmebezogene physikalische Eigenschaften ähnlich zu denen des Substrats 4 der rückseitigen Platte zeigt. Genauer ausgedrückt wird es, wenn es für eine große Anzeigetafel verwendet wird, bevorzugt aus Natronkalkglas, Kalium-substituiertem Glas oder einem Glassubstrat, das durch Erzeugen einer SiO₂-Schicht auf Natronkalkglas mittels einer Flüssigphasen-Wachstumstechnik, einer Sol-Gel-Technik oder einer Sputtertechnik gebildet wird, hergestellt.
Der Metallrücken 9 wird durch Strukturieren unter Verwendung der Photolithographie derart in streifenförmige Segmente unterteilt, dass die Segmente parallel zu den Y-gerichteten Leitungen 7b verlaufen und daher lotrecht zu den X-gerichteten Leitungen 7a, um den Spannungsabfall zu minimieren, und jedes der streifenförmigen Segmente mit einem herausgezogenen bzw. herausgeführten Abschnitt versehen ist, der durch einen Strom begrenzenden Widerstand von etwa 100 MΩ, an welchen eine hohe positive Spannung Va von einer externen Leistungsquelle angelegt wird, gemeinschaftlich mit den Gegenstücken der anderen Segmente verbunden ist. Die Segmente der unterteilten Anode sind mit einem Abstand Pa angeordnet, und jedes der Segmente hat eine Breite La, welche bezüglich der Anzahl von Vorrichtungen des Bilderzeugungsgeräts und des Abstands Px, mit welchem die X-gerichteten Leitungen angeordnet sind, durch die nachstehenden Formeln definiert werden. Pa = n·Px (n: eine natürliche Zahl kleiner als 100) 10–6 m ≤ Pa – La ≤ 10–4 m
Aus den Elektronenemissionsvorrichtungen 5 emittierte Elektronen werden zu der stirnseitigen Platte 2 gezogen und beschleunigt, um mit dem fluoreszierenden Film 10 zu kollidieren. Dann werden durch aufschlagende Elektronen helle Punkte auf dem fluoreszierenden Film 10 erzeugt, falls die Elektronen ausreichend Energie haben. Allgemein gesagt produziert ein in der Kathodenstrahlröhre (Cathode Ray Tube; CRT) eines Farbfernsehgeräts verwendeter fluoreszierender Körper erfolgreich helle Punkte in Farbe, wenn er mit Elektronen bestrahlt wird, die durch eine Beschleunigungsspannung von mehreren Kilovolt bis zu mehreren zehn Kilovolt bestrahlt wird. Fluoreszierende Körper, die für Kathodenstrahlröhren verwendet werden können, arbeiten hervorragend, obwohl sie zu relativ geringen Kosten erhältlich sind. Daher kann ein derartiger fluoreszierender Körper vorteilhaft für den Zweck der Erfindung verwendet werden. Wenn ein Metallrücken für die Anode verwendet wird, kann die Helligkeit des Anzeigeschirms verbessert werden, da der Metallrückenspiegel die von dem fluoreszierenden Körper emittierte und zu der rückseitigen Platte 1 hin gerichtete Komponente des Lichts reflektiert, und kann der fluoreszierende Körper vor Beschädigungen geschützt werden, die durch negative Ionen erzeugt werden können, die innerhalb der Hülle generiert werden und mit dem fluoreszierenden Körper kollidieren. Wenn eine transparente Elektrode verwendet wird und das Stützelement und die transparente Elektrode elektrisch miteinander zu verbinden sind, kann der sich zwischen der transparenten Elektrode und dem Stützelement befindende fluoreszierende Körper mit der elektrischen Verbindung interferieren. Der fluoreszierende Körper wird jedoch durch den Druckunterschied zwischen der Außenseite und der Innenseite der Hülle gequetscht, um die beabsichtigte elektrische Verbindung zu realisieren, so dass die Anordnung des fluoreszierenden Körpers zwischen der transparenten Elektrode und dem Stützelement keinerlei Problem darstellen kann. Alternativ kann der fluoreszierende Körper von seinem Ort zwischen der transparenten Elektrode und dem Stützelement entfernt werden.
Bezug nehmend auf 31 ist der äußere Rahmen 13 mit der rückseitigen Platte 1 und der stirnseitigen Platte 2 verbunden, um eine Hülle zu bilden. Der äußere Rahmen 13 kann mittels Frittenglas an die rückseitige Platte 1 und die stirnseitige Platte 2 geklebt sein, falls die rückseitige Platte 1, die stirnseitige Platte 2 und der äußere Rahmen 13 aus Glas hergestellt sind, obwohl die zum Kleben zu verwendende Technik in Abhängigkeit von ihren Materialien variieren kann. Die Abstandshalter 11 werden verwendet, um die Hülle dem Luftdruck standhalten zu lassen und eine im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand d zwischen der rückseitigen Platte 1 und der stirnseitigen Platte 2 bereitzustellen. Es wird angemerkt, dass der Abstand d ausreichend groß gemacht werden sollte, so dass keine elektrische Entladung aufgrund der hohen Spannung Va in dem Vakuum innerhalb der Hülle stattfinden kann. Andererseits werden sich aus jeder der Elektronenemissionsvorrichtungen 5 emittierte Elektronen innerhalb eines beschränkten Winkels ausbreiten, so dass benachbarte Pixel mit Elektronen unterschiedlichen Ursprungs bestrahlt werden, um Anlass zu verschwommenen Bildern und vermischten Farben zu geben, falls ein übermäßig großer Wert für den Abstand d gewählt wird. Daher liegt der Abstand d oder die Höhe der Abstandshalter bevorzugt zwischen mehreren hundert Mikrometern und mehreren Millimetern, wenn Va zwischen mehreren Kilovolt und mehreren zehn Kilovolt beträgt.
Nun wird ein Verfahren zur Vorbereitung von Abstandshaltern für den Zweck der Erfindung beschrieben.
Zunächst werden Kontaktelektroden aus einem elektroleitenden Metall auf einem gereinigten Glassubstrat durch Vakuumverdampfung, Sputtern, Drucken oder Ziehen erzeugt.
Es ist wünschenswert, dass die Größe der Inseln von Kontaktelektroden die folgenden Anforderungen wie unter Verwendung der in 30 gezeigten Symbole ausgedrückt erfüllt.
Erstens wird die Anforderung, dass unabhängig von der Art der Ausrichtung keine Inseln der Kontaktelektroden irgend eines der streifenförmigen Segmente der unterteilten Anode überbrücken, Lc < Pa – La (1) sein. Zweitens werden die Anforderungen zum Unterdrücken irgendeiner ungleichmäßigen Verteilung des elektrischen Felds, die Anlass zu einer ungleichmäßigen Verteilung heller Punkte zwischen den Elementen aufgrund der Inseln der Kontaktelektroden geben kann, Pc ≤ Px ≤ Pa (2)und H << d (3)sein. Es ist wünschenswert, dass die Größe der streifenförmigen Kontaktelektroden, die auf der Seite der rückseitigen Platte angeordnet sind, die vorstehende zweite Anforderung erfüllt. H' << d (4)
Dann wird ein Antiaufladefilm auf jedem der mit einer Kontaktelektrode versehenen Abstandshalter mittels Vakuumabscheidung, Sputtern, Drucken oder Ziehen erzeugt.
Der Oberflächenwiderstand Rs des Antiaufladefilms wird 108 Ω < Rs < 1011 Ωsein müssen. Die untere Grenze wird gewählt, um jegliches Kurzschließen zwischen Segmenten der Anode zu vermeiden und den Leistungsverbrauch zu verringern, wohingegen die obere Grenze gewählt wird, um eine Antiaufladewirkung der Abstandshalter zu erzielen.
Wenn die vorstehenden Anforderungen erfüllt sind, kann ein Bilderzeugungsgerät, das eine gleichmäßig verteilte, elektrischen Entladungen standhaltende Festigkeit und gleichförmige Flugbahnen emittierter Elektronen zeigt, hergestellt werden, ohne die Abstandshalter und die stirnseitige Platte speziell auszurichten.
Nun wird die Erfindung anhand von Beispielen weiter beschrieben.
Überall in den für die Beispiele verwendeten Zeichnungen sind Abtastleitungen parallel zu der X-Richtung angeordnet, und sind Signalleitungen parallel zu der Y-Richtung angeordnet.
[Beispiel 1]
Ein Bilderzeugungsgerät mit Elektronenemissionsvorrichtungen und mit einem Aufbau wie an früherer Stelle unter Bezugnahme auf 17 beschrieben wurde hergestellt. Die auf der rückseitigen Platte des Geräts angeordnete Elektronenquelle mit mehreren Vorrichtungen war eine SCE-Elektronenquelle (wie sie nachstehend detaillierter beschrieben wird), die mit einer Matrixverdrahtungsanordnung wie in 3 gezeigt versehen war. Die Elektronenquelle war so ausgestaltet, dass 1000 durch eine gemeinsame Leitung verbundene Vorrichtungen Linien- bzw. zeilensequenziell zum Arbeiten angesteuert wurden. Die Elektronenquelle hatte insgesamt 1000 × 500 Elektronen emittierende Punkte. Andererseits wurde die stirnseitige Platte der Vorrichtung durch gleichmäßiges Erzeugen eines ITO-Films auf einem Glassubstrat produziert, welcher ITO-Film dann durch Photolithographie in streifenförmige Segmente (101) mit einem Abstand von 230 μm (für 1000 Zeilen bzw. Linien) unterteilt, die an einem Ende derselben mittels einem Widerstand von 100 MΩ (einem strukturierten NiO-Film (102)) gebündelt wurden, so dass eine hohe Spannung über einen Anschluss 103 angelegt werden kann.
Dann, Bezug nehmend auf die 2A und 2B, wurde ein fluoreszierender Körper aus (Cu-dotiertem) ZnS 201, 202 auf den segmentierten ITO-Film aufgebracht und gebacken, um eine stirnseitige Platte zum Anlegen einer hohen positiven Span nung an die Kaltkathoden-Elektronenquelle mit mehrfachen Vorrichtungen (rückseitige Platte) zu produzieren.
Die gemeinsamen Leitungen v001, v002, ... v500 der rückseitigen Platte und die isolierten ITO-Leitungen 101 der stirnseitigen Platte wurden so angeordnet, dass sie, bei Betrachtung von oben, einander rechteckig schneiden. In diesem Beispiel waren die gemeinsamen Leitungen v001, v002, ..., v500 Abtastleitungen, und können die 1000 Vorrichtungen auf jeder der Leitungen dazu gebracht werden, Elektronen gleichzeitig zu emittieren, obwohl der Bereich, in welchem der elektrische Strom durch jede der Anoden fließt, durch Aufteilen der Anode in einer Richtung nicht parallel zu der Richtung, entlang welcher die Vorrichtungen, die gleichzeitig angesteuert werden können, angeordnet sind (und die Abtastleitungen sind laufend), begrenzt wird.
Die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte, gezeigt jeweils in den 1 und 3, waren in einer Entfernung von 2mm von einander getrennt, an welche eine hohe Spannung Va von 5 kV angelegt wurde. Der linien- bzw. zeilensequenzielle Ansteuerungsvorgang wurde mit einer Rate von 30 μs pro Linie bzw. Zeile in Übereinstimmung mit der Fernsehrate realisiert. Die Wirkung von elektrischen Entladungen zwischen der rückseitigen Platte und der stirnseitigen Platte wurde durch Verringern des Vakuumniveaus im Inneren des Bilderzeugungsgeräts beobachtet. Infolge des Beobachtens der externen Schaltkreise und des Erfassens heller Punkte auf dem fluoreszierenden Körper wurde bestätigt, dass elektrische Entladungen mit einer Rate von zweimal pro Stunde auftraten, obwohl keine signifikante Verschlechterung in der Helligkeit der Pixel aufgrund der elektrischen Entladungen beobachtet wurde. Demgegenüber zeigte ein Bilderzeugungsgerät, das für den Zweck eines Vergleichs hergestellt wurde und einen ITO-Film auf der stirnseitigen Platte umfasste, der nicht in Segmente unterteilt war (4), eine bemerkenswerte Verschlechterung der entlang der vertikalen und der horizontalen Leitungen angeordneten Pixel bezüglich der Helligkeit. In 4 bezeichnen Be zugszeichen 401 und 403 jeweils den ITO-Film und die herausgezogene Elektrode des Geräts.
Nun werden die in diesem Beispiel verwendeten Oberflächenleitungs (SCE)-Elektronenemissionsvorrichtungen beschrieben. Die 12A und 12B stellen vereinfacht eine Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung des ebenen Typs dar, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden kann. 12A ist eine ebene Ansicht bzw. Aufsicht, und 12B ist eine Schnittansicht. Bezug nehmend auf die 12A und 12B umfasst die Vorrichtung ein Substrat 311, ein Paar von Vorrichtungselektroden 312 und 313, einen elektroleitenden dünnen Film 314 und eine Elektronen emittierende Region 315.
Materialien, die für das Substrat 311 verwendet werden können, beinhalten Quarzglas, Glas, das Verunreinigungen wie beispielsweise Na mit einem reduzierten Konzentrationsniveau enthält, Natronkalkglas, ein Glassubstrat, das durch Erzeugen einer SiO₂-Schicht auf Natronkalkglas mittels Sputtern realisiert wurde, keramische Substanzen wie beispielsweise Aluminiumoxid ebenso wie Si. Während die gegenüber liegend angeordneten Vorrichtungselektroden 312 und 313 aus einem beliebigen hoch leitenden Material hergestellt werden können, beinhalten bevorzugte Kandidatenmaterialien Metalle wie beispielsweise Ni, Cr, Au, Mo, W, t, Ti, Al, Cu und Pd und deren Legierungen, druckbare leitende Materialien, die aus einem Metall oder einem Metalloxid, ausgewählt aus Pd, Ag, RuO₂, Pd-Ag, und Glas hergestellt sind, transparente leitende Materialien, wie beispielsweise In₂O₃-SnO₂, und Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Polysilizium.
Der die Vorrichtungselektroden trennende Abstand SL, die Länge SW der Vorrichtungselektroden, die Kontur des elektroleitenden Films 314 und andere Faktoren zum Ausgestalten einer Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung gemäß der Erfindung werden in Abhängigkeit von der Anwendung des Geräts bestimmt. Der die Vorrichtungselektroden 312 und 313 trennende Abstand SL liegt in Abhängigkeit von der an die Vorrich tungselektroden anzulegenden Spannung und der für die Elektronenemission verfügbaren Feldstärke bevorzugt zwischen mehreren tausend Angström und mehreren hundert Mikrometern und, noch bevorzugt, zwischen mehreren Mikrometern und mehreren zehn Mikrometern.
Die Länge SW der Vorrichtungselektroden 312 und 313 liegt in Abhängigkeit von dem Widerstand der Elektroden und den Elektronenemissionscharakteristiken der Vorrichtung bevorzugt zwischen mehreren Mikrometern und mehreren hundert Mikrometern. Die Filmdicke d der Vorrichtungselektroden 312 und 313 liegt zwischen mehreren hundert Angström und mehreren Mikrometern. Eine Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden kann, kann einen anderen Aufbau als den in den 12A und 12B dargestellten haben. Sie kann durch Auflegen eines dünnen Films 314, der eine Elektronen emittierende Region beinhaltet, auf ein Substrat 311 und dann Auflegen eines Paars von gegenüber liegend angeordneten Vorrichtungselektroden 312 und 313 auf den dünnen Film hergestellt werden.
Der elektroleitende dünne Film 314 ist bevorzugt ein Film aus feinen Partikeln, um hervorragende Elektronenemissionscharakteristiken bereitzustellen. Die Dicke des elektroleitenden dünnen Films 314 ist als eine Funktion der abgestuften Abdeckung des elektroleitenden dünnen Films auf den Vorrichtungselektroden 312 und 313, des elektrischen Widerstands zwischen den Vorrichtungselektroden 312 und 313 und der Parameter für den Erzeugungsvorgang, der später beschrieben wird, sowie anderer Faktoren bestimmt, und liegt bevorzugt zwischen mehreren Angström und mehreren tausend Angström, und stärker bevorzugt zwischen zehn Angström und fünfhundert Angström. Der elektroleitende dünne Film 314 zeigt normalerweise einen Widerstand Rs zwischen 10² und 10 Ω/☐. Es wird angemerkt, dass Rs der durch R = Rs(l/tw) definierte Widerstand ist, worin t, w und l die Dicke, die Breite bzw. die Länge des dünnen Films sind. Darüber hinaus wird angemerkt, dass, während der Erzeugungsprozess für den Zweck der Erfindung anhand eines Erzeu gungsprozesses mittels elektrischer Versorgung beschrieben wird, dieser nicht darauf beschränkt ist und einen Prozess beinhalten kann, in dem ein Spalt in dem dünnen Film ausgebildet wird, um dort eine Region mit hohem Widerstand zu produzieren.
Der elektroleitende dünne Film 314 wird aus feinen Partikeln eines Materials hergestellt, das aus Metallen wie beispielsweise Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W und Pb, Oxiden wie beispielsweise PdO, SnO₂, In₂O₃, PbO und Sb₂O₃, Boriden wie beispielsweise HfB₂, ZrB₂, LaB₆, CeB₆, YB₄ und GdB₄, Karbiden wie beispielsweise TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC und WC, Nitriden wie beispielsweise TiN, ZrN und HfN, Halbleitern wie Si und Ge und Kohlenstoff ausgewählt wurde.
Der Begriff des "Films aus feinen Partikeln" wie hierin verwendet bezieht sich auf einen dünnen Film, der aus einer großen Zahl feiner Partikel besteht, die lose verteilt, dicht angeordnet oder wechselseitig und zufällig überlappend (um unter bestimmten Bedingungen eine Insel auszubilden) sein können. Der Durchmesser von für den Zweck der Erfindung zu verwendenden feinen Partikeln liegt zwischen mehreren Angström und mehreren tausend Angström, und bevorzugt zwischen zehn Angström und zweihundert Angström. Da der Begriff "feines Partikel" hierin häufig verwendet wird, wird er nachstehend tiefer gehend beschrieben.
Üblicherweise wird ein kleines Partikel bzw. Teilchen als ein "feines Partikel" bezeichnet, und wird ein Partikel kleiner als ein feines Partikel als ein "ultrafeines Partikel" bezeichnet. Ein Partikel kleiner als ein "ultrafeines Partikel", das aus mehreren hundert Atomen besteht, wird als ein "Cluster" bezeichnet.
Diese Definitionen sind jedoch nicht streng, so dass die Reichweite jedes Begriffs in Abhängigkeit von dem besonderen Aspekt des Partikels, um das es geht, variieren kann. Ein "ultrafeines Partikel" kann einfach als ein "feines Partikel" bezeichnet werden, wie in dem Fall dieser Patentanmeldung. "The Experimental Physics Course No. 14: Surface/Fine Particle" (Herausgeber Koreo Kinoshita; Kyoritu Publication, 1. September 1986) beschreibt wie folgt:
"A fine particle as used herein referred to a particle having a diameter somewhere between 2 to 3 μm and 10 nm and an ultrafine particle as used herein means a particle having a diameter somewhere between 10 nm and 2 to 3 nm. However, these definitions are by no means rigorous and an ultrafine particle may also be referred to simply as a fine particle. Therefore, these definitions are a rule of thumb in any means. A particle constituted of two to several hundred atoms is called a cluster." (Ebenda, Seite 195, Zeilen 22-26).
(Anmerkung des Übersetzers; vorstehendes Zitat aus der Originalschrift wird übersetzt als: "Ein feines Partikel wie hierin verwendet bezog sich auf ein Partikel mit einem Durchmesser irgendwo zwischen 2 bis 3 μm und 10 nm, und ein ultrafeines Partikel wie hierin verwendet bedeutet ein Partikel mit einem Durchmesser irgendwo zwischen 10 nm und 2 bis 3 nm. Diese Definitionen sind jedoch keineswegs streng, so dass ein ultrafeines Partikel auch einfach als ein feines Partikel bezeichnet werden kann. Daher sind diese Definitionen in jedem Fall Faustregeln. Ein aus zwei bis hin zu mehreren hundert Atomen bestehendes Partikel wird als Häufung bezeichnet."; Ende der Anmerkung des Übersetzers)
Darüber hinaus definiert "Hayashi's Ultrafine Particle Project" der New Technology Development Corporation ein "ultrafeines Partikel" wie folgt, dabei eine kleinere untere Grenze für die Partikelgröße verwendend.
"The Ultrafine Particle Project (1981-1986) under the Creative Science and Technology Promoting Scheme defines an ultrafine particle as a particle having a diameter between about 1 and 100 nm. This means an ultrafine particle is an agglomerate of about 100 to 10⁸ atoms. From the viewpoint of atom, an ultrafine particle is a huge or ultrahuge particle" (Ultrafine Particle – Creative Science and Technology; Herausgeber Chikara Hayashi, Ryoji Ueda, Akira Tazaki; Mita Publication, 1988, Seite 2, Zeilen 1-4).
(Anmerkung des Übersetzers; vorstehendes Zitat aus der Originalschrift wird übersetzt als: "Das Ultrafeine Partikel-Projekt (1981-1986) unter dem Förderprogramm für kreative Wissenschaft und Technologie definiert ein ultrafeines Partikel als ein Partikel mit einem Durchmesser zwischen etwa 1 und 100 nm. Dies bedeutet, dass ein ultrafeines Partikel eine Ballung von etwa 100 bis 10⁸ Atomen ist. Von dem Gesichtspunkt eines Atoms aus gesehen ist ein ultrafeines Partikel ein großes oder ultragroßes Partikel"; Ende der Anmerkung des Übersetzers).
Unter Berücksichtigung der vorstehenden allgemeinen Definitionen bezieht sich der Begriff "ein feines Partikel" wie hierin verwendet auf eine Ballung einer großen Anzahl von Atomen und/oder Molekülen mit einem Durchmesser mit einer unteren Grenze zwischen mehreren Angström und zehn Angström und einer oberen Grenze von mehreren Mikrometern.
Die Elektronen emittierende Region 315 ist Teil des elektroleitenden dünnen Films 314 und umfasst einen Spalt mit hohem elektrischen Widerstand, obwohl ihre Leistung von der Dicke und dem Material des elektroleitenden dünnen Films 314 und dem Energieerzeugungsprozess abhängt, welcher nachstehend beschrieben wird. Die Elektronen emittierende Region 315 kann im Inneren elektroleitende feine Partikel mit einem Durchmesser zwischen mehreren Angström und mehreren hundert Angström enthalten, welche elektroleitenden feinen Partikel alle oder einen Teil der Elemente enthalten können, die verwendet wurden, um den dünnen Film 314 einschließlich der Elektronen emittierenden Region herzustellen. Die Elektronen emittierende Region 315 und ein die Elektronen emittierende Region 315 umgebener Teil des dünnen Films 314 können Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen enthalten.
Während verschiedene Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung denkbar sein können, stellen die 13A bis 13C ein typisches solcher Verfahren dar.
Nun wird ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 13A bis 13C beschrieben. Es wird angemerkt, dass die Komponenten, die dieselben sind wie diejenigen in den 12A und 12B, jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.

1) Nach dem gründlichen Reinigen eines Substrats 311 mit einem Waschmittel, reinem Wasser und einem organischen Lösungsmittel wird auf dem Substrat 311 das Material der Vorrichtungselektroden mittels Vakuumabscheidung, Sputtern oder einer anderen geeigneten Technik für ein Paar von Vorrichtungselektroden 312 und 313 abgeschieden, welche sodann durch Photolithographie produziert werden (13A).
2) Ein organischer dünner Metallfilm wird auf dem Substrat 311, das darauf das Paar von Vorrichtungselektroden 312 und 313 trägt, durch Aufbringen einer organischen Metalllösung und Belassen der aufgebrachten Lösung für eine gegebene Zeitspanne erzeugt. Die organische Metalllösung kann als einen Hauptbestandteil ein beliebiges der vorstehend aufgelisteten Metalle für den elektroleitenden dünnen Film 314 enthalten. Danach wird der organische dünne Metallfilm erwärmt, gebacken, und nachfolgend einem Strukturierungsvorgang unterzogen, unter Verwendung einer geeigneten Technik wie beispielsweise Abheben oder Ätzen, um einen elektroleitenden dünnen Film zu produzieren (13B). Während in der vorstehenden Beschreibung eine organische Metalllösung verwendet wird, um einen dünnen Film zu produzieren, kann ein elektroleitender dünner Film 314 alternativ durch Vakuumverdampfung, Sputtern, chemische Abscheidung aus der Dampfphase, verteiltes Aufbringen, Tauchen, Schleudern oder irgendeine andere Technik erzeugt werden.
3) Danach werden die Vorrichtungselektroden 312 und 313 einem als "Formen" bezeichneten Prozess unterzogen. An dieser Stelle wird ein Formgebungsprozess mittels elektrischer Energie als eine Wahl für das Formen beschrieben. Genauer ausgedrückt werden die Vorrichtungselektroden 312 und 313 mittels einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle elektrisch versorgt, bis eine Elektronen emittierende Region 5 in einem gegebenen Bereich des elektroleitenden dünnen Films 314 so produziert ist, dass er eine Struktur aufweist, die durch Modifizieren der des elektroleitenden dünnen Films 314 produziert wurde (13C). In anderen Worten wird der elektroleitende dünne Film 314 lokal und strukturell zerstört, verformt oder transformiert, um eine Elektronen emittierende Region 5 als ein Ergebnis eines Formgebungsprozesses mittels elektrischer Energie zu produzieren. 6A und 6B zeigen zwei unterschiedliche Impulsspannungen, die für die Formgebung mittels elektrischer Energie verwendet werden können.

Die für die Formgebung mittels elektrischer Energie zu verwendende Spannung hat bevorzugt eine Impulswellenform. Eine Impulsspannung mit einer konstanten Höhe oder einer konstanten Spitzenspannung kann wie in 14A gezeigt kontinuierlich angelegt werden, oder es kann alternativ eine Impulsspannung mit einer zunehmenden Höhe oder eine zunehmende Spitzenspannung angelegt werden, wie in 14B gezeigt ist.
In 14A hat die Impulsspannung eine Impulsbreite T1 und ein Impulsintervall T2, welche typisch zwischen 1 μs und 10 ms bzw. zwischen 10 μs und 100 ms liegen. Die Höhe der Dreieckswelle (die Spitzenspannung für den Formgebungsvorgang mittels elektrischer Energie) kann in Abhängigkeit von dem Profil der Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtung geeignet gewählt werden. Die Spannung wird typisch für einige zehn Minuten angelegt. Es wird jedoch angemerkt, dass die Impulswellenform nicht auf die Dreieckform beschränkt ist, und dass alternativ eine rechteckförmige oder irgendeine andere Wellenform verwendet werden kann.
In 14B hat die Impulsspannung eine Breite T1 und ein Impulsintervall T2, die im Wesentlichen ähnlich zu denen von 14A sind. Die Höhe der Dreieckwelle (die Spitzenspannung für den Formgebungsvorgang mittels elektrischer Energie) wird mit einer Rate von zum Beispiel 0,1 V pro Schritt erhöht.
Der Formgebungsvorgang mittels elektrischer Energie wird durch Messen des durch die Vorrichtungselektroden fließenden Stroms dann, wenn eine Spannung, die ausreichend niedrig ist und den elektroleitenden dünnen Film lokal nicht zerstören oder verformen kann, an die Vorrichtung während eines Intervalls T2 der Impulsspannung angelegt wird, beendet. Typisch wird der Formgebungsvorgang mittels elektrischer Energie beendet, wenn ein Widerstand größer als 1 MΩ für den durch den elektroleitenden dünnen Film 314 fließenden Vorrichtungsstrom beobachtet wird, während eine Spannung von näherungsweise 0,1 V an die Vorrichtungselektroden angelegt wird.

4) Nach dem Formgebungsvorgang mittels elektrischer Energie wird die Vorrichtung einem Aktivierungsprozess unterzogen. Ein Aktivierungsprozess ist ein Prozess, mittels dem der Vorrichtungsstrom If und der Emissionsstrom Ie bemerkenswert geändert werden.

In einem Aktivierungsprozess kann eine Impulsspannung in einer Atmosphäre des Gases einer organischen Substanz wiederholt an die Vorrichtung angelegt werden, wie in dem Fall des Formgebungsprozesses mittels elektrischer Energie. Die Atmosphäre kann durch Nutzen des Gases, das in der Vakuumhülle des Bilderzeugungsgeräts nach dem Evakuieren der Kammer mittels einer Öldiffusionspumpe oder einer Rotationspumpe verbleibt, oder durch ausreichendes Evakuieren einer Vakuumhülle mittels einer Ionenpumpe und danach Einleiten des Gases einer organischen Substanz in das Vakuum produziert werden. Der Gasdruck der organischen Substanz ist als eine Funktion des Profils der zu behandelnden Elektronenemissionsvorrichtung des Profils der Vakuumhülle, der Art der organischen Substanz und anderer Faktoren bestimmt. Organische Substanzen, die für den Zweck des Aktivierungsprozesses geeignet verwendet werden können, beinhalten aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Alkane, Alkene und Alkyne, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Amine, organische Säuren wie beispielsweise Phenol, Karbonsäuren und Sulfonsäuren. Spezielle Beispiele beinhalten gesättigte Kohlenwasserstoffe, ausgedrückt durch die allgemeine Formel C_nH_2n+2, wie beispielsweise Methan, Ethan und Propan, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, ausgedrückt durch die allgemeine Formel C_nH_2n, wie beispielsweise Ethylen und Propylen, Benzen, Toluen, Methanol, Ethanol, Formaldehyd, Acetaldehyd, Aceton, Methylethylketon, Methylamin, Ethylamin, Phenol, Ameisensäure, saure Säure und Propionsäure. Als Ergebnis eines Aktivierungsprozesses werden aus den in der Atmosphäre existierenden organischen Substanzen Kohlenstoff oder eine Kohlenstoffverbindung auf der Vorrichtung abgeschieden, um den Vorrichtungsstrom If und den Emissionsstrom Ie bemerkenswert zu ändern. Das Ende des Aktivierungsprozesses wird durch Beobachten des Vorrichtungsstroms If und des Emissionsstroms Ie der Vorrichtung ermittelt. Die Impulsbreite, das Impulsintervall und die Impulswellenhöhe der an die Vorrichtung angelegten Spannung werden auf geeignete Art und Weise ausgewählt.
Neben den vorstehend aufgelisteten organischen Substanzen können auch inorganische Substanzen, wie beispielsweise Kohlenmonoxid (CO), für den Aktivierungsprozess verwendet werden.
Für den Zweck der Erfindung beinhalten Kohlenstoff und eine Kohlenstoffverbindung Graphit (so genanntes HOPG, PG oder GC). HOPG bezieht sich auf Graphit mit einer perfekten Graphitstruktur, und PG bezieht sich auf Graphit mit einer geringfügig gestörten Graphitstruktur mit einem Kristallpartikeldurchmesser von etwa 200 Angström, wohingegen sich GC auf Graphit mit einer stärker gestörten Graphitstruktur mit einem Kristallpartikeldurchmesser von etwa 20 Angström bezieht. Sie beinhalten darüber hinaus nichtkristallinen Kohlenstoff (amorphen Kohlenstoff, ein Gemisch aus amorphem Kohlenstoff und feinen Graphitkristallen), und die Dicke der Abscheidung solchen Kohlenstoffs oder einer solchen Kohlenstoffverbindung beträgt bevorzugt weniger als 500 Angström und stärker bevorzugt weniger als 300 Angström.

5) Eine Elektronenemissionsvorrichtung, die in einem Formgebungsprozess mittels Energie und einem Aktivierungsprozess behandelt wurde, wird dann bevorzugt einem Stabilisierungsprozess unterzogen. Dieser ist ein Prozess zum Entfernen jeglicher, in der Vakuumhülle verbliebener organischer Substanzen. Der Druck in der Vakuumhülle ist bevorzugt niedriger als 1 bis 3 × 10^–7 Torr (1 Torr = 1 mmHg = 101.325/760 Pa ≈ 133 Pa), und stärker bevorzugt niedriger als 1 × 10⁸ Torr. Die Saug- und Abpump-Ausrüstung, die für diesen Prozess zu verwenden ist, involviert bevorzugt nicht die Verwendung von Öl, so dass sie keinerlei verdampftes Öl produzieren kann, das während des Prozesses die Leistung der behandelten Vorrichtung nachteilig beeinflussen kann. Folglich kann die Verwendung einer Sorptionspumpe oder einer Ionenpumpe eine bevorzugte Wahl sein. Die Vakuumhülle wird bevorzugt nach dem Erwärmen der gesamten Kammer evakuiert, so dass die durch die Innenwandungen der Vakuumhülle und die Elektronenemissionsvorrichtung in der Kammer adsorbierten Moleküle der organischen Substanzen ebenfalls leicht eliminiert werden können. Während die Vakuumhülle in den meisten Fällen bevorzugt mehr als 5 Stunden lang auf 80 bis 200°C erwärmt wird, können in Abhängigkeit von der Größe und dem Profil der Vakuumhülle, dem Aufbau der Elektronenemissionsvorrichtung(en) in der Kammer sowie anderen Betrachtungen alternativ andere Aufheizbedingungen gewählt werden.

Nach dem Stabilisierungsprozess ist die Atmosphäre zum Ansteuern der Elektronenemissionsvorrichtung oder der Elektronenquelle bevorzugt dieselbe wie diejenige dann, wenn der Stabilisierungsprozess abgeschlossen ist, obwohl alternativ ein niedrigerer Druck verwendet werden kann, ohne die Stabilität des Betriebs der Elektronenemissionsvorrichtung oder der Elektronenquelle zu beschädigen, falls die organischen Substanzen in der Kammer ausreichend entfernt werden. Durch Verwenden einer solchen Atmosphäre kann die Bildung einer jeglichen zusätzlichen Abscheidung bzw. Ablagerung von Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung wirkungsvoll unterdrückt werden, um demzufolge den Vorrichtungsstrom If und den Emissionsstrom Ie zu stabilisieren.
[Beispiel 2]
(Die Verwendung von unterteilten und isolierten Metallrückensegmenten aus Al)
In diesem Beispiel wurden elektroleitende schwarze Streifen (black stripes; BSs) (1001) (enthaltend 60 Kohlenstoff und 40 Wasserglas in einem dispergierten Zustand) mittels Siebdrucken auf dem Glassubstrat der stirnseitigen Platte ausgebildet, wie in 15 gezeigt ist. Jeder der Streifen hatte eine Breite von 100 μm und eine Dicke von 10 μm. Die Streifen waren mit einem Abstand von 230 μm angeordnet. Der Widerstand der Streifen betrug 150 Ω/☐.
Danach wurden Streifen aus RuO₂ (1002) durch Drucken als Körper mit hohem Widerstand erzeugt. Jeder derselben zeigte eine Breite von 100 μm, eine Länge von 750 μm und einen elektrischen Widerstand von 10 MΩ. Dann wurden durch Auftragen jeweiliger Fluoreszierer P22, die normalerweise für Kathodenstrahlröhren verwendet werden, und Backen der Materialien R-, G- und B-Streifen erzeugt, um die Lücken zwischen den Schwarzen Streifen bis zu einer Dicke von 10 μm zu füllen. Darauf folgend wurde durch zunächst Produzieren einer Acrylharzschicht mittels Tauchen und dann einer Al-Schicht mit einer Dicke von 1000 Angström durch Verdampfung und Backen ein Metallrücken aus Al (1003) erzeugt. Schließlich wurde die beabsichtigte stirnseitige Platte durch unterteilen des Al-Films in isolierte Segmente unter Verwendung eines Laserstrahls von der Al-Seite hergestellt.
Die stirnseitige Platte wurde auf eine rückseitige Platte geklebt, die dieselbe war wie die in Beispiel 1 verwendete, um eine Tafel zu produzieren, welche dann einem Entladungswiderstandstest unterzogen wurde. Als Ergebnis des Tests wurde bestätigt, dass elektrische Entladungen mit einer Rate von zwei bis fünf Mal pro Stunde auftraten, obwohl keine signifikante Verschlechterung in der Helligkeit bzw. der Luminanz der Pixel aufgrund der elektrischen Entladungen beobachtet wurde, um die Wirkung einer bemerkenswerten Verringerung von Schäden aufgrund von elektrischen Entladungen im Vergleich zu der Verwendung einer stirnseitigen Platte, an der isolierte Al-Filmsegmente nicht angeordnet sind, zu beweisen. Für den Zweck des Vergleichs wurden isolierende Lücken auf verschiedene Weisen ausgebildet, in denen sie nach jeder Zeile, nach jeweils 10 Zeilen und nach jeweils 100 Zeilen angeordnet waren, um festzustellen, dass die Wirkung des Verringerns von Schäden aufgrund von elektrischen Entladungen bemerkenswert war, wenn die Al-Filmsegmente eine schmale Breite hatten (15 zeigt vereinfacht den Betrieb unter Verwendung eines Laserstrahls).
Genauer ausgedrückt wurde keine bemerkenswerte Verschlechterung in der Luminanz der Pixel beobachtet, wenn isolierende Lücken nach jeder Zeile und nach jeweils 10 Zeilen angeordnet waren, wohingegen mehrere Pixel (im Hinblick auf die Helligkeit) verschlechtert waren, wenn isolierende Lücken nach jeweils 100 Zeilen angeordnet waren.
Ein Bilderzeugungsgerät, das für den Zweck des Vergleichs ohne Unterteilen des Al-Films in isolierte Segmente hergestellt wurde, zeigte eine bemerkenswerte Verschlechterung der entlang der vertikalen und der horizontalen Leitungen angeordneten Pixel im Hinblick auf die Helligkeit, wie in Beispiel 1.
[Beispiel 3]
(Die Verwendung einer schräg verlaufenden Al-Verdampfung)
In diesem Beispiel wurde nach dem Ausbilden einer Harzschicht durch Tauchen wie in Beispiel 2 eine Al-Schicht mittels einer schräg verlaufenden Al-Verdampfung wie in den 16A und 16B gezeigt erzeugt. In den 16A und 16B sind ein fluoreszierender Körper 1105, ein Glassubstrat 1106 der stirnseitigen Platte und ein durch Verdampfung erzeugter Al-Film 1107 gezeigt.
Die schwarzen Streifen 1101 waren so hergestellt, dass sie eine Höhe von 25 μm zeigten, um einen Schatten eines Al-Strahls 1102 wie in 16B gezeigt zu produzieren. Isolierte Segmentstreifen des Al-Films 1107 wurden durch Bewirken, dass ein Al-Strahl schräg auf die stirnseitige Platte trifft, erzeugt. Nach dem Backen wurde bestätigt, dass die meisten (mehr als 90 %) der Vorrichtungen mit mehr als 100 MΩ für jede Zeile elektrisch isoliert waren, und dann wurde die vorbereitete stirnseitige Platte hermetisch an eine rückseitige Platte geklebt bzw. gebondet. Die Vorrichtungen wurden einem Aktivierungsprozess unterzogen und dann wie in Beispiel 1 auf den Widerstand gegenüber elektrischen Entladungen getestet, um eine bemerkenswerte Verbesserung im Vergleich zu einem keine isolierten Segmente eines Al-Films besitzenden Muster festzustellen. Genauer ausgedrückt wurde, obwohl bestätigt wurde, dass elektrische Entladungen mit einer Rate von einmal bis dreimal pro Stunde auftraten, keine signifikante Verschlechterung in der Luminanz der Pixel aufgrund der elektrischen Entladungen beobachtet. Demgegenüber zeigte ein Bilderzeugungsgerät, das für den Zweck des Vergleichs hergestellt wurde, eine bemerkenswerte Verschlechterung der entlang der vertikalen und der horizontalen Leitungen angeordneten Pixel im Hinblick auf die Helligkeit. Dieses Beispiel bewies, dass die Anode (der Metallrücken) in einem gewissen Ausmaß wirkungsvoll war, falls sie nicht vollständig in isolierte Streifen unterteilt ist, wahrscheinlich weil die angesammelte elektrische Ladung durch eine solche unzureichende Isolation auf ein gewisses Ausmaß reduziert wird.
[Beispiel 4]
In diesem Beispiel wurden elektroleitende schwarze Streifen (BSs) (enthaltend 60 % Kohlenstoff und 40 % Wasserglas in einem dispergierten Zustand) mittels Siebdrucken auf dem Glassubstrat der stirnseitigen Platte ausgebildet, wie in 15 gezeigt ist. Jeder der Streifen hatte eine Breite von 100 μm und eine Dicke von 10 μm. Die Streifen waren mit einem Abstand von 230 μm angeordnet. Der Widerstand der Streifen betrug 150 Ω/☐. Danach wurde ein Streifen aus RuO₂ durch Drucken als Körper mit hohem Widerstand erzeugt. Er zeigte eine Breite von 100 μm, eine Länge von 750 μm und einen elektrischen Widerstand von 10 MΩ. Dann wurde ein GREEN-Fluoreszierer (ZnS, Additiv von Cu-dotiertem In₂O₃, spezifischer Widerstand 10⁹ Ωcm), der für reduzierten Widerstand behandelt war, auf die gesamte Oberfläche mit einer Dicke von 10 μm aufgebracht. Die elektroleitenden Schwarzen Streifen waren durch den Widerstand von 10 MΩ des RuO₂ und den von 300 MΩ des zwischen benachbarten Schwarzen Streifen angeordneten elektroleitenden Fluoreszierers getrennt. Ein Bilderzeugungsgerät wurde hergestellt und dann auf den Widerstand gegenüber elektrische Entladungen wie in Beispiel 1 getestet, um eine bemerkenswerte Wirkung wie bei den strukturierten und isolierten ITO-Streifen in Beispiel 1 festzustellen. Der spezifische Widerstand von ZnS, das nicht auf reduzierten Widerstand behandelt war, betrug 10¹² Ωcm, und das Aufladephänomen wurde, wenn auch geringfügig, beobachtet, und die angezeigten Bilder waren weniger erfreulich, wenn ein solcher Fluoreszierer verwendet wurde, obwohl die Wirkung des Widerstands gegenüber elektrischen Entladungen beobachtbar war. Folglich wurde bewiesen, dass durch 1 bis 100 MΩ isolierte Metallrückensegmente auf der Stirnplattenanode für den Zweck der Erfindung wirkungsvoll sind, wie an früherer Stelle beschrieben wurde.
[Beispiel 5]
(Die Verwendung eines Flachfilmwiderstands)
In diesem Beispiel wurde ein transparenter elektroleitender Film aus Sb-dotiertem In₂O₃ so ausgebildet, dass er einen Folien- bzw. Flächenwiderstand von 100 kΩ/☐ auf einem Glassubstrat der stirnseitigen Platte zeigte.
Dann wurde der Film mittels Strukturierung in Streifen unterteilt, wobei jeder Anodenstreifen l wie in Beispiel 1 einen Widerstand von 100 MΩ hatte, und sodann wurden eine gedruckte Ag-Elektrode 103 und ein (nicht gezeigter) fluoreszierender Körper an dem herausgezogenen Abschnitt der Anode ausgeformt und gebacken (1). Es wird angemerkt, dass die Anode dieses Beispiels einen signifikanten Widerstand zeigte und die Rolle eines mit ihr zu verbindenden Widerstands übernahm, so dass kein separater Widerstand 102 angeordnet wurde.
Die vorbereitete stirnseitige Platte wurde dann hermetisch mit einer rückseitigen Platte verklebt, um eine Anzeigetafel wie in Beispiel 1 zu produzieren. Der Widerstand gegenüber elektrischen Entladungen war stärker als bei dem zum Vergleich hergestellten und einen flachen ITO-Film mit geringem Widerstand umfassenden Muster wie in 4 gezeigt. Die ungleichmäßige Helligkeitsverteilung aufgrund eines Spannungsabfalls war für praktische Anwendungen zulässig. Der simultane Emissionsstrom betrug ΣIe = 0 bis 1 mA während eines zeilensequenziellen Ansteuerungstests, und die ungleichmäßige Helligkeitsverteilung aufgrund des Spannungsabfalls in der angelegten Gleichspannung war zulässig.
[Beispiel 6]
Nach dem Feldemissionsprinzip arbeitende Elektronenemissionsvorrichtungen wurden für die Elektronenemissionsvorrichtungen dieses Beispiels verwendet.
Bezug nehmend auf die 6A bis 6C wurden ein Kathodenfilm 706, ein Widerstandsfilm aus amorphem Si 701, ein SiO₂-Isolationsfilm 702, und ein Gate-Film 703 wurden sequenziell auf einem Glassubstrat 707 der rückseitigen Platte erzeugt. Danach wurde ein Loch mit einem Durchmesser von 2 μm mittels Trockenätzen durch den Gate-Film geschnitten, und nur die SiO₂-Schicht wurde mittels Trockenätzen selektiv entfernt. Dann wurde ein Ni-Kathodenverdrahtungsfilm auf dem Gate erzeugt, und wurde ein Mo-Film 704 für die Kaltkathode erzeugt, mittels rotierender Schrägverdampfung. Der Mo-Film auf dem Gate wurde durch Abheben des Nickels entfernt, um eine nach dem FE-Prinzip arbeitende Elektronenquelle zu produzieren. Jede Elektronenemissionseinheit der Elektronenquelle hatte ein Profil wie in 6A gezeigt.
1 bis 2000 Elektronenemissionsvorrichtungen wurden für ein Pixel verwendet, und eine kathodenseitige Elektronenemissionsquelle mit 1000 × 500 Vorrichtungen wurde für die rückseitige Platte vorbereitet. Eine einen mittels dem Verfahren von Beispiel 1 aufgebrachten Fluoreszierer tragende stirnseitige Platte wurde ebenfalls vorbereitet und mit der rückseitigen Platte verklebt, um eine Anzeigetafel zu produzieren.
Eine Spannung von 600 V wurde zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte angelegt, und eine ebene Anzeige wurde durch selektives Ansteuern notwendiger Pixel mittels Kathodenleitungen und Gateelektroden realisiert. Während eine Anzeigetafel, die für den Zweck eines Vergleichs hergestellt wurde und eine stirnseitige Platte umfasste, bei der das ITO der Anode nicht in Segmente unterteilt war (4), eine bemerkenswerte Verschlechterung aufgrund von elektrischen Entladungen an der Gateelektrode und der Spitze der Mo-Kathode zeigte, zeigte die einen segmentierten ITO-Film tragende stirnseitige Platte Beschädigungen aufgrund von elektrischen Entladungen, die bemerkenswert abgeschwächt waren, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu beweisen. Genauer ausgedrückt war die Luminanz der Pixel aufgrund der elektrischen Entladungen in einer gegebenen Zeitspanne bei der den segmentierten ITO-Film umfassenden Anzeigetafel nicht bemerkenswert verschlechtert, wohingegen bei der zum Zwecke des Vergleichs hergestellten Anzeigetafel an 20 Pixeln eine Luminanzverringerung von mehr als 50 % aufgrund der elektrischen Entladungen beobachtet wurde.
[Beispiel 7]
In diesem Beispiel wurde ein ITO-Film auf einem Glassubstrat wie in Beispiel 1 erzeugt und in isolierte Segmente unterteilt, die in einem Abstand von 230 μm (für 1500 Zeilen) angeordnet und an einem Ende derselben durch einen Widerstand von 100 MΩ (erzeugt durch segmentiertes RuO₂, hergestellt mittels Siebdrucken) gebündelt waren, um es zu ermöglichen, eine hohe Spannung anzulegen.
Dann wurde ein isolierender schwarzer Streifen in jeder die Segmente des ITO-Films trennenden Nut durch Drucken ausgebildet, und wurden Fluoreszierer (P22) von RGB zyklisch auf die isolierten ITO-Streifen 101 aufgebracht und gebacken. Nach dem Erzeugen eines Al-Metallrückens wurde dieser mittels einem Laserstrahl ebenfalls in Streifen auf den Schwarzen Streifen segmentiert, um eine Farbstirnplatte zu produzieren, die zum Anlegen einer hohen Anodenspannung an eine Kaltkathoden-Mehrfachvorrichtung-Elektronenquelle (rückseitige Platte), welche nachstehend beschrieben wird (1), zu verwenden war.
Insgesamt 1500 × 500 SCE-Elektronenemissionsvorrichtungen wurden auf der rückseitigen Platte ausgebildet, und gemeinsame Leitungen wurden senkrecht relativ zu den isolierten ITO-Streifenleitungen auf der stirnseitigen Platte derart angeordnet, dass die Elektronenemissionsvorrichtungen und die entsprechenden RGB-Fluoreszierer relativ zueinander exakt ausgerichtet waren.
Die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte waren 3 mm voneinander getrennt, und es wurde eine hohe Spannung Va von 8 kV auf eine durchlaufende Art und Weise mit einer Rate von 30 μs pro Zeile, welche dieselbe ist wie die Fernsehrate, zur zeilensequenziellen Ansteuerung angelegt. Elektrische Entla dungen wurden zwischen der rückseitigen Platte und der stirnseitigen Platte generiert und durch Beobachten externer Schaltungen und Erfassen heller Punkte auf dem fluoreszierenden Körper mittels einer CCD-Kamera erfasst. Während elektrische Entladungen mit einer Rate von bis zu 5 Entladungen pro Stunde in den anfänglichen Stufen beobachtet wurden, wurde keine signifikante Verschlechterung in der Luminanz der Pixel beobachtet. Demgegenüber zeigte ein Bilderzeugungsgerät, das für den Zweck eines Vergleichs hergestellt wurde und einen ITO-Film auf der stirnseitigen Platte umfasste, der nicht in Segmente unterteilt war, eine bemerkenswerte Verschlechterung der entlang der vertikalen und der horizontalen Leitungen angeordneten Pixel im Hinblick auf die Helligkeit.
[Beispiel 8]
Die stirnseitige Platte dieses Beispiels hatte eine wie nachstehend beschriebenen Struktur.
Bezug nehmend auf 20 wurden drei herausgezogene Ag-Leitungen 103 auf dem Glassubstrat mittels Drucken ausgebildet. Dann wurden isolierende schwarze Streifen sowohl horizontal als auch vertikal erzeugt. Jeder der horizontalen Streifen hatte eine Breite von 100 μm und eine Dicke von 10 μm. Die Streifen waren in einem Abstand von 282 μm angeordnet. Jeder der vertikalen Streifen hatte eine Breite von 300 μm und eine Dicke von 10 μm. Die Streifen waren in einem Abstand von 842 μm angeordnet. Die herausgezogenen Leitungen waren jeweils über Widerstände 3 mit Leistungsquellen V1, V2 und V3 verbunden, um jeweilige Beschleunigungsspannungen an die herausgezogenen Leitungen anzulegen. Die Widerstände hatten jeweilige Widerstandswerte von 10,1 MΩ, 10,3 MΩ und 10,4 MΩ. Dann wurden, um die Lücken zwischen den Schwarzen Streifen zu füllen, R-, G- und B-Streifen mit einer Dicke von 15 μm durch Aufbringen jeweiliger Fluoreszierer P22, die normalerweise für Kathodenstrahlröhren verwendet werden, und Backen der Materialien erzeugt. Darauf folgend wurde ein Metallrücken aus Al erzeugt (durch zunächst Produzieren einer Acrylharzschicht durch Tauchen und dann einer Al-Schicht mit einer Dicke von 1000 Angström durch Verdampfung und Backen). Die stirnseitige Platte hatte einen Anzeigebereich mit einem Bildseitenverhältnis von etwa 16 : 9.
Schließlich wurde die beabsichtigte stirnseitige Platte durch Unterteilen des Al-Films in drei isolierte Segmente entlang der 320-ten vertikalen Streifen von sowohl dem linksseitigen als auch dem rechtsseitigen Rand aus unter Verwendung eines Laserstrahls von der Al-Seite her vorbereitet.
Die rückseitige Platte trug insgesamt 2556 × 480 SCE-Elektronenemissionsvorrichtungen.
Die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte wurden derart ausgerichtet und hermetisch verklebt, dass die Elektronenemissionsvorrichtungen und die entsprechenden RGB-Fluoreszierer relativ zueinander exakt ausgerichtet waren. Die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte waren 3 mm voneinander beabstandet, und es wurde eine hohe Spannung von 8 kV in einer durchlaufenden Art und Weise mit einer Rate von 30 μs pro Zeile, welche dieselbe ist wie die Fernsehrate, zur zeilensequenziellen Ansteuerung angelegt.
Als die stirnseitige Platte dazu gebracht wurde, Licht über die gesamte Oberfläche zu emittieren, und die Helligkeit mittels einer CCD-Kamera beobachtet wurde, zeigte der der Beschleunigungselektrode, oder der herausgezogenen Elektrode, die mit dem Widerstand mit dem höchsten Widerstand verbunden war, entsprechende Bereich eine relativ schwache Helligkeit, um die Schwankungen im Widerstand widerzuspiegeln. Die Unterschiede in der Helligkeit zwischen den segmentierten Elektroden konnte jedoch durch Regeln der Ausgaben der Hochspannungsquellen unter die Messtoleranzen gedrückt werden.
Elektrische Entladungen wurden zwischen der rückseitigen Platte und der stirnseitigen Platte generiert und durch Beobachten externer Schaltungen und Erfassen heller Punkte auf dem fluoreszierenden Körper mittels einer CCD-Kamera erfasst. Während elektrische Entladungen mit einer Rate von bis zu 5 Entladungen pro Stunde in den anfänglichen Stufen beobachtet wurden, wurde keine signifikante Verschlechterung in der Helligkeit der Elemente auf der Seite der rückseitigen Platte beobachtet.
Als NTSC-Bilder mit einem Bildseitenverhältnis von 4 : 3 in der Mitte des Anzeigeschirms durch Verringern der Hochspannung von 0,3 kV in der umgebenden Zone angezeigt wurden, wurde die Anzahl von Entladungen auf zweimal pro Stunde verringert, und wurden keine elektrischen Entladungen in der umgebenden Zone beobachtet. Darüber hinaus wurde keine signifikante Verschlechterung in der Luminanz der Pixel beobachtet.
[Beispiel 9]
Die Mehrfachvorrichtung-Elektronenquelle der rückseitigen Platte dieses Beispiels war eine SCE-Elektronenquelle mit einer Matrixverdrahtungsanordnung, welche dazu ausgelegt war, zeilensequenziell in einer Einheit von 1500 Vorrichtungen angesteuert zu werden. Die Anzahl von Elektronen emittierenden Punkten betrug 1500 × 500.
Andererseits wurde die stirnseitige Platte durch Erzeugen eines ITO-Films 2102 auf einem Glassubstrat 2101 hergestellt, das in zwei Segmente unterteilt und mit einer herausgezogenen Elektrode 103 versehen war, an welche eine hohe Spannung über einen (nicht gezeigten) externen Widerstand von 10 kΩ angelegt wurde.
Dann wurden isolierende schwarze Streifen vertikal und horizontal auf dem ITO-Film durch Drucken erzeugt. Jeder der Streifen hatte eine Breite von 100 μm und eine Dicke von 10 μm. Die Streifen waren in einem Abstand von 282 μm angeordnet (nicht gezeigt). Dann wurden, um die Lücken zwischen den Schwarzen Streifen zu füllen, R-, G- und B-Streifen (2103) mit einer Dicke von 15 μm durch Aufbringen jeweiliger Fluo reszierer P22, die normalerweise für Kathodenstrahlröhren verwendet werden und für welche (unter Verwendung eines Additivs von In₂O₃, spezifischer Widerstand 10⁹ Ωcm) ein gewisser Grad an Elektroleitfähigkeit bereitgestellt wurde, und Backen der Materialien ausgebildet. Darauf folgend wurde (durch zunächst Produzieren einer Acrylharzschicht durch Tauchen und dann einer Al-Schicht mit einer Dicke von 1000 Angström durch Verdampfung und Backen) ein Metallrücken aus Al (2104) ausgebildet. Schließlich wurde die beabsichtigte Farbstirnplatte durch Unterteilen des Al-Films in isolierte Segmente entlang der schwarzen Streifen unter Verwendung eines Laserstrahls, um eine hohe Anodenspannung an die Kaltkathoden-Mehrfachvorrichtung-Elektronenquelle (rückseitige Platte) anzulegen, hergestellt.
22 zeigt vereinfacht eine Querschnittsansicht der rückseitigen Platte dieses Beispiels.
Bezug nehmend auf 22 umfasste es ein Glassubstrat 2201, einen ITO-Film 2202, schwarze Streifen 2203, fluoreszierende Körper 2204, und einen Metallrücken 2205. Der Metallrücken war isoliert und durch den Widerstand der fluoreszierenden Körper von den schwarzen Streifen für jedes Pixel isoliert, so dass, als elektrische Entladungen auftraten, der elektrische Strom, der durch die kleine, in jeder Kapazitätskomponente des Metallrückens entsprechend zu einem einzelnen Pixel angesammelte Ladung generiert wurde, abfloss, aber der durch die Leistungsquelle gelieferte elektrische Strom durch den Widerstand der fluoreszierenden Körper und den externen Widerstand begrenzt wurde und daher die Vorrichtungen nicht zerstörte. Eine stirnseitige Platte wurde ebenfalls unter Verwendung elektrisch nicht leitender Fluoreszierer hergestellt und dazu bestimmt, wirkungsvoll zum Unterdrücken des elektrischen Stroms aufgrund elektrischer Entladungen zu sein, obwohl die Helligkeit aufgrund der elektrischen Ladung der stirnseitigen Platte geringfügig reduziert wurde.
Die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte wurden derart ausgerichtet und hermetisch verklebt, dass die Elektronenemissionsvorrichtungen und die entsprechenden RGB-Fluoreszierer relativ zueinander exakt ausgerichtet waren.
Die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte waren 3 mm voneinander beabstandet, und eine hohe Spannung Va von 8 kV wurde auf eine durchlaufende Art und Weise mit einer Rate von 30 μs pro Zeile, welche dieselbe ist wie die Fernsehrate, zur zeilensequenziellen Ansteuerung angelegt. Elektrische Entladungen wurden zwischen der rückseitigen Platte und der stirnseitigen Platte erzeugt und durch Beobachten externer Schaltungen und Erfassen heller Punkte auf dem fluoreszierenden Körper mittels einer CCD-Kamera erfasst. Während elektrische Entladungen mit einer Rate von bis zu 8 Entladungen pro Stunde in den anfänglichen Stufen beobachtet wurden, wurde keine signifikante Verschlechterung in der Luminanz der Pixel beobachtet. Demgegenüber zeigte ein Bilderzeugungsgerät, das für den Zweck eines Vergleichs hergestellt wurde und einen ITO-Film auf der stirnseitigen Platte umfasste, der nicht in Segmente unterteilt war, eine bemerkenswerte Verschlechterung der Pixel entlang der vertikalen und der horizontalen Leitungen im Hinblick auf die Helligkeit.
[Beispiel 10]
Die Mehrfachvorrichtung-Elektronenquelle der rückseitigen Platte dieses Beispiels war eine SCE-Elektronenquelle mit einer Matrixverdrahtungsanordnung, welche dazu ausgelegt war, in einer Einheit von 2556 Vorrichtung zeilensequenziell angesteuert zu werden. Die Anzahl von Elektronen emittierenden Punkten betrug 2556 × 480.
Andererseits zeigt 23 eine vergrößerte, teilweise Querschnittsansicht der stirnseitigen Platte.
Eine herausgezogene Leitung 2302 aus Ag wurde auf einem Glassubstrat 2301 der stirnseitigen Platte durch Drucken ausge bildet. Dann wurden isolierende schwarze Streifen 2305 mittels Siebdrucken erzeugt. Jeder der Streifen hatte eine Breite von 100 μm und eine Dicke von 10 μm. Die Streifen waren in einem Abstand von 282 μm (nicht gezeigt) angeordnet. Danach wurde ein Streifen aus RuO₂ (2302) als Körper mit hohem Widerstand durch Drucken erzeugt. Er zeigte eine Breite von 100 μm, eine Länge von 750 μm, und einen elektrischen Widerstand von 100 MΩ.
Dann wurden, um die Lücken zwischen den Schwarzen Streifen zu füllen, die R-, G- und B-Streifen mit einer Dicke von 15 μm durch Aufbringen jeweiliger Fluoreszierer P22, die normalerweise für Kathodenstrahlröhren verwendet werden, und Backen der Materialien erzeugt. Darauf folgend wurde (durch zunächst Produzieren einer Acrylharzschicht durch Tauchen und dann einer Al-Schicht mit einer Dicke von 1000 Angström durch Verdampfen und Backen) ein Metallrücken aus Al (2304) erzeugt. Schließlich wurde die beabsichtigte Farbstirnplatte durch Unterteilen des Al-Films in isolierte Segmente entlang der schwarzen Streifen unter Verwendung eines Laserstrahls und dann weiter unterteilen desselben in zwei Teile in einer Richtung senkrecht zu den Abtastleitungen wie in 24 gezeigt, welche die stirnseitige Platte auf die rückseitige Platte gelegte zeigt, hergestellt. Somit war der Metallrücken der stirnseitigen Platte, der als Beschleunigungselektrode arbeitet, in Streifen mit einer Breite, die jeder der Elektronenemissionsvorrichtungen entspricht, unterteilt.
Die gemeinsamen Leitungen v01, v02, ... und die isolierten Streifen aus Aluminium des Metallrückens 2304 wurden so angeordnet, dass sie sich rechteckförmig kreuzen, wie in 24 gezeigt ist.
Die Leitungen der Anzeigetafel wurden mittels Anschlüssen D × 1 bis D × m (m = 2556) und Dy1 bis Dyn (n = 480) mit der externen Schaltung verbunden.
Der Ausgang der Abtastschaltung 2306 ist mit den Anschlüssen Dy1 bis Dyn der rückseitigen Platte verbunden, um die gemeinsamen Leitungen v01, v02, ... auf eine durchlaufende Weise mit einer Rate von 30 μs, 60 Hz anzusteuern.
Die Abtastschaltung 2306 umfasste insgesamt n Umschalteinrichtungen im Inneren, von welchen jede dazu ausgelegt war, eine der beiden Ausgangsspannungen Vs und Vsn einer (nicht gezeigten) Gleichspannungsquelle zu wählen und sie elektrisch mit den Anschlüssen Dyl bis Dyn der Anzeigetafel zu verbinden. Jede der Umschalteinrichtungen war dazu ausgelegt, ihren Ausgang in Übereinstimmung mit einem von einem Zeitsteuersignal-Generatorschaltung 2607 übermittelten Steuersignal Tscan von dem Potenzial Vs auf Vsn oder umgekehrt umzuschalten.
Das Eingangsvideosignal läuft durch das Gerät wie nachstehend unter Bezugnahme auf 26 beschrieben.
Das Eingangssignal ist ein zusammengesetztes (Komposit-) Videosignal, welches dann durch einen Decodierer in ein Luminanzsignal und horizontale und vertikale Synchronsignale (HSYNC, VSYNC) für drei Primärfarben getrennt wird. Die Zeitsteuersignal-Generatorschaltung 2607 generiert verschiedene Zeitsteuersignale in Synchronität mit den HSYNC- und VSYNC-Signalen.
Die Bilddaten (Luminanzdaten) des Signals werden dann in ein Schieberegister eingeleitet. Das Schieberegister 2608 führt für jede Zeile eine seriell/parallel-Umwandlung auf den Videosignalen aus, die in einer Zeitreihenbasis in Übereinstimmung mit einem von der Steuerschaltung 2607 zugeführten Steuersignal (Schiebetakt) Tsft zugeführt werden. Ein Satz von Daten für eine Zeile, die einer seriell/parallel-Umwandlung unterzogen wurden (und einem Satz von Ansteuerdaten für n Elektronenemissionsvorrichtungen entsprechen) wird aus dem Schieberegister heraus als n parallele Signale Id1 bis Idn an eine Latch- bzw. Zwischenspeicherschaltung 2609 gesendet.
Die Zwischenspeicherschaltung 2609 ist in Wirklichkeit eine Speicherschaltung zum Speichern eines Satzes von Daten für eine Zeile, welches die Signals Id1 bis Idn sind, für eine erforderliche Zeitspanne in Übereinstimmung mit einem von der Steuerschaltung 203 kommenden Steuersignal Tmry. Die gespeicherten Daten werden als I'd1 bis I'dn ausgesendet und einer Impulsbreitenmodulationsschaltung 2601 zugeführt.
Die Impulsbreitenmodulationsschaltung 2601 ist in Wirklichkeit eine Signalquelle zum Generieren eines Spannungsimpulses mit einer gegebenen Wellenhöhe in Übereinstimmung mit dem Bilddaten I'd1 bis I'dn und moduliert die Länge des Spannungsimpulses in Übereinstimmung entsprechend zu den Eingangsdaten.
Die Impulsbreitenmodulationsschaltung 2601 gibt dann Ansteuerimpulse I''d1 bis I''dn mit einer Impulsbreite entsprechend der Intensität der Videosignale aus. Genauer ausgedrückt ist die Breite des Ausgangsspannungsimpulses um so größer, je höher der Luminanzpegel der Videodaten ist. Zum Beispiel kann sie einen Spannungsimpuls mit einer Wellenhöhe von 7,5 V und einer Dauer von 30 μs für die maximale Luminanz ausgeben. Die Ausgangssignale I''d1 bis I''dn werden dann an die Anschlüsse Dy1 bis Dyn der Anzeigetafel 101 angelegt.
Bei der mit dem Spannungsausgangsimpuls versorgten Anzeigetafel werden nur diejenigen Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen der durch die Abtastschaltung ausgewählten Zeile angesteuert, um Elektronen für eine Zeitspanne entsprechend der Impulsbreite der angelegten Spannung zu emittieren.
Wenn eine hohe Spannung Va von 5 kV zwischen die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte angelegt wird, werden emittierte Elektronen beschleunigt, um mit dem fluoreszierenden Körper zu kollidieren und den letztgenannten zu veranlassen, Licht zu emittieren. Dann wird ein Bild zweidimensional ange zeigt, wenn Zeilen, die durch die Abtastschaltung sequenziell ausgewählt werden, abgetastet werden.
Elektrische Entladungen wurden zwischen der rückseitigen Platte und der stirnseitigen Platte erzeugt und durch Beobachten externer Schaltungen und Erfassen heller Punkte auf dem fluoreszierenden Körper mittels einer CCD-Kamera erfasst. Während elektrische Entladungen mit einer Rate von bis zu 3 Entladungen pro Stunde in den anfänglichen Stufen beobachtet wurden, wurde keine signifikante Verschlechterung in der Luminanz der Pixel beobachtet. Demgegenüber zeigte ein Bilderzeugungsgerät, das für den Zweck eines Vergleichs hergestellt wurde und einen ITO-Film auf der stirnseitigen Platte umfasste, der nicht in Segmente unterteilt war, eine bemerkenswerte Verschlechterung der entlang der vertikalen und der horizontalen Leitungen angeordneten Pixel im Hinblick auf die Helligkeit.
Jedes der in Entsprechung zu einer segmentierten Beschleunigungselektrode angeordneten RGB-Pixel zeigte unabhängig von dem Lichtemissionsvorgang der verbleibenden Pixel einen konstanten Luminanzwert für ein gleiches Eingangssignal.
Wenn zum Beispiel ein Wert von 240 für R bestimmt war und die Intensität von emittiertem Licht von G und B geändert wurde, wurde festgestellt, dass R seine Luminanz nicht änderte.
[Beispiel 11]
(Korrektur von Abweichungen in der Leistung aufgrund der Verwendung einer Vielzahl von Anoden)
In diesem Beispiel wurde eine rückseitige Platte gleich der des Beispiels 1 verwendet.
Andererseits wurde der Abstand des Unterteilens des ITO-Films der stirnseitigen Platte auf einen Abstand von 230 × 5 μm modifiziert, und wurden die Segmente des ITO-Films an einem En de gebündelt und über jeweilige Widerstände von 100 MΩ (durch Strukturieren hergestellte NiO-Filme) mit einer Hochspannungsquelle verbunden.
Der Genauigkeit individueller Filme mit hohem Widerstand wurde keine spezielle Aufmerksamkeit geschenkt.
Die 100 MΩ-Widerstände zeigten Abweichungen bis zu etwa 5 %.
Dann wurde ein Fluoreszierer ZnS (Cu-dotiert) auf den segmentierten ITO-Film aufgebracht und gebacken, um eine stirnseitige Platte als Anode zum Anlegen einer hohen Spannung an die Kaltkathoden-Mehrfachvorrichtung-Elektronenquelle (rückseitige Platte) zu produzieren.
In diesem Beispiel wurden die Abweichungen in der Leistung der segmentierten Elektronenregionen korrigiert, um einen gewünschten Zustand bereitzustellen, durch Steuern der Bedingungen zum Ansteuern der zum Emittieren von Elektronen zu den jeweiligen Elektrodenregionen ausgelegten Elektronenemissionsvorrichtungen. Um es genauer auszudrücken, wurden die Abweichungen in der Leistung der segmentierten Elektroden minimiert. Solche Abweichungen in der Leistung können auf die Lichtemissionseigenschaften bzw. -kennlinien der individuellen Regionen widergespiegelt werden. Die Bedingungen zum Ansteuern der Elektronenemissionsvorrichtungen können durch Steuern der an die Elektronenemissionsvorrichtungen anzulegenden Spannung und der Wellenform des Signals zum Modulieren der Impulsbreite im Hinblick auf die Dauer des Anlegens der Spannung gesteuert werden.
In diesem Beispiel wurde ein ROM 2711 dazu angeordnet, die Intensität des Ansteuerstroms für jeweils 5 Zeilen der mit den Modulationsleitungen der rückseitigen Platte zu verwendenden Ansteuerschaltung auszuwählen. Nach der Herstellung der Anzeigetafel wurde diese dazu angesteuert, Licht über die gesamte Oberfläche zum emittieren, und mittels einer CCD-Kamera beobachtet, um Abweichungen in der Luminanz bis zu et wa 5 % wie in dem Fall der Widerstände zu finden. Die korrigierten Werte wurden dann in dem ROM gespeichert, und die Anzeigetafel wurde angesteuert, um erneut zu arbeiten. Dann konnten die Abweichungen in der Helligkeit zwischen den segmentierten Elektroden unter die Messtoleranz gedrückt werden.
Eine hohe Spannung Va von 5 kV wurde zwischen den herausgezogenen Abschnitt 103 von 27 und die mit 2 mm beabstandete rückseitige Platte auf eine durchlaufende Weise mit einer Rate von 30 μs pro Zeile, welches dieselbe ist wie die Fernsehrate, zur zeilensequenziellen Ansteuerung angelegt. Elektrische Entladungen wurden durch Beobachten externer Schaltungen und Erfassen heller Punkte auf dem fluoreszierenden Körper mittels einer CCD-Kamera erfasst. Während elektrische Entladungen mit einer Rate von bis zu 2 Entladungen pro Stunde beobachtet wurden, wurde keine signifikante Verschlechterung in der Luminanz der Pixel beobachtet.
[Beispiel 12]
In diesem Beispiel wurde eine rückseitige Platte gleich derjenigen des Beispiels 1 mit der Ausnahme, dass die Abtastleitungen und die Signalleitungen umgekehrt waren, verwendet.
Andererseits wurde die stirnseitige Platte dieses Beispiels durch Ausbilden isolierender schwarzer Streifen auf einem Glassubstrat mit einem Abstand von 230 × 3 μm (für 1000 Zeilen) durch Drucken hergestellt, und wurde dann ein strukturierter RuO₂-Film (Widerstand von 2,6 MΩ) wie in 1 gezeigt ausgeformt.
Dann wurden Fluoreszierer (P22) von RGB zyklisch zwischen die isolierten schwarzen Streifen aufgebracht und gebacken. Nach dem Erzeugen eines Al-Metallrückens wurde dieser nach jeweils zwei schwarzen Streifen mittels einem Laserstrahl ebenfalls in Streifen segmentiert, um eine Farbstirnplatte zu produzieren, die zum Anlegen einer hohen Anodenspannung an eine Kaltkathoden-Mehrfachvorrichtung-Elektronenquelle (rückseitige Platte) zu verwenden war. Somit waren die isolierten Segmente des Metallrückens auf der stirnseitigen Platte angeordnet, mit einer Breite entsprechend zu drei Elektronenemissionsvorrichtungen für 1 Pixeleinheit von RGB.
Die gemeinsamen Leitungen v011, v012, ... und die isolierten Streifen aus Aluminium des Metallrückens 2304 wurden so angeordnet, dass sie sich rechteckförmig überkreuzen.
28 zeigt eine vereinfachte ebene Ansicht bzw. Aufsicht der rückseitigen Platte.
Abstandshalter 2815 wurden entlang der Spaltenleitungen der rückseitigen Platte angeordnet, ohne irgendwelche der isolierten Segmente des Metallrückens auf der stirnseitigen Platte zu überbrücken, mit elektroleitendem Frittenglas (nicht gezeigt), das durch Mischen eines elektroleitenden Materials, wie beispielsweise einem elektroleitendem Füller oder Metall, hergestellt wurde, und zwischengelegt. Die notwendigen elektrischen Verbindungen wurden durch Backen des Frittenglases bei 400 bis 500°C in der Atmosphäre hergestellt, als die Vakuumhülle hermetisch verklebt wurde.
Zum zeilensequenziellen Ansteuern der Anzeigetafel in einer durchlaufenden Weise mit einer Rate von 30 μs pro Zeile, welche dieselbe ist wie die Fernsehrate, wurden nur die Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen, die mit den durch die Abtastschaltung ausgewählten Leitungen verbunden waren, dazu gebracht, Licht für eine Zeitspanne entsprechend der Impulsbreite der angelegten Spannung zu emittieren.
Eine hohe Spannung Va von 5 kV wurde zwischen die stirnseitige Platte und die rückseitige Platte angelegt, um emittierte Elektronen zu beschleunigen, die mit dem fluoreszierenden Körper kollidierten, um den letztgenannten zu veranlassen, Licht zu emittieren. Dann wird ein Bild zweidimensional angezeigt, wenn Leitungen, die durch die Abtastschaltung sequenziell ausgewählt werden, abgetastet werden.
Elektrische Entladungen wurden zwischen der rückseitigen Platte und der stirnseitigen Platte generiert und durch Beobachten externer Schaltungen und Erfassen heller Punkte auf dem fluoreszierenden Körper mittels einer CCD-Kamera erfasst. Während elektrische Entladungen mit einer Rate von bis zu 3 Entladungen pro Stunde in den anfänglichen Stufen beobachtet wurden, wurde keine signifikante Verschlechterung in der Luminanz der Pixel beobachtet.
Jedes der RGB-Pixel, die in Entsprechung zu einer segmentierten Beschleunigungselektrode angeordnet waren, zeigte einen konstanten Luminanzwert auf ein gleiches Eingangssignal, unabhängig von dem Lichtemissionsvorgang der verbleibenden Pixel.
Wenn zum Beispiel ein Wert von 240 für R bestimmt war und die Intensität von emittiertem Licht von G und B geändert wurde, wurde festgestellt, dass R seine Luminanz nicht änderte.
Andererseits wurde eine Anzeigetafel mit einem RuO₂-Film mit 5 MΩ für den hohen Widerstand der stirnseitigen Platte hergestellt und angesteuert, um eine verbesserte Leistung für elektrische Entladungen festzustellen, obwohl Abweichungen in der Luminanz visuell beobachtet wurden.
[Beispiel 13]
Das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels wie in 31 gezeigt hat einen grundlegenden Aufbau gleich demjenigen der 29 und 30. Es wird angemerkt, dass die Komponenten in 31, die dieselben sind wie diejenigen in den 29 und 30, jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die 32A bis 32E stellen den Prozess des Herstellens der Elektronenquelle des Bilderzeugungsgeräts dieses Beispiels dar, und dir 33A und 33B stellen den Prozess des Herstellens der Abstandshalter dar, wohingegen 34 den Aufbau der stirnseitigen Platte zeigt.
Nun werden der grundlegende Aufbau und die Schritte des Herstellens des Bilderzeugungsgeräts unter Bezugnahme auf die 32A bis 32E, 33A und 33B und 34 beschrieben. Es wird angemerkt, dass die 32A bis 32E vergrößerte, vereinfachte teilweise Ansichten sind, die ein paar Elektronenemissionsvorrichtungen und die benachbarten Bereiche zeigen, obwohl das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels eine große Anzahl von Oberflächenleitungs-Elektronenemissionsvorrichtungen umfasst, die so angeordnet sind, dass sie eine einfache Matrix bilden.
Schritt-a (32A)
Für jede Elektronenemissionsvorrichtung wurde ein Paar von Vorrichtungselektroden 6a, 6b auf einem Natronkalkglassubstrat durch Offsetdrucken erzeugt. In diesem Schritt wurde eine Pt als Metallingredienz enthaltende MOD-Dickfilmpaste verwendet. Nach dem Druckvorgang wurde das Substrat bei 70°C 10 Minuten lang getrocknet und bei einer Spitzentemperatur von 550°C gebacken, welches 8 Minuten lang andauerte. Nach dem Druck- und Backvorgang wurde festgestellt, dass die Filmdicke bis zu 0,3 μm betrug.
Schritt-b (32B)
Dann wurde eine Elektrodenverdrahtungsschicht (Signalseite) 7a durch Dickfilm-Siebdrucken erzeugt. Die von Noritake Co., Ltd. Erhältliche, Ag enthaltende Dickfilmpaste NP-4035CA wurde verwendet. Die Paste wurde dann gebacken, wobei eine Spitzentemperatur von 400°C etwa 13 Minuten lang gehalten wurde, um einen 0,7 μm dicken Film nach dem Druck- und Backvorgang zu produzieren.
Schritt-c (32C)
Eine Zwischenschicht-Isolationsschicht 14 wurde durch Dickfilm-Siebdrucken vorbereitet, unter Verwendung einer Paste, die PbO als Hauptingredienz und ein damit vermischtes Glas bindemittel enthielt. Die Paste wurde dann gebacken, wobei eine Spitzentemperatur von 480°C etwa 13 Minuten lang gehalten wurde, um einen 36 μm dicken Film nach dem Druck- und Backvorgang zu produzieren. Es wird angemerkt, dass die Isolationsschicht durch dreimaliges Drucken und Backen ausgeformt wurde, um die Isolation zwischen den oberen und unteren Schichten sicherzustellen. Es wird angemerkt, dass ein aus einer Dickfilmpaste erzeugter Film vorwiegend porös ist und die Poren durch Wiederholen des Druck- und Backvorgangs zum Füllen der Poren gefüllt werden, um den Film hoch isolierend zu machen.
Schritt-d (32D)
Eine Elektrodenverdrahtungsschicht (Abtastseite) 7b wurde durch Dickfilm-Siebdrucken erzeugt. Die von Noritake Co., Ltd. Erhältliche, Ag enthaltende Dickfilmpaste NP-4035CA wurde verwendet. Die Paste wurde dann gebacken, wobei eine Spitzentemperatur von 400°C etwa 13 Minuten lang gehalten wurde, um einen 11 μm dicken Film nach dem Druck- und Backvorgang zu produzieren. Eine Matrixverdrahtungsanordnung wurde durch diesen Schritt vervollständigt.
Schritt-e (32E)
Eine Maske mit einer Öffnung, die die Vorrichtungselektroden 6a und 6b überbrückte, wurde in diesem Schritt für den elektroleitenden dünnen Film 31 der Elektronenemissionsvorrichtung verwendet. Ein Cr-Film wurde durch Vakuumverdampfung mit einer Filmdicke von 100 nm abgeschieden und unter Verwendung der Maske strukturiert. Dann wurde darauf organisches Pd (ccp 4230: Handelsname – erhältlich von Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) mittels einer rotierenden Schleuder aufgebracht und bei 300°C 10 Minuten lang gebacken. Als Ergebnis wurde ein elektroleitender dünner Film 31 produziert, der Pd in der Form von feinen Partikeln als Hauptingredienz enthielt und eine Filmdicke von 10 nm sowie einen Oberflächenwiderstand von 5 × 10⁴ Ω/☐ aufwies.
Der Cr-Film und der gebackene elektroleitende dünne Film 31 wurden mit einem sauren Ätzmittel geätzt, um eine Struktur mit einem beabsichtigten Profil zu produzieren.
Schritt-f
Dann wurden Abstandshalter vorbereitet.
Für jeden der Abstandshalter wurde zunächst ein Substrat aus Natriumkalkglas (Höhe: 3,8 mm, Dicke: 200 μm, Länge: 20 mm) bereitgestellt. Das Substrat wurde dann einem Prozess des Ausbildens eines Siliziumnitridfilms als Na-Sperrschicht mit einer Dicke von 0,5 μm und eines Films eines Nitrids von Cr und einer Al-Legierung darauf unterzogen. Der Film eines Nitrids von Cr und der Al-Legierung dieses Beispiels wurde durch simultanes Sputtern von Cr- und Al-Targets in einer Atmosphäre eines Gemischs von Argon und Stickstoff mittels einem Sputtersystem erzeugt. Die Zusammensetzung des produzierten Films wurde durch Steuern der den jeweiligen Targets zugeführten Leistung reguliert, um den Film mit einem optimalen Widerstandsniveau zu versehen. Das Substrat wurde bei Raumtemperatur mit einem Masse- bzw. Erdungsanschluss verbunden. Der produzierte Film aus einem Nitrid von Cr und einer Al-Legierung zeigte eine Filmdicke von 200 nm und einen spezifischen Widerstand von 2,4 × 10⁵ Ωcm (Oberflächenwiderstand von 1,2 × 10¹⁰ Ω). Der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Filmmaterials betrug –0,5%, und es wurde kein thermisches Durchbrennen bei Va = 5 kV beobachtet.
Eine Kontaktelektrode 12 aus Al wurde dann auf dem Substrat unter Verwendung einer Maske ausgebildet, um die Verbindung zwischen den X-gerichteten Leitungen und der unterteilten Anode auf der stirnseitigen Platte sicherzustellen.
Die gürtelartige Kontaktelektrode, die sich auf der Seite der rückseitigen Platte befand, um die entsprechenden X-gerichteten Leitungen zu kontaktieren, hatte eine Höhe von H* = 50 μm, wohingegen die streifenförmige Kontaktelektrode, die sich auf der Seite der stirnseitigen Platte befand, um die unterteilte Anode zu kontaktieren, eine Höhe von H = 50 μm und eine Breite von Lc = 40 μm hatte. Die Streifen waren in einem Abstand von Pc = 145 μm ((= Px/2) = (Pa/2)) angeordnet. Die Segmente der unterteilten Anode, oder der transparenten Elektrode, hatten eine Breite La = 240 μm und waren in einem Abstand von Pa = 290 μm angeordnet. Somit war die streifenförmige Kontaktelektrode stärker dazu angepasst, die Anforderung des Nichtkurzschließens einer Vielzahl von Leitungen der segmentierten Anode und die Anforderung des Nichterzeugens eines ungleichmäßigen elektrischen Felds, das Anlass zu unzulässigen Abweichungen der Luminanz zwischen den Vorrichtung geben kann, zu erfüllen.
Schritt-g
Dann wurde eine elektroleitende Fritte auf die Elektrodenleitung 7b aufgebracht und provisorisch gebacken. Die elektroleitende Fritte wurde durch Rühren und Mischen eines pulverigen Gemischs aus einem elektroleitenden Füllermaterial und Frittenglas mit einer Lösung aus Terpineol/Erubasit hergestellt und mittels einem Spender aufgebracht. Der Spender war mit einer Düse mit einer Öffnung von 175 μm versehen und wurde bei Raumtemperatur mit einem Ausstoßdruck von 2,0 kgf/cm² und einem Düsen-Leitung-Spalt von 150 μm verwendet, um eine Breite von bis zu 150 μm für die aufgebrachte Fritte zu produzieren, obwohl die Bedingungen, unter welchen eine solche Fritte mittels einem Spender aufgebracht wird, in Abhängigkeit von ihrer Viskosität variieren können.
Provisorisches Backen wie hierin verwendet bezieht sich auf einen Prozess des Verdampfens, Verteilens bzw. Auflösens und Brennens des ein organisches Lösungsmittel und ein Harzbindemittel enthaltenden Bindemittels bzw. Trägers. Bei dem provisorischen Backen wird Frittenglas in der Atmosphäre oder in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur niedriger als die Weichwerdetemperatur des Frittenglases gebacken.
Schritt-h
Die Abstandshalter wurden durch Backen des Frittenglases bei 410°C für die Dauer von 10 Minuten in der Atmosphäre oder in einer Stickstoffatmosphäre mit der rückseitigen Platte verbunden, wobei sie mittels einer Profilierungs-Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) ausgerichtet wurden.
Schritt-i
Dann wurden die vorbereiteten Abstandshalter 3 und die rückseitige Platte 1 mit einem äußeren Rahmen 13 kombiniert. Es wird angemerkt, dass Frittenglas im voraus auf die Verbindungsstellen der rückseitigen Platte 1 und des äußeren Rahmens 13 aufgebracht wurde. Die stirnseitige Platte 2 (vorbereitet durch Ausbilden eines fluoreszierenden Films 10 und eines Metallrückens auf der inneren Oberfläche eines Glassubstrats 8) wurde mittels dem äußeren Rahmen 13 in Position gesetzt. Frittenglas wurde ebenfalls im voraus auf die Verbindungsstellen der stirnseitigen Platte 2 und des äußeren Rahmens 13 aufgebracht. Die kombinierten Teile rückseitige Platte 1, äußerer Rahmen 13 und stirnseitige Platte 2 wurden in der Atmosphäre 10 Minuten lang bei 100°C, dann 1 Stunde lang bei 300°C und schließlich 10 Minuten lang bei 400°C erwärmt, um sie hermetisch zu verkleben.
Bezug nehmend auf 34 wurden Segmente der unterteilten Anode auf der stirnseitigen Platte angeordnet und über einen aus Rutheniumoxid (RuO₂) oder Borsilikatglas hergestellten Strom begrenzenden Widerstand von 100 MΩ gemeinsam miteinander verbunden, und wurde ein (nicht gezeigter) fluoreszierender Film darauf angeordnet. Die Segmente der unterteilten Anode, jedes mit einer Breite von La = 240 μm, wurden durch Strukturieren ausgebildet und in einem Abstand von Pa = 290 μm angeordnet.
Während der fluoreszierende Film aus einem fluoreszierenden Material hergestellt werden kann, falls er zum Anzeigen von Schwarzweiß-Bildern verwendet wird, wurden in diesem Beispiel Streifen von Fluoreszierern verwendet. Genauer ausgedrückt wurden schwarze Streifen so angeordnet, dass sie die Segmente der Anode nicht kurzschließen, und wurden die Lücken mit den Fluoreszierern der drei Primärfarben gefüllt. Die schwarzen Streifen wurden aus einem Graphit als Hauptingredienz enthaltenden Material hergestellt. Eine Suspensionstechnik wurde zum Aufbringen der Fluoreszierer auf das Glassubstrat 8 verwendet.
Dann wurde ein Metallrücken auf der Oberfläche des fluoreszierenden Films durch zunächst Glätten der inneren Oberfläche des vorbereiteten fluoreszierenden Films (ein Prozess, der auch als "Filming" bezeichnet wird) und Ausbilden einer Al-Schicht durch Vakuumverdampfung darauf erzeugt. Der flache und ebene Film des Metallrückens wurde dann entlang den schwarzen Streifen, die zwischen den Segmenten der Anode ausgebildet waren, durch Bestrahlen mit einem Nb/YAG-Laser (532 nm) geschnitten, um zu verhindern, dass irgendwelches elektrische Kurzschließen stattfindet. Sich angrenzend befindende Segmente des Metallrückens wurden genau wie die streifenförmige transparente Elektrode durch eine Lücke von 50 μm getrennt.
Bei dem Verkleben bzw. Bonden der vorstehenden Komponenten wurden diese vorsichtig ausgerichtet, um die Fluoreszierer der Primärfarben exakt relativ zu den entsprechenden Elektronenemissionsvorrichtungen zu positionieren.
Das Innere der vervollständigten Glashülle wurde dann mittels einem (nicht gezeigten) Absaugrohr unter Verwendung einer Vakuumpumpe evakuiert, und es wurde, wenn ein ausreichender Grad an Vakuum erhalten war, eine gegebene Spannung an die Elektroden 6a, 6b der Elektronenemissionsvorrichtungen 5 über die externen Anschlüsse Dox1 bis Doxm und Doy1 bis Doyn angelegt, um die elektroleitenden dünnen Filme 31 der Vorrichtungen einem Formgebungsvorgang zu unterziehen und jeweilige Elektronen emittierende Regionen 32 zu produzieren. Dann wurde mittels einem langsamen Leckventil Toluen über das Absaugrohr der Tafel in die Anzeigetafel eingeleitet, um alle Elektronenemissionsvorrichtungen 5 für einen Aktivierungsprozess unter eine Atmosphäre von weniger als 1,0 × 10⁵ Torr zu bringen.
Danach wurde das Innere auf ein Druckniveau von etwa 1,0 × 10⁶ Torr evakuiert, und wurde das Absaugrohr (nicht gezeigt) geschmolzen und mittels einem Gasbrenner verschlossen, um die Hülle hermetisch zu versiegeln.
Abschließend wurde ein Gettervorgang mit Hochfrequenzheizen durchgeführt, um den Grad an Vakuum innerhalb der Hülle aufrecht zu erhalten, nachdem sie versiegelt war.
Das fertig gestellte Bilderzeugungsgerät wurde dann durch Anlegen von Abtastsignalen und Modulationssignalen aus einer (nicht gezeigten) Signalerzeugungseinrichtung über die externen Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn an die Elektronenemissionsvorrichtungen für den Betrieb angesteuert, um diese dazu zu bringen, Elektronen zu emittieren, welche sodann durch Anlegen der hohen Spannung Va über den Hochspannungsanschluss Hv an die transparente Elektrode beschleunigt wurden und schließlich mit dem fluoreszierenden Film 10 kollidierten, um den letztgenannten angeregt werden und Licht zum Anzeigen von Bildern emittieren zu lassen.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels wurde durch die hohe Spannung Va = 5,5 kV angesteuert, um klare Bilder ohne Abweichungen in der Luminanz anzuzeigen. Darüber hinaus zeigten die Pixel des Bilderzeugungsgeräts auch dann keinerlei Verschlechterung im Hinblick auf die Luminanz, wenn eine elektrische Entladung zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte auftrat, so dass das Gerät eine lange Lebensdauer genießen konnte.
[Beispiel 14]
Den Schritten des Beispiels 13 wurden in dem Beispiel mit Ausnahme von Schritt-f gefolgt.
Schritt-f
Abstandshalter wurden auf eine Art und Weise wie nachstehend beschrieben vorbereitet.
Für jeden der Abstandshalter wurde zunächst ein Substrat aus Natriumkalkglas (Höhe: 3,8 mm, Dicke: 200 μm, Länge: 20 mm) bereitgestellt. Das Substrat wurde dann einem Prozess des Ausbildens eines Siliziumnitridfilms als Na-Sperrschicht mit einer Dicke von 0,5 μm und eines Films eines Nitrids von Cr und einer Al-Legierung darauf unterzogen. Der Film eines Nitrids von Cr und der Al-Legierung dieses Beispiels wurde durch simultanes Sputtern von Cr- und Al-Targets in einer Atmosphäre eines Gemischs von Argon und Stickstoff mittels einem Sputtersystem erzeugt. Die Zusammensetzung des produzierten Films wurde durch Steuern der den jeweiligen Targets zugeführten Leistung reguliert, um den Film mit einem optimalen Widerstandsniveau zu versehen. Das Substrat wurde bei Raumtemperatur mit einem Masse- bzw. Erdungsanschluss verbunden. Der produzierte Film aus einem Nitrid von Cr und einer Al-Legierung zeigte eine Filmdicke von 200 nm und einen spezifischen Widerstand von 2,4 × 10⁵ Ωcm (Oberflächenwiderstand von 1,2 × 10¹⁰ Ω). Der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Filmmaterials betrug –0,5 %, und es wurde kein thermisches Durchbrennen bei Va = 5 kV beobachtet.
Eine Kontaktelektrode 12 aus Al wurde dann auf dem Substrat unter Verwendung einer Maske ausgebildet, um die Verbindung zwischen den X-gerichteten Leitungen und der unterteilten Anode auf der stirnseitigen Platte sicherzustellen.
Die gürtelartige Kontaktelektrode, die sich auf der Seite der rückseitigen Platte befand, um die entsprechenden X-gerichte ten Leitungen zu kontaktieren, hatte eine Höhe von H* = 50 μm, wohingegen die inselförmige Kontaktelektrode, die sich auf der Seite der stirnseitigen Platte befand, um die unterteilte Anode zu kontaktieren, eine Höhe von H = 50 μm und eine Breite von Lc = 40 μm hatte. Die Inseln waren in einem Abstand von Pc = 290 μm (= Px = (Pa/5)) angeordnet. Die Segmente der unterteilten Anode, oder der transparenten Elektrode, hatten eine Breite La = 1400 μm und waren in einem Abstand von Pa = 1450 μm angeordnet. Somit war die inselförmige Kontaktelektrode stärker dazu angepasst, die Anforderung des Nichtkurzschließens einer Vielzahl von Leitungen der segmentierten Anode und die Anforderung des Nichterzeugens eines ungleichmäßigen elektrischen Felds, das Anlass zu unzulässigen Abweichungen der Luminanz zwischen den Vorrichtung geben kann, zu erfüllen.
Während der fluoreszierende Film aus einem fluoreszierenden Material hergestellt werden kann, falls er zum Anzeigen von Schwarzweiß-Bildern verwendet wird, wurden in diesem Beispiel Streifen von Fluoreszierern verwendet. Genauer ausgedrückt wurden verletzende schwarze Streifen, jeder mit einer Breite von 50 μm, in einem Abstand von 1450 μm so angeordnet, dass sie die Segmente der Anode nicht kurzschließen, und wurden die Lücken mit den Fluoreszierern der drei Primärfarben gefüllt. Die schwarzen Streifen wurden aus einem Graphit als Hauptingredienz enthaltenden Material hergestellt. Eine Suspensionstechnik wurde zum Aufbringen der Fluoreszierer auf das Glassubstrat 8 verwendet.
Ein aus Rutheniumoxid (RuO₂) oder Borsilikatglas hergestellter, Strom begrenzender Widerstand von 20 MΩ und ein Metallrücken wurden darauf ausgeformt. Genauer ausgedrückt wurde der Metallrücken auf der inneren Oberfläche des fluoreszierenden Films durch zunächst Glätten der inneren Oberfläche des vorbereiteten fluoreszierenden Films (ein Prozess, der auch als "Filming" bezeichnet wird) und Ausbilden einer Al-Schicht durch Vakuumverdampfung darauf erzeugt. Der flache und ebene Film des Metallrückens wurde dann entlang den schwarzen Streifen, die zwischen den Segmenten der Anode ausgebildet waren, durch Bestrahlen mit einem Nb/YAG-Laser (532 nm) geschnitten, um zu verhindern, dass irgendwelches elektrische Kurzschließen stattfindet. Sich angrenzend befindende Segmente des Metallrückens wurden durch eine Lücke von 50 μm getrennt. Somit wurde eine unterteilte Anode nur aus Streifen des Metallrückens, von denen jeder eine Breite von 1450 μm hat, in einem Abstand von 1450 μm ausgeformt, welche gemeinsam über einen Strom begrenzenden Widerstand von 20 MΩ herausgezogen wurden, um eine stirnseitige Platte bereitzustellen.
Das Innere der vervollständigten Glashülle wurde dann mittels einem (nicht gezeigten) Absaugrohr unter Verwendung einer Vakuumpumpe evakuiert, und es wurden, wenn ein ausreichender Grad an Vakuum erhalten war, die Elektronenemissionsvorrichtungen einem Formgebungsvorgang und einer Aktivierung unterzogen.
Schließlich wurde das Innere erneut evakuiert, und wurde die Hülle hermetisch versiegelt, bevor ein Gettervorgang durchgeführt wurde.
Das fertig gestellte Bilderzeugungsgerät wurde dann durch Anlegen von Abtastsignalen und Modulationssignalen aus einer (nicht gezeigten) Signalerzeugungseinrichtung über die externen Anschlüsse Dx1 bis Dxm und Dy1 bis Dyn an die Elektronenemissionsvorrichtungen für den Betrieb angesteuert, um diese dazu zu bringen, Elektronen zu emittieren, welche sodann durch Anlegen der hohen Spannung Va über den Hochspannungsanschluss Hv an die transparente Elektrode beschleunigt wurden und schließlich mit dem fluoreszierenden Film 10 kollidierten, um den letztgenannten angeregt werden und Licht zum Anzeigen von Bildern emittieren zu lassen.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels wurde durch die hohe Spannung Va = 5,5 kV angesteuert, um klare Bilder ohne Abwei chungen in der Luminanz anzuzeigen. Darüber hinaus zeigten die Pixel des Bilderzeugungsgeräts auch dann keinerlei Verschlechterung im Hinblick auf die Luminanz, wenn eine elektrische Entladung zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte auftrat, so dass das Gerät eine lange Lebensdauer haben konnte.
[Vergleichsbeispiel 1 mit Bezug zu Beispiel 13]
In diesem Beispiel wurde den Schritten von Beispiel 13 mit Ausnahme der Schritte f, g und h gefolgt.
Schritt-f
Für jeden der Abstandshalter wurde zunächst ein Substrat aus Natriumkalkglas (Höhe: 3,8 mm, Dicke: 200 μm, Länge: 20 mm) bereitgestellt. Dann wurde ein Film eines Nitrids von Cr und einer Al-Legierung durch Sputtern von Cr und Al mittels einem Sputtersystem erzeugt. Der Film wurde durch simultanes Sputtern von Cr und Al-Targets in einer Atmosphäre aus einem Gemisch von Argon und Stickstoff erzeugt. Die Zusammensetzung des produzierten Films wurde durch Steuern der den jeweiligen Targets zugeführten Leistung reguliert, um den Film mit einem optimalen Widerstandsniveau zu versehen. Das Substrat wurde bei Raumtemperatur mit einem Masse- bzw. Erdungsanschluss verbunden. Der produzierte Film aus einem Nitrid von Cr und einer Al-Legierung zeigte eine Filmdicke von 200 nm und einen spezifischen Widerstand von 2,4 × 10⁵ Ωcm (Oberflächenwiderstand von 1,2 × 10¹⁰ Ω)
Eine Kontaktelektrode 12 aus Al wurde dann auf dem Substrat unter Verwendung einer Maske ausgebildet, um die Verbindung zwischen den X-gerichteten Leitungen und der unterteilten Anode auf der stirnseitigen Platte sicherzustellen.
Die gürtelartige Kontaktelektrode, die sich auf der Seite der rückseitigen Platte befand, um die entsprechenden X-gerichteten Leitungen zu kontaktieren, hatte eine Höhe von H* = 50 μm, wohingegen die streifenförmige Kontaktelektrode, die sich auf der Seite der stirnseitigen Platte befand, um die unterteilte Anode zu kontaktieren, eine Höhe von H = 200 μm hatte. Die Segmente der unterteilten Anode hatten eine Breite La = 240 μm und waren in einem Abstand von Pa = 290 μm angeordnet, wie in Beispiel 13.
Schritt-g
Dann wurde eine elektroleitende Fritte auf die Elektrodenleitung 7b aufgebracht und provisorisch gebacken. Die elektroleitende Fritte wurde durch Rühren und Mischen eines pulverigen Gemischs aus einem elektroleitenden Füllermaterial und Frittenglas mit einer Lösung aus Terpineol/Erubasit hergestellt und mittels einem Spender aufgebracht. Der Spender war mit einer Düse mit einer Öffnung von 175 μm versehen und wurde bei Raumtemperatur mit einem Ausstoßdruck von 2,0 kgf/cm² und einem Düsen-Leitung-Spalt von 150 μm verwendet, um eine Breite von bis zu 150 μm für die aufgebrachte Fritte zu produzieren, obwohl die Bedingungen, unter welchen eine solche Fritte mittels einem Spender aufgebracht wird, in Abhängigkeit von ihrer Viskosität variieren können.
Provisorisches Backen wie hierin verwendet bezieht sich auf einen Prozess des Verdampfens, Verteilens bzw. Auflösens und Brennens des ein organisches Lösungsmittel und ein Harzbindemittel enthaltenden Bindemittels bzw. Trägers. Bei dem provisorischen Backen wird Frittenglas in der Atmosphäre oder in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur niedriger als die Weichwerdetemperatur des Frittenglases gebacken.
Schritt-h
Die Abstandshalter wurden durch Backen des Frittenglases bei 410°C für die Dauer von 10 Minuten in der Atmosphäre oder in einer Stickstoffatmosphäre mit der rückseitigen Platte verbunden, wobei sie mittels einer Profilierungs-Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) ausgerichtet wurden.
Im Ergebnis wurde eine Vielzahl der Leitungen der unterteilten Anode durch die gürtelartigen Kontaktelektroden auf der Seite der stirnseitigen Platte kurzgeschlossen. Um exakter zu sein wurden insgesamt 69 Leitungen der unterteilten Anode kurzgeschlossen. Aus dem Blickwinkel des Oberflächenbereichs der Anode stieg verglichen mit Beispiel 12 die akkumulierte elektrische Ladung auf etwa das 100-fache der des Beispiels 12 an.
Dann wurden die vorbereiteten Abstandshalter 3 und die rückseitige Platte 1 mit einem äußeren Rahmen 13 kombiniert. Es wird angemerkt, dass Frittenglas im voraus auf die Verbindungsstellen der rückseitigen Platte 1 und des äußeren Rahmens 13 aufgebracht wurde. Die stirnseitige Platte 2 (vorbereitet durch Ausbilden eines fluoreszierenden Films 10 und eines Metallrückens auf der inneren Oberfläche eines Glassubstrats 8) wurde mittels dem äußeren Rahmen 13 in Position gesetzt. Frittenglas wurde ebenfalls im voraus auf die Verbindungsstellen der stirnseitigen Platte 2 und des äußeren Rahmens 13 aufgebracht. Die kombinierten Teile rückseitige Platte 1, äußerer Rahmen 13 und stirnseitige Platte 2 wurden in der Atmosphäre 10 Minuten lang bei 100°C, dann 1 Stunde lang bei 300°C und schließlich 10 Minuten lang bei 400°C erwärmt, um sie hermetisch zu verkleben.
Dann wurde das Innere der vervollständigten Glashülle wurde über ein (nicht gezeigtes) Absaugrohr der Hülle mittels einer Vakuumpumpe evakuiert, und es wurden, wenn ein ausreichender Grad an Vakuum im Inneren erhalten war, das Gerät einem Formgebungsvorgang und einem Aktivierungsprozess wie in Beispiel 13 unterzogen. Schließlich wurde das Innere der Hülle erneut evakuiert, und wurde die Hülle hermetisch versiegelt, bevor ein Gettervorgang durchgeführt wurde.
Das fertig gestellte Bilderzeugungsgerät wurde dann für einen Betrieb angesteuert, veranlassend, dass emittierte Elektronen mit dem fluoreszierenden Film kollidieren und diesen anregen, Licht zu emittieren und Bilder anzuzeigen.
Zerstörte Vorrichtungen wurden aufgrund elektrischer Entladungen aufgefunden, wenn die an das Bilderzeugungsgerät dieses Vergleichsbeispiels angelegte hohe Spannung Va auf 5,2 kV angehoben wurde. Daher wurde Va auf 4,0 kV gesenkt, um das angezeigte Bild zu beurteilen, welches als nur wenig hell und farbig empfunden wurde. Das Bild wurde innerhalb einiger weniger Minuten gestört, und es konnten keine stabilen Bilder angezeigt werden.
Somit wurden zerstörte Vorrichtungen in dem Bilderzeugungsgerät des Vergleichsbeispiels aufgrund elektrischer Entladungen zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte beobachtet. Daher war es in Übereinstimmung mit den Herstellungsschritten dieses Vergleichsbeispiels nicht möglich, ein Bilderzeugungsgerät herzustellen, das helle Bilder anzeigen und eine lange Lebensdauer haben kann.
[Beispiel 15]
In diesem Beispiel wurde ein Bilderzeugungsgerät mit nach dem Spindt-Prinzip arbeitenden Feldemissions (FE)-Elektronenemissionsvorrichtungen hergestellt.
Die in diesem Beispiel verwendeten Spindt-FE-Elektronenemissionsvorrichtungen waren dieselben wie diejenigen, die in Beispiel 6 verwendet wurden.
Insgesamt bis zu 2000 Elektronenemissionsvorrichtungen wurden für ein Pixel verwendet, und eine kathodenseitige Elektronenemissionsquelle mit 1000 × 500 Vorrichtungen wurde für die rückseitige Platte vorbereitet.
Die stirnseitige Platte und die Abstandshalter dieses Beispiels waren dieselben wie diejenigen des Beispiels 12.
Eine Spannung von Va = 600 V wurde zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte angelegt, und notwendige Pixel wurden selektiv über Kathodenleitungen und Gateelektro den der rückseitigen Platte angesteuert, um eine flache Anzeige zu realisieren.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiel arbeitete stabil, um ungestörte, helle und klare Bilder anzuzeigen, wenn eine hohe Spannung von Va = 600 V angelegt wurde. Die Elemente, insbesondere die Gateelektrode und das vordere Ende der Mo-Kathode, wurden nicht durch elektrische Entladungen zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte zerstört, so dass das Bilderzeugungsgerät eine lange Lebensdauer haben konnte.
[Vergleichsbeispiel 2]
Das Bilderzeugungsgerät dieses Vergleichsbeispiels entspricht dem von Beispiel 15 mit nach dem Spindt-Prinzip arbeitenden Feldemissions (FE)-Elektronenemissionsvorrichtungen.
Die Abstandshalter dieses Vergleichsbeispiels waren dieselben wie diejenigen des Vergleichsbeispiels 1.
Bei dem Bilderzeugungsgerät dieses Vergleichsbeispiels wurden manche der Elemente zerstört, und die Gateelektrode und das vordere Ende der Mo-Kathode zeigten bemerkenswerte Zerstörung aufgrund von elektrischen Entladungen zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte. Um exakter zu sein, verloren insgesamt 20 Pixel aufgrund von elektrischen Entladungen mehr als 50 % an Luminanz, und es war in Übereinstimmung mit den Herstellungsschritten dieses Vergleichsbeispiels nicht möglich, ein Bilderzeugungsgerät herzustellen, das helle Bilder anzeigen und eine lange Lebensdauer haben konnte.
Demgegenüber arbeitete das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels stabil, um ungestörte, helle und klare Bilder anzuzeigen, wenn eine hohe Spannung von Va = 600 V angelegt wurde. Die Elemente, insbesondere die Gateelektrode und das vordere Ende der Mo-Kathode, wurden nicht durch elektrische Entladungen zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte zerstört, so dass das Bilderzeugungsgerät eine lange Lebensdauer haben konnte.
[Beispiel 16]
Die Abstandshalter in diesem Beispiel waren dieselben wie diejenigen in dem vorstehenden Vergleichsbeispiel.
Schritt-g
Elektroleitende Fritte und nicht elektroleitende Fritte wurden (auf eine Art und Weise wie nachstehend beschrieben) auf den Leitungen der unterteilten Elektrode der stirnseitigen Platte kombiniert und provisorisch gebacken.
36 zeigt, wie elektroleitende Fritte und nicht elektroleitende Fritte in diesem Beispiel kombiniert wurden. 36 ist eine vergrößerte, vereinfachte seitliche Ansicht der in diesem Beispiel verwendeten Abstandshalter und zeigt die Verbindungsstelle mit der stirnseitigen Platte nach dem provisorischen Backen.
Bezug nehmend auf 36 wurden Kontaktelektroden 3602 auf den gegenüber liegenden Seiten des Abstandshalters 3601 ausgebildet. Der Abstandshalter 3601 wurde durch ein Stück elektroleitende Fritte elektrisch mit einem Streifen des Metallrückens 3605 verbunden und durch nicht elektroleitende Fritte elektrisch von den anderen in Bezug stehenden Streifen des Metallrückens isoliert. Da der Abstandshalter auf der Seite der stirnseitigen Platte in gutem Kontakt mit der Kontaktelektrode gehalten wurde, zeigte er eine ausreichende Anti-Aufladewirkung. Die Streifen des unterteilten Metallrückens wurden elektrisch voneinander isoliert, so dass ihre jeweiligen Kapazitäten durch die Abstandshalter nicht verändert wurden. Es wird angemerkt, dass die Fluoreszierer und die schwarzen Streifen in 36 aus Gründen der Einfachheit weggelassen sind.
Schritt-h
Die Abstandshalter und die stirnseitige Platte wurden durch Backen derselben in der Atmosphäre oder in einer Stickstoffatmosphäre bei 410°C für die Dauer von 10 Minuten verklebt, während sie mittels einer Profilierungs-Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) ausgerichtet wurden.
Dann wurde die hergestellte Hülle wie in Schritt-i des Beispiels 13 hermetisch versiegelt.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels arbeitete stabil, um ungestörte, helle und klare Bilder anzuzeigen, wenn eine hohe Spannung von 8 kV angelegt wurde. Die Pixel wurden nicht durch elektrische Entladungen zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte verschlechtert, so dass das Bilderzeugungsgerät eine lange Lebensdauer haben konnte.
[Beispiel 17]
In diesem Beispiel wurde ein Anzeigegerät umfassend Feldemissions-Elektronenemissionsvorrichtungen wie in Beispiel 6 und mit einem (diagonal) 14 Zoll langen Anzeigeschirm (in dem Fluoresziere angeordnet waren) hergestellt. Das Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1, 25, 37 und 38 beschrieben.
Abstandshalter wurden zwischen der stirnseitigen Platte, die darauf Fluoreszierer trug, und der rückseitigen Platte, die darauf eine Matrix von Spindt'schen Feldemissions-Elektronenemissionsvorrichtungen trug, angeordnet, um das Bilderzeugungsgerät dem Luftdruck widerstehen zu lassen.
Die stirnseitige Platte des Bilderzeugungsgeräts zeigte eine ebene Ansicht wie in 1 dargestellt.
25 zeigt eine vereinfachte, perspektivische Explosionsansicht der stirnseitigen Platte des Bilderzeugungsgeräts dieses Beispiels.
37 ist eine vereinfachte, teilweise Querschnittsansicht des Bilderzeugungsgeräts dieses Beispiels parallel zu den Kathodenleitungen (2512).
38 ist eine vereinfachte, teilweise ebene Ansicht der rückseitigen Platte des Bilderzeugungsgeräts dieses Beispiels und zeigt, dass die Abstandshalter (2540) sicher an Ort und Stelle angeordnet wurden.
Bezug nehmend auf 1 wies die stirnseitige Platte aus ITO hergestellte Anodenstreifen (101) auf und trug darauf Fluoreszierer, einen Film hohen Widerstands (NiO-Film) mit einem elektrischen Widerstand von 100 MΩ, eine gemeinsame Elektrode 105 und einen Hochspannungsanschluss (103), der zur Außenseite des Bilderzeugungsgeräts geführt war.
Bezug nehmend auf 25 sind dort eine aus Glas hergestellte rückseitige Platte 2510, Kathodenleitungen 2512 (in Y-Richtung verlaufende Signalleitungen), eine Isolationsschicht 2518, Gateleitungen 2516 (in X-Richtung verlaufende Abtastleitungen) und aus Mo hergestellte Emitterplättchen bzw. -chips (2514) gezeigt. Obwohl in den 37 und 38 nicht gezeigt, wurden 300 Emitterplättchen an jeder der Kreuzungen der Gateleitungen und der Kathodenleitungen ausgeformt. Die Emitter jeder der Kreuzungen wurden so angeordnet, dass sie den Fluoreszierern der drei Primärfarben (R, G und B), die jeweils auf der stirnseitigen Platte ausgebildet waren, entsprechen. In 25 bezeichnet das Bezugszeichen 101 die Fluoreszierer jeweils der drei Primärfarben (R, G und B) tragenden elektroleitenden Anodenstreifen, bezeichnet das Bezugszeichen 2520 eine weitere Isolationsschicht, und bezeichnet das Bezugszeichen 2522 die Glasstirnplatte des Bilderzeugungsgeräts. Wie 25 entnehmbar ist, überkreuzen die Gateleitungen (in X-Richtung verlaufende Abtastleitungen) und die Anodenstreifen (101) (in Y-Richtung verlaufend) einander rechteckförmig.
Bezug nehmend auf die 37 und 38 wurden plattenförmige Abstandshalter (2540) entlang der X-Richtung angeordnet. In anderen Worten überbrückte jeder derselben Kathodenleitungen und Anodenstreifen (101).
Wie den 37 und 38 entnehmbar ist, wurde jeder der isolierenden Abstandshalter (2540) des Bilderzeugungsgeräts dieses Beispiels aus einem Stück Glas hergestellt, an den Kanten und Ecken abgerundet, um irgendwelche Winkelbereiche zu eliminieren, die eine elektrische Entladung auslösen können, und mit einem Polyimidfilm beschichtet. Die isolierenden Abstandshalter hatten eine Höhe von 1 mm zwischen der stirnseitigen Platte und der rückseitigen Platte und eine Länge von 4 mm entlang der X-Richtung. Wie 38 entnehmbar ist, wurden die Abstandshalter auf zickzackartige Weise zwischen den jeweiligen Gateleitungen über den gesamten Anzeigebereich des Bilderzeugungsgeräts hinweg angeordnet.
Das Bilderzeugungsgerät wurde auf eine Art und Weise wie nachstehend beschrieben hergestellt.
Auf der Seite der stirnseitigen Platte wurden elektroleitende Fluoreszierer dreier Primärfarben (Rot, Grün und Blau) (102) durch Photolithographie wie in Beispiel 1 auf den mit einem Abstand von 100 μm angeordneten ITO-Anodenstreifen ausgebildet.
Auf der Seite der rückseitigen Platte wurden andererseits etwa 300 Emitterplättchen an jeder der Kreuzungen der Gateleitungen und der Kathodenleitungen durch Photolithographie wie in Beispiel 6 erzeugt. Es wird angemerkt, dass benachbarte eine der Gateleitungen mit einem Abstand von 300 μm getrennt waren, während diejenigen der Kathodenleitungen durch eine Lücke von 100 μm getrennt waren.
Dann wurden die vorstehend beschriebenen isolierenden Abstandshalter jeweils zwischen den Gateleitungen 2516 angeordnet und mittels Fritte (nicht gezeigt) an die stirnseitige Platte gebondet bzw. mit dieser verklebt. Fritte wurde auf die Seite jedes der mit der stirnseitigen Platte zu verklebenden, isolierenden Abstandshalter aufgebracht und dann provisorisch gebacken (um zu erwärmen und die in der Fritte enthaltenen organischen Substanzen abzuführen).
Dann wurde Fritte auch auf das (nicht gezeigte) Rahmenelement aufgebracht und gebacken, und das Rahmenelement wurde auf der äußeren Peripherie der starr die Abstandshalter tragenden rückseitigen Platte befestigt.
Dann wurden die Anodenstreifen (101), die auf der stirnseitigen Platte angeordnet waren, und die Kathodenleitungen (2512), die auf der rückseitigen Platte angeordnet waren, so ausgerichtet, dass sie sich parallel zueinander befanden, und dann in einem Vakuum erwärmt und abgekühlt, während Druck in Richtung nach Innen ausgeübt wurde, um das Bilderzeugungsgerät mittels der Fritte luftdicht zu verkleben und zu versiegeln. Somit wurde ein Bilderzeugungsgerät hergestellt, dessen Inneres auf einem hohen Grad von Vakuum gehalten wurde.
Dann wurde das Feldeffekt-Elektronenemissionsvorrichtungen umfassende Bilderzeugungsgerät mit einer (nicht gezeigten) Ansteuerschaltung verbunden, und wurde eine hohe Spannung von 3 kV an die Anode angelegt, um die Elektronenemissionsvorrichtungen anzusteuern. Es wurde keine Emission von Licht aufgrund von elektrischen Entladungen beobachtet.
Während die isolierenden Abstandshalter dieses Beispiels ein plattenartiges Profil hatten, wurde auch ein Bilderzeugungsgerät hergestellt durch Ersetzen derselben durch bekannte filament- bzw. faserförmige isolierende Abstandshalter hergestellt, die einen Durchmesser kleiner als die beliebige benachbart angeordnete Kathodenleitungen trennende Lücke hatten und ohne Überbrücken der Kathodenleitungen und der Anoden streifen angeordnet waren. Erneut wurde keine Emission von Licht aufgrund von elektrischen Entladungen beobachtet, noch wurde irgendeine Zerstörung auf Seiten der Elektronenemissionsvorrichtungen beobachtet, wenn das Bilderzeugungsgerät zum Betrieb auf dieselbe Art und Weise angesteuert wurde.
Die Erfindung wurde vorstehend bezüglich eines Elektronenemissionsvorrichtungen umfassenden Elektronenemissionsgeräts beschrieben, bei dem das die Elektronenemissionsvorrichtungen einschließlich ihrer Elektroden und Leitungen tragende Substrat als eine erste Elektrode des Geräts verwendet wurde und eine relativ zu der ersten Elektrode gegenüber liegend angeordnete weitere Elektrode in eine Anzahl von Streifen unterteilt war. Jedoch können verschiedene andere Anordnungen zum Anlegen einer Spannung innerhalb des Geräts alternativ für den Zweck der Erfindung verwendet werden. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft auf ein ein Paar von gegenüber liegend angeordneten Elektroden umfassendes Anzeigegerät des ebenen Typs anwendbar. Sie ist darüber hinaus vorteilhaft auf eine Anordnung anwendbar, bei der eine hohe Gleichspannung oder eine Spannung nahe an einer Gleichspannung (die jedoch Spannungsänderungen aufgrund einer Modulation zeigt) an die gegenüber liegend angeordneten Elektroden angelegt wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann ein Elektronenemissionsgerät gemäß der Erfindung wirkungsvoll den nachteiligen Effekt elektrischer Entladungen, die zwischen den gegenüber liegend angeordneten Elektroden des Geräts stattfinden können, unterdrücken. Genauer ausgedrückt kann die elektrostatische Kapazität zwischen den Elektroden minimiert werden.

Claims

Elektronenemissionsgerät mit: einem ersten Substrat, das darauf Elektronenemissionsvorrichtungen trägt; einer Elektrode, die gegenüber dem Substrat angeordnet ist; einer Beschleunigungsspannungsanlegeeinrichtung oder Energieversorgungsquelle für die Zufuhr von Spannung zur Beschleunigung von Elektronen, die von den Elektronenemissionsvorrichtungen emittiert werden; wobei die Elektrode in eine Vielzahl von Elektrodensegmenten unterteilt ist, von denen jedes mit der Beschleunigungsspannungsanlegeeinrichtung oder der Energieversorgungsquelle über einen Widerstand verbunden ist, wodurch im Betrieb eine Konstantspannung an jedes der Elektrodensegmente angelegt wird.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 1, wobei die Elektrode auf einem gegenüber dem ersten Substrat angeordneten zweiten Substrat angeordnet ist, und das Elektronenemissionsgerät zusätzlich einen Abstandshalter zur Sicherstellung einer vorbestimmten Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat umfasst.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 2, wobei der Abstandshalter so eingerichtet ist, dass ein elektrischer Strom zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat fließt.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 2, wobei der Abstandshalter elektroleitend ist und entweder mit einem einzelnen oder mit keinem der Elektrodensegmente elektrisch verbunden ist.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 4, wobei der Abstandshalter ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit aufweist, der Abstandshalter ist dabei mit dem einzelnen oder keinem der Elektrodensegmente elektrisch verbunden.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 2, wobei der Abstandshalter zur Überbrückung von zwei oder mehr als zwei der Elektrodensegmente angeordnet ist, und der Abstandshalter ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und zwei oder mehr als zwei zweite Elemente mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit aufweist, die zwei oder mehr als zwei zweiten Elemente sind dabei jeweils mit den zwei oder mehr als zwei Elektrodensegmenten elektrisch verbunden, die zwei oder mehr als zwei zweite Elemente sind voneinander getrennt, und die zweite Elektroleitfähigkeit ist höher als die erste Elektroleitfähigkeit.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 2, wobei der Abstandshalter zum Überbrücken von zwei oder mehr als zwei der Elektrodensegmente angeordnet ist, und der Abstandshalter ein erstes Element mit einer ersten Elektroleitfähigkeit und ein zweites Element mit einer zweiten Elektroleitfähigkeit aufweist, das zweite Element ist dabei mit einem Teil der zwei oder mehr als zwei Elektrodensegmente elektrisch verbunden, der Rest der zwei oder mehr als zwei Elektrodensegmente ist von dem zweiten Element elektrisch isoliert, und die zweite Elektroleitfähigkeit ist höher als die erste Elektroleitfähigkeit.
Elektronenemissionsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Konstantspannung mit einer jeweils ausgewählten Amplitude an jedes der Elektrodensegmente angelegt ist.
Elektronenemissionsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elektrodensegmente und die Widerstände im Wesentlichen koplanar sind.
Elektronenemissionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Elektrodensegmente auf den Widerständen angeordnet sind.
Elektronenemissionsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl an Elektronenemissionsvorrichtungen derart angeordnet sind, dass die Richtung entlang der diejenigen angeordnet sind, die gleichzeitig angesteuert werden können, nicht parallel zu der Richtung ist, entlang der die Elektrode in Elektrodensegmente unterteilt ist.
Elektronenemissionsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder der Widerstände einen Widerstand zwischen 10 kΩ und 1 GΩ aufweist.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 12, wobei jeder der Widerstände einen Widerstand zwischen 10 kΩ und 4 MΩ aufweist.
Elektronenemissionsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Elektronenemissionsvorrichtungen derart angeordnet ist, dass falls die Widerstände einen Widerstand von R aufweisen, jede der Elektronenemissionsvorrichtungen einen Emissionsstrom von Ie aufweist, die Elektrode eine Beschleunigungsspannung von V anlegt, und die Anzahl der in Richtung der Elektrodensegmente emittierenden Elektronenemissionsvorrichtungen n ist, der Zusammenhang gemäß R ≤ 0,004 × V/(n × Ie)erfüllt ist.
Elektronenemissionsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elektronenemissionsvorrichtungen oberflächenleitende Elektronenemissionsvorrichtungen sind.
Elektronenemissionsgerät nach Anspruch 1, wobei die Elektronenemissionsvorrichtungen mit Leiterbahnen in X-Richtung, die ein Abtastsignal empfangen, und Leiterbahnen in Y-Richtung verbunden sind, die jeweils ein Modulationssignal empfangen, so dass sie in einer zeilensequentiellen Weise angesteuert werden, und die Elektrode in einer von der X-Richtung verschiedenen Richtung unterteilt ist.
Bildausbildungsgerät mit einer Kombination aus: einem Elektronenemissionsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche; und einem Bildausbildungselement.
Bildausbildungsgerät nach Anspruch 17, wobei das Bildausbildungselement einen Fluoreszenzkörper aufweist, der zur Emission von Licht eingerichtet ist, wenn er mit Elektronen bestrahlt wird.
Bildausbildungsgerät nach Anspruch 17, wobei das Bildausbildungselement auf einem Substrat angeordnet ist, das die Elektronensegmente trägt.
Bildausbildungsgerät nach Anspruch 17, wobei zumindest eines der Elektrodensegmente ein Verhältnis der horizontalen Dimension zu der vertikalen Dimension von 4:3 aufweist.
Bildausbildungsgerät nach Anspruch 17, wobei die Verbindung der Elektrodensegmente ein Verhältnis der horizontalen Dimension zu der vertikalen Dimension von 16:9 aufweist.