專利名稱：電子源，采用它的成像器及其制造方法和驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種電子源，它包含一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件和一個(gè)作為電子源一種應(yīng)用的諸如顯示器的成象器，更確切地說涉及一種制造電子源的方法和一種驅(qū)動它的方法。
已知有兩種常規(guī)的發(fā)射元件，即熱陰極元件和冷陰極元件。其中的冷陰極元件已知有場發(fā)射元件(以下縮寫為FE型)、金屬-絕緣層-金屬型發(fā)射元件(以下縮寫為MIM型)、表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件等等。
FE型的例子有W.P.Dyke和W.W.Dolan所述的(“場發(fā)射”，Advance in Electron Physics，8，89(1956))，C.A.Spindt所述的“帶有鉬錐的薄膜場發(fā)射陰極的物理特性”(J.Appl.Phys.，47，52488(1976))等等。
MIN型的例子有C.A.Mead所述的“隧道發(fā)射器件的運(yùn)行”(J.Appl.Phys.，32，646(1981))等等。
表面?zhèn)鲗?dǎo)型元件的例子有M.I.Elinson所述的(Radio Eng.Electron Phys.，10 1290(1965))及下面將要描述的另一種。
表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件利用這樣一種現(xiàn)象當(dāng)對形成在襯底上的小面積薄膜沿平行于薄膜表面的方向加一電流時(shí)，即發(fā)生電子發(fā)射。表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的例子除了上述采用Elinson的SnO2薄膜的元件之外，還報(bào)道過采用Au薄膜的元件〔G.Dittmer“Thin Solid Films”，9，317(1972)〕、采用In2O3/SnO2薄膜的元件〔M.Hartwell和C.G.Fonstad“IEEE Trans.ED Conf.”，519(1975)〕、采用碳薄膜的元件〔Hisashi Araki等，Vacuum，26，No.1，22(1983)〕等等。
圖39示出了作為這種表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件典型元件結(jié)構(gòu)的上述M.Hartwell等人的元件的平面圖。參照圖39，參考號3001表示襯底，3004表示由濺射形成的金屬氧化物組成的導(dǎo)電薄膜。如圖39所示，導(dǎo)電薄膜3004有一個(gè)H字的平面形狀。當(dāng)導(dǎo)電薄膜3004經(jīng)受稱之為“激發(fā)形成”的激發(fā)處理時(shí)(稍后將描述)，就形成一個(gè)電子發(fā)射部分3005。圖39中的間隔L設(shè)定為0.5-1mm，W設(shè)定為0.1mm。注意，為了圖示的方便，電子發(fā)射部分3005表示為導(dǎo)電薄膜3004中央的一個(gè)矩形圖形，但這僅僅是一個(gè)示范性表示，并不是真實(shí)地表示實(shí)際電子發(fā)射部分的位置和形狀。
在上諸如H.Hartwell等人的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件中，通常的做法是在電子發(fā)射之前，在導(dǎo)電薄膜3004上進(jìn)行稱之為激發(fā)形成的激發(fā)處理，從而形成電子發(fā)射部分3005。更確切地說，是在激發(fā)形成過程中于導(dǎo)電薄膜3004兩端加一恒定直流電壓或一極慢速增加(例如約1V/min)的直流電壓來激發(fā)導(dǎo)電薄膜3004，以便使導(dǎo)電薄膜3004發(fā)生局部破壞、變形或變性，從而形成高電阻態(tài)的電子發(fā)射部分3005。應(yīng)注意，在局部破壞、變形或變性了的導(dǎo)電薄膜3004的部分內(nèi)形成了裂縫。在激發(fā)形成之后，當(dāng)向?qū)щ姳∧?004加以適當(dāng)?shù)碾妷簳r(shí)，在裂縫附近就發(fā)生電子發(fā)射。
上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件由于其結(jié)構(gòu)簡單且制造容易而具有可在大面積上形成大量元件的優(yōu)點(diǎn)。例如，如本發(fā)明者在日本專利公開(KOKAI)64-31332所公開的，已研究了驅(qū)動大量元件的陣列的方法。
作為表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的一種應(yīng)用，已研究過諸如圖象顯示器、圖象紀(jì)錄器之類的成象器、帶電束源等等。
特別是作為圖象顯示器應(yīng)用，如美國專利5066883本申請人的日本專利公開2-257551中所公開的，已研究出了采用結(jié)合表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件和熒光物質(zhì)及在電子照射時(shí)發(fā)射光的類似物質(zhì)的圖象顯示器。采用表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件和熒光物質(zhì)等相結(jié)合的圖象顯示器，比之采用其它系統(tǒng)的常規(guī)圖象顯示器，可望具有更好的特性。例如比之近年來已普遍采用的液晶顯示器，這種器件由于是自發(fā)射類型而不要求背面照明，而且有更大的視角。
本發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上除制造了上述現(xiàn)有技術(shù)元件外，還已制造了具有各種材料、各種制造方法和結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件。而且，本發(fā)明人還研究了包括由大量表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件組成的一個(gè)陣列的多電子束源以及采用多電子束源的圖象顯示器。
本發(fā)明人已在如圖40所示的電學(xué)布線方法的基礎(chǔ)上實(shí)驗(yàn)制造了多電子束源。更確切地說，多電子束源包括大量的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件，它們二維地排列并通過布線連接成矩陣圖形，如圖40所示。
參照圖40，參考號4001表示表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件(示意);4002表示行方向布線;4003表示列方向布線。實(shí)際上行和列方向布線4002和4003都有一定的電阻，圖40將這些電阻表示為電阻器4004和4005。上述布線方法稱為簡單矩陣布線法。
為簡便起見，圖40表示了一個(gè)6×6矩陣。矩陣的大小當(dāng)然不限于此。例如在圖象顯示器的多電子束源情況下，對所要求的圖象顯示器要多少元件就可安排多少元件并通過布線連接起來。
在由用簡單矩陣布線法連接表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件而構(gòu)成的多電子束源中，在行和列方向布線4002和4003上加以適當(dāng)?shù)碾娦盘栆暂敵鏊Ｍ碾娮邮?。例如，為了?qū)動矩陣中任意行上的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件，在待選取行的行向布線4002上加一選取電壓Vs，同時(shí)在不要選取的行的行向布線上加一非選取電壓Vns。與這些電壓同步，在列向布線4003上加一驅(qū)動電壓Ve以輸出一個(gè)電子束。用這種方法，若忽略布線電阻器4004和4005上的電壓降，則待選取行中每一表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件上加有電壓Ve-Vs，而非選取行中每一表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件上則加有電壓Ve-Vns。當(dāng)電壓Ve、Vs和Vns都設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，具有所希望強(qiáng)度的電子束就可以只從待選取行中的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件輸出。而且，當(dāng)不同的驅(qū)動電壓Ve被加于列向布線時(shí)，待選行中的元件能夠輸出強(qiáng)度不同的電子束。由于表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件具有高的響應(yīng)速度，若驅(qū)動電壓Ve的作用時(shí)間改變，則電子束的輸出時(shí)間也可改變。
因此，用簡單矩陣布線法連接表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件而構(gòu)成的多電子束源有各種應(yīng)用可能。例如，當(dāng)適當(dāng)?shù)丶右詫?yīng)于圖象信息的電信號時(shí)，多電子束源能夠很好地用作圖象顯示器的電子源。
然而在實(shí)用中，用簡單矩陣布線法連接表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件而構(gòu)成的多電子束源有下面將要描述的二個(gè)問題。
更確切地說，第一個(gè)問題是激發(fā)形成處理會引起元件單元在處理工序中發(fā)生變化，這一處理工序是在表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件制造工序的中間階段進(jìn)行的。
第二個(gè)問題是在制造之后用驅(qū)動表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的方法來執(zhí)行電子發(fā)射時(shí)，疊加在待加至元件上的驅(qū)動信號上的噪音分量使元件的特性變壞并縮短其使用壽命。
下面將更詳細(xì)地描述第一和第二個(gè)問題。
(第一個(gè)問題)在各種采用表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的成象板中，例如上述平板陰極射線管中，當(dāng)然要求高質(zhì)量、高分辨的圖象。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，例如可使用簡單矩陣布線法連接的大量表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件。因此，要求由幾百到幾千個(gè)行和列組成的極大量元件陣列，而且要求表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射元件具有均勻的元件特性。
然而，表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電子發(fā)射特性可能隨激發(fā)形成條件而改變。而且，在簡單矩陣布線法情況下，當(dāng)只對一個(gè)特定的元件進(jìn)行激發(fā)形成處理時(shí)，電流會不希望地漏到另一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件。因此，靠將電流集中到每一個(gè)元件的方法，很難進(jìn)行激發(fā)形成而不影響尚未進(jìn)行激發(fā)形成的其它表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件。此時(shí)，全部表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件不能在相同條件下經(jīng)受激發(fā)形成，并造成不希望有的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件特性的變化。
(第二個(gè)問題)參照圖41，參考號ES表示表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件;EC1-ECM表示列向布線電極;ER1-ERN表示行向布線電極。在這一多電子束源中，M×N個(gè)電子發(fā)射元件排列成矩陣圖形，并用行向和列向布線電極進(jìn)行電連接，從而組成矩陣布線。在圖41中，排列在平行于X方向上的每一元件組以下都視為一個(gè)元件列，而排列在平行于Y方向上的每一元件組以下都視為一個(gè)元件行。因此，矩陣包括第一到第M元件列和第一到第N元件行。
當(dāng)具有上述排列的多電子束源被驅(qū)動時(shí)，通常的方法是用逐一相繼選取元件列的方法來驅(qū)動各元件。在圖41所示的多電子束源的情況下，有可能使被選取元件列中所希望的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件發(fā)射電子束。這點(diǎn)將參照圖42-45在下面加以描述。
圖42示出了用作ES的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的一般特性。在圖42中，橫坐標(biāo)代表要加到元件上去的電壓，而縱坐標(biāo)代表從元件發(fā)射的電子束電流。通常，在加于表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的電壓超過某一給定閥值電壓Vth之前，沒有電子束從元件發(fā)射，而當(dāng)電壓超過閥值電壓Vth時(shí)，發(fā)射的電子束強(qiáng)度隨外加電壓增加而增加。因此，容易設(shè)定一個(gè)電壓VE，使電壓為VE/2時(shí)不發(fā)射電子束而在電壓為VE時(shí)發(fā)射電子束。下面將描述利用這樣設(shè)定的電壓VE的驅(qū)動方法。
例如，以下將舉一個(gè)例子，選擇多電子束源中的第一元件列，電子束只從第二到第五行中的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件發(fā)射。圖42示出了為達(dá)到上述目的而加于布線電極的電壓。如圖43所示，在EC1到EC6列布線電極中，電壓0(V)加于第一列的布線電極EC1，而電壓VE/2(V)加于其它電極EC2-EC6。在行向布線電極ER1到ER6中，電壓VE(V)加于第二到第五行的布線電極ER2-ER5，而電壓VE/2(V)加于電極ER1和ER6。由于各表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件加有接于其上的行向布線電極和列向布線電極上所加電壓之間的差值電壓，電壓VE(V)就加到了圖43中黑色的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件上，電壓VE/2(V)就加到了由斜線和水平線表示的電子發(fā)射元件上，而電壓0(V)加到由點(diǎn)表示的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件。更確切地說，將超過電子發(fā)射閾值的電壓VE(V)加于所希望的電子發(fā)射元件，而這些元件輸出電子束。然而，其它的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件不輸出任何電子束。
如上述例子所述，電壓0(V)加于要被驅(qū)動的元件列的列向布線電極，而電壓VE/2(V)加于其它元件列的列向布線電極，從而選取了要驅(qū)動的元件列。而且，在被選取元件列的電子發(fā)射元件中，電壓VE(V)加于要輸出電子束的那些行的行向布線電極，而電壓VE/2(V)加于不輸出電子束的那些行的行向布線電極，于是達(dá)到預(yù)定的目的。在上述方法中，由于加于要輸出電子束的那行的行向布線電極的電壓被唯一地確定為VE(V)，要輸出的電子束的強(qiáng)度也唯一地確定為I1。然而，當(dāng)幅度合適的待施加電壓從相應(yīng)于圖42所示的電子發(fā)射特性的范圍Vth-VE內(nèi)選取時(shí)，要輸出的電子束的強(qiáng)度可以控制在O-I1的范圍內(nèi)。
多電子束源本身組成一個(gè)X-Y矩陣型電子束源，并可望應(yīng)用于諸如平板陰極射線管之類的顯示器。
然而，當(dāng)圖41所示的多電子束源實(shí)際上由電路驅(qū)動時(shí)，就提出了將尖峰電壓應(yīng)用于非選取表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的問題。

圖14-16解釋了這一問題。
圖44示出了用來驅(qū)動圖41所示多電子束源的一個(gè)典型的電路。如圖41所示，諸如場效應(yīng)晶體管(FET)之類的開關(guān)元件以推拉輸出電路形式連接于各布線電極。連接于列向布線電極EC1-ECM的電路是為了選擇性地向這些布線電極加以電壓VE/2(V)或0(V)，而連接于行向布線電極ER1-ERN的電路是為了選擇性地向這些布線電極加以電壓VE(V)或VE/2(V)。借助于適當(dāng)控制場效應(yīng)晶體管的柵極信號GPC1-GPCM、GNC1-GNCM、GPR1-GPRN以及GNR1-GNRN，可以將所希望的電壓選擇性地加于布線電極。
圖45解釋了多電子束源一個(gè)任意驅(qū)動模式的例子。以下的解釋將參照這樣一種情況來進(jìn)行，其中的電子束從多電子束源按E的圖形來發(fā)射，如圖45所示(在圖45中用陰影表示)。在多電子束源的通常驅(qū)動順序中，元件列是逐列驅(qū)動的，其順序?yàn)榈谝涣?、第二列、第三列、……，以完成圖45所示的E圖形。圖46的46A示出了這一驅(qū)動順序的瞬時(shí)過渡。
根據(jù)元件列的驅(qū)動來向布線電極加電壓的方法如上所述。例如，當(dāng)?shù)谝涣幸?qū)動時(shí)，驅(qū)動電壓可用參照圖43如上所述的那樣加到布線電極上。圖46的46B-46I示出了加于布線電極EC1-EC4和ER1-ER4的電壓的瞬時(shí)過渡。
當(dāng)多電子來源用圖44所示電路按上述順序驅(qū)動并且用示波器之類來觀察實(shí)際加于電子發(fā)射元件上的電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)了通常不希望有的尖峰電壓。例如，以圖44中A、B和C所示的三個(gè)元件為例，對這些元件觀察到的電壓波形如圖46中的46A-46L所示。在圖46中，不希望有的尖峰電壓由SP(-)、SP(+)和SP(n)表示。
這種尖峰電壓的起因包括電噪音、布線電極之間相互感應(yīng)造成的電感應(yīng)引起的FET的瞬時(shí)操作錯(cuò)誤、包括外加電壓波形在傳到電子發(fā)射元件之前由布線電路的電感、電容、電阻等引起的畸變，還包括驅(qū)動列向布線電極的FET和驅(qū)動行向布線電極的FET的操作時(shí)間之間的相互偏離。
在這些尖峰電壓中，當(dāng)反向電壓SP(-)加于表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件時(shí)，元件的電子發(fā)射特性在一開始的階段就可能變壞，或者元件會被瞬間破壞。因此，在上述多電子束源用于如顯示器等方面提出了一個(gè)嚴(yán)重的問題。
在這種情況下，本發(fā)明解決了上述問題。本發(fā)明提供了一種制造在襯底上成矩陣狀安置了多個(gè)連接于行向和列向布線的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電子源的方法。此方法包含由向表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件經(jīng)由行向和列向布線加以電壓來執(zhí)行的激發(fā)形成處理步驟，該激發(fā)形成處理步驟包括向每一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件經(jīng)由與該表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件串連并具有非線性電壓-電流特性的非線性元件加以電壓的步驟。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造具有電子源的成象器以及在從上述電子源發(fā)射的電子束的照射下成象的成象元件的方法，該電子源中連接于行向和列向布線的許多表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件在襯底上排列成矩陣，其中所述電子源的制造方法包含由向表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件經(jīng)由行向和列向布線加以電壓來執(zhí)行的形成處理步驟，該形成處理步驟包括向每一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件經(jīng)由與該表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件串聯(lián)并具有非線性電壓-電流特性的非線性元件加以電壓的步驟。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種具有表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件并根據(jù)輸入信號發(fā)射電子束的電子源，其中用來消除疊加于輸入信號上的噪音分量的元件與上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件串聯(lián)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種帶有電子源和在從上述電子源發(fā)射的電子束的照射下成象的成象元件的成象器，其中所述的電子源是一種帶有表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件并根據(jù)輸入信號發(fā)射電子束的電子源，其中用來消除疊加于輸入信號上的噪音分量的元件與上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件串聯(lián)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件，它包含向上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件加一信號從而消除疊加在信號上的噪音分量的步驟。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種驅(qū)動成象器的方法，此成象器帶有一個(gè)電子源和一個(gè)在從上述電子源發(fā)射的電子束的照射下成象的成象元件，其中所述的電子源的驅(qū)動方法包含向上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件加一信號從而消除疊加于信號上的噪音分量的步驟。
結(jié)合附圖從下面的描述可看到本發(fā)明的其它情況和優(yōu)點(diǎn)，所有附圖中相似的參考號表示相同的或相似的部件。
圖1(a)和1(b)分別是根據(jù)本發(fā)明最佳構(gòu)思的平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的平面圖和剖面圖;
圖2(a)-2(c)是根據(jù)最佳構(gòu)思的平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的制造方法的剖面圖;
圖3示出了根據(jù)該最佳構(gòu)思的平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件制造方法的形成處理中加到元件上的電壓波形的一個(gè)例子;
圖4是一個(gè)透視圖，示出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明另一最佳構(gòu)思的垂直型表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件;
圖5是一個(gè)框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的形成方法以及用于形成的一個(gè)器件的例子;
圖6是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多電子源的電路圖;
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多電子源的平面圖;
圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多電子源的剖面圖;
圖9(1)-9(6)是解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造多電子源中非線性元件部分的工序的剖面圖;
圖10(7)-10(10)是解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造多電子源中表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件部分的工序的剖面圖;
圖11示出了用于本發(fā)明實(shí)施例制造中的掩模;
圖12是一個(gè)透視圖，示出了使用本發(fā)明的成象器的顯示板;
圖13是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的剖面圖，其中在非線性元件附近形成了一個(gè)絕緣層;
圖14是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的剖面圖，此實(shí)施例使用了一個(gè)P型硅襯底;
圖15(1)-15(6)是解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制造多電子源中非線性元件部分的工序的剖面圖，此法使用了一個(gè)P型硅襯底;
圖16(7)-16(10)是解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制造多電子源中表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的工序的剖面圖，此法使用了一個(gè)P型硅襯底;
圖17是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的剖面圖，其中在非線性元件附近形成了一個(gè)絕緣層，使用了一個(gè)P型硅襯底;
圖18是多電子源的平面圖，其中使用一個(gè)非晶硅構(gòu)成的二極管作為非線性元件;
圖19是多電子源的剖面圖，其中使用一個(gè)非晶硅構(gòu)成的二極管作為非線性元件;
圖20(a)-20(j)是解釋多電子源制造方法的剖面圖，其中使用一個(gè)非晶硅構(gòu)成的二極管作為非線性元件;
圖21是一個(gè)剖面圖，示出了使用多晶硅構(gòu)成的二極管作為非線性元件的多電子源;
圖22(1)-22(9)是解釋多電子源制造方法的剖面圖，其中用多晶硅構(gòu)成的二極管作為非線性元件;
圖23是解釋根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動方法和一個(gè)器件的電路原理圖;
圖24是一個(gè)電路圖，示出了驅(qū)動電路的一個(gè)實(shí)施例;
圖25是一個(gè)表明本發(fā)明實(shí)施例作用的電壓波形圖;
圖26是一個(gè)電路圖，示出了驅(qū)動電路的另一個(gè)例子;
圖27是一個(gè)電路圖，示出了當(dāng)本發(fā)明用于電視顯象器時(shí)的電路安排的例子;
圖28是電視顯示器用多電子源的電路圖;
圖29示出了顯示圖形的一個(gè)例子;
圖30示出了加于多電子源以顯示圖29所示圖形的電壓;
圖31是加于多電子源以顯示圖29所示圖形的電壓圖;圖32(1)-32(6)示出了圖27所示電視顯示器中各單元的操作同步的電路原理圖，其中使用MIM元件作為非線性元件;
圖34是一個(gè)電路圖，示出了當(dāng)MIM元件用作非線性元件時(shí)驅(qū)動電路的一個(gè)例子;
圖35示出了用于實(shí)施例中的MIM元件的電流-電壓特性;
圖36解釋了本實(shí)施例的作用，其中用MIM元件作為非線性元件;
圖37是電子源實(shí)施例的部分剖面圖，其中用MIM元件作為非線性元件;
圖38(1)-38(7)是剖面圖，示出了電子源實(shí)施例的制造工藝，其中用MIM元件作為非線性元件;
圖39是常規(guī)表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的平面圖(現(xiàn)有技術(shù));
圖40示出了表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件布線方法的一個(gè)例子;
圖41示出了圖40中各部位的稱呼方法;
圖42示出了表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的典型電子發(fā)射特性;
圖43示出了驅(qū)動電壓使用方式的一個(gè)例子;
圖44示出了驅(qū)動電路的一個(gè)例子;
圖45示出了驅(qū)動方式的一個(gè)例子;
圖46是一個(gè)時(shí)間圖，示出了一例驅(qū)動電壓波形。
下面參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。
首先要描述本發(fā)明實(shí)施的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件。
可用于本發(fā)明的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件材料和結(jié)構(gòu)沒有特殊的限制，可以是現(xiàn)有技術(shù)中描述過的那些。但從電子發(fā)射特性和易于制造的觀點(diǎn)看，根據(jù)下列構(gòu)思的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件被用作最佳的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件。
(表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的最佳實(shí)施例)已知有二種最佳表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的基本結(jié)構(gòu)，即平板型和垂直型。下面討論平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件。
圖1(a)和1(b)分別是基本的平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件結(jié)構(gòu)的平面圖和剖面圖。下面參照圖1(a)和1(b)描述元件的基本結(jié)構(gòu)。參照圖1(a)和1(b)，參考號201表示襯底;205和206表示元件電極;204表示一個(gè)包括電子發(fā)射部分的薄膜;203表示電子發(fā)射部分。注意，參考號202表示電子發(fā)射部分形成薄膜，它代表形成電子發(fā)射部分203之前的薄膜。
對相對的元件電極205和206的材料沒有特殊的限制，只要是導(dǎo)體就行。例如，材料可包括諸如Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd之類的印制導(dǎo)體或由它們組合而成的合金，或諸如Pd、Ag、Au、RuO2、Pd-Ag之類的金屬，或者金屬氧化物或玻璃等等;諸如In2O3-nO2之類的透明導(dǎo)體;諸如多晶硅之類的半導(dǎo)體材料;等等。
元件電極的間距L1在幾百A0到幾百μm，根據(jù)作為元件電極制造方法基礎(chǔ)的光刻工藝來設(shè)定，亦即曝光機(jī)的性能和腐蝕方法、元件電極間所加電壓等等。元件電極間距L1最好在1μm-10μm范圍內(nèi)。元件電極的長度W1和每個(gè)元件電極205和206的薄膜厚度d要根據(jù)電極的電阻、上述X和Y布線的連接和與安排大量電子源相關(guān)的問題，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。通常，元件電極的長度W1在幾μm到幾百μm范圍內(nèi)，而每一元件電極205玫206的薄膜厚度最好在幾百A0到幾μm范圍內(nèi)。
在形成于襯底201上的相對的元件電極205和206之間的部分以及元件電極205和206上形成有包括電子發(fā)射部分的薄膜204，它包括電子發(fā)射部分203。圖1(b)示出了包括電子發(fā)射部分的薄膜204形成在元件電極205和206上的情況。然而，在某些情況下，包括電子發(fā)射部分的薄膜204不形成在元件電極205和206上。更確切地說，這種結(jié)構(gòu)是在薄膜按下列順序堆垛時(shí)形成的。亦即，在電子發(fā)射部分形成薄膜202堆垛在絕緣襯底201上之后，相對的元件電極205和206則堆垛在201上。
相對的元件電極205和206之間的整個(gè)部分都可用作電子發(fā)射部分，這取決于制造方法。包括電子發(fā)射部分的薄膜204的厚度在幾A0到幾千A0范圍內(nèi)，而最好是在10A0-200A0的范圍內(nèi)。薄膜204的厚度要根據(jù)對元件電極205和206的臺階覆蓋、元件發(fā)射部分203和元件電極205和206之間的電阻、電子發(fā)射部分203的導(dǎo)電微粒的粒子尺寸、激發(fā)處理?xiàng)l件(稍后描述)等等來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。薄膜電阻為每單位面積103-107Ω。
組成包括電子發(fā)射部分的薄膜204的材料的例子包括諸如Pd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb之類的金屬;諸如PdO、SnO2、In2O3、PbO、Sb2O3之類的氧化物;諸如HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4、GdB4之類的硼化物;碳化物TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC、WC等;諸如TiN、ZrN、HfN之類的氮化物;諸如Si、Ge之類的半導(dǎo)體;碳;AgMg;NiCu;Pb;Sn;等等，它們組成微粒膜。
注意，微粒膜是由多種微粒集合組成的膜，并相應(yīng)于精細(xì)結(jié)構(gòu)膜的微粒分散狀態(tài)和微粒相鄰或彼此相疊的狀態(tài)(包括島狀)。
電子發(fā)射部分203由大量導(dǎo)電微粒組成，微粒的大小在幾A0到幾千A0范圍內(nèi)，而最好在幾十A0到200A0的范圍內(nèi)，該電子發(fā)射部分203依賴于包括電子發(fā)射部分的薄膜204的厚度以及諸如激發(fā)形成條件(稍后描述)之類的制造方法。膜厚度和上述條件要適當(dāng)設(shè)定。電子發(fā)射部分203的材料部分或全部與構(gòu)成包括電子發(fā)射部分的薄膜204的材料相同。
<基本制造方法>
制造帶有電子發(fā)射部分203的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的方法很多。圖2(a)-2(c)給出了一例制造方法。參考號202表示一個(gè)包含微粒膜的電子發(fā)射部分形成薄膜。
參照圖1(a)和1(b)以及圖2(a)-2(c)來描述制造方法。
1)用清潔劑、純水和有機(jī)溶劑對襯底201進(jìn)行充分清洗之后，用真空淀積技術(shù)、濺射之類的方法沉積元件電極材料，之后用光刻方法在襯底201表面上形成元件電極205和206(圖2(a))。
2)在形成于襯底201上的元件電極205和206之間的部分上，以及在形成元件電極205和206的襯底上，涂覆并留下一個(gè)有機(jī)金屬化合物溶液，從而形成一個(gè)有機(jī)金屬化合物薄膜。有機(jī)金屬化合物溶液是一種有機(jī)化合物溶液，它包含上述諸如Pd、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb之類的金屬等作為主要成分。然后對有機(jī)金屬化合物薄膜進(jìn)行鍛燒熱處理，并用剝離、腐蝕等方法進(jìn)行圖形化，從而構(gòu)成電子發(fā)射部分形成薄膜202(圖2(b))。
注意，此處用到了涂覆有機(jī)金屬化合物溶液的方法。但本發(fā)明并不限于此法。例如可用真空淀積法、濺射法、化學(xué)氣相淀積法、分散涂覆法、浸入法、旋轉(zhuǎn)涂層法等等構(gòu)成電子發(fā)射部分形成薄膜。
3)接下來進(jìn)行稱之為形成的激發(fā)處理。在利用從電源(未繪出)向元件電極205和206之間加以脈沖電壓的方法來進(jìn)行激發(fā)形成處理時(shí)，結(jié)構(gòu)相對于薄膜其余部分發(fā)生了改變的電子發(fā)射部分203就形成在一部分電子發(fā)射部分形成薄膜202中(圖2(c))。
用這一激發(fā)形成處理，電子發(fā)射部分形成薄膜202被局部破壞、變形或變性。用這種方法，結(jié)構(gòu)已被激發(fā)形成處理改變了的那一部分就稱為電子發(fā)射部分203。如上所述，本申請人觀察到在電子發(fā)射部分203附近有導(dǎo)電微粒出現(xiàn)。
圖3示出一激發(fā)形成處理過程中的電壓波形。
參照圖3，參考號T1和T2分別表示電壓波形的脈沖寬度和脈沖間隔。脈沖寬度T1適當(dāng)?shù)剡x取在1μsec-10msec范圍內(nèi)，脈沖間隔T2選在10μsec-100msec范圍內(nèi)，三角形波的峰值(形成時(shí)峰值)適當(dāng)?shù)剡x取在約4V-10V范圍內(nèi)，激發(fā)形成處理在真空下進(jìn)行約數(shù)十秒鐘。
在上述電子發(fā)射部分形成時(shí)，激發(fā)形成處理是由在元件電極之間加以三解形波脈沖來進(jìn)行的。但加于元件電極間的電壓的波形并不限于三角波，諸如矩形波之類的所希望的波形也可以使用。而且，波形的峰值、脈沖寬度、脈沖間隔等也不限于上述數(shù)值，只要電子發(fā)射部分得以滿意地形成，也可以選取其它數(shù)值。
在用預(yù)先分散導(dǎo)電微粒的方法構(gòu)成的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件中，基本的元件結(jié)構(gòu)和基本的制造方法可作部分的修改。
下面描述作為另一種最佳表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件結(jié)構(gòu)的垂直型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件。
圖4是一個(gè)透視圖，示出了垂直型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的基本結(jié)構(gòu)。參照圖4，參考號251表示襯底;255和256表示元件電極;254表示包括電子發(fā)射部分的薄膜;253表示電子發(fā)射部分;257表示臺階形成部分。注意，電子發(fā)射部分253的位置隨臺階形成分257的厚度和制造方法、包括電子發(fā)射部分的薄膜254的厚度和制造方法等因素而改變，且不限于圖4所示的情況。
襯底51、元件電極255和256、包括電子發(fā)射部分的薄膜254以及電子發(fā)射部分253的組成材料，同平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的組成材料相同。因此作為垂直型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的特征，以下將詳細(xì)描述臺階形成部分257和包括電子發(fā)射部分的薄膜254。
臺階形成部分257由采用真空淀積法、印制法、濺射法形成的諸如SiO2之類的絕緣材料組成。臺階形成部分257的厚度相當(dāng)于平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的元件電極間距L1，其范圍為幾百AO到幾十μm。臺階形成部分257的厚度根據(jù)其制造方法及加于元件電極之間的電壓來選取，最好在1000A0-10μm范圍內(nèi)。
包括電子發(fā)射部分的薄膜254，由于是在元件電極255和256以及臺階形成部分257形成之后形成的，故堆垛在元件電極255和256之上。包括電子發(fā)射部分的薄膜254的臺階部分的薄膜厚度通常不同于各個(gè)堆垛在元件電極255和256上那些部分的薄膜厚度。通常臺階部分的薄膜厚度小于堆垛在元件電極上的那部分薄膜厚度。結(jié)果，薄膜254比之上述平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件，可以更容易地進(jìn)行激發(fā)形成處理而形成電子發(fā)射區(qū)253。
表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的最佳情況已經(jīng)加以描述。在下列第一到第六實(shí)施例中將描述解決了上述“第一問題”的本發(fā)明的實(shí)施例。
這些實(shí)施例每個(gè)都涉及到制造其中有很多表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件被安排成矩陣的電子源的方法，更確切地說是涉及到激發(fā)形成處理方法。在各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)元件都有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中具有非線性電壓-電流特性的非線性元件與電子發(fā)射部分形成薄膜串聯(lián)連接，而所有元件都與行和列方向的布線相連接，并用向要進(jìn)行激發(fā)形成處理的電子發(fā)射部分形成薄膜經(jīng)由行向和列向布線以及非線性元件加以形成電壓的方法使表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件得以獲得均勻的電子發(fā)射特性。此時(shí)，由于連接的非線性元件用來切斷形成電壓，故在其它元件的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件上沒有加形成電壓。
〔第一實(shí)施例〕圖5是一框圖，示出了本實(shí)施例中用來進(jìn)行激發(fā)形成處理的電路的布局。
參照圖5，參考號14表示表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件，其中用對電子發(fā)射部分形成薄膜(在元件14內(nèi)部)執(zhí)行激發(fā)形成處理的方法形成了電子發(fā)射部分。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件排列成M×N矩陣。參考號18表示一個(gè)二極管元件，它與表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14串聯(lián)。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14和二極管元件18組成一個(gè)電子源元件1。電子源元件1排列成M×N矩陣而組成帶有大量表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的電子源3(以下稱之為電子源3)。參考號4表示產(chǎn)生形成脈沖的脈沖發(fā)生電源。
參考號5和6表示開關(guān)電路;7表示控制電路。開關(guān)電路5包含用來使用自脈沖發(fā)生電源4的形成脈沖加到行向引線DY1-DYn或使引線處于浮置狀態(tài)的開關(guān)元件。開關(guān)電路6包含用來使列向引線DX1-DXn接地或使引線處于浮置的狀態(tài)的開關(guān)元件。開關(guān)電路5和6能夠同時(shí)選擇多個(gè)引線。控制電路7控制開關(guān)電路5和6的開關(guān)動作以及脈沖發(fā)生電源4的脈沖產(chǎn)生時(shí)間。
下面參照圖5和6來描述選擇待激發(fā)形成處理的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的方法。
圖6示出了一個(gè)從整個(gè)電子源3的矩陣抽出的一個(gè)6×6矩陣。
為簡單起見，用D(X，Y)坐標(biāo)來表示各表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件，如D(1，1)、D(1，2)……，D(6，6)以彼此區(qū)分。
例如，當(dāng)對圖6中表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件D(3，2)進(jìn)行激發(fā)形成處理時(shí)，開關(guān)電路6在控制電路7的控制下將DX3引線接地并使其它引線處于浮置狀態(tài)。而且，開關(guān)電路5將引線DY2接到脈沖發(fā)生電源4。用此法形成電壓被加到引線DY2和DX3之間。此時(shí)，由于被串聯(lián)連接于表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件1的二極管18反偏置或者被加于浮置狀態(tài)的引線上，故沒有電流漏向其它的元件。因此，由于形成脈沖可以單獨(dú)地加于每一個(gè)電子發(fā)射部分形成薄膜(元件14中)，故對每個(gè)元件可進(jìn)行均勻的激發(fā)形成處理。
而且，激發(fā)形成的范圍在一定程度上可自由地改變，從而允許在一個(gè)電流容量允許的范圍內(nèi)在一行或數(shù)行中形成元件單元，并在一定范圍內(nèi)形成。因此，用不同的形成條件也可在各位置或元件單元中形成元件。
以下將更詳細(xì)地描述本實(shí)施例的電子源3。
圖7是電子源3的部分平面圖。圖8是沿圖7中A-A′的剖面圖。而且，圖9(1)-9(6)以及圖10-(7)-10(10)示出了本實(shí)施例制造電子源3的工序。
參照圖7，參考號12表示包括DX1-DXn條布線的列向布線。參考號13表示包括DY1-DYm的m條布線的行向布線。
圖8是一個(gè)剖面示意圖，示出了一例電子源襯底，其中表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件作為電子發(fā)射元件與二極管一起形成在n型硅襯底上。
參照圖8，參考號101表示一個(gè)n型襯底;12表示列向布線;13表示行向布線。在表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14中，用對電子發(fā)射部分形成薄膜進(jìn)行激發(fā)形成處理的方法來形成電子發(fā)射部分。
在一部分n型襯底101中形成了一個(gè)p型的擴(kuò)散阱層102。電連接于二極管陽極110的p+型層103形成在p型阱層102周圍。還形成了電連接于二極管陰極111的n+和n型層。
這些二極管結(jié)構(gòu)部分的上部用SiO2組成的絕緣層106覆蓋，陽極和陰極分別連接到鋁布線113和114。
在陽極和陰極110和111之間形成二極管，陽極110經(jīng)由鋁布線113連接到表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的116電極。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的另一電極117經(jīng)由鋁布線120電連接到行向布線13。二極管的陰極111經(jīng)由鋁布線114電連接到列向布線12。
以下參照圖9(1)-9(6)來解釋帶有圖8所示結(jié)構(gòu)的功能元件的一例制造步驟。圖9(1)-9(6)是解釋本發(fā)明制造工藝的一個(gè)例子的剖面圖。
在第一工序中(見圖9(1))，制備一個(gè)n型硅襯底101。
在第二工序中(見圖(2))，在n型硅襯底101上涂覆一個(gè)SiO2絕緣層118并用光致抗蝕劑圖形化。
在第三工序中(見圖9(3))，在硅襯底101的所希望的范圍內(nèi)摻入P型雜質(zhì)(導(dǎo)電類型控制材料)以形成p型阱層102。
在第四工序(見圖9(4)，在型阱層中形成p+層、n型層和n+以形成二極管元件。
在第五工序中(見圖9(5))，在上述各工序中形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上涂覆一個(gè)由無機(jī)氧化物組成的SiO2絕緣層108，并進(jìn)行圖形化。
在第六工序中(見圖9(6))，在SiO2層的圖形化區(qū)域上形成陽極110、陰極111和行向布線13。
在第七工序(見圖19(7))，在如此得到的結(jié)構(gòu)上涂覆一個(gè)由無機(jī)氧化物組成的SiO2絕緣層119并進(jìn)行圖形化。SiO2絕緣層119起二極管各部分的絕緣層的作用，并用作表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件和布線電極形成時(shí)的下涂層。
在第八工序(見圖10(8))，形成了用于電連接二極管陽極110和表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件電極116的鋁布線113、用于電連接陰極111和列向布線的鋁布線114以及用來電連接行向布線13和表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件電極117的鋁布線120。
在第九工序(見圖10(9))，形成列向布線12以電連接到鋁布線114。
在上述各工序中，硅襯底被用來形成二極管。但襯底不限于此例，GaAs襯底也可使用。
在第十工序(見圖10(10))，形成了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14。以下參照圖11來詳細(xì)描述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的形成方法。
圖11是電子發(fā)射部分形成薄膜的掩模的部分平面圖，根據(jù)本實(shí)施例，其中的掩模用來形成表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14。此掩模有一元件間隙G并在G附近有一開口，使用這一掩模由真空淀積來淀積10A0厚度的鉻膜(未示出)并使其圖形化。然后用旋轉(zhuǎn)噴涂機(jī)在鉻膜上旋涂上有機(jī)鈀化合物，再將得到的結(jié)構(gòu)在300℃下熱鍛燒處理10分鐘，從而形成由Pd組成的電子發(fā)射部分形成薄膜。如上述所形成的電子發(fā)射部分形成薄膜由主要含Pd的微粒組成，薄膜厚度為100A0，單位面積的薄層電阻為5×104Ω。參考號15b和15c分別表示元件電極。
微粒膜是一種由許多微粒的集合構(gòu)成的薄膜。如前所述作為一種精細(xì)結(jié)構(gòu)，它對應(yīng)于一種既有微粒分散態(tài)也有微粒相鄰接或彼此重疊狀態(tài)(包括島狀)的薄膜。此外，粒子的尺寸是微粒的大小，其粒子開關(guān)可在上述狀態(tài)中加以確認(rèn)。
鉻膜(未示出)和鍛燒過的電子發(fā)射部分形成薄膜由酸腐蝕劑進(jìn)行濕法腐蝕，以形成所需的圖形。當(dāng)如上所述形成的電子發(fā)射部分形成薄膜經(jīng)激發(fā)形成處理(稍后描述)時(shí)，就形成表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14。
利用上述工序，就在同一個(gè)襯底上形成了列向布線12、層間絕緣層106、行向布線13、元件電極116和117、電子發(fā)射部分形成薄膜14、二極管元件18等等，從而形成一個(gè)用于表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的簡單矩陣布線襯底(見圖8)。
上述工序采用了光刻、腐蝕等技術(shù)。但本發(fā)明不局限于這些技術(shù)。例如，可以用印刷技術(shù)來形成布線，很多其它的技術(shù)也可以采用。
各組成部件的材料也有一定的自由度。例如布線材料可以是通常用作電極的那些材料，包括Au、Ag、Cu、Al、Ni、W、Ti、Cr等等。層間絕緣層106涂氧化硅膜，還可由MgO、TiO2、Ta2O5和Al2O3、它們的多層結(jié)構(gòu)、混合物等等組成。除上述布線材料外，元件電極也可由其它具有導(dǎo)電性的材料組成。
下面將描述一個(gè)例子，其中采用上述的制造方法來制作圖像形成裝置。
參照圖12，在將其上形成了大量電子發(fā)射部分形成薄膜和二極管元件的電子源3(相應(yīng)于圖12中的襯底271)被固定在后板281上之后，利用支架282將采用在玻璃襯底283的內(nèi)表面上形成一個(gè)熒光膜284和一個(gè)金屬底285的方法構(gòu)成的面板286安置在襯底271上方5mm處。在面板286、支架282、后板281之間的接合部分涂覆燒結(jié)玻璃，并在空氣或氮?dú)夥罩屑訜崾惯@些部分密封。襯底271也用燒結(jié)玻璃固定到后板281上。參考號274表示由表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件和二極管元件構(gòu)成的電子源元件。參考號272和273分別表示列向和行向布線。
在單色顯示情況下，熒光膜284只由熒光粉組成。但在本實(shí)施例中，熒光粉有帶狀圖形，以便先形成黑色的帶，再在相鄰黑帶之間的部分上涂覆紅、綠、藍(lán)色的熒光粉，從而形成熒光膜284。以石墨為主要成份的普通材料被用作黑色帶的材料。
本實(shí)施例采用粉漿方法來將熒光物質(zhì)涂覆到玻璃襯底283上。通常金屬底285是形成在熒光膜284的內(nèi)表面?zhèn)壬稀＝饘俚?85采用熒光膜制造之后對其內(nèi)表面進(jìn)行整平處理(通常稱為鍍膜)來形成，然后真空淀積鋁。
在面板286中，通常在熒光膜284的外表面?zhèn)刃纬梢粋€(gè)透明電極(未示出)以改善熒光膜284的導(dǎo)電性。但在本實(shí)施例中，由于僅僅由金屬底就能獲得足夠的電導(dǎo)率，就略去了透明電極。
而且，在進(jìn)行上述密封操作時(shí)，由于在彩色顯示中彼此必須對應(yīng)彩色熒光物質(zhì)與電子發(fā)射元件要進(jìn)行充分的對準(zhǔn)。
如上所述，玻璃盒用真空泵通過抽氣管(未示出)被抽空以保持足夠的真空度，然后通過盒外的引線DOX1-DOXm和DOY1-DOPYn將電壓加于電子發(fā)射元件14的電極之間以便對電子發(fā)射部分形成薄膜(14)進(jìn)行上述激發(fā)形成處理，從而形成帶有電子發(fā)射部分的電子發(fā)射元件。更確切地說，利用將上述圖5中的開關(guān)電路5和6連接到盒外引線的方法來執(zhí)行激發(fā)形成處理。
形成處理中的電壓波形如上面圖3所示。在本實(shí)施例中，激發(fā)形成處理是在下列條件下進(jìn)行的。
參照圖3，T1和T2分別代表電壓波形的脈沖寬度和脈沖間隔。脈沖寬度T1設(shè)定為1msec，脈沖間隔設(shè)定為10msec，三角波的峰值(形成時(shí)的峰值電壓)設(shè)定為5V，激發(fā)形成處理在大約1×10-6乇的真空下進(jìn)行60sec。此法形成的電子發(fā)射部分的狀態(tài)是其中以Pd為主要成份的微粒是分散的且平均粒度為30A0。
在全部表面導(dǎo)電型電子發(fā)射元件都結(jié)束了激發(fā)形成處理之后，在大約1×10-6乇的真空中用噴燈加熱將抽氣管焊住，從而封成一個(gè)密封泡。
最后，為保持封裝后的真空度，進(jìn)行吸氣處理。在這一處理中，在臨封裝之前，將放在圖像形成裝置中預(yù)定位置上的吸氣劑(未示出)用諸如高頻加熱之類的方法進(jìn)行加熱以形成一個(gè)沉積膜。吸氣劑含有Ba作為主要成份。
在本實(shí)施例帶有上術(shù)裝置的圖像形成裝置中，經(jīng)由盒外的引線DX1-DXm和DY1-DYn從信號發(fā)生器(未示出)將描述信號和調(diào)制信號加于電子發(fā)射元件以引起元件發(fā)射電子，而數(shù)KV或更高的高電壓經(jīng)由高壓引線HV加到金屬基底285或透明電極(未示出)以便對電子束加速。被加速過的電子束撞擊熒光膜284以致激發(fā)熒光膜并發(fā)光，從而形成圖象。
上述的概略工序在圖像形成裝置制造中是需要的。但諸如各部分的材料這類的細(xì)節(jié)并不局限于以上的描述而可作適當(dāng)?shù)倪x擇以適應(yīng)圖像形成裝置的應(yīng)用，這是不言而喻的。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，非線性元件都有非線性的電壓-電流特性，如二極管特性、MIM特性等，它們與由簡單矩陣布線方法連接的電子發(fā)射部分形成薄膜串聯(lián)連接。由于非線性元件的特性，在加以反電壓或低電壓時(shí)幾乎不向電子發(fā)射部分形成薄膜提供電流，故在激發(fā)一個(gè)特定的電子發(fā)射部分形成薄膜時(shí)可防止電流漏向其它的電子發(fā)射部分形成薄膜。亦即，在進(jìn)行制造由用簡單矩陣布線法連接表面導(dǎo)電型電子發(fā)射元件的方法構(gòu)成的多電子源中所要求的激發(fā)形成處理過程中，只有指定的元件才被激發(fā)形成處理。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的激發(fā)形成處理，在對大量由簡單矩陣布線法連接的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件執(zhí)行激發(fā)形成處理時(shí)，可望有下列效果(1)選擇一個(gè)要執(zhí)行激發(fā)形成的元件就可進(jìn)行激發(fā)形成。
(2)能夠進(jìn)行諸如線形成、選組形成等等之類的局部激發(fā)形成，而不必向布線供以大電流。
(3)由于能進(jìn)行局部激發(fā)形成，故對整個(gè)源來說，激發(fā)形成可以不均勻地進(jìn)行或均勻地進(jìn)行(即可在所需的形成條件下對所需的元件進(jìn)行激發(fā)形成)。
〔第二實(shí)施例〕在第二實(shí)施例中，下面將描述一個(gè)能夠更穩(wěn)定地實(shí)施第一實(shí)施例所述方法(見圖8)的方法。
圖13是一個(gè)剖面圖，示出了一例電子源襯底，其中一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件作為電子發(fā)射元件形成在形成有一個(gè)二極管的n型硅襯底上。與第一實(shí)施例的差別是形成了一個(gè)絕緣層130。
參照圖13，參考號101表示一個(gè)n型硅襯底;12表示列向布線;13表示行向布線。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14包含一個(gè)用對電子發(fā)射部分形成薄膜進(jìn)行激發(fā)形成處理而形成的電子發(fā)射部分薄膜。
在n型硅襯底101的一部分中，形成一個(gè)p型阱擴(kuò)散層102。在p型阱層102的周圍形成與二極管陰極111電連接的一個(gè)n+層和一個(gè)n型層。此外，在二極管周圍形成一個(gè)隔離層130。
這些二極管結(jié)構(gòu)部分的上部由SiO2絕緣層106覆蓋，而鋁布線113和114分別連接到陽極110和陰極111。
二極管形成在陽極和陰極電極110和111之間，而陽極110經(jīng)由鋁布線113電連接于表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的電極116。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的另一電極117經(jīng)由鋁布線120電連接于行向布線13。二極管的陰極電極111經(jīng)由鋁布線114電連接于列向布線12。
制造工序可作如下修改。亦即，在第一實(shí)施例所述的第三工序中，在硅襯底101的預(yù)定區(qū)域中摻入p型雜質(zhì)(電導(dǎo)控制材料)以形成p型阱層102，然后在p型阱層周圍形成一個(gè)作為隔離層的n+層130用來將二極管同其它部分隔離開來。
由于如上所述隔離層130的形成能使二極管同其它單元電隔離開來，故能夠確保更穩(wěn)定的二極管運(yùn)行。
〔第三實(shí)施例〕在第一和第二實(shí)施例中，在n型硅襯底上形成了一個(gè)電子源集成電路，其上形成了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件。在第三實(shí)施例中，以下面的情況為例，其中集成電路形成在p型硅襯底上。
圖14是一個(gè)剖面圖，示出了一例電子源襯底，其中表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件作為電子發(fā)射元件形成在形成有二極管的p型硅襯底上。
參照圖14，參考號301表示p型硅襯底;12表示列向布線;13表示行向布線。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14包含一個(gè)電子發(fā)射部分薄膜，它是用對電子發(fā)射部分形成薄膜進(jìn)行激發(fā)形成處理的方法形成的。在一部分的p型硅襯底301上形成一個(gè)n型阱擴(kuò)散層302。在n型阱層周圍形成電連接于二極管陽極310的n+層。還形成電連接于二極管陰極311的一個(gè)p+層和一個(gè)p層。
這些二極管結(jié)構(gòu)部分的上部用SiO2絕緣層306覆蓋，而陽極和陰極310和311分別連接于鋁布線313和314。
二極管形成在陽極和陰極310和311之間，而陽極310經(jīng)由鋁布線313電連接于表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的電極316。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的另一電極317經(jīng)由鋁布線320電連接到行向布線13。
圖15(1)-圖15(6)和圖16(7)-16(10)是一些剖面圖，用以舉例說明具有圖14所示結(jié)構(gòu)的功能元件的制造工序。
以下將參照圖15(1)-15(6)和圖16(7)-16(10)來描述按第三實(shí)施例制作其上形成了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電子源集成電路的方法。
在第一工序中(見圖15(1))，制備一個(gè)p型硅襯底301。
在第二工序(見圖15(2))，在p型硅襯底301上涂覆一個(gè)SiO2絕緣層118并用光刻膠圖形化。
在第三工序(見圖15(3))，在硅襯底301中所希望的區(qū)域摻入n型雜質(zhì)(導(dǎo)電類型控制材料)以形成一個(gè)n型阱層302。
在第四工序(見圖15(4))，在n型阱層中制作一個(gè)n+層和一個(gè)p+層以形成一個(gè)二極管元件。
在第五工序(見圖15(5))，在上述工序形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上涂覆一個(gè)由無機(jī)氧化物組成的SiO2絕緣層308并圖形化。
在第六工序(見圖15(6))，在SiO2層的圖形化的區(qū)域中制作一個(gè)陽極電極310、一個(gè)陰極電極311和一個(gè)行向布線13。
在第七工序(見圖16(7))，在如此得到的結(jié)構(gòu)上涂覆由無機(jī)氧化物組成的SiO2絕緣層319并圖形化。SiO2絕緣層319有對二極管各部分實(shí)行隔離的功能，同時(shí)用作表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件和布線電極制作時(shí)的下鍍層。
在第八工序(見圖16(8))，制作一個(gè)用來使二極管的陽極310和表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電極316實(shí)行電連接的鋁布線313、一個(gè)用來使陰極電極311和列向布線12實(shí)行電連接的鋁布線314和一個(gè)用來使行向布線13和表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電極317實(shí)行電連接的鋁布線320。
在第九工序(見圖16(9))，制作一個(gè)待連接到鋁布線314的列向布線12。
在上述各工序中，硅襯底被用來制作二極管。但并不局限于這種襯底。例如可以使用GaAs襯底。
在第10工序(見圖16(10))，制作一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14。
〔第四實(shí)施例〕在第四實(shí)施例中，下面將描述一種可使第三實(shí)施例(見圖14)所述的其上制作了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電子源集成電路更穩(wěn)定地工作的方法。
圖17是一個(gè)剖面圖，示出了一例電子源襯底，其中在制作有二極管的p型硅襯底上形成了一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件。同第三實(shí)施例的差別是制作了一個(gè)隔離層330。
參照圖17，參考號301表示一個(gè)p型硅襯底;12表示列向布線，13表示行向布線。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14包含一個(gè)由對電子發(fā)射部分形成薄膜實(shí)行形成處理而制作并包括電子發(fā)射部分的薄膜。
在p型硅襯底301的一部分中形成一個(gè)n型阱擴(kuò)散層302。在n型阱層302的周圍形成一個(gè)電連接于二極管陽極310的n+層303。還形成電連接于二極管陰極311的一個(gè)p+層和一個(gè)n型層。再在二極周圍形成一個(gè)隔離層330。
這些二極管結(jié)構(gòu)部分的上部用SiO2絕緣層306覆蓋，鋁布線313和314分別連接到陽極和陰極310和311。
在陽極及陰極310和311之間制作二極管，陽極310經(jīng)由鋁布線313電連接到表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的電極316。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件14的另一電極317經(jīng)由鋁布線320電連接到行向線13。二極管的陰極經(jīng)由鋁布線314電連接到列向布線12。
至于制造工序，在第三實(shí)施例描述的第三工序中，在硅襯底301的預(yù)定區(qū)域內(nèi)摻入n型雜質(zhì)(電導(dǎo)控制材料)以形成n型阱層302，然后在n型阱層周圍形成一個(gè)p+層330作為使二極管同其它部分隔離開來的隔離層。
由于利用形成隔離層330的方法可使二極管單元同其它單元電隔離，如上所述，就可確保更穩(wěn)定的二極管運(yùn)行。
在上面的描述中，本實(shí)施例的電子源是制作在硅襯底上的。但襯底不局限于硅襯底。例如鍺或砷化鎵也可用作襯底材料。
在上面的描述中，本實(shí)施例的電子源被安排并連接成矩陣。安排不局限于矩陣。例如，即使只有一個(gè)本實(shí)施例的電子源，激活形成控制可用內(nèi)部二極管的整流效應(yīng)來加以簡化。
當(dāng)電子源用制作二極管和表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的方法來制造時(shí)，不僅電子源部分而且上述的開關(guān)電路和驅(qū)動電路，都可以制作在同一個(gè)硅襯底上，從而使器件更緊湊。
〔第五實(shí)施例〕下面描述將非晶硅組成的二極管用作非線性元件的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，由于采用玻璃板作為襯底(不同于第一至第四實(shí)施例)，可以獲得大面積結(jié)構(gòu)和成本下降。
圖18是電子源的部分平面圖。圖19是沿圖18中A-A′線的剖面圖。圖20(a)-20(j)是剖面圖，示出了本實(shí)施例制造電子源的工序。
參照圖18，參考號412表示包括DX1-DXn n個(gè)布線的列向布線。參考號413表示包括DY1-DYm的m個(gè)布線的行向布線。
參照圖19，參考號411表示由玻璃構(gòu)成的絕緣襯底;412表示列向布線;413表示行向布線。參考號414a表示電子發(fā)射部分形成薄膜。當(dāng)此薄膜經(jīng)受激發(fā)形成處理時(shí)，就形成一個(gè)電子發(fā)射部分，于是獲得一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件414。參考號415a-415c表示元件電極;416表示層間絕緣層;417表示用來在元件電極415a和列向布線412之間得到電連接的接觸孔。參考號418表示二極管元件;419和420分別表示用來使二極管元件418和元件電極415b和415c之間得到電連接的接觸孔。
本實(shí)施例的電子源的制造方法將參照圖20(a)-20(j)按工序順序來加以描述。
〔工序a〕(見圖20(a))用真空淀積方法在由清潔過的鈉鈣玻璃組成的襯底411上相繼堆垛一個(gè)厚度為50A0的鉻層和一個(gè)厚度為6000A0的金屬。然后用甩膠機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆光刻膠(Hoechst公司可供的AZ 1370)并烘焙。接著曝光并顯影光掩模以形成列向布線412的光刻膠圖形，并用此圖形對An/Cr沉積膜進(jìn)行濕法腐蝕以形成具有所需圖形的列向布線412。
〔工序b〕(見圖20(b))用射頻濺射法沉積一個(gè)由0.8μm厚的氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣層416。
〔工序c〕(見圖20(c))在工序b所沉積的氧化硅膜(層間絕緣層416)上用等離子CVD法沉積一個(gè)厚度為5000A0的非晶硅層，并用離子注入法制作一個(gè)二極管元件418。
〔工序d〕(見圖20(d))用射頻濺射法沉積另一個(gè)由0.8μm厚的氧化硅膜組成的層間絕緣層416。
〔工序e〕(見圖20(e))
在工序b和工序d沉積的氧化硅膜(層間絕緣層416)上，形成一個(gè)用來制作接觸孔417、419和420的光刻膠圖形，并用此圖形作為掩模對層間絕緣層416進(jìn)行腐蝕，從而形成接觸孔417、419和420。腐蝕是根據(jù)RIE(反應(yīng)離子刻腐)方法用CF4和H2來進(jìn)行的。
〔工序f〕(見圖20(f))然后用光刻膠(Hitachi Chemical Co.，Ltd.可供的RD-2000N-41)形成用來制作元件電極415a-415c以及元件間電極間隙G的圖形，接著用真空淀積法沉積一個(gè)50A0厚的Ti層和一個(gè)10A0厚的Ni層。用有機(jī)溶劑將光刻膠溶解，剝離掉Ni/Ti沉積膜，從而形成元件間電極間隙為G的元件電極415a-415c。元件間電極間隙定為2μm。
〔工序g〕(見圖20(g))在元件電極415c上形成用于行向布線的光刻膠圖形之后，相繼地真空沉積一個(gè)50A0厚的Ti層和一個(gè)5000A0厚的Au層，并用剝離法清除不必要的部分，從而形成行向布線413。
〔工序h〕(見圖20(h))采用用于上述第一實(shí)施例的電子發(fā)射部分形成薄膜414a的掩模(圖11)，象第一實(shí)施例那樣，用真空淀積法沉積一個(gè)10A0厚的Cr膜421并將其圖形化。用甩膠機(jī)在Cr膜上旋轉(zhuǎn)涂覆一個(gè)有機(jī)鈀化合物(Okumo Seiyaku K.K.有售的CCP4230)，在300℃對得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行10分鐘的熱鍛燒處理，從而制得電子發(fā)射部分形成薄膜414a。如上所述形成的電子發(fā)射部分形成薄膜414a由主要含Pd的細(xì)粒組成，膜厚為100A0，薄層電阻為每單位面積5×104Ω。細(xì)粒薄膜是一種由許多細(xì)粒集合組成的薄膜，如上所述，作為一種細(xì)粒結(jié)構(gòu)，它對應(yīng)于這樣一種薄膜，它有一種狀態(tài)是其中的細(xì)粒分散，但還有一種狀態(tài)是其中的細(xì)粒相鄰接或彼此相疊(包括島狀)。另外，微粒具有在上述狀態(tài)下可辨形狀的尺寸。
〔工序i〕(見圖20(i))用酸性腐蝕劑對鉻膜421和鍛燒過的電子發(fā)射部分形成薄膜414a進(jìn)行濕法腐蝕，從而形成所需圖形。用此法形成的電子發(fā)射部分形成薄膜414a再經(jīng)激發(fā)形成處理(稍后描述)就制作成表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件414。
〔工序j〕(見圖20(j))在除接觸孔417之外的部分上形成一個(gè)涂覆光刻膠用的圖形，并用真空淀積法相繼沉積一個(gè)50A0厚的Ti層和一層1.1μm厚的金屬。用剝離法清除不必要的部分，就埋下接觸孔417。
用上述工序，在同一襯底上就制作了列向布線412、層間絕緣層416、行向布線413、元件電極415a-415c、電子發(fā)射部分形成薄膜414a、二極管元件418等等，這就制得了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的簡單矩陣布線襯底。注意，上述工序采用了光刻、腐蝕等技術(shù)，但工序不局限于這些技術(shù)。例如，作為布線制作技術(shù)的印制技術(shù)等也可以使用。許多其它技術(shù)也可使用。
各元件的材料有選擇的自由度。例如，布線材料可以是通常的電極材料，包括Au、Ag、Cu、Al、Ni、W、Ti、Cr等。層間絕緣層316除氧化硅膜外，可由MgO、TiO2、Ta2O5、Al2O3、它們的多層結(jié)構(gòu)、混合物等等組成。元件電極415a-415c除了上述布線材料外，也可由其它具有導(dǎo)電性的材料組成。
本實(shí)施例的方法可用效地用于如第一實(shí)施例的圖像顯示器，這是理所當(dāng)然的。
〔第六實(shí)施例〕下面描述將多晶硅組成的二極管用作非線性元件的實(shí)施例。此實(shí)施例中，由于同第五實(shí)施例一樣采用玻璃板作為襯底，故可獲得大面積結(jié)構(gòu)和降低成本。而且，由于能夠制作緊湊的二極管，它比非晶硅組成的二極管可流過更大的電流，從而使二極管能夠安排得更密。
由于本實(shí)施例的電子源有與第五實(shí)施例大體上相同的平面形狀，故略去其平面圖，圖21示出了它的剖面。
圖21是一剖面圖，示出了一例電子源襯底，其中在形成有二極管的玻璃襯底511上制作了一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件作為電子發(fā)射元件。
參照圖21，參考號511表示玻璃襯底;512表示列向布線;513表示行向布線。參考號514a表示電子發(fā)射部分形成薄膜。當(dāng)此膜經(jīng)受激光形成處理時(shí)，就形成一個(gè)電子發(fā)射部分，這就獲得了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件514。
在玻璃襯底上制作一個(gè)多晶硅層602作為p型阱擴(kuò)散層。在p型阱層602周圍形成一個(gè)電連接于二極管陽極610的p+層603。還制作連接于二極管陰極611的一個(gè)n+層和一個(gè)n型層。
這些二極管結(jié)構(gòu)部分的上部用SiO2絕緣層606覆蓋，陽極和陰極610和611分別連接到鋁布線613和614。
在陽極和陰極610和611之間制作二極管，陽極610經(jīng)由鋁布線613電連接于表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件514的電極616。表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件514的另一個(gè)電極617經(jīng)由鋁布線620電連接于行向布線513。二極管的陰極611經(jīng)由鋁布線614電連接到列向布線512。
圖22(1)-22(9)是剖面圖，示出了帶有本實(shí)施例如圖21所示結(jié)構(gòu)的功能元件的電子源的制造工序。
在圖22(1)工序中，用射頻磁控濺射法在清潔過的玻璃襯底511上形成一個(gè)非晶硅膜620。在圖22(2)工序中，Ar激光器以非熔接的功率照射在室溫非晶硅膜620上使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч?，于是形成了多晶硅?21。在圖22(3)工序中，在多晶硅膜621的所需區(qū)域中摻入p型雜質(zhì)(導(dǎo)電類型控制材料)以形成p型阱層602。在圖22(4)工序中，于p型阱層中形成一個(gè)p+層、一個(gè)n型層和一個(gè)n+層，這就形成了二極管元件。
再者，在圖22(5)工序中，在用真空淀積法把Au/Cu層相繼堆疊在玻璃襯底511上之后，用甩膠機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆光刻膠(Hoechsf Corp有售的AZ1370)并烘焙。之后，曝光并顯影光掩模圖形以形成行向布線的光刻膠圖形。對Au/Cr沉積膜進(jìn)行濕法腐蝕以形成行向布線513。在圖22(6)工序中，用射頻濺射法沉積一個(gè)由氧化硅膜組成的層間絕緣層606，并用光刻膠圖形采用腐蝕(RIE法)的方法形成接觸孔。
在圖22(7)工序中，用光刻膠形成用來制作用于電連接二極管的陽極610和表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電極616的鋁布線613、用于電連接陰極611和列向布線512的鋁布線614、以及用于電連接行向布線513和表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電極617的鋁布線620的圖形。用真空沉積法沉積一個(gè)鋁層，從而用剝離法形成這些布線。與此相似，在圖22(8)工序中使用待連接到鋁布線614的Au/Ti膜來形成列向布線512。
在圖22(9)工序中，制作一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件514。由于表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件514的制作方法同第一實(shí)施例相同，故略去其詳細(xì)描述。本實(shí)施例中在二極管制作之后，表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件通過二極管而經(jīng)受激發(fā)形成，這就使大量表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的特性變得均勻了。
本實(shí)施例的方法可非常有效地用來制造圖象顯示器，而且可改善顯示發(fā)光的均勻性。
至此已描述了可解決上述“第一問題”的本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
在以下的第七和第八實(shí)施例中將描述解決上述“第二問題”的本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
〔第七實(shí)施例〕圖23是一個(gè)電路圖，示出了一例電子源的驅(qū)動方法。在圖23的襯底(SUB)上，表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件(ES)和二極管(D)制作成矩陣。注意此種電子源可以用上述第五和第六實(shí)施例描述的任一種方法容易地制作。
在本發(fā)明的驅(qū)動方法中，每一個(gè)二極管元件(D)都這樣安排，使加于表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的驅(qū)動電壓相對于二極管元件(D)的整流特性來說起到正向的作用。更確切地說，本實(shí)施例中如圖23所示，每一個(gè)與表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件串聯(lián)的二極管元件(D)都這樣地連接，使陰極指向行向布線側(cè)而陽極指向列向布線一側(cè)。
參考號701表示一個(gè)掃描電路;702表示調(diào)制電路。掃描電路701經(jīng)由DX1-DXm引線連接于電子源的行向布線，而調(diào)制電路702經(jīng)由DY1-DYn引線連接到電子源的列向布線。注意掃描電路701和調(diào)制電路702的輸出級使用了借助于將開關(guān)元件(FET)連接成推拉輸出電路形式而組成的電路，如圖24所示，而且只需要向柵極(GPC1-GPCM、GNCI-GNCM、GPR1-GPRN、GNR1-GNRN)加以適當(dāng)?shù)男盘?。參考?12表示行向布線;713表示列向布線。
利用上述裝置，當(dāng)加以圖43所列舉的驅(qū)動電壓時(shí)，對表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的驅(qū)動電壓相對于二極管元件(D)來說處于正向，而相對于尖峰噪音SP(-)來說處于反向。因此，在二極管元件(D)工作時(shí)，加于表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的電壓的波形如圖25中的25A、25B和25C所示(這些圖分別相當(dāng)于圖46中46J、46K和46L的電壓波形)。
更確切地說，根據(jù)本發(fā)明，由于沒有尖峰噪音SP(-)加于每一表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件，就可以防止表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的特性變壞和破壞這類常規(guī)問題，而且可大大提高電子源的使用壽命。
注意，具有圖26所示安排的電路可用于圖24所示的掃描電路中。更確切地說，用來控制行向布線是否接地的開關(guān)元件被安排成與行向布線相對應(yīng)。由于與表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件串聯(lián)的二極管元件可防止電流漏向其它的元件，即使在只有一個(gè)掃描行接地而其它多行都處于浮置態(tài)時(shí)，也可以進(jìn)行預(yù)定的掃描操作。因此，上述電路可以使用。用這種電路當(dāng)然也可以防止噪音。根據(jù)這種安排，開關(guān)元件的數(shù)目比之圖24所示的掃描電路可以減半。
下面解釋一個(gè)例子，其中上述可防止噪音的驅(qū)動方法用到了圖像形成裝置上。當(dāng)本發(fā)明的驅(qū)動方法用于圖像形成裝置時(shí)，顯示屏是用第一實(shí)施例所述的方法制造的，并將下面被舉例的電路加至顯示屏。
圖27是用于根據(jù)NTSC電視信號獲取電視顯示的驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)框圖。參照圖27，參考號901表示上述的顯示屏;902表示掃描電路;903表示控制電路;904表示移位寄存器;905表示行存儲器;906表示同步信號分離電路;907表示調(diào)制信號發(fā)生器;Vx和Va表示直流電壓流。
下面描述各單元的功能。顯示屏901經(jīng)由引線DX1-DXm、引線DY1-DYmn以及高壓引線Hv而連接到外電路。在這些引線中，引線DX1-DXm加有掃描信號，用來相繼地驅(qū)動安裝在顯示屏內(nèi)的多電子束，亦即在行單元中(N個(gè)元件)連接成M(行)×N(列)矩陣的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件。另一方面，引線DY1-DYn加有調(diào)制信號，用來控制從由掃描信號選定的行中的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件輸出的電子束。高壓引線Hv由直流電壓源Va供以10KV的直流電壓。此電壓用來對表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件輸出的電子束進(jìn)行加速使其有足夠的能量去撞擊熒光物質(zhì)。
下面描述掃描電路902。掃描電路902包括M個(gè)開關(guān)元件(圖27中由Sl-Sm表示)。每一開關(guān)元件從直流電壓源中選取一個(gè)輸出電壓Vx或0V(地電平)，并將選取的電壓電連接到顯示屏901的引線DX1-DXm中相應(yīng)的一個(gè)引線上。開關(guān)元件Sl-Sm根據(jù)控制電路903輸出的控制信號Tscan而工作，而且在實(shí)際上可容易地由諸如FET之類的開關(guān)元件組合而成。
注意，直流電壓源根據(jù)實(shí)施例中表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的特性被設(shè)定為7V恒定的電壓。
控制電路903用來匹配各單元的工作，以便根據(jù)外部輸入的圖象信號來獲得適當(dāng)?shù)娘@示?？刂齐娐?03根據(jù)同步信號分離電路906(下面將描述)提供的同步信號Tsync而向各個(gè)單元產(chǎn)生控制信號Tscan、Tsft和Tmry。注意，這些信號的同步將參照圖32(1)-32(6)稍后加以詳細(xì)的描述。
同步信號分離電路906是用來從外部輸入的NTSC電視信號中分離同步信號分量和亮度信號分量的電路，可容易地用已知的頻率分離電路(濾波器)來構(gòu)成。眾所周知，由同步信號分離電路906分離出來的同步信號由垂直和水平信號組成。但為簡單起見，圖27將這些同步信號表示為一個(gè)信號Tsync。另一方面，為簡化起見，圖27中將從電視信號分離出來的亮度信號分量表示為一個(gè)信號DATA，此信號輸入到移位寄存器904。
移位寄存器904對圖象的行單元中的時(shí)序輸入信號DATA進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，并根據(jù)控制電路903提供的控制信號Tsft而工作。(換言之，控制信號Tsft是移位寄存器904的移位時(shí)鐘信號)。經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換過的一行圖象數(shù)據(jù)(相當(dāng)于N個(gè)電子發(fā)射元件的驅(qū)動數(shù)據(jù))從移位寄存器904輸出為N個(gè)并行信號Id1-Idn。
行存儲器905是用來存儲所需時(shí)間內(nèi)一行圖象的數(shù)據(jù)、并根據(jù)控制電路903提供的控制信號Tmry來儲存信號Id1-Idn的內(nèi)容的存儲器件。儲存的內(nèi)容作為信號I′d1-I′dn輸出，并輸入到調(diào)制信號發(fā)生器907。
調(diào)制信號發(fā)生器907是用來根據(jù)圖象數(shù)據(jù)I′d1-I′dn而對表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的驅(qū)動操作進(jìn)行調(diào)制的一種信號源，其輸出信號經(jīng)由引線DY1-DYn加到顯示屏901中的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件上。采用脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)來產(chǎn)生恒壓脈沖并根據(jù)輸入數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)卣{(diào)制脈沖寬度的裝置，或許是采用電壓調(diào)制系統(tǒng)來產(chǎn)生一個(gè)有預(yù)定寬度的電壓脈沖并根據(jù)輸入數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)卣{(diào)制電壓脈沖的峰值的裝置，都可以用作調(diào)制信號發(fā)生器907。
至此已描述了圖27所示各單元的功能。在描述整個(gè)電路的工作之前，下面將參照圖28-31更詳細(xì)地描述一下顯示屏901的工作。
為方便起見，在下面描述中，顯示屏的象素?cái)?shù)目為6×6(即M＝N＝6)。但實(shí)際的顯示屏901當(dāng)然有比6×6象素多得多的象素。
圖28所示了一個(gè)多電子束源，由連接與二極管串聯(lián)的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件成6(行)×6(列)矩陣的方法構(gòu)成。為簡單起見，元件的位置用(X，Y)坐標(biāo)來表示，如D(1，1)、D(1，2)……D(6，6)以彼此區(qū)分。
當(dāng)多電子束源被區(qū)動去顯示一個(gè)圖象時(shí)，采用圖象平行于X軸的行單元中逐行成象的方法。為驅(qū)動對應(yīng)一行圖象的電子發(fā)射元件，將0V電壓加到對應(yīng)于引線DX1-DX6的顯示行的那行的引線上，而7V電壓加到其它行上。同這些信號同步，調(diào)制信號加到對應(yīng)于顯示行圖形的引線DY1-DY6上。
例如，下面將待討論顯示圖29所示圖形的情況。為簡單起見，圖形的光發(fā)射部分的亮度彼此相等，例如100fL或相近。在顯示屏901中，熟知的“P-22”被用作熒光物質(zhì)，加速電壓定為10KV，圖象顯示的重復(fù)頻率定為60Hz，將具有上述特性的表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件用作電子發(fā)射元件。此時(shí)，為得到100fL的亮度，向?qū)?yīng)于光發(fā)射象素的元件加一個(gè)14V的電壓持繼100msec是適合的。(注意，若各參數(shù)發(fā)生改變，則這一數(shù)值當(dāng)然要變化)。
下面將舉例說明圖29所示第三行圖象發(fā)射時(shí)的工作。圖30示出了當(dāng)?shù)谌袌D象進(jìn)行光發(fā)射時(shí)經(jīng)由DX1-DX6引線和DY1-DY6引線加于多電子束源的電壓值。從圖30可見，14V的電壓被加于表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件D(2，3)、D(3，3)和D(4，3)以輸出電子束，同時(shí)7V電壓(圖30中陰影所示元件)或0V電壓(圖30中黑色元件)被加到三個(gè)元件以外的元件上。由于這些電壓等于或低于電子發(fā)射的閾值電壓，故從這些元件沒有電子束輸出。
多電子束源的其它行根據(jù)圖29所示顯示圖形用同樣的方法驅(qū)動。圖31是一個(gè)時(shí)間圖，時(shí)序地示出了多電子束源的驅(qū)動狀態(tài)。如圖31所示當(dāng)多電子束源以行單元形式從第一行起被相繼驅(qū)動時(shí)，就得到一幀顯示。此操作以每秒60幀的速率重復(fù)時(shí)，就可實(shí)現(xiàn)無閃爍的圖象顯示。
由于二極管元件同每個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件串聯(lián)，可以消除具有與二極管整流方向相反的特性的噪音分量以及疊加在掃描信號或調(diào)制信號上的噪音分量。
當(dāng)要改變顯示圖象的光發(fā)射亮度時(shí)，如果增加(減小)亮度，則加于引線DY1-DY6的調(diào)制信號要定為大(小)于10msec，或?qū)⒚}沖峰值電壓定為大(小)于14V，使調(diào)制成為可能。
參照6×6多電子束源已描述了顯示屏901的驅(qū)動方法。下面將參照圖32(1)-32(6)中的時(shí)間圖來描述圖27所示整個(gè)裝置的工作。
圖32(1)示出了由同步信號分離電路906從外部輸入的NTSC信號中分離出來的亮度信號DATA的時(shí)間圖。如圖32(1)所示，數(shù)據(jù)是按第一行、第二行、第三行、……的順序相繼提供的，而且與這些數(shù)據(jù)同步，控制電路903將移位時(shí)鐘Tsft輸出到移位寄存器904，如圖32(2)所示。
當(dāng)一行數(shù)據(jù)儲存在移位寄存器904中時(shí)，控制電路903在圖32(3)所示的時(shí)刻輸出一個(gè)存儲器寫信號Tmry到行存儲器905，并使一行(N個(gè)元件)的驅(qū)動數(shù)據(jù)寫入存儲器。結(jié)果圖32(4)所示時(shí)刻行存儲器905輸出信號I′d1-I′dn的內(nèi)容就改變了。
另一方面，用來控制掃描電路902工作的控制信號Tscan的內(nèi)容如圖32(5)所示。更確切地說，掃描電路902的工作被控制如下。亦即，為了驅(qū)動第一線，0V電壓只加于掃描電路902中的開關(guān)元件S1上，而7V電壓加到其它的開關(guān)元件上;為了驅(qū)動第二線，0V電壓只加于開關(guān)元件S2，而7V電壓加于其它開關(guān)元件，等等。
與這一控制信號同步，調(diào)制信號發(fā)生器907在圖32(6)所示的時(shí)刻輸出調(diào)制信號到顯示屏901。
利用上述操作，用顯示屏901就可實(shí)現(xiàn)電視顯示。
在上述描述中未作特別的說明，不過，移位寄存器904和行存儲器905可以是數(shù)字信號式，也可以是邏輯信號式，只要串/并轉(zhuǎn)換和圖象信號的存儲能夠以預(yù)定速度進(jìn)行就可以。當(dāng)使用數(shù)字信號式器件時(shí)，從同步信號分離電路906輸出的信號DATA必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在電路906的輸出級接一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器就可容易地實(shí)現(xiàn)這一操作。
在本實(shí)施例的描述中，電視顯示是根據(jù)NTSC電視信號進(jìn)行的。但本發(fā)明的顯示屏并不局限于此。例如，本發(fā)明的顯示屏可廣泛地用于其它的電視信號系統(tǒng)或者直接地或間接地連接于諸如計(jì)算機(jī)、圖象存儲器、通訊網(wǎng)絡(luò)之類的各種圖象信號源的顯示器，特別適用于顯示大容量圖象的大屏幕顯示。
〔第八實(shí)施例〕圖33和34部分地顯出了當(dāng)MIM元件連接到第七實(shí)施例中二極管處理的示意驅(qū)動裝置。圖34中的行向布線EC1-ECm、列向布線ER1-ERn以及驅(qū)動電壓用開關(guān)元件(FET)同上述相同。在圖34中，MIM元件同每一個(gè)電子發(fā)射元件串聯(lián)。MIM具有在閾值電壓Vmin處電壓突然改變的電流-電壓特性，如圖35所示。
因此，在MIM動行時(shí)，加于電子發(fā)射元件的電壓的波形如圖36中的36A、36B和36C所示(這些圖分別相當(dāng)于圖46中46J、46K和46L的電壓波形)。
更確切地說，MIM元件可防止等于或小于閾值電壓Vmin的疊加在掃描信號或調(diào)制電壓上的噪音分量加到多電子發(fā)射元件上去。
下面將詳細(xì)描述本實(shí)施例的電子源。
圖37是電子源的部分剖面圖。圖38(1)-38(7)示出了本實(shí)施例的電子源的制造工序。圖37-38(7)中相同的參考號表示相同的部分。
圖37是一個(gè)剖面圖，示出了一例電子源襯底，其中在玻璃襯底721上制作了一個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件作為電子發(fā)射元件和一個(gè)MIM元件。
參照圖37，參考號721表示玻璃襯底;721表示行向布線電極;723表示列向布線電極。參考號724a表示電子發(fā)射部分形成薄膜。當(dāng)此薄膜經(jīng)受形成處理時(shí)，就形成一個(gè)包括電子發(fā)射部分的薄膜，于是得到表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件724。
圖38(1)-38(7)是剖面圖，示出了帶有根據(jù)本實(shí)施例具有圖37所示結(jié)構(gòu)的MIM元件的電子源的制造工序。
在圖38(2)工序中，用真空淀積方法在玻璃襯底721上相繼堆疊Au/Cr層，然后用甩膠機(jī)旋轉(zhuǎn)涂覆光刻膠(AZ1370，Hoechst Corp有售)并烘焙。之后曝光并顯影光掩模圖象以形成用于列向布線電極的光刻膠圖形。然后對Au/Cr淀積膜進(jìn)行濕法腐蝕以形成列向布線電極723。在圖38(3)工序中，用射頻濺射法沉積一個(gè)由氧化硅組成的層間絕緣層806，并采用光刻膠由腐蝕(RIE方法)形成接觸孔。在圖38(4)工序中，用真空淀積和光刻技術(shù)制作一個(gè)用于電連接列布線電極723和表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的電極817的鋁布線電極812和一個(gè)用來電連接MIM元件800和表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件的電極816的鋁布線電極813。
在工序(5)中，用濺射法制作一個(gè)Ta薄膜801，并進(jìn)行陽極氧化以形成Ta2O2熱氧化膜802。再連續(xù)濺射Cr薄膜和ITO薄膜以形成Cr/ITO電極803，從而形成MIM元件。在圖38(6)工序中，用真空淀積法和光刻技術(shù)制作一個(gè)用來連接MIM元件800的電極803和行向布線電極722的鋁布線電極814，然后制造行向布線電極722。在圖38(7)工序，制作了表面?zhèn)鲗?dǎo)型發(fā)射元件。其制作方法與第一實(shí)施例相同。
正如可提出很多明顯不同的本發(fā)明的實(shí)施例而不超越本發(fā)明的構(gòu)思和范圍一樣，應(yīng)該理解本發(fā)明除權(quán)利要求書所限定的以外并不局限于具體的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種制造電子源的方法，該電子源中大量連接于行向和列向布線的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件在襯底上被安排成矩陣，此方法包括下列步驟經(jīng)由行向和列向布線向電子發(fā)射部分形成薄膜加電壓的方法來執(zhí)行激發(fā)形成處理；所述激發(fā)形成處理步驟包括經(jīng)由與電子發(fā)射部分形成薄膜串聯(lián)并具有非線性電壓-電流特性的非線性元件向每個(gè)電子發(fā)射部分形成薄膜加以電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中的非線性元件是一種防反向電流的元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中的非線性元件是一種整流元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中的非線性元件是一種具有二極管特性的元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中具有二極管特性的元件是一種非晶硅二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中具有二極管特性的元件是一種多晶硅二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中具有二極管特性的元件是一種單晶硅二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中的非線性元件是一種MIM元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件在安排于電極之間的導(dǎo)電膜中有一個(gè)局部的高電阻部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中的激發(fā)形成處理步驟包含在導(dǎo)電膜中形成局部高電阻部分的步驟。
11.一種制造成象器的方法，此成象器具有一個(gè)電子源，其中大量連接于行向和列向布線的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件在襯底上排列成矩陣，以及一個(gè)用于在從上述電子源發(fā)射的電子束的照射下成象的成象元件，其中所述的電子源用根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)的方法來制造。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中每個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件在安排于電極之間的導(dǎo)電膜中都有一個(gè)局部高電阻部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中的激發(fā)形成處理步驟包含在導(dǎo)電膜中形成局部高電阻部分的步驟。
14.一種具有表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件并根據(jù)輸入信號發(fā)射電子束的電子源，其中用來消除疊加在輸入信號上的噪音分量的元件與上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件串聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子源，它分別包含許多上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件以及許多用來消除噪音分量并與上述許多表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件串聯(lián)的上述元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子源，其中，所述許多與上述消除噪音分量的元件串聯(lián)的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件被連接到行向和列向布線上，并在襯底上排列成矩陣。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子源，其中所述的消除噪音分量的元件是一種具有非線性電壓-電流特性的非線性元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子源，其中所述的非線性元件是一種防止反向電流的元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子源，其中所述的非線性元件是一種具有二極管特性的元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子源，其中所述的具有二極管特性的元件是一種非晶硅二極管。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子源，其中所述的具有二極管特性的元件是一種多晶硅二極管。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子源，其中所述的具有二極管特性的元件是一種單晶硅二極管。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子源，其中所述的非線性元件是一種MIM元件。
24.根據(jù)權(quán)利要求14至23中任一頂所述的電子源，其中所述的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件是一種在排列于電極之間的導(dǎo)電膜中具有局部高電阻部分的元件。
25.一種帶有一個(gè)電子源和一個(gè)在從上述電子源發(fā)射的電子束的照射下成象的成象元件的成像器，其中所述的電子源是根據(jù)權(quán)利要求14-23中任一頂所述的電子源。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的成像器，其中所述的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件是一種在排列于電極之間的導(dǎo)電膜中具有局部高電阻部分的元件。
27.一種驅(qū)動帶有表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的電子源的方法，它包含向上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件加一個(gè)信號的步驟，由此消除疊加在信號上的噪音分量。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中大量連接于行向和列向布線上的上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件在襯底上排列成矩陣，所述方法包括下列步驟對行向布線加-掃描信號并對列向布線加一調(diào)制信號;以及對上述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件加一信號，由此消除疊加在掃描信號或調(diào)制信號上的噪音分量。
29.一種帶有電子源和在從上述電子源發(fā)射的電子束的照射下成像的成像元件的成像器的驅(qū)動方法，其中所述的電子源用根據(jù)權(quán)利要求27或28的方法來驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含一表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件作為電子發(fā)射元件的電子源和圖像形成裝置、一種制造電子源和圖像形成裝置的方法、一種非線性元件與表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件串聯(lián)的電子源和一種成像形成裝置、以及一種驅(qū)動它的方法。所述制造方法中表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射元件的激發(fā)形成處理步驟用經(jīng)由與薄膜串聯(lián)并具有非線性電壓-電流特性的非線性元件對形成電子發(fā)射部分的薄膜加一電壓的方法來進(jìn)行。
文檔編號H01J9/02GK1108795SQ94117600
公開日1995年9月20日 申請日期1994年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月28日
發(fā)明者磯野青兒, 長田芳幸, 鱸英俊, 山口英司, 武田俊彥, 戶島博彰, 鈴木朝岳, 外處泰之 申請人:佳能株式會社