CN1096132A - 电子源和成像装置 - Google Patents

Abstract

一种不需要器件电极的电子源及装有该电子源 的成像装置，该电子源包括：基底、行方向布线、与行 方向布线交叉的列方向布线、在上述交叉点处并位于 布线之间的绝缘层，以及设置在上述布线交叉点处并 与各布线相连的、具有电子发射区的导电膜。所述电 子源制造简单、重复性好，且具有极好的亮度和图像 显示能力，此外电子发射器件可致密精细设置又构型 简单。所述成象装置对对称亮度点有高的控制能力， 并降低了布线电容、具有高速驱动能力。

Description

本发明涉及一种电子源和应用该电子源的一种成象装置，更具体地说，涉及一种包括多个表面传导电子发射器件的电子源和应用该电子源的一种成象装置。

已知的电子发射器件有两种，即热电子源和冷阴极电子源。能够用于冷阴极电子源的电子发射器件包括场发射型（以下缩写为FE）、金属/绝缘层/金属型（以下缩写为MIM）、和表面传导型。

FE型的已知的例子由W.P.Dyke和W.W.Dolan在Advance    in    Electron    Physics，8.89（1956）上的“Field    emission”的论文中和由A.Spindt在J.Appl.Phys.，47，5248（1976）上的“Physical    Properties    of    thin-film    field    emission    cathodes    with    molybdenum    cones”的论文中进行了描述。MIM型器件由C.A.Mead在J.Appl.Phys.，32，646（1961）上的论文“The    tunnelemission    amplifier”中进行了描述。M.I.Elinson在Radio    Eng.Electron    Phys.，10（1965）中提出了一种表面传导电子发射器件。

表面传导电子发射器件利用了当电流以平行于膜的表面流过时形成在基底上的小薄膜中会产生电子发射的现象。Elinson提出了利用一层SnO₂薄膜作为这种器件，在G.Dittmer：“Thin Solid Films”，9，317（1972）中提出了采用Au薄膜，而M.Hartwell和C.G.Fonstad：“IEEE Trans.ED.Conf.”，519（1975）和H.Araki等人：“Vacuum”，Vol.26，No.1，p.22（1983）中分别讨论了采用In₂O₃/SnO₂薄膜和碳薄膜。

图31简略地表示由M.Hartwell提出的一种典型的表面传导电子发射器件。在图31中，标号311、313和314分别表示绝缘基底、电子发射区和包括所述电子发射区的金属氧化物薄膜，而标号315和316表示器件电极，它们是用与薄膜314相同的材料制成的。参照图31，金属氧化物薄膜的长L1被设定为0.5-1mm，宽W被设定为0.1mm。应注意的是，这里所表示的电子发射区313是非常简略的。

具有上述结构的表面传导电子发射器件通常是通过在绝缘基底311上溅射产生一H形金属氧化物薄膜（其中一部分最终成为电子发射区），然后利用一般称之为“成形”的工艺对薄膜预通电激励，使氧化物薄膜部分地变成电子发射区313制备的。在成形工艺中，将电压施加到给定的制备电子发射区的薄膜的相反端，因此部分薄膜被破坏、变形或改变，变成电子发射区313，由于通电激励的结果，它的电阻很高。

通过成形工艺产生的表面传导电子发射器件的电子发射区313一般在一部分薄膜中会出现裂缝，并且当电压施加到薄膜314上时，电子就从这些裂缝发射出来，造成电流从中流过。

然而，在这些已知的表面传导电子发射器件的实际应用中，遇到了各种有待解决的问题。

一方面表面传导电子发射器件结构简单且生产成本低，所以其优点是可以以阵列的形式在很大的区域设置大量的器件。事实上，为利用这一优点已进行了许多研究，作为这些研究的结果已提出了带电粒子束源和电子显示器。许多表面传导电子发射器件可以排列成一个阵列，以形成一个矩阵图形，作为电子源，其中每行器件平行布线，并且这些行有规则地排列，形成阵列。例如，参见以本申请人的名义递交的日本专利申请公开第64-31332号。

至于包括表面传导电子发射器件的成象装置（如电子显示器），虽然利用液晶的平面型显示器最近变得流行起来以代替CRT，但是这种显示器不是没有问题的。由于这种显示器不是发射型的，所以其中一个问题是需要光源。一种发射型显示器可以利用电子源和荧光体来实现，电子源是通过排列大量的表面传导电子发射器件形成的，荧光体受到电子源发射的电子的激发，有选择地发射可见光。按照这种结构，具有大显示屏并提高了显示能力的发射型显示装置可以较容易地以低成本制造出来。例如，参见本申请人的美国专利第5066883号。

附带说明一下，日本专利申请公开第1-283749号、1-257552号和64-31332号公开了不同但类似的电子源。它们可用于包括多个电子发射器件的成象装置。在这些电子源中，多个电子发射器件排列成一个阵列，每行电子发射器件由公共布线平行连接，而控制电极（栅极）位于电子源和荧光体之间，与公共布线垂直，因此，可以通过有选择地对作为阵列行的公共布线和作为阵列列的控制电极施加适当的驱动信号来选择任何器件。图32简略地表示包括多个表面传导电子发射器件的电子源的局剖立体视图。参见图32，多个电子发射器件320排列在基底上，每行器件由一对公共布线例如公共布线321和322平行连接，具有一些电子穿透孔Gh的栅极GR排列成器件的每一列，与公共布线321、322和上述基底上的电子发射器件320垂直。

然而，包括由多个表面传导电子发射器件构成的电子源和位于该电子源对面的荧光体的成象装置并不是没有问题的。虽然可以选择这种装置中的表面传导电子发射器件并可借助上述类型的成象装置控制所选择的器件发射电子，但是这种装置的结构并不简单。换句话说，栅极是不可缺少的，它们沿着器件的列排列，以选择特定的器件，并使荧光体有选择地以所控制的亮度发光。

因此上述成象装置在制造过程中会出现一些困难，包括难于将表面传导电子发射器件和栅极对准定位，以及难于精确控制栅极和表面传导电子发射器件之间的距离。为了回避这些困难，本专利申请的发明人已经提出了一种新颖的结构，其中栅极层叠置于表面传导电子发射器件上（参见日本专利申请公开第3-20941号）。

然而在这种结构中，制造多个已知的表面传导电子发射器件的过程除了包括普通的布线以及制备栅极的步骤外，还包括形成器件电极和电子发射区的步骤，因此整个过程麻烦、复杂。

考虑到已知的成象装置的上述问题，本发明的目的是提供一种电子源和一种成象装置，电子源包括多个排列结构简单的电子发射器件，以致可以选择和控制任何器件来发射电子，成象装置包括此种电子源和位于电子源对面的荧光体，以致荧光体可以在所控制的强度下有选择地发光。

本发明的另一个目的是提供一种简化了制造工艺的结构简单的电子源，以及包括此种电子源的成象装置。

根据本发明的第一方面，以上的和其它的目的是通过提供一种电子源达到的，它包括：基底、行方向布线、与所述行方向布线交叉的列方向布线、设置在行方向布线与列方向布线的交叉点并位于这些布线之间的绝缘层，以及也设置在行方向布线与列方向布线的交叉点并与这些布线相连的导电膜，所述导电膜具有电子发射区。

根据本发明的第二方面，以上的和其它的目的是通过提供一种成象装置达到的，它包括电子源以及成象部件，该成象部件在受到所述电子源根据输入信号发射的电子束照射时形成图象，其特征在于所述电子源包括：基底、行方向布线、与所述行方向布线交叉的列方向布线、设置在行方向布线与列方向布线的交叉点并位于这些布线之间的绝缘层、以及也设置在行方向布线与列方向布线的交叉点并与这些布线相连的导电膜，所述导电膜具有电子发射区。

图1是用于本发明的表面传导电子发射器件的透视示意图。

图2表示本发明的成形操作中所用的各电压波形。

图3是用于试验表面传导电子发射器件的电子发射性能的测量系统的框图。

图4表示采用图3的测量系统所得到的表面传导电子发射器件的电子发射性能。

图5A和5B简略地表示根据本发明的带有成象屏的电子源的一个实施例，而图5C表示由一个电子发射区形成的光点的典型形状。

图6A和6B简略地表示根据本发明的另外包括辅助电极的电子源的另一个实施例。

图7A和7B简略地表示根据本发明的电子源的第三实施例。

图8是根据本发明的成象装置的一个实施例的局剖透视示意图，表示其基本结构。

图9A和9B简略地表示可以用于本发明的成象装置的荧光体的两种可能的排列。

图10A至10F简略地表示制造本发明的电子源的不同步骤。

图11是根据本发明的成象装置的电路框图。

图12是根据本发明的电子源的示意图，表示电子发射器件的一种排列。

图13是可以采用图12的电子源显示的一幅图象的示意图。

图14表示施加在图12的电子发射器件上以便产生图13所示图象的电压图形。

图15A至15M结合在一起表示施加图14的电压的时序图。

图16A至16F结合在一起表示图11的成象装置的整个操作的时序图。

图17A和17B表示用于本发明的表面传导电子发射器件的阈值电压图形。

图18是根据本发明的成象装置的第一实施例的框图。

图19A和19B是根据本发明的成象装置的第二实施例的电子源的局部示意图。

图20是根据本发明的成象装置的第三实施例的电子源的局部示意图。

图21是图20的第三实施例的电子源的局部立体视图。

图22是根据本发明的成象装置的第四实施例的电子源的局部平面示意图。

图23A和23B是根据本发明的成象装置的第五实施例的电子源的局部示意图。

图24A至24D简略地表示图6电子源的不同的制造步骤。

图25A和25B是根据本发明的成象装置的第七实施例的电子源的局部平面示意图和侧视图。

图26A和26E简略地表示图7A和7B所示电子源的不同的制造步骤。

图27是根据本发明的成象装置的第九实施例的电子源的局部平面示意图。

图28是根据本发明的成象装置的第十实施例的电子源的局部平面示意图。

图29是根据本发明的成象装置的第十一实施例的电子源的局部平面示意图。

图30是根据本发明的成象装置的第十二实施例的电子源的局部平面示意图。

图31是常规的平面形表面传导电子发射器件的平面示意图。

图32是包括多个电子发射器件的常规的成象装置的局剖立体示意图。

本发明旨在充分利用作为成象装置的电子源的表面传导电子发射器件的电子发射能力以取消使用栅极。更具体地说，总数为m行（X方向）的布线和总数为n列（Y方向）的布线排列成一个阵列，在这些布线的每个交叉点上提供有表面传导电子发射器件，因此多个表面传导电子发射器件也排列成阵列的形式，以形成电子源。电子源的任一表面传导电子发射器件都可以通过适当的行和列方向的布线施加驱动信号而有选择地予以驱动，使得它们以可控方式发射电子。利用这种结构，几乎克服了上述制造包括栅极的电子源时所遇到的困难，并且实现了电子源的结构简单化。由于行和列方向的布线作为电子发射器件的电极，所以制备器件无需形成器件电极的麻烦步骤，极大地简化了制造电子源的过程。通过面对面地排列荧光体和电子源就可实现一种新颖的成象装置，当用电子源发射的电子束照射荧光体时，荧光体发光而形成图象。

现在参照附图更详细地描述本发明。

首先描述用于本发明的表面传导电子发射器件。

图1是用于本发明的表面传导电子发射器件的立体示意图。该器件包括基底1、电子发射区3、包括电子发射区的薄膜4、一对器件电极5和6，以及阶梯部分7。应注意的是电子发射区3的外形和位置不必一定按图1所示。如同以后将要说明的那样，本发明中电极5和6对应于布线，而阶梯部分7对应于层间绝缘层。

为了实现本发明，基底1最好是绝缘基底，如石英玻璃、含有较少Na和其它杂质的玻璃或钠钙玻璃制成的玻璃基底、由通过溅射在一片钠钙玻璃上形成SiO₂层制备的多层玻璃基底，或由陶瓷材料（如氧化铝）制成的陶瓷基底。而相对排列的器件电极5和6可以由任何导电材料制成，这些材料最好包括金属，如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd以及它们的合金，从Pd、Ag、RuO₂及Pd-Ag中选出的一种金属或金属氧化物与玻璃构成的可印制导电材料，透明导电材料如In₂O₃-SnO₂和半导体材料（如多晶硅）。

附带说明一下，示于图31并在前面描述过的表面传导电子发射器件叫做平面型器件，因为器件电极对315和316相对地排列在同一平面上，并且包括电子发射区的导电薄膜314形成在它们之间。与平面型器件不同，用于本发明的表面传导电子发射器件包括一对器件电极5和6，它们排列在不同的平面上，器件电极6位于阶梯部分7和包括电子发射区的导电薄膜4之上，该导电薄膜4位于阶梯部分7的横侧，这样，薄膜4几乎垂直放置，并与器件电极5和6垂直。后面将对阶梯部分7和包括电子发射区的薄膜4作进一步描述。

阶梯部分7由绝缘材料（如SiO₂）制成，此处通过真空淀积、印制、溅射或某种其它适当的技术使绝缘材料的厚度在几百埃至几十微米之间，基本等于隔离器件电极的距离L1，虽然这取决于所选择的形成阶梯部分的技术、施加在器件电极上的电压和电子发射所适合的电场强度，但是其厚度最好还在1，000埃至10μm之间选择。

在器件电极5、6和阶梯部分7形成以后，通过真空淀积、溅射、化学汽相淀积、弥散工艺、浸渍工艺或旋涂工艺制成包括电子发射区的薄膜4。它部分地位于器件电极5和6上，以实现电连接。包括电子发射区的薄膜4的厚度在几埃至几千埃之间，最好在10埃至200埃之间，虽然厚度也受以下因素的影响，即器件电极5和6上薄膜4的阶梯覆盖情况、电子发射区3和器件电极5和6之间的电阻，以及以后将要说明的在电子发射区3上成形操作的参数，但主要还是取决于制备方法。在许多情况下，厚度在阶梯部分7的横向侧面和器件电极5和6上是不同的。一般来说，薄膜4在阶梯部分比在电极上要薄。因此，可以通过电激励加工薄膜4以形成电子发射区3，比起上述平面型表面传导电子发射器件中制造对应部分来要容易得多。

包括电子发射区的薄膜4每单位表面积呈现的电阻为10³至10⁷Ω/cm²。包括电子发射区的薄膜4最好由以下材料选出的精细粒子制成，这些材料包括Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W和Pb等金属，PdO、SnO₂、In₂O₃、PbO和Sb₂O₃等氧化物，HfB₂、ZrB₂、LaB₆、CeB₆、YB₄和GdB₄等硼化物，TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC和WC等碳化物，TiN、ZrN和HfN等氮化物，Si和Ge等半导体，以及碳、AgMg、NiCu、Pb和Sn。此处采用的术语“精细粒子膜”是指大量的精细粒子构成的薄膜，这些粒子可以是松散弥散、紧密排列或相互和随意结合或重叠（以便在一定条件下形成岛状结构）的。

电子发射区3可以包括一些这样的精细导电粒子，其粒子大小在几埃至几千埃之间，最好在10埃至200埃之间，包括电子发射区的薄膜4的厚度取决于若干因素，包括所选择的制造器件的方法和以后将要描述的成形操作的参数。电子发射区3的材料可以全部或部分采用制备包括电子发射区的薄膜4的材料。

现在参照图2描述成形操作的特征，图2表示本发明的成形操作的各电压波形。在图2中，T1和T2分别表示三角波脉冲电压的脉宽和脉冲间隔，T1在1微秒至10毫秒之间，T2在10微秒至100毫秒之间。成形操作在真空下进行几十秒至几十分钟，适当选择三角波脉冲的峰值（成形操作的峰值电压）。电压以三角波脉冲形式施加在电子发射器件的电极上以形成上述电子发射区，但不是必须要用三角波，矩形波或其它波形也是可以的。同样，可以选择其它的脉宽、脉冲间隔和峰值，以便得到取决于电子发射器件的固有电阻和其它有关因素的电子发射区的最佳性能。

参照图3和4描述本发明的电子发射器件的性能。图3是用于确定具有图1所示结构的电子发射器件性能的测量系统的框图。在图3中，标号1至7代表与图1的电子发射器件相同的部分。另外，测量系统包括电流表31，用于测量流经包括器件电极5和6之间的电子发射部分的薄膜4的电流If;向器件提供器件电压If的电源32;另一块电流表33，用于测量从器件的电子发射区3发射的发射电流Ie，以及向测量系统的阳极35提供电压的高压电源34。为了测量器件电流If和发射电流Ie，器件电极5和6连接到电源32和电流表31上，阳极35沿电子发射方向放在器件上方。将进行试验的电子发射器件和阳极35放在一个真空腔中，真空腔带有真空泵、真空计和操作真空腔所必需的其它部件，于是可以在所要求的真空条件下进行测量。为了测量器件的性能，将1至10KV的电压施加在阳极35上，阳极35与电子发射器件隔开一段距离H，H在2至8mm之间。

图4表示采用上述测量系统所观察到的器件电压Vf、发射电流Ie和器件电流If之间的关系。应注意的是，考虑到Ie的幅度远远小于If的幅度，所以对图4中的Ie和If选择不同的单位。从图4可以看到，适用于本发明的电子发射器件就发射电流而论具有如下所述的三个显著的特征。

第一，所考虑类型的电子发射器件当施加的电压超过某一值（称为阈值电压，图4中记作Vth）时，发射电流Ie突然猛增，而当施加的电压低于阈值电压Vth时，实际上观察不到发射电流Ie。用不同的方式来表达，上述类型的电子发射器件就阈值电压Vth和发射电流Ie而言是非线性器件。第二，由于发射电流Ie与器件电压Vf密切相关，所以前者可以有效地通过后者来控制。第三，被阳极35捕获的发射电荷是施加器件电压Vf的持续时间的函数。换句话说，被阳极35捕获的电荷量可以借助于施加器件电压Vf的持续时间来控制。由于以上类型的表面传导电子发射器件所具有的上述显著的特征，因此可以在各种技术领域里都得到广泛的应用。

另一方面，器件电流If象发射电流Ie一样，相对于器件电压Vf是单调增加的（如图4中实线所示），但在另外的情况下，器件电流IF相对于器件电压Vf呈现出受电压控制的负阻特性（以后称为VCNR特性），如图4中虚线所示。当器件电流和器件电压具有这种关系时，所考虑类型的电子发射器件呈现上述三个特征。

现在描述根据本发明的电子源。根据本发明的电子源包括多个排列在基底上的上述类型的表面传导电子发射器件。如上所述，由电子发射器件发射的电子可以借助于施加在器件上的脉冲电压（如果该电压超过阈值）的幅度和脉宽来加以控制。另一方面，当电压低于阈值时，器件基本不发射电子。因此，在包括多个电子发射器件的电子源中，通过利用器件的这一特性和控制施加在它上面的脉冲电压，可以控制每个器件的电子发射。本发明的电子源是基于这一发现实现的。

参照图5A和5B，它们简略地表示根据本发明的一个实施例，该实施例是基于上述发现以及与电子源一起使用的成象部件实现的，它包括绝缘基底51、X方向的布线56、Y方向的布线55和每层都包括电子发射区的薄膜54。

基底51是前面所描述过的玻璃基底那样的绝缘基底，其尺寸是设置在基底1上的器件数、每个器件的设计形式、容器的真空条件（如果它构成电子源的真空容器的一部分）以及其它因素的函数。Y方向布线55由导电金属制成，借助于适当的技术（如汽相淀积、印制或溅射）形成在绝缘基底51上，以显示一种给定的图形。选择Y方向布线55的材料、厚度和宽度，以便电压能够最终施加在表面传导电子发射器件上。象Y方向布线一样，X方向布线56也由导电金属制成，借助于适当的技术（如汽相淀积、印制或溅射）形成在绝缘基底51上，以显示一种给定的图形。这样来选择X方向布线56的材料、厚度和宽度，以便电压能够最终施加在表面传导电子发射器件上。层间绝缘层57位于X方向布线56和Y方向布线55的每个交叉点处的两种布线之间，对它们进行电绝缘。X方向布线56和Y方向布线55形成布线阵列。

层间绝缘层57由SiO₂等材料制成，借助于适当的技术（如汽相淀积、印制或溅射）形成在带有Y方向布线55的绝缘基底51的一部分上，以显示一种需要的外形。这样来选择材料和制造方法，以便使它们能够经受X方向布线和Y方向布线的交叉点上的最大可能的电位差。延伸每条X方向布线和Y方向布线，以提供外部端子。

应注意的是，为了实现本发明，每层层间绝缘层57都起表面传导电子发射器件的阶梯部分7的作用，如图1所示。

或者是相同的导电材料，或者是全部不同或者是部分不同的导电材料都可用于X方向布线56和Y方向布线55。这些材料最好从以下材料中适当选出，例如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等金属和它们的合金，由Pd、Ag、RuO₂和Pd-Ag中的一种金属或金属氧化物以及玻璃构成的可印制导电材料，以及半导体材料（如多晶硅）。

当具有上述结构的表面传导电子发射器件用于本发明时，应注意的是行方向布线和列方向布线相互交叉，中间有绝缘层隔开，这些布线作为电子发射器件的器件电极。每个电子发射器件的电子发射区可以形成在行方向布线和列方向布线的交叉点上或交叉点附近的任何位置，只要布线可以作为电子发射器件的器件电极。更具体地说，部分地去除交叉点的绝缘层，以便至少暴露出在交叉点上和交叉点附近的下层布线，并且包括电子发射区的薄膜形成在绝缘层的横向侧面。这样，绝缘层起到了图1所示的电子发射器件的阶梯部分7的作用。上面形成有电子发射区的绝缘膜的横向侧面可以具有任何外形，因此，它相对于直的布线可以是垂直的或成任何角度。另外，它可以呈现出阶梯的或曲面的外形。当电子发射区的形成在交叉点附近时，为了使电子发射区比包围交叉点的相应区域长，绝缘层的侧面沿布线方向可以是锯齿状的或曲面的，因此在一定的控制方式下，可以提高发射电子的量，从而改进了电子源的性能。

当这样来设计本发明的成象装置以便设置在布线交叉点处的电子发射器件发射的许多电子束集中在成象屏上时，最好一对电子发射器件对称地排列在每个布线交叉点的相反侧。

由于采用以阵列形式排列在本发明的电子源中的布线作为器件电极，所以布线应满足对器件电极的一般要求。因此，为了实现本发明，需要从上述的材料和方法中选择适于制备表面传导电子发射器件的材料和方法，以便它们也满足制备电子发射区的步骤和材料的要求，满足绝缘层厚度以及行方向布线和列方向布线的宽度的要求，虽然布线的宽度还要满足其它严格的要求，这在以后说明。

从本发明电子源的一个以上电子发射区发射的电子束可以被集中到成象装置的成象屏的所选择的一点上，从而在一定的控制方式下根据成象屏上的亮度分布改变点的亮度和形状。为了成象屏产生清晰的图象，必须以提高了强度的电子束来照射成象屏。为了实现本发明，通过会聚从一个以上的电子发射器件发射的电子束，就可以使所选择的点获得需要的电子束照射强度。换句话说，根据本发明的电子源的电子发射器件的优越性在于，即使单个表面传导电子发射器件的电子束发射率较低，也可以增强照射在成象屏上的电子束的强度。同时，通过以一定的控制方式控制会聚电子束的操作，可以改变由电子束在成象屏上产生的每个亮点的形状。

图5A和5B简略地表示根据本发明的电子源的一个实施例。在这一实施例中，电子发射器件形成在每个布线交叉点的附近。图5A是该实施例的平面图，图5B是沿图5A中的A-A′线剖开的剖视图。参照图5A和5B，该实施例包括绝缘基底51、每层都有电子发射区的薄膜54、Y方向布线55、X方向布线56和绝缘层57。在本实施例中薄膜54固定到每层绝缘层57的横向侧面，其主要目的是为了简化结构。为了改善布线之间的电连接，薄膜54可以延伸到相关的X方向布线56或Y方向布线55或两种布线上。

现在参照图5B说明为了实现本发明将一个以上的电子发射器件发射的电子束会聚到一个成象屏上的技术。在图5B中，虚线表示一对电子发射区53a和53b发射的电子束的轨迹。在本实施例中，以这种方式向X方向布线56和Y方向布线55施加驱动电压，使前者的电位高于后者的电位，因此电子束可以有效地射向成象屏59。电子束从设置在布线交叉点相反侧的一对电子发射区发射，并由施加在成象屏59上的加速电压（未示出）加速，轰击成象屏59。由于由施加在布线上的驱动电压所形成的电场受到加速电压的影响，所以电子束也向电位较高的电极偏转。在图5B中，电子发射区53a发射的电子束通过成象屏59的加速电压在Z方向上被加速，同时，还通过施加在那个交叉点的布线上的驱动电压在Y方向上被加速，因此在轰击成象屏59之前，电子束的轨迹如一条虚线所示。类似地，电子发射区53b发射的电子束在Z方向和Y方向上被加速，因此在轰击成象屏59之前，电子束的轨迹如另一条虚线所示。设计成象装置使得两个电子发射区53a和53b发射的电子束会聚在成象屏59的同一点上。这可以通过适当地确定（以后详细说明）以下参数来达到：设置在布线交叉点相反侧的两个电子发射区之间的距离D（或本实施例中的布线宽度）、施加在布线交叉点上的驱动电压Vf、施加在成象屏上的加速电压Va，以及成象屏和电子源之间的距离H。

图5C是放大的示意图，表示本发明人用图5A和5B的装置观察到的成象屏59上的荧光体的光点52。注意图5C仅表示由图5B的电子发射区53a布起发光的光点。

从图5C可以发现，荧光体的光点一定程度上沿施加在布线交叉点上的电压方向（X方向）和与该方向垂直的方向（Y方向）扩展。图5C中的符号 表示图5B中的虚线Z和成象屏59的交叉点。

虽然这种光点的成因或在电子束撞击成象屏之前电子束一定程度的扩展的原因，目前还不特别清楚，但是本发明人根据一些实验认为：可能是由于当电子发射区发射电子时电子在一给定的速度下出现散射的原因。

本发明人还相信，当电子发射区53a以不同的方向发射电子时，指向较高电位布线（正的X方向）的电子到达光点的前端52a，而指向较低电位布线（负的Y方向）的电子到达光点的后端52b，沿Y方向产生一定的宽度。由于后端52b的光点亮度低，所以可以很有把握地假定，射向低电位布线（负的Y方向）的电子数量非常少。

通过本发明人所作的一些实验还可以发现，光点52一般从电子发射区53c的纵轴方向（或图5B中的虚线Z）略微向正的Y方向偏转。

本发明人相信对这一现象可以这样来解释：等电位线不平行于电子发射区53a附近的成象屏59的表面，因此从那里发射并由加速电压Va加速的电子不仅飞离图5B的Z方向，而且指向高电位布线（正的Y方向）。

以不同的方式叙述，电子发射区53a发射的电子由于发射之后立即加速，所以不可避免地会因为所加电压Vf的影响而产生一定程度的偏转。

考虑了光点52的尺寸和从电子发射区53a的纵轴方向向Y方向偏转的电子以及其它现象之后，本发明人开始相信，光点的前端与电子发射区53a的纵轴的偏移量（在图5C中是△Y1）以及光点的后端与电子发射区53a的纵轴的偏移量（在图5C中是△Y2），可以用Va、Vf和H来表示。

当施加电压Va（V）的靶位于电子源之上（Z方向）且间隔距离为H，并且靶和电子源之间的空间充满均匀分布的电场时，以Y方向初始速度V（eV）和Z方向初始速度0从电子源发射的电子在Y方向的偏移量可以由下式（1）表示，它是从运动方程导出的：

$\mathrm{△Y=2H}\sqrt{\frac{V}{\mathrm{Va}}}\mathrm{\dots (1)}$

本发明人经过一系列实验发现，虽然在电子发射区附近由于施加在布线上的电压的影响电场突然改变了方向，因而电子也在Y方向加速，但是施加在成象屏上的电压远远大于通常施加在电子发射器件上的电压，结果发射的电子仅在电子发射区的附近沿Y方向加速，这以后电子以基本恒定的速度沿Y方向运动。于是，通过将等式（1）中的V用表示电子发射区附近或更简明地说较高电位布线附近的已经加速之后的电子的Y方向速度的公式替换，就能得到电子的Y方向偏移量。

如果电子在电子发射区附近已经沿X方向加速以后的X方向速度分量是C（eV），则C是由施加在器件上的电压Vf改变的参数。于是，如果C表示为Vf的函数，或C（Vf）（单位是eV），并且后者用于等式（A），则从下面的等式（2）可以得到偏移量△Y0：

$\mathrm{△Y0=2H}\sqrt{\mathrm{(C(\; Vf\; )/Va)}}$ …（2）

上述等式（2）表示以Y方向初始速度0和以一给定的Y方向速度C（eV）从电子发射区发射的电子在电子发射区附近受施加到器件电极上的电压Vf的影响产生的位移量。

实际上，电子的初始速度具有包括Y方向分量的各方向分量。如果初始速度为V0（eV），那么从等式（1）得到的Y方向的电子束的最大和最小偏移量可以分别用下面的等式（3）和（4）表示：

$\mathrm{2Y1=2H}\sqrt{\mathrm{(C+V0)/Va}}$ …（3）

$\mathrm{2Y2=2H}\sqrt{\mathrm{(C-V0)/Va}}$ …（4）

由于V0也可以假定是这样一个参数，其值依赖于施加在电子发射区的电压Vf而变化，并且C和V0都是Vf的函数，所以可以得到包括常数K2和K3的以下等式：

$\mathrm{(C+V0)=K2}\sqrt{\mathrm{Vf}}$ 和

$\mathrm{(C-V0)=K3}\sqrt{\mathrm{Vf}}$

通过修改等式（3）和（4）并利用以上等式，可以得到下面的等式（5）和（6）：

$\mathrm{△Y1=K2\times 2H}\sqrt{\mathrm{(Vf\; /\; Va)}}$ …（5）

$\mathrm{△Y2=K3\times 2H}\sqrt{\mathrm{(Vf\; /\; Va)}}$ …（6）

其中H、Vf和Va都是可测量的量，因而△Y1和△Y2也是可测量的量。

进行一系列试验的结果得到△Y1和△Y2，如图5C所示，改变H、Vf和Va的值，本发明人得到以下值K2和K3：

K₂＝1.25±0.05 和

K₃＝0.35±0.05

当加速电场强度（Va/H）不低于1KV/mm时，以上值一直保持特别准确。

根据以上实验，施加（Y方向）在成象屏电子束点中的电子上的电压量（S1）可以用以下的简单等式表示：

S1＝△Y1-△Y2

如果K₁＝K₂-K₃，那么从上面的等式（5）和（6）可以得到以下等式：

$\mathrm{S1=K1\times 2H}\sqrt{\mathrm{(Vf\; /\; Va)}}$ …（7）

其中0.8≤K₁≤1.0

根据上述等式，本发明人继续对成象屏上的若干电子发射区发射的电子束的性能进行了研究。

在图5A和5B所示的实施例中，在电子发射区和电极边缘附近的突然变化的电场的影响下，发射的电子到达成象屏形成不对称图形，一般地如图5C所示。

变形的亮点和不对称的点将在一定程度上布起图象分辨率下降，如果显示就会使字符难以辨认，运动图象模糊不清。

图5C所示的亮点的轮廓相对于Y轴是不对称的，从垂直于电子发射区的轴算起的前或后端的位移量可以分别利用等式（5）或（6）得到。本发明人发现，当沿电压施加的方向用通过以下等式计算得到的距离D隔开多个电子发射区的相邻部分并使发射的电子撞击成象屏上的同一点时，就可以获得极对称的亮点。

$\mathrm{K2\times 2H}\sqrt{\mathrm{(Vf\; /\; Va)}}\mathrm{\ge D\; /\; 2\ge K3+2H}\sqrt{\mathrm{(Vf\; /\; Va)}}$ …（13）

其中K1和K2是常数，并且K₂＝1.25±0.05 和

K₃＝0.35±0.05

在根据本发明的电子源的另一实施例中，具有上述结构的表面传导电子发射器件也与行方向布线（行布线）和列方向布线（列布线）的阵列一起使用，在每个交叉点处两根布线之间夹入一绝缘层，将交叉的两根布线分开，这两根布线作为交叉点上的电子发射器件的器件电极，包括电子发射区的薄膜形成在每层绝缘层的相反侧，象在图5A和5B所示的实施例中那样。然而，与上述实施例不同的是，另外提供了辅助电极，它们是通过部分地去除布线交叉点的绝缘层上的上布线产生到达交叉点的各个下布线的孔而形成的。另外，电子发射区可以形成在每个布线交叉点的上布线的每个孔中，并且辅助电极可以通过沿绝缘层延伸下布线来制备。借助本实施例中的辅助电极，能够更好地控制电子发射区发射的电子束。

由于采用以阵列形式排列在本发明的电子源中的布线作为器件电极，所以布线应满足对器件电极的一般要求。因此，为了实现本发明，需要从上述的材料和方法中选择适于制备表面传导电子发射器件的材料和方法，它们也满足制备电子发射区的步骤和材料的要求，满足绝缘层厚度以及行方向布线和列方向布线的宽度的要求，虽然布线的宽度还要满足其它严格的要求。

图6A和6B简略地表示上述具有辅助电极的实施例。如同在第一实施例中那样，孔穿过布线交叉点处的上布线，直至到达交叉点的各个下布线，并且辅助电极是通过延伸下布线制备的。图6A是该实施例的平面图，而图6B是沿图6A的A-A′线剖开的剖视图。该实施例包括绝缘基底61、辅助电极62、每层都有电子发射区的薄膜64、Y方向布线65、X方向布线66和绝缘层67。在图6A和6B中，薄膜64固定到每层绝缘层67的侧面，其主要目的是为了简化结构。为了改善与布线之间的接触，薄膜64可以延伸到相关的X方向布线66或Y方向布线65或两种布线上。

根据本发明的电子源的第三实施例，其特征在于每个布线交叉点处绝缘层的厚度大于在该布线交叉点的电子发射区的行方向布线和列方向布线之间的距离。根据本发明的一种电子源所带来的问题是在每个布线交叉点的绝缘层呈现出较大的电容，这妨碍了对设置在那里的电子发射器件进行高速驱动，因此本实施例通过增加绝缘层的厚度来解决这一问题。更一般地说，减小绝缘层的电容是为了在不改变器件电极之间的距离的情况下来改进驱动能力。其方法是改变布线的外形或在相应的基底上形成一个凹口，并沿凹口弯曲下布线，使设置在那里的绝缘层厚度增加。

根据上述作为以上实施例的基础的工程概念，可以通过形成电子发射器件来产生具有不同电子发射性能的电子源，这些电子发射器件在绝缘层的厚度保持不变时小于布线交叉点处的两种布线分开的距离。

图7A和7B简略地表示上述提供有绝缘层的、电容减小了的实施例。在本实施例中，沿X方向布线形成有凹槽，与X方向布线垂直交叉的Y方向布线槽弯曲，使得绝缘层的厚度在前一个实施例的相应部分厚度的基础上增加凹槽的深度。图7A是该实施例的平面图，而图7B是沿图7A的A-A′线剖开的剖视图。该实施例包括绝缘基底71、每层都有电子发射区的薄膜74、Y方向布线75、X方向布线76和绝缘层77。在图7A和7B中，薄膜74固定到每层绝缘层77的侧面，其主要目的是为了简化结构。为了改善与布线之间的接触，薄膜74可以延伸到相关的X方向布线76或Y方向布线75或两种布线上。

图8是根据本发明的成象装置的显示屏的局剖立体示意图，表示其基本结构。图9A和9B简略地表示形成荧光膜的荧光体的两种可行的排列。具体参照图8，显示屏包括电子源绝缘基底81，用于牢固地支撑电子源绝缘基底81的后板82、支撑框83、形成在电子源绝缘基底81上并且每层都包括电子发射区的薄膜78、Y方向布线79、X方向布线80，和通过在玻璃基底84的内表面上形成荧光膜85和金属衬片86实现的面板87，所述后板82、面板87和支撑框83结合在一起，并且熔结玻璃密封，形成一个容器88。容器88的部件包括面板87、支撑框83和后板82，提供后板82的主要目的是为了加强电子源绝缘基底81，因此如果电子源绝缘基底81的强度足够，那么就可以省略后板82。在这种情况下，电子源绝缘基底81直接固定到支撑框88上，于是容器88由面板87、支撑框83和电子源绝缘基底81构成。可以通过在面板87和后板82之间设置若干垫片（未示出）来提高容器88的整体强度。

图9A和9B简略地表示形成荧光膜85的荧光体的两种可行的排列。如果显示屏用于显示黑白画面时，荧光膜85只包括荧光体，显示彩色画面时需要包括荧光体90和一般称之为黑色条纹的黑色导电部分89或黑色矩阵部分，这取决于荧光体的排列。为彩色显示屏提供黑色条纹或黑色矩阵的目的是使三种不同基色的荧光体90不易被区分，并且通过使周围区域变黑来减小外部光线造成的显示图象对比度减弱所带来的不利影响。一般用石墨作为黑色导电部分89，也可以用透光率和反射率低的其它材料。在玻璃基底84上涂加荧光材料适宜于用沉淀或印制技术，这与黑白显示还是彩色显示无关。

在荧光膜85的内表面设置了普通的金属衬片86。提供金属衬片86的目的是通过使荧光体发出并射向容器88内部的光线返回到面板87来增强显示屏的亮度，用它作为电极来对电子束施加的加速电压，以及保护荧光体不被损坏，当容器内部产生的负离子轰击荧光体时可能布起这种损坏。它是通过将荧光膜85的内表面进行平滑处理（通常称作“膜化”）并且在制备荧光膜85之后通过真空淀积在上面形成铝膜来制备的。可穿透（透明）电极（未示出）可以形成在面板87面向荧光膜85的外表面上，以便提高荧光膜85的导电率。

应注意，在彩色显示的情况下，在上述所列的容器部件结合在一起之前，必须将每组彩色荧光体和电子发射器件精确地对准。

然后利用排气管（未示出）将容器88抽空，真空度为大约10-6乇，并密封。然后通过外部端子Dxl至Dxm和Dyl至Dyn将电压施加在X方向布线80和Y方向布线79上，进行成形操作，以便形成电子发射区。为了保持其真空度，在密封容器88之后可以进行吸气剂处理。吸气剂处理是在密封容器88之前或之后立即通过高频加热法吸气剂设置在容器88给定位置的吸气剂（未示出）加热，以产生蒸汽淀积膜。吸气剂通常以Ba为主要成分，形成的蒸汽淀积膜通过其吸收效应可以使容器内部保持在1×10^-5至10^-7乇的真空度下。

具有上述结构的本发明的成象装置是这样工作的，即通过外部端子Dxl至Dxm和Dyl至Dyn向每个电子发射器件施加电压，使电子发射器件发射电子。同时，通过高压端子Hv将大于几千伏的高压施加在金属衬片86或可穿透电极（未示出）上，使电子束加速轰击荧光膜86，荧光膜86得到能量发光，显示所需图象。

虽然以上对适用于本发明的成象装置的显示屏的结构根据其必不可少的部件进行了描述，但是部件的材料并不限于上述那些，根据应用的装置也可以采用其它的材料。

还应注意的是，本发明的电子源不仅适用于成象装置，而且也可以代替包括感光鼓和发光二极管的光学打印机的光源。在这种情况下，它不仅可以用作线性光源，而且经过这样的排列，使m条X方向布线和n条Y方向布线被适当选择并结合使用时，还可以用作二维光源。

（实施例1）

具有图5A和5B所示结构的电子源的一个实施例可以通过参照图10A和10B描述的制造步骤得到。

（1）利用有机溶剂彻底清洁石英基底91之后，通过真空淀积相继形成50埃厚的Cr层和6，000埃厚的Au层。然后，在利用一个旋涂器使基底旋转时将光刻胶（可从HECHST获得的AZ    1370）涂加在基底上，然后烘烤涂加的光刻胶。接着，使光刻胶层在透过光掩模的光下曝光，并进行光化学显影，为Y方向布线95产生抗蚀剂图形。随后，对Au和Cr淀积层进行湿法蚀刻，产生Y方向布线95（图10A）。

（2）由SiO₂制成的绝缘层97由CVD法形成在所有Y方向布线95的整个表面上，厚度为1μm（图10B）。

（3）50埃厚的Ti膜和5，000埃厚的Au膜相继形成在绝缘层97的整个表面上，通过真空淀积产生X方向布线96（图10C）。

（4）对X方向布线96和绝缘层97进行成形处理，湿法蚀刻用于Au，RIE（反应离子蚀刻）用于Ti和SiO₂。CF₄和H₂气体用于Ti和SiO₂（图10D）。

（5）通过汽相淀积另外形成0.1μm厚的Cr膜92后，利用光刻和蚀刻工艺对Cr膜92进行成形处理，然后借助旋转涂敷器施加有机钯溶液（可从Okuno    Pharmaceutical    Co.，Ltd.获得的ccp4230）。然后，被涂覆的基底在300℃下加热10分钟，产生为形成由氧化钯（PdO）的精细粒子构成的电子发射区的薄膜98（图10E）。然后，通过剥离工艺得到符合要求图形的薄膜98（图10F）。

（6）然后将基底放入一具有真空度为10^-6乇的真空腔中，对X方向布线和Y方向布线施加电压，产生用于形成电子发射区的、由精细粒子构成的薄膜98，以不可逆的方式改变精细粒子构成的膜，从而形成电子发射区。

当向被选择的一条X方向布线96和另一条Y方向布线95分别施加0V和14V电压时，尽管对其余的X方向布线和Y方向布线均施加7V电压，但只有由X方向布线和Y方向布线所规定的布线交叉点上的电子发射器件发射电子，从而证明了本实施例的优异的选择性。由该被选择的电子发射器件发射的电子束被很好地集中在成象屏的单一点上，以便在使上布线（X方向布线96）的电位高于下布线（Y方向布线95）和上布线具有适当的宽度时，产生一个理想的电子束发射强度。

本发明人利用本实施例所进行的一个实验中，使X方向布线具有400μm的宽度（D），分别向X方向布线和Y方向布线施加14V和0V的电压，而对成象屏上的荧光体（未示出）则施加6KV的电压，成象屏置于电子源的上方，并相隔2.5mm的距离（H），以产生直径为500μm、大体上对称的圆形亮点。

该实验证明，从包括单一的电子发射区的表面传导电子发射器件发射的电子束在置于成象部件内表面的相应荧光体上产生对称性较差的亮点，而通过沿电压施加方向（Y方向）设置若干电子发射区，中间插入高电压，并以距离D将它们分开，可以使亮点变得极为对称，但因为来自若干电子发射区的电子束被会聚在成象部件内表面的荧光体的单一亮点上，所以该距离D要满足以下关系：

K₂×2H（Vf/Va）^1/2≥D/2≥K₃×2H（Vf/Va）^1/2

其中K₂和K₃是常数，

K₂＝1.25±0.05和K₃＝0.35±0.05

Vf是施加在器件上的电压，

Va是施加在成象部件上的电压（加速电压），

H是电子发射器件和成象部件之间的距离，以及

D是任何两个电子发射器件之间的距离。

如果用于高清晰度大屏幕的话，经上述制作过程所制备的电子源在再现性方面并不显示出任何明显的退化，在效率（yield）方面也没有值得注意的减少。

如果在交叉点处膜的厚度适当的话，在布线交叉点外的区域内的膜厚与在布线交叉点的电子发射器件的运行无关，所以尽管上述实施例的绝缘膜具有均匀一致的厚度，但它们也可以具有不一致的厚度，而不会破坏相关的电子发射区的性能。

通过利用例1所述电子源的上述实施例，可以实现包括显示屏的一种成象装置，它以下述方式被驱动运行。

图11是驱动显示屏的驱动电路的框图，该电路是为利用NTSC电视信号进行图象显示而设计的。在图11中，标号111表示显示屏。该电路还包括扫描电路112、控制电路113、移位寄存器114、行存储器115、同步信号分离电路116、调制信号发生器和一对直流电压源Vx和Va。

该装置的每个部件按以下方式运行。显示屏111经过端子Dxl至Dxm、Dyl至Dyn和高压端子Hv与外部电路相连，其中端子Dxl至Dxm用来接收用于按顺序一行接一行地驱动显示屏111中多个电子束源的（n个器件的）各行的扫描信号，该显示屏111包括若干个按m行和n列组成的阵列形式排列的表面传导电子发射器件。另一方面，端子Dyl至Dyn则用来接收用于控制扫描信号所选择的该行的每个表面传导电子发射器件的输出电子束的调制信号。通过高压端子Hv输入直流电压源Va，典型的电压为10KV，该电压大小足以驱动所选择的表面传导电子发射器件的荧光体。

扫描电路112按以下方式运行。该电路包括m个开关器件（在图11中以符号S1和S2表示），它们中的每一个取直流电压源Vx的输出电压或0V（地电位），并进而与显示屏111的端子Dxl至Dxm中的一个相连。开关器件S1至Sm中的每一个都按照控制电路113输入的控制信号Tscan来运行，这些开关器件很容易通过将诸如FET之类的晶体管结合在一起来制备。

考虑到表面传导电子发射器件的特性，本实施例的直流电压源Vx输出7V的恒定电压。

控制电路113协同相关部件的运行，以使图象可以按照外部输入的图象信号恰当地显示出来。根据由同步信号分离电路116输入的同步信号Tsync，它为相关部件产生控制信号Tscan、Tsft和Tmry。稍后将参照图18详细说明这些控制信号。

同步信号分离电路116将同步信号分量和亮度信号分量从外部输入的NTSC电视信号中分离出来，并且利用已知的频率分离（滤波）电路能很容易地实现这一点。尽管人们知道，由同步分离电路116自电视信号中提取的同步信号是由一个垂直同步信号和一个水平同步信号组成的，但是这里为方便起见，忽略其分量信号，简称为Tsync信号。另一方面，由电视信号提取并输入至移位寄存器的亮度信号则被称为DATA信号。

移位寄存器114对每一行进行DATA信号的串行/并行转换，该信号根据来自控制电路113的控制信号Tsft按时间顺序输入。换句话说，控制信号Tsft作为移位寄存器114的移位时钟而工作。一组经过串行/并行转换（并对应于用于n个电子发射器件的一组驱动数据）的用于一行的数据被作为n个并行信号Id1-Idn自寄存器114送出。

行存储器115根据来自控制电路113的控制信号Tmry在所需时间内存储用于一行的一组数据，该组数据为信号Id1至Idn。所存储的数据作为I′d1至I′dn输出至调制信号发生器117。

调制信号发生器117事实上是一个信号源，该信号源根据图象数据I′d1至I′dn中的每一个适当地驱动和调制各个表面传导电子发射器件的操作，而该器件的输出信号经端子Dyl至Dyn馈入显示屏111中的表面传导电子发射器件。如上面参照几个实施例和图5所述的，本发明的电子发射器件的特征在于发射电流Ie的下列三个特征。由图17A可见，在下面有一个清楚的阈值电压，当施加在电子发射器件上的电压低于该阈值电压时，该电子发射器件基本不发射任何电子。而另一方面，如图17B可见，当施加在表面传导电子发射器件上的电压超过该阈值电平时，该表面传导电子发射器件的电子束发射率可通过适当地改变施加在器件上的脉冲电压的脉宽P_W或幅值V_m来进行控制。因此，该调制信号发生器117可以是脉宽调制型的，也可以是电压调制型的。脉宽调制型的信号发生器产生一具有稳定电压的脉冲，并根据输入数据调制脉宽，电压调制型的信号发生器产生一具有稳定脉宽的电压脉冲，并根据该输入数据调制该电压脉冲的幅值。

上面已经结合图11详细描述了本实施例的各个组成部分，下面将结合图12至图15A-15M详细讨论显示屏111的工作情况，接着叙述该实施例的整个操作情况。

为了便于阐述，假设显示屏包括6×6个象素（或m＝n＝6），尽管不用说在实际应用中一个显示屏所用的象素远多于这些。

图12的多电子束源包括按6行和6列的矩阵形式排列和布线的表面电子发射器件。为描述方便起见，用一个（X，Y）座标来定位这些器件。这些器件的位置表达为，例如，D（1，1），D（1，2）和D（6，6）。

在通过驱动如上所述的多电子束源而于该显示屏上显示图象的操作中，一个图象被分成许多与X轴平行的狭条，或后来所说的行，这样，当所有行都显示时，该图象可以存储在该屏上。这里，假设所说的许多行为6行。为了驱动形成一行图象的一行电子发射器件，在与该行器件相应的水平布线的端子上加0伏电压，这个端子是Dx1至Dx6中的一个，而在所有余下的布线的端子上加7伏电压。与这一操作同步，根据相应行的图象把一调制信号加到垂直布线的各个端子Dy1至Dy6上。

现在假设图13所示的一个图象被显示在显示屏上，且该屏的所有亮点，或象素，均具有相等的亮度（等于100fL（英尺-郎伯））。把已知的荧光材料P-22用于包括具有上述特性的表面传导电子发射器件的上述显示屏111，其上所加电压为10KV，该显示屏上的图象以60Hz的频率更新，这时，对具有6×6象素的显示屏的电子发射器件，最适宜于施加14V的电压达10微秒，以便达到100fL的亮度。不过，应注意，这些值须随参数的变化而更换。

进一步假设图13中的操作处于使第三线变亮这一步。图14表示经端子Dx1至Dx6和Dy1至Dy6加在该电子束源上的电压。如图14所示，把远高于电子发射阈值电压的14V电压加到该电子束源的各表面传导电子发射器件D（2，3）、D（3，3）和D（4，3）（黑色器件）上，而对其余各器件加7V或0V电压（阴影器件加7V，白色器件加0V）。由于这些电压均低于阈值电压，故这些器件基本上完全不发射电子束。

用这种方法驱动该多电子束源来按时间序列基准操作所有其它的行，从而产生图13的图象。图15（图15A-15M）示出了上述操作的波形时间图。如图15中所示，从第一行开始相继驱动这些行，并以每秒60次的速率重复驱动所有这些行的操作，以便可以无闪烁地显示图象。

通过改变施加在端子Dy1-Dy6中选出的一个上的调制信号的脉冲电压的脉宽或幅度，可以改变显示屏的亮度。

如上所述的具有6×6个象素的多电子束源用图11所示的驱动电路并遵循图16（图16A-16F）所示的时序图进行典型驱动。

图16A表示亮度信号DATA的工作定时，该亮度信号是由从同步信号分离电路116外部馈给的NTSC信号发出的。如图所示，第一行的数据、第二行数据、第三行数据以及第四行数据分别地作为输出信号而送出。与此同步，控制电路113传输移位时钟Tsft（如图16B所示）到移位寄存器114。

当用于一行的数据被存储在移位寄存器114中时，该控制电路113在图16C所示的定时传送一个存储写信号Tmry，并把用于一行（n个器件）的驱动数据写入该行存储器115。接着，在图16D所示的各个定时改变该行存储器115的输出信号I′d1-I′dn。

控制扫描电路12的操作的控制信号Tscan示于图16E。具体地说，当第一行被驱动时，只有该扫描电路112中的开关信号S1保持0V，而其它开关器件均保持7V。当第二行被驱动时，只有开关器件S2保持0V，而其它开关器件均保持7V，依此类推。

与上述操作同步，以图16F所示的定时从调制信号发生器117把一调制信号传送到显示屏111。

如此，可以用上述方法把电视图象显示在显示屏111上。

尽管上面没有特别地提到，只要以一给定的速率进行视频信号的串/并连转换和存储，移位寄存器114和行存储器115就可以是数字的或模拟的信号形式。若用数字信号型器件，就需要对同步信号分离电路116的输出信号DATA数字化。不过，这种转换通过在同步信号分离电路116的输出端设置一个A/D转换器即可简单地进行。

在上述实施例中，从电视图象显示的角度、用NTSC电视信号系统描述了本发明，但本发明的成象装置也能通过直接或间接地把该装置连接到任何这种信号源而适用于其它的电视信号系统以及其它的图象信号源，这些信号源包括计算机、图象存储器和电视通信网络，特别是需要在一大显示屏上显示大量数据时。

图18为一个与一个显示装置结合在一起的图象显示系统的框图，该显示装置适宜于在包括本发明的电子源的显示屏上显示来自诸中电视广播等多个图象数据源的图象数据。在图18中，该系统包括一显示屏200、一个显示屏驱动电路201、一个显示控制器202、一个多路调制器203、一个译码器204、一个输入/输出接口电路205、一个CPU206、一个图象产生电路207、图象存储器接口电路208、209和210、一个图象输入接口电路211、TV信号接收电路212和213，以及一个输入部分214。此处应注意，如果将该显示装置用于TV信号或其它包括图象数据和声音数据的信号，该系统势必要包括一个声音复制（重放）系统作出图18所示图象显示系统的一个组成部分。只不过在图18中省略了用于接收、分离、复制、处理和存储声音数据的电路以及话筒，因为这些与本发明不直接有关。

现在随着图象数据的流向描述图18所示的系统的组成部分。

首先，TV信号接收电路213为一个接收通过使用电磁波和/或特殊的光通信网络的无线传输系统传送来的TV图象信号的电路。该所用的TV信号系统不局限于可以使用的NTSC、PAL或SECAM中某一个或任一个。具体地说，它适用于包括大量扫描行的TV信号，典型地即适用于MUSE系统这样的高分辨率TV系统，因为它能用于包括大量象素的大显示屏。将由该TV信号接收电路213接收到的TV信号送到译码器204。

其次，TV信号接收电路213接收通过使用同轴电缆和/或光纤的有线传输系统传送来的TV信号。和TV信号接收电路213类似，所用的TV信号系统不局限于特殊的某一种，而且由该电路接收到的TV信号被送往译码器204。

图象输入接口电路211记录由图象输入装置（如TV摄象机或图象读出扫描器等）提供的图象信号，并将记录下来的图象信号输送译码器204。

图象存储器接口电路210用于接收存储在视频型记录器（以下称VTR）中的修正的信号，并将此修正过的信号也输往译码器204。

图象存储器接口电路209修正存储在视频光盘中的图象信号，并将此修正后的图象信号送往译码器204。

图象存储器接口电路208修正存储静止图象数据的器件（如所谓的静止图象光盘）中的图象信号，并将这些信号输往译码器204。

输入/输出接口电路205用于连接该显示装置和一个诸如计算机、计算机网络或打印机之类的外部输出信号源。该电路进行信号数据以及字符和图表数据的输入/输出操作，如果适当的话，进行该显示装置的CPU206和外部输出信号源之间控制信号和数字数据的输入/输出操作。

图象产生电路207根据经输入/输出接口电路205由外部输出信号源来的图象信号以及字符和图表输入数据或从CPU206来的那些数据产生要在显示屏上显示的图象数据。该电路包括用于存储图象数据以及字符和图表数据的可重新装载的存储器、存储与给出的字符码对应的图象图型的只读存储器、一个处理图象数据的处理器，以及产生屏幕图象所需的其它电路组成部分。

由用于显示的电路所产生的图象数据被送到译码器204，若需要，它们也可以通过输入/输出接口电路205被送往计算机网络或打印机这样的外部电路。

CPU206控制该显示装置，并对要在该显示屏幕上显示的图象进行产生、选择和编辑操作。

例如，CPU206把控制信号送到多路调制器203，并适当地选择或组合这些有待在显示屏幕上显示的图象的信号。同时，CPU206产生显示屏控制器202的控制信号，并按照图象显示频率、扫描方法（例如隔行扫描或非隔行扫描）、每帧扫描行数以及诸如此类来控制显示装置的操作。

CPU206还直接向图象产生电路207传送图象数据和字符及图表数据，并通过输入/输出接口电路205存取外部计算机和存储器，以获得外部图象数据和字符及图表数据。

该CPU206可以作这样的附加设计，以使显示装置能进行其它包括象个人计算机的CPU或文字处理机那样的产生和处理数据的操作。

也可以把CPU206经输入/输出接口电路205与一个外部计算机网络相连，以进行与之相关的计算和其它操作。

输入部分214用于把由操作者给它的指令、程序和数据转送到CPU206。事实上，该输入部分可以从下列多种输入装置中选择，这些输入装置有键盘、鼠标、控制手柄、条型码阅读器、声音识别装置，以及它们的任一种组合。

译码器204经电路207-213，把各种图象信号输入转换成三基色信号、亮度信号，以及I和Q信号。译码器204最好包括由图18中的点线标明的图象存储器，用于处理MUSE系统（需要进行图象转换的图象存储器）信号之类的电视信号。额外提供图象存储器件有利于显示静止图象，以及对帧进行的变淡（thinning    out）、插入、放大、缩小、合成和编辑等操作，这些操作由译码器204与图象产生电路207和CPU206一起随意进行。

多路调制器203被用于根据CPU206提供的控制信号适当选择要在显示屏上选出的图象。换句话说，多路调制器203选择某些来自译码器的、已转换的图象信号，并将它们送到驱动电路201。它也可以把该显示屏分成多帧，通过在显示单一帧的时间周期内把一组图象信号切换到另一组不同的图象信号而同时显示不同图象。

显示屏控制器202用于根据由CPU206发出的控制信号控制驱动电路201的操作。

其中包括信号传送到驱动电路201，用于控制驱动显示屏的电源（未示出）的操作顺序，以便限定该显示屏的基本操作。

该控制器202还把信号传送到驱动电路201，用于控制图象显示频率和扫描方式（例如隔行扫描或非隔行扫描），以便限定驱动显示屏的模式。

如果需要，它也把信号传送到驱动电路201，用于按亮度、对比度、色调和清晰度控制要在显示屏上显示的图象的质量。

驱动电路201产生将加在显示屏200上的驱动信号，并根据由多路调制器203输入的图象信号以及由显示屏控制器202输入控制信号。

具有上述图18所示结构的本发明的显示装置能够在显示屏200上显示由各种图象数据源给出的多种图象。具体地说，电视画面信号这样画面信号由译码器204转换回去，然后，在送往驱动电路201之前用多路调制器进行选择。另一方面，显示控制器202产生用于根据待显示于显示屏201上的画面的画面信号控制驱动电路201操作的控制信号。其后，该驱动电路201根据画面信号和控制信号把驱动信号加到显示屏200上。这样，图象被显示在显示屏200上。上述所有操作均由CPU206以协调的方式控制。

上述显示装置不仅能选择和显示给它的大量图象以外的特殊图象，而且能进行各种不同的图象处理操作，这些操作包括放大、缩小、旋转、突出边框、变淡、插入、改变颜色和修改图象的纵横比，编辑操作包括合成、擦除、连接、置换和插入图象，这种情况下译码器204中带有的图象存储器、图象产生电路207和CPU206均参与了这些操作。虽然在上述实施例中未作描述，提供专用于音频信号处理和编辑操作的附加电路也是可以的。

因此，具有上述结构的本发明的显示装置能够具有各种各样宽广的工业和商业应用，因为它可以用作用于电视广播的显示装置、视频电话的终端装置、静止和电影画面的编辑装置、计算机系统的终端装置、诸如文字处理装置之类的OA装置、游戏机以及用于许多其它方面。

不用说图18只表示出一个包括一显示屏的显示装置的可能结构的例子，该显示屏备有通过设置大量表面传导电子发射器件而制备的电子源，但本发明并不限于此，图18中的某些电路组成部分可以被省去或可以根据应用设置附加的组成部分。例如，如果把本发明的显示装置用于电视电话，就可以通过适当地增加电视摄象机、麦克风、照明设备和包括一调制解调器的传送/接收电路等附加的组成部分来构成。

由于本发明的显示装置包括具有通过设置大量表面传导电子发射器件而制备的电子源的显示屏，所以宜于减少厚度，整个装置可以做得很薄。此外，由于显示屏包括一个通过设置大量表面传导电子发射器件而制成的电子源，因而适于得到具有增强的亮度的大显示屏，并适于提供宽的视角，这种显示屏能确实向观看者提供给人深刻印象的景色。

（实施例2）

图19A和19B是本发明的电子源的第二个实施例的示意图。其中，图19A是平面图，图19B是沿图19A的B-B′线取的剖面图。图19A和图19B中的参考号表示的组成部分与图5A和5B的实施例中的一样或类似。本实施例是按照前面结合实施例1所述的制造步骤制备的，只是步骤2中的绝缘层制备的厚度为1微米，而步骤4中使该绝缘层形成图形以露出位于X方向布线56和Y方向布线55的交叉点处的孔。电子发射区域形成在这些孔中。在将该实施例用于成象装置时，象实施例1的情况那样，若将其用于一个大的高清晰度屏幕，它可以极好地用作电子束发射，因而，在效率方面不表现出任何显著的降低。所以，本实施例适宜用于电视机。

（实施例3）

图20是本发明的电子源第3实施例的局部平面示意图。本实施例是通过在绝缘层形成电子发射区的各横向侧边设置一凹槽100而实现的。图21是实施例3的局部透视图。本实施例包括排列密度大于实施例1中的电子发射器件和布线，包括一电子发射区的薄膜54的每一个的有效长度大于实施例1中的对应部分，从而增加了电子发射区的电子束发射率。这是因为沿带有凹槽的绝缘层横向侧边的线a-b的长度比点a和b连线之间的距离L要大。在将本实施例象实施例1那样用于成象装置时，它可以极好地发射电子束，且如将其用于一个高清晰度的大屏幕，则在效率方面不表现出任何显著的降低。所以，本实施例适合用于电视机。由于设置了凹槽，能够从电子束轨迹和发射角的角度来控制本实施例的电子束发射操作，而且本实施例可以有某种程度的冗余度。

尽管本实施例是按照实施例1的制造步骤制备的，X方向布线也可以通过印制（printing）形成，以便在屏幕以适当的受控方式用于该印制操作时表现任何故意弯曲的形式。

（实施例4）

图22是本发明第4实施例的电子源的局部平面示意图，该电子源包括的绝缘层的轮廓线在横向侧与实施例3中的不同。本实施例与实施例3的类似之处在于：具有增加了的电子束发射率。与第1-第3实施例相似，在象实施例1那样将本实施例用于成象装置时，它可以极好地发射电子束，且如将其用于一个高清晰度的大屏幕，则在效率方面没有任何显著的降低。所以，本实施例适用于电视机。

（实施例5）

图23A和23B是本发明电子源的第5实施例的示意图，其中图23A为平面图，而图23B是沿图23A的C-C′线所取的剖面图。与实施例2类似，本实施例的绝缘层由形成图形工艺进行处理，示出位于X方向布线56和Y方向布线55交叉点处的凹槽。另一方面，实施例2在每个凹槽的所有横向侧边都有电子发射区，而本实施例只在各凹槽一对相对排列的横向侧边上设有电子发射区，而且从这些电子发射区发射出的电子束会聚在成象装置的成象屏幕的单个亮点上。本实施例象第一实施例那样用于成象装置时，和实施例2一样能极好地进行电子束发射，而且在用于高清晰度的大屏幕时，不会显著降低效率。因此，适合于用于电视机。

（实施例6）

按照图24A-24D所描述的制造步骤制备前面描述过的、图6A和6B所示的电子源。

（1）用中性洗涤剂彻底擦洗一块石英绝缘基片61，并用超声波清洗之，然后，用有机溶剂、由光刻工艺在其上形成一抗蚀剂图形。其后用真空淀积方法在该抗蚀剂图形上形成厚0.05μm的Ti膜作为改进整个层的粘结的垫层，再在其上形成厚0.95μm、作为Y方向布线用的Ni膜，以整个覆盖住抗蚀剂图形。接着，用剥离工艺产生Y方向布线（图24A）。

（2）用溅射方法在该基底上形成厚约2μm的SiO₂膜，以生成一绝缘层67。然后，用光刻工艺在其上形成一抗蚀剂图形，用RIE（反应离子刻蚀）处理该中间层绝缘层67（图24B）。

（3）用光刻工艺形成另一抗蚀剂图形，由汽相淀积工艺形成作为X方向布线的一层含Ni作为主要成分的材料膜，其厚度约1μm。然后用剥离工艺生成X方向布线66和附加电极62（图24C）。

（4）把有机钯溶液（CCP4230，可从Okuno制药株式会社购得）分散施加在衬底的表面上，然后在300℃的环境中烘焙12分钟。接着，用光刻工艺形成另一个抗蚀剂图形，在层间绝缘层67的横向侧边用RIE形成用于构成电子发射区68的薄膜。

（5）其后，将该基底放到真空度为10^-6乇的真空室中，在X和Y方向布线上加电压以激励用于形成电子发射区的精细颗粒的薄膜68。该形成电压为5伏，处理操作进行60秒，使此精细颗粒膜不可逆地变性，从而生成电子发射区。

分别将0伏和14伏电压加在X方向布线66中选出的一根和Y方向布线65中选出的一根上，同时在其余所有剩下的X和Y方向布线上加7伏电压，则只有位于由X和Y方向布线规定的布线交叉处的电子发射器件才发射电子，从而证明了本实施例卓越的选择性。由这些被选定的电子发射器件发射的电子束很好地会聚在成象屏幕的一个点上。

本实施例用于电子束发射工作得极好，因此，若将其用于高清晰度的大屏幕在效率上没表示出任何明显的降低。

（实施例7）

图25A和25B为本发明电子源的第7个实施例的示意图，其中图25A为平面图，图25B是沿图25A    D-D′线所取的剖面图。本实施例与实施例6的不同在于：包含电子发射区的附加薄膜64在各布线交叉点处形成在绝缘层上的附加电极62和X方向布线65之间。

本实施例的特征在于，由于每个电子发射器件包括4个电子发射区，即使在形成操作之后不是所有电子发射区都能很好地操作，每个器件也能以增强的速率不断发射电子束并将其会聚起来。此外，由于每个器件以高的速率发射电子束，而且发射的电子束会聚得很好，所以每个电子发射器件均可被缩小尺寸，以达到给定的电子束发射率，因而能在单位面积上致密地排列大量的器件。

（实施例8）

按照图26A-26E所示的制造步骤制备前面叙述过的、图7A和7B说明的电子源。

（1）用有机溶剂彻底清洗石英绝缘基底71后，在借助于旋涂器旋转基底的同时涂加光刻胶（AZ1370，可从HECHST购得），烘焙涂好的光刻胶。将该光刻胶层暴露在透过光掩模的光中并进行光化学显影，以生成用于沟槽的光刻胶图形，然后用CH₄和H₂气体、借助RIE（反应离子蚀刻）在基底上沿X方向形成沟槽，其深度为5000埃（图26A）。

（2）接着，用真空淀积在基底71上相继形成一层Cr和一层Au，其厚度分别为50埃和6000埃。其后，由旋涂器旋转着基底的同时向上涂加光刻胶，并烘焙涂加上的光刻胶。然后，将该光刻胶曝光并经过光化学显影，以生成用于Y方向布线75的光刻胶图形，再用湿法腐蚀Au层和Cr层，以生成Y方向布线75（图26B）。

（3），用RF溅射在所有Y方向布线75的整个表面上形成由SiO₂构成的绝缘层，厚1μm。

（4）在借助旋涂器旋转基底的同时在其表面上涂加光刻胶，并烘焙涂加的光刻胶。之后，将该光刻胶层曝光、光化学显影，以生成用于X方向布线76的光刻胶图形，然后用真空淀积工艺在其上淀积厚达1.0μm的Ni。

（5）用Ni淀积膜作为掩模并利用CH₄和H₂气体由RIE刻蚀绝缘层，以生成层间绝缘层（图26D）。

（6）用真空淀积工艺形成厚达1.0μm的Cr膜后，在借助旋涂器转动基底的同时向其上涂加光刻胶，接着烘焙该涂加后的光刻胶。然后，使光刻胶曝光、光化学显影，以生成用于形成含电子发射区的薄膜的抗蚀剂图形。除去该抗蚀剂图形后，用旋涂器在其上涂加有机Pd溶液（CCP4230：可从Okuno制药株式会社购得）。接着烘焙涂敷后的基底，通过刻蚀，用Cr形成用于形成电子发射区的薄膜78（图26E）。

（7）然后，把基底放入真空度为10^-6乇的真空室，在X和Y方向布线上加5伏的成形电压达60秒，以激励用以形成电子发射区的精细颗粒构成的薄膜78，以不可逆转地使该精细颗粒膜发生转换，从而生成电子发射区。

分别对X方向布线76中选出的一根以及Y方向布线75中选出的一根上加0伏和14伏电压，只有位于X和Y方向布线限定的交叉点处的电子发射器件发射电子，从而证明了本实施例优秀的可选择性。

用上述制造步骤得到的实施例极好地进行电子发射，因而若将其用于高清晰度的大屏幕，效率将不出现任何显著的降低。

与基底上没有沟槽的电子源相比，本实施例每个布线交叉点的电容降低了30%至40%，从而使截止频率上升了30%至40%。

（实施例9）

图27是本发明电子源的第9个实施例的局部剖视图。本实施例是按照上述第8实施例的制造步骤实现的，所不同的仅在于：省略了步骤（1），而在步骤3中形成绝缘层之后用光刻工艺和刻蚀工艺处理该绝缘层，以构成单独的绝缘层，从而使各绝缘层77沿Y方向布线75具有凸起形状的截面。用实施例8的方法驱动本实施例时，其工作情况与上一实施例同样优秀。

实施例（10-12）

图28至30是沿本发明第10-12实施例的X方向布线所取的部分剖视图。各实施例是由实施例8和9中所述的制造步骤制造的。

上述实施例9-12所述的每一个均可用于实施例1中那样的成象装置，从而证明能极好地发射电子束，因而若将其用于高清晰度的大屏幕，在效率方面不出现任何显著的降低。

所以，上述实施例9至12中的每一个都能用作一成象装置的电子源，这种成象装置用图18所示的方法显示由电视广播和其它图象源提供的各种图象。

如上所述，本发明提供了一种不需要器件电极的电子源以及装有一电子源的成象装置。因此，要一发明具有下列优点：

（1）实现了包括致密排列的电子发射器件的精细限定的电子源。

（2）由于减少了制造步骤的数目，实现了简化和经济的制造工艺。

（3）在整个制造过程中有高精度的工艺、高的效率和可重复性。

（4）实现了具有极好亮度和图象显示能力的、简单构形的电子源。

（5）改进了对电子束照射在成象屏幕上的密度以及高对称亮度点的形成的控制能力。

（6）降低了布线交叉点的电容，并具有高速驱动能力。

Claims (65)

1、一种电子源，包括：

基底；

行方向布线；

与所述行方向布线交叉的列方向布线；

设置在行方向布线与列方向布线的交叉点处并位于这些布线之间的绝缘层；以及

也设置在行方向布线与列方向布线的交叉点并与这些布线相连的导电膜，所述导电膜具有电子发射区。

2、根据权利要求1的电子源，其中所述行方向布线和列方向布线形成多个布线交叉点，而具有电子发射区的导电膜形成在所述每个布线交叉点上。

3、根据权利要求1的电子源，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述绝缘层的一个横向侧面上。

4、根据权利要求3的电子源，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述绝缘层的一个以上横向侧面的每一个之上。

5、根据权利要求4的电子源，其中所述绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

6、根据权利要求3的电子源，其中所述绝缘层具有一个或一个以上的弯曲横向侧面。

7、根据权利要求6的电子源，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述绝缘层的一个以上弯曲横向侧面的每一个之上。

8、根据权利要求7的电子源，其中所述绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

9、根据权利要求3的电子源，其中还进一步包括设置在布线交叉点上的辅助电极，它们是通过使位于绝缘层之下的下布线穿过绝缘层延伸到绝缘层之上的上布线处而形成的。

10、根据权利要求9的电子源，其中所述具有一个电子发射区的导电膜设置于所述绝缘层的一个或一个以上的弯曲横向侧面上。

11、根据权利要求10的电子源，其中所述绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发出的电子束会聚到相同的一点上。

12、根据权利要求9的电子源，其中还进一步包括设置在布线交叉点的具有电子发射区的导电膜，它们与所述辅助电极和位于绝缘层之上的上布线相连。

13、根据权利要求12的电子源，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述绝缘层的一个以上横向侧面的每一个之上。

14、根据权利要求13的电子源，其中所述绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发出的电子束会聚到相同的一点上。

15、根据权利要求3的电子源，其中所述绝缘层在设置具有电子发射区的导电膜的区域比其余区域薄。

16、根据权利要求15的电子源，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述绝缘层的一个以上横向侧面的每一个之上。

17、根据权利要求16的电子源，其中所述绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发出的电子束会聚到相同的一点上。

18、根据权利要求1的电子源，其中所述具有电子发射区的导电膜是由精细粒子制成的。

19、根据权利要求18的电子源，其中所述具有电子发射区的导电膜是由其主要成分为钯的精细粒子制成的。

20、根据权利要求1的电子源，其中具有电子发射区的多层导电膜形成在所述布线交叉点上，并且与所述电子源的布线相连。

21、根据权利要求20的电子源，其中多条行方向布线和多条列方向布线形成多个布线交叉点，并且具有电子发射区的多层导电膜形成在所述每个布线交叉点上。

22、根据权利要求20的电子源，其中所述绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发出的电子束会聚到相同的一点上。

23、根据权利要求20的电子源，其中所述具有电子发射区的导电膜是由精细粒子制成的。

24、根据权利要求23的电子源，其中所述具有电子发射区的导电膜是由其主要成分为钯的精细粒子制成的。

25、根据权利要求1的电子源，其中还进一步包括设置在布线交叉点上的辅助电极，它们是通过将位于绝缘层之下的下布线延伸到绝缘层之上的上布线而形成的。

26、根据权利要求25的电子源，其中，提供多条行方向布线和多条列方向布线以形成多个布线交叉点，并且所述具有电子发射区的多层导电膜和所述辅助电极形成在所述每个布线交叉点上。

27、根据权利要求25的电子源，其中所述具有电子发射区的导电膜是由精细粒子制成的。

28、根据权利要求27的电子源，其中所述具有电子发射区的导电膜是由其主要成分工为钯的精细粒子制成的。

29、一种成象装置，包括：

电子源;以及

成象部件，用于在受到所述电子源根据输入信号发射的电子束照射时形成图象，

所述电子源包括：

基底;

行方向布线;

与所述行方向布线交叉的列方向布线;

设置在行方向布线与列方向布线的交叉点并位于这些布线之间的绝缘层;以及

也设置在行方向布线与列方向布线的交叉点处并与这些布线相连的导电膜，所述导电膜具有电子发射区。

30、根据权利要求29的成象装置，其中所述电子源的行方向布线和列方向布线形成多个布线交叉点，并且具有电子发射区的导电膜形成在所述每个布线交叉点上。

31、根据权利要求29的成象装置，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述电子源的绝缘层的一个横向侧面上。

32、根据权利要求31的成象装置，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述电子源的绝缘层的一个以上横向侧面的每一个之上。

33、根据权利要求32的成象装置，其中所述电子源的绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

34、根据权利要求32的成象装置，其中所述电子源的多个电子发射区相互隔开一段距离D，D满足以下关系式：

K₂×2H（Vf/Va）^1/2≥D/2≥K₃×2H（Vf/Va）^1/2

其中K₂＝1.25±0.05;

K3＝0.35±0.05;

H是电子发射器件和成象部件之间的距离;

Vf是施加在器件上的电压;以及

Va是施加在成象部件上的电压。

35、根据权利要求31的成象装置，其中所述电子源的绝缘层具有一个或一个以上的弯曲横向侧面。

36、根据权利要求35的成象装置，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述电子源的绝缘层的一个以上弯曲横向侧面的每一个之上。

37、根据权利要求36的成象装置，其中所述电子源的绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

38、根据权利要求36的成象装置，其中所述电子源的多个电子发射区相互隔开一段距离D，D满足以下关系式：

K₂×2H（Vf/Va）^1/2≥D/2≥K₃×2H（Vf/Va）^1/2

其中K₂＝1.25±0.05;

K₃＝0.35±0.05;

H是电子发射器件和成象部件之间的距离;

Vf是施加在器件上的电压;以及

Va是施加在成象部件上的电压。

39、根据权利要求31的成象装置，其中所述电子源还进一步包括设置在布线交叉点上的辅助装置，它们是通过使位于绝缘层之下的下布线穿过绝缘层延伸到绝缘层之上的上布线形成的。

40、根据权利要求39的成象装置，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述电子源的绝缘层的一个以上横向侧面的每一个之上。

41、根据权利要求40的成象装置，其中所述电子源的绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

42、根据权利要求40的成象装置，其中所述电子源的多个电子发射区相互隔开一段距离D，D满足以下关系式：

K₂×2H（Vf/Va）^1/2≥D/2≥K₃×2H（Vf/Va）^1/2

其中K₂＝1.25±0.05;

K₃＝0.35±0.05;

H是电子发射器件和成象部件之间的距离;

Vf是施加在器件上的电压;以及

Va是施加在成象部件上的电压。

43、根据权利要求39的成象装置，其中所述电子源还进一步包括设置在布线交叉点处具有电子发射区的导电膜，它们与所述辅助电极和位于绝缘层之上的上布线相连。

44、根据权利要求43的成象装置，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述电子源的绝缘层的一个以上横向侧面的每一个之上。

45、根据权利要求44的成象装置，其中所述电子源的绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

46、根据权利要求44的成象装置，其中所述电子源的多个电子发射区相互隔开一段距离D，D满足以下关系式：

K₂×2H（Vf/Va）^1/2≥D/2≥K₃×2H（Vf/Va）^1/2

其中K₂＝1.25±0.05;

K₃＝0.35±0.05;

H是电子发射器件和成象部件之间的距离;

Vf是施加在器件上的电压;以及

Va是施加在成象部件上的电压。

47、根据权利要求31的成象装置，其中所述电子源的绝缘层在设置具有电子发射区的导电膜的区域比其余区域薄。

48、根据权利要求47的成象装置，其中具有电子发射区的导电膜设置在所述电子源的绝缘层的一个以上横向侧面的每一个之上。

49、根据权利要求48的成象装置，其中所述电子源的绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

50、根据权利要求48的成象装置，其中所述电子源的多个电子发射区相互隔开一段距离D，D满足以下关系式：

K₂×2H（Vf/Va）^1/2≥D/2≥K₃×2H（Vf/Va）^1/2

其中K₂＝1.25±0.05;

K₃＝0.35±0.05;

H是电子发射器件和成象部件之间的距离;

Vf是施加在器件上的电压;以及

Va是施加在成象部件上的电压。

51、根据权利要求29的成象装置，其中所述电子源的具有电子发射区的导电膜是由精细粒子制成的。

52、根据权利要求29的成象装置，其中所述电子源的具有电子发射区的导电膜是由其主要成分为钯的精细粒子制成的。

53、根据权利要求29的成象装置，其中所述输入信号至少是电视信号、来自图象输入装置的信号、来自图象存储器的信号或来自计算机的信号。

54、根据权利要求29的成象装置，其中有电子发射区的多层导电膜形成在所述布线交叉点上，并且与所述电子源的布线相连。

55、根据权利要求54的成象装置，其中，所述电子源具有多条行方向布线和多条列方向布线以形成多个布线交叉点，并且具有电子发射区的多层导电膜形成在所述每个布线交叉点上。

56、根据权利要求54的成象装置，其中所述电子源的绝缘层的横向侧面上的一层以上的导电膜是这样设置的：使得所述一个以上的电子发射区发射的电子束会聚到相同的一点上。

57、根据权利要求54的成象装置，其中所述电子源的多个电子发射区相互隔开一段距离D，D满足以下关系式：

K₂×2H（Vf/Va）^1/2≥D/2≥K₃×2H（Vf/Va）^1/2

其中K₂＝1.25±0.05;

K₃＝0.35±0.05;

H是电子发射器件和成象部件之间的距离;

Vf是施加在器件上的电压;以及

Va是施加在成象部件上的电压。

58、根据权利要求54的成象装置，其中所述电子源的具有电子发射区的导电膜是由精细粒子制成的。

59、根据权利要求54的成象装置，其中所述电子源的具有电子发射区的导电膜是由其主要成分为钯的精细粒子制成的。

60、根据权利要求54的成象装置，其中所述输入信号至少是电视信号、来自图象输入装置的信号、来自图象存储器的信号或来自计算机的信号。

61、根据权利要求29的成象装置，其中所述电子源还进一步包括设置在布线交叉点上的辅助电极，它们是通过使位于绝缘层之下的下布线延伸到绝缘层之上的上布线而形成的。

62、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源具有多条行方向布线和多条列方向布线以形成多个布线交叉点，并且所述具有电子发射区的多层导电膜和所述辅助电极形成在所述每个布线交叉点上。

63、根据权利要求61的成象装置，其中所述电子源的具有电子发射区的导电膜是由精细粒子制成的。

64、根据权利要求63的成象装置，其中所述电子源的具有电子发射区的导电膜是由其主要成分为钯的精细粒子制成的。

65、根据权利要求61的成象装置，其中所述输入信号至少是电视信号、来自图象输入装置信号、来自图象存储器的信号或来自计算机的信号。

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