專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖象形成裝置，它包括電子發(fā)射器件以及圖像形成構(gòu)件，用來(lái)通過(guò)發(fā)射電子束形成圖像，更具體地說(shuō)，涉及一種使用熒光物質(zhì)作為圖像形成構(gòu)件的圖像形成裝置。
以前有兩類公知的電子發(fā)射器件即熱陰極器件和冷陰極器件。冷陰極器件包括表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件、場(chǎng)發(fā)射型電子發(fā)射器件(以后稱為FE)，金屬/絕緣層/金屬型(以后簡(jiǎn)稱為MIM)等。
表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件的一個(gè)例子見于例如M.I.Elinson，Radio Eng.Electron Phys.，10，1290，(1965)中以及下面的例子中。
表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件利用當(dāng)制造在基片上的小的薄膜沿平行于其表面通以電流時(shí)發(fā)射電子的現(xiàn)象。已經(jīng)報(bào)道過(guò)這種表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件，例如，上述的Elinson使用SnO2薄膜，一部使用Au薄膜〔G.Dittmer“Thin Solid Films”，9，317(1972)〕，一個(gè)使用In2O3/SnO2薄膜〔M.hartwell and C.G.Fonstad“IEEETrans，ED Conf.”，519(1975)〕，一個(gè)使用碳薄膜〔HisashiAraki et al.“Vacuum”Vol.26，No.1，22(1983)〕。
圖30表明在上述的論文中由Hartwell，et al提出的這些表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的一種典型的結(jié)構(gòu)。在圖30中，標(biāo)號(hào)301是一個(gè)基片，304是借助濺射形成的金屬氧化物導(dǎo)電薄膜，如圖所示，導(dǎo)電薄膜304作為H型。導(dǎo)電薄膜304借助于活化經(jīng)過(guò)稱為成形的激發(fā)處理(下文說(shuō)明)形成電子發(fā)射區(qū)305，圖中L和W表示的尺寸分別為0.5—1mm和0.1mm。雖然電子發(fā)射區(qū)在圖中為位于導(dǎo)電薄膜304中央的矩形，但這僅是為了好畫而已，并不完全代表其它的位置和形狀。
在這些表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件中，例如以前公知的由M.Hartwell等人提出的那一種，在發(fā)射電子之前，導(dǎo)電薄膜304借助于激發(fā)經(jīng)過(guò)稱作成形的激發(fā)處理以形成電子發(fā)射區(qū)305。術(shù)語(yǔ)“激發(fā)成形”指的是在導(dǎo)電薄膜304上施加恒定直流電壓或緩慢上升的電壓，例如1V/分鐘，使其局部地被破壞，變形或變性，從而形成電子發(fā)射305，它被變成高電阻狀態(tài)的處理過(guò)程。在導(dǎo)電薄膜304的已被局部破壞、變形或變性的部分中產(chǎn)生了裂隙。當(dāng)激發(fā)成形之后把合適的電壓加到導(dǎo)電薄膜304上時(shí)，便從裂隙附近發(fā)射電子。
FE電子發(fā)射器件的例子在W.P.Dyke and W.W.Dotan，“Field emission”，Advance in Electron Phys.，8，89(1956)andG.A.Spindt，“Physical Properties ofthin—film field emissioncathodes with wolybdenium cones”，J.Appl.Phys.，47，5248(1976)中描述了。
圖31示出了由C.A.Spindt提出的FE器年的一種典型結(jié)構(gòu)。在圖31中，標(biāo)號(hào)310代表基片，311是由合適的導(dǎo)電材料制成的發(fā)射線，312是發(fā)射錐體，313是絕緣層，314是控制電極。當(dāng)把合適的電壓加于發(fā)射極錐體312和控制極314之間時(shí)，就從發(fā)射錐體尖端發(fā)射電子。
除圖31表示的層結(jié)構(gòu)的之外，還有發(fā)射極和控制極在基片上基本平行地相鄰設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
MIM電子發(fā)射器件的例子在C.A.Mead，“operation oftunnel—emission devices”，J.Appl.Phys.，32，646(1961)中描述了。圖32示出了一種典型的結(jié)構(gòu)。圖中320是一基片，321是金屬下電極，322是大約100埃厚的薄的絕緣層，323是大約80—300埃厚的金屬上電極。當(dāng)把合適電壓加在上電極323和下電極321之間時(shí)，MIM器件就從上電極323表面上發(fā)射電子。
上述的冷陰極器件比熱陰熱器件可以在較低溫度下發(fā)射電子，因而不需對(duì)器件加熱的加熱器。因而冷陰極器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并可以比熱陰極器件精小。此外，即使幾個(gè)冷陰極器件以高密度安置在基片上時(shí)，也很少發(fā)生基片熱熔問(wèn)題。此外，它們不象熱陰極器件那樣具有低的響應(yīng)速度，由于熱陰極器件需要加熱，因而冷陰極器件具有響應(yīng)速度高的優(yōu)點(diǎn)。
因此，對(duì)冷陰極器件的應(yīng)用集中了廣泛的研究。
特別是冷陰極器件中的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，因而具有可在大面積上形成陣列的優(yōu)點(diǎn)。因此，在同一個(gè)代理人的日本專利申請(qǐng)首次公開No.64—31332中披露了使若干器件形成陣列并驅(qū)動(dòng)該陣列的方法。
在圖像形成裝置例如圖象顯示和圖象記錄帶電束源等領(lǐng)域內(nèi)對(duì)各種面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)行了研究。
尤其是作為圖像顯示器件的一種應(yīng)用，使用面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件和在電子束照射時(shí)就發(fā)光的熒光物質(zhì)相結(jié)合的應(yīng)用在同一代理人的USP No.5066883中以及日本專利申請(qǐng)首次公開No.2—257551、No.4—28137中披露了。這種圖像顯示器件使用面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)相結(jié)合，希望比其它常規(guī)的圖像顯示器件具有優(yōu)越的性能，例如和近年來(lái)流行的液晶顯示器件相比，上述組合的顯示器件的優(yōu)點(diǎn)在于，它不需任何的背景光，因?yàn)樗亲园l(fā)光的，并具有較寬的視角。
把若干FE器件排成陣列并驅(qū)動(dòng)它們的一種方法在同一代理人的USP No.4，904，895中披露了，作為FE器件應(yīng)用于顯示裝置的一個(gè)實(shí)例，R.Meyer報(bào)告了一種扁平的顯示器件?！睷.Meyer“recent Development on Microtips Display at LETI”，Tech.Digest of 4th Iht.Vacuum Microelectronics Conf.，Nagahama，PP.6—9(1991)〕若干個(gè)MIM器件的陣列應(yīng)用于圖像顯示裝置的例子在同一代理人的日本專利申請(qǐng)首次公開No.3—55738中披露了。
本發(fā)明人曾試圖過(guò)用各種材料、方法和結(jié)構(gòu)制造冷陰極器件，包括上述現(xiàn)有技術(shù)中的那些。本發(fā)明人還曾經(jīng)研究過(guò)具有若干個(gè)冷陰極器件陣列的多電子束源，以及使用多電子束源的圖像顯示裝置。
例如，本發(fā)明人已經(jīng)研究過(guò)使用圖28所示電路連線方法的多電子束源。尤其是把若干冷陰極器件排成二維陣列用導(dǎo)線連成如圖所示的矩陣形式。
在圖28中，401代表冷陰極器件，402是行向?qū)Ь€，403是列向?qū)Ь€。雖然行、列方向的導(dǎo)線402、403實(shí)際上僅有微小的電阻，這些電阻還是用電阻符號(hào)404、405在圖中表示。所示的導(dǎo)線排列被稱作簡(jiǎn)單矩陣連接。
圖28為了方便起見示出了6×6的矩陣。然而，矩陣尺寸當(dāng)然不受此限制。例如一種用于圖像顯示裝置的多電子束源由足以提供所需圖像顯示的多個(gè)冷陰極器件排成矩陣并連結(jié)構(gòu)成。
在冷陰極器件的簡(jiǎn)單矩陣連接的多電子束源中，對(duì)行向?qū)Ь€402和列向?qū)Ь€403加上合適的電信號(hào)以便發(fā)射所需的電子束。為了驅(qū)動(dòng)矩陣中任何一行的冷陰極器件，選擇電壓Vs加到被選擇的行向?qū)Ь€402上，同時(shí)，非選擇電壓Vns加于其它不被選擇的行向?qū)Ь€402上，與加到行向?qū)Ь€402的電壓同步，用來(lái)驅(qū)動(dòng)器件發(fā)射電子束的驅(qū)動(dòng)電壓Ve被加到列向?qū)Ь€403上。用這種方法，忽略通過(guò)電阻404、405的電壓降，電壓Ve—Vs被加到所選擇的行中的冷陰極器件上，并且電壓Ve—Vns被加到非選擇行中的冷陰極器件上。如果電壓Ve、Vs和Vns被設(shè)定為合適的值，就會(huì)只從所選擇行中的冷陰極器件發(fā)射電子束。此外，如果加到列向?qū)Ь€403的驅(qū)動(dòng)電壓Ve被設(shè)為各個(gè)不同的數(shù)值，就從所選擇行的各個(gè)冷陰極器件發(fā)出不同強(qiáng)度的電子束。另外，如果改變施加電壓Ve的持續(xù)時(shí)間，則可以改變發(fā)射電子束的持續(xù)時(shí)間。
因而，簡(jiǎn)單矩陣連結(jié)的冷陰極器件的多電子束源可應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。例如，借助于根據(jù)要形成的圖像對(duì)冷陰極器件施加合適的電信號(hào)作為圖像顯示裝置的電子源。
然而，在冷陰極器件簡(jiǎn)單陣列連接的多電子束源的實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了下列問(wèn)題作為例子，圖29表示包括冷陰極器件和熒光物質(zhì)的先有技術(shù)圖像顯示屏部分。在圖29中，410代表背板，412是側(cè)壁，413是面板，414是熒光物質(zhì)，它位于面板的內(nèi)表面上。由背板410、側(cè)壁412和面板413形一真空容器。在這種顯示屏中，通過(guò)從冷陰極器件411向熒光物質(zhì)414發(fā)射電子束，使熒光物質(zhì)發(fā)出可見光VL來(lái)顯示圖像。
然而，因?yàn)樵谥圃炱陂g精度不夠，上述顯示屏具有顯示圖像欠缺或亮度不均勻或色度不精確的缺點(diǎn)。
更具體地說(shuō)，當(dāng)裝配真空容器時(shí)，使用粘結(jié)劑例如熔合玻璃把各部件牢固地結(jié)合在一起，從而建立并維持氣密封，但要使熔合玻璃熔化需要不低于400℃的高溫。即使在處理之前各部件以足夠高的精度定位，它們的位置也會(huì)因?yàn)椴考旧砗凸潭▕A具的熱膨脹而易于改變，一旦粘結(jié)上之后，實(shí)際上已不可能再校正位置的改變。
因而，在包括冷陰極器件的背板410和包括熒光物質(zhì)的面板414之間，經(jīng)常發(fā)生不可校正的位置偏離。
另外，即使屏的結(jié)構(gòu)被如些修正，使得包括冷陰極器件的背板410和包括熒光物質(zhì)的面板414在一個(gè)單獨(dú)的真空容器內(nèi)被固定，這些板之間的位置關(guān)系也會(huì)由于在密封真空容器時(shí)所需的加熱步驟的熱膨脹而易于偏移。此外，一旦真空容器被密封，在修正過(guò)的屏結(jié)構(gòu)中實(shí)際上已不可能校正在容器內(nèi)部固定的兩塊板的位置。
如果冷陰器件和熒光物質(zhì)的位置關(guān)系有偏差，從冷陰極器件發(fā)射的電子束e-就不能精確地照到相應(yīng)的熒光物質(zhì)上，結(jié)果由于顯示的圖像缺邊或圖像亮度不均或色度不準(zhǔn)確而使顯示圖像的質(zhì)量顯著變差。而且，因?yàn)槲恢闷频姆较蚝头祵?duì)每一顯示屏是不同的，就難于提供具有一致的顯示能力的多個(gè)顯示屏。
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的是提供一種圖像形成裝置，其中具有即使當(dāng)電子發(fā)射器件例如冷陰極器件和圖像形成部件例如熒光物質(zhì)之間的位置關(guān)系在裝配期間偏離預(yù)定的位置關(guān)系時(shí)，也能防止圖像質(zhì)量變差的裝置。
特別是，本發(fā)明提供一種圖像形成裝置，它包括包含多個(gè)電子發(fā)射器件的在一個(gè)基片上的電子束源，和用來(lái)當(dāng)受到從電子發(fā)射器件發(fā)射的電子束的撞擊時(shí)形成圖像的圖像形成構(gòu)件，其中圖像形成構(gòu)件是條形構(gòu)件，并且多個(gè)電子發(fā)射器件中每個(gè)都包括負(fù)電極、電子發(fā)射區(qū)和正電極，它們沿垂直于條形件延伸的方向并列地設(shè)置在基片表面上。


圖1A和1B是一個(gè)平面圖，表示在實(shí)施例1和2中的各個(gè)顯示屏內(nèi)的電子發(fā)子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)的設(shè)定位置。
圖2是一個(gè)透視圖，表明本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示裝置中局部剖開的顯示屏。
圖3表示在顯示屏面板上熒光物質(zhì)的排列。
圖4A、4B為表示在本發(fā)明中使用的電子發(fā)射器件發(fā)出的電子束的通路的截面和平面圖。
圖5A、5B表示電子發(fā)射器件形成的方向的示意圖。
圖6A、6B是分別用來(lái)定義面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件方向的截面圖和平面圖。
圖7A至7C是表明典型的橫向場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件的透視圖。
圖8A、8B是分別用來(lái)定義橫向場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件的方向的截面圖和平面圖。
圖9A、9B是在實(shí)施例中使用的平面型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的截面圖和平面圖。
圖10A至10E是表明平面型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的各個(gè)制造步驟的截面圖。
圖11是在激發(fā)成形過(guò)程中所加電壓的波形圖。
圖12A和12B分別表明由激發(fā)進(jìn)行活化過(guò)程中施加的電壓的波形和發(fā)射電流Ie的變化的圖。
圖13是實(shí)施例中使用的階梯型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的截面圖。
圖14A至14F表明階梯型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的各制造步驟。
圖15表示在實(shí)施例中使用的面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的典型特性。
圖16是實(shí)施例中用的多電子束源的平面圖。
圖17是實(shí)施例中用的多電子束源基片的部分截面圖。
圖18是實(shí)施例1的電路框圖。
圖19是在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)采集值的流程圖。
圖20是表明當(dāng)電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條被裝配得沒(méi)有位置偏離時(shí)被電子束射到的位置的平面圖。
圖21是表明當(dāng)光物質(zhì)條沿Y方向相對(duì)于電子發(fā)射器件發(fā)生偏移時(shí)電子束射到的位置的平面圖。
圖22是表明當(dāng)熒光物質(zhì)條沿X方向相對(duì)于電子發(fā)射器件發(fā)生位置偏移時(shí)，電子束射到的位置的平面圖。
圖23是表明當(dāng)熒光物質(zhì)條相對(duì)于電子發(fā)射器件以某一角度發(fā)生偏斜偏離時(shí)，電子束射到的位置的平面圖。
圖24是實(shí)施例2的電路框圖。
圖25A至25C是表示實(shí)施例3的校正方法的截面圖。
圖26A至26B是表明電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條在實(shí)施例3的顯示屏中的設(shè)定位置的平面示意圖。
圖27是實(shí)施例3的電路框圖。
圖28表明已被本發(fā)明人嘗試過(guò)的電子發(fā)射器件的連線方法的圖。
圖29是解釋本發(fā)明人要解決的在圖像顯示裝置顯示屏中的技術(shù)問(wèn)題的截面圖。
圖30表示公知的面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的一個(gè)例子。
圖31是表示公知的FE電子發(fā)射器件的一個(gè)例子的截面圖。
圖32是表明公知的MIM電子發(fā)射器件的一個(gè)例子的截面圖。
為了便于說(shuō)明，下面假定構(gòu)成多電子束源的每個(gè)電子發(fā)射器件的負(fù)電極、電子發(fā)射區(qū)和正電極并排布置的方向?yàn)閄方向，垂直于上述方向的為Y方向，并且使用熒光物質(zhì)條為例進(jìn)行說(shuō)明。
首先，由于本發(fā)明的電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條(彼此垂直)之間的確定關(guān)系，使得當(dāng)熒光物質(zhì)的位置相對(duì)于電子發(fā)射器件沿Y方向偏離設(shè)定值時(shí)，被電子束射到的位置也偏離設(shè)定位置，但是，電子束至少保持射到與預(yù)期的一個(gè)相鄰的熒光物質(zhì)條上。
因此，即使沿Y方向發(fā)生了位置偏離，也可以避免發(fā)生不精確的色度。
除上述第一特點(diǎn)之外，最好選擇熒光物質(zhì)的區(qū)域大于電子束源在基片上設(shè)置的區(qū)域。由于這一特點(diǎn)，當(dāng)熒光物質(zhì)的位置相對(duì)于電子發(fā)射器件沿Y方向偏離時(shí)，即使是從多電子束源的預(yù)定區(qū)域的邊緣內(nèi)的電子發(fā)射器件發(fā)出的電子束，也總能射到熒光物質(zhì)條上。
因此，即使沿Y方向發(fā)生位置偏離，被顯示的圖像也不會(huì)缺邊。
此外，如后參照?qǐng)D26A、26B所述，即使沿X方向發(fā)生位置偏離，被顯示的圖像也不會(huì)缺邊。
除上述第一特點(diǎn)之外，最好當(dāng)熒光條的位置相對(duì)于電子發(fā)射器件沿X方向偏離設(shè)定值時(shí)，根據(jù)沿X方向的位置偏離通過(guò)校正加在熒光物質(zhì)上的電壓來(lái)校正電子束的路徑。
由于這一特點(diǎn)，即使不僅沿Y方向而且也沿X方向發(fā)生偏離時(shí)，也不會(huì)發(fā)生不精確的色度和降低亮度。此外，即使熒光物質(zhì)的設(shè)定角發(fā)生偏離，也可避免發(fā)生不精確的色度和減少亮度。
除上述第一特點(diǎn)之外，最好當(dāng)熒光物質(zhì)的位置相對(duì)于電子發(fā)射器件沿X方向偏離設(shè)定值時(shí)，電子束的路徑可根據(jù)沿X方向的位置偏離借助于校正加于每個(gè)電子發(fā)射器件上的電壓來(lái)進(jìn)行校正。
由于這一特點(diǎn)，即使不僅沿Y方向而且也沿X方向發(fā)生位置偏離時(shí)，也可以避免不精確的色度和減小亮度的發(fā)生。此外，即使熒光物質(zhì)的設(shè)定角發(fā)生偏離，也可以避免不精確的色度和減小亮度的發(fā)生。
除上述第一特點(diǎn)之外，最好當(dāng)熒光物質(zhì)的位置相對(duì)于電子發(fā)射器件偏離設(shè)定值時(shí)，可以根據(jù)位置的偏離借助于圖像校正信號(hào)把加在電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)整為足夠的信號(hào)。
由于這一特點(diǎn)，當(dāng)電子束的路徑根據(jù)位置偏離被校正時(shí)，便可以防止圖像質(zhì)量差。
最好根據(jù)位置偏離來(lái)校正亮度信號(hào)以避免由于校正電子束路徑而引起的亮度的改變。特別是，即使在位置偏離大時(shí)，也可以借助于校正圖像信號(hào)的排列達(dá)到滿意的顯示。
更具體地說(shuō)，如果發(fā)生了超時(shí)熒光物質(zhì)條的一個(gè)間距的位置偏離，加于電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)也被偏移一個(gè)與偏移的間距數(shù)相應(yīng)的量。例如，如果沿X方向發(fā)生了大于兩個(gè)間距而不到三個(gè)間距的位置偏離，則圖像信號(hào)排列被調(diào)整相當(dāng)于兩個(gè)間距的量，使得取決于圖像信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它從原始排列有效地偏移了兩個(gè)器件，被加到電子發(fā)射器件上。通過(guò)這樣的調(diào)整，即使發(fā)生一個(gè)以上的熒光物質(zhì)條的間距的位置偏離，電子束路徑要被校正的量也會(huì)小于1個(gè)間距。因此，當(dāng)電子束的路徑被校正時(shí)，就能阻止亮點(diǎn)形狀改變，防止亮度改變，減低動(dòng)態(tài)范圍的變劣。
最好根據(jù)沿X方向的位置偏離借助于校正加在電子發(fā)射器件上的脈沖電壓的脈寬來(lái)校正射到熒光物質(zhì)上電子束的電荷數(shù)。
由于這一特點(diǎn)，便可以防止發(fā)出的光的亮度不均勻。
最好使用橫向的場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件作為電子發(fā)射器件，本發(fā)明的圖像形成裝置便可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
最好利用面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件作為電子發(fā)射器件，本發(fā)明的圖像形成裝置便可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和制造工藝實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例1本發(fā)明的圖像顯示器件的最佳實(shí)施例為便于說(shuō)明起見將按照顯示屏的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程、電子發(fā)射器件的最佳結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程、電路的結(jié)構(gòu)以及校正步驟的順序進(jìn)行說(shuō)明。
(顯示屏的結(jié)構(gòu)和制造步驟)首先，結(jié)合實(shí)例說(shuō)明圖像顯示裝置中顯示屏的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程。
圖2是本實(shí)施例的透視圖，為了表示內(nèi)部結(jié)構(gòu)，被局部剖開了。
在圖2中，5代表后板，6是側(cè)板，7是面板。構(gòu)件5至7連接起來(lái)構(gòu)成一氣密性容器用來(lái)保持顯示屏內(nèi)的真空度。當(dāng)裝配該氣密性容器時(shí)，相接部件的連接部分必須被密封，以確保足夠的強(qiáng)度和氣密性。例如，可在連接處施加熔合玻璃來(lái)實(shí)現(xiàn)密封，然后在空氣或氮?dú)庵性?00℃至500℃溫度下烤10分鐘或更長(zhǎng)些時(shí)間。將氣密性容器內(nèi)部抽真空的方法將在下文說(shuō)明。
基片1被固定到后板5上，在基片1上制成若干個(gè)(NXM)電子發(fā)射器件2。(N和M是不小于2的正整數(shù)，根據(jù)所要顯示的像素的數(shù)目選擇。例如，在用于高質(zhì)量TV的顯示裝置中，N和M最好分別不少于3000和1000，在本實(shí)施例中，N＝3072，M＝1024)，(NXM)個(gè)電子發(fā)射器件使用M條行向連線3和N條縱向連線4按簡(jiǎn)單矩陣方式排列。由元件1至4構(gòu)成的裝配體叫做多電子束源。多電子束源的制造過(guò)程和結(jié)構(gòu)在后面詳述。
雖然在這實(shí)施例中多電子束源的基片1被固定在氣密性容器的后板5上，但多電子束源的基片1本身可以用作氣密性容器的后板，只要它具有足夠的強(qiáng)度即可。
熒光膜8制造在面板7的下表面上。因?yàn)楸緦?shí)施例涉及彩色顯示器件，熒光膜8包括三種主要顏色的熒光物質(zhì)，即紅、綠和蘭色，它們通常被用于CRT領(lǐng)域并被彼此分開地涂上。如圖3所示，各個(gè)顏色的熒光物質(zhì)由位于相鄰的熒光物質(zhì)條的之間的黑色導(dǎo)體10涂成條形。提供黑色導(dǎo)體10的目的在于即使是子束照射部分發(fā)生稍微偏移也能消除顯示顏色的偏離，從而抑制外部光的反射，用以阻止對(duì)比度降低，并阻止熒光膜由于電子束而帶電。一種含石墨的材料被用作黑色導(dǎo)體10的主要成分，但也可以使用任何能達(dá)到上述目的的其它材料。
在面向后板5的熒光膜8的表面上，設(shè)置有CRT領(lǐng)域內(nèi)熟知的金屬背9。其目的在于借助于從熒光膜8發(fā)出的光的鏡面反射部分增加光的利用率，從而保護(hù)熒光膜8不被負(fù)離子碰撞，并作為提供電子束加速電壓的電極，并作為電子激勵(lì)熒光膜8之后的導(dǎo)電通路。在把熒光膜8形成在面板7上之后，金屬背9利用將熒光膜的表面弄平，然后通過(guò)真空蒸發(fā)在膜上淀積上Al的方法制造。注意，當(dāng)熒光膜8是用低電壓的熒光材料制成時(shí)，則不需要金屬背9。
雖然在本實(shí)施例中沒(méi)有使用，但在面板7和熒光膜8之間可以設(shè)置由ITO制成的透明電極，旨在提供加速電壓或增加熒光膜的導(dǎo)電性。
此外，在圖2中的Lh表示電子發(fā)射器件2和熒光膜8之間的距離。
符號(hào)DXl到DXm，DYl和Dyn以及Hυ是氣密性結(jié)構(gòu)的電連接端子，適用于把顯示屏和電路(未示出)進(jìn)行電連接。DXl到DXm被連接到多電子束源的行向連線3，DYl和DYn連接于列向引線4，Hυ連接到面板的金屬背9。
為了提高氣密性容器內(nèi)的真空度，在裝配氣密性容器之后，抽空管和真空泵(未示出)被連到容器上，并把容器內(nèi)部抽到大約10-7乇的真空度。然后把抽空管密封。為了維持容10內(nèi)需要的真空度，在密封之前或之后在氣密性容器內(nèi)的預(yù)定位置形成一收氣劑膜，收氣劑膜是借助于加熱器或分散加熱加熱并蒸發(fā)以Ba為主要成份的收氣材料而形成的膜。氣密性容器內(nèi)部在收氣劑膜的吸收作用下維持在1×10-5到1×10-7乇的真空度。
參考圖1A、1B將說(shuō)明在基片1上形成電子發(fā)射器件2設(shè)定位置以及在面板7上形成熒光物質(zhì)條的設(shè)定位置。
圖1A是基片1的示意的平面圖。其中2代表電子發(fā)射器件，箭頭表示每個(gè)電子發(fā)射器件形成的方向。(電子發(fā)射器件形成的方向?qū)⑴c其結(jié)構(gòu)一起描述于后)。雖然為了說(shuō)明方便，僅示出了4×5＝20個(gè)器件，但實(shí)際上沿X和Y方向形成有大量的電子發(fā)射器件，從而提供矩陣形式。此外，圖1中省略了行向線和列向線。
圖1B是薄板7的示意圖。其中11代表沿Y向延伸的熒光物質(zhì)條(注意，由于圖1B表示從顯示器件的顯示屏幕看的平面圖，所以熒光物質(zhì)條11和黑色導(dǎo)體10，因兩者都形成在面板7的下表面上，實(shí)際上在平面圖中是沒(méi)有的，然而只是為了說(shuō)明其設(shè)置位置的目的，假定它們形成在顯示屏幕側(cè))此外雖然為方便起見只畫出了4根熒光物質(zhì)條，但實(shí)際上有大量的熒光物質(zhì)條，就象電子發(fā)射器件那樣。
在基片1上的矩形記號(hào)AE和在面板7上的十字記號(hào)AP是校準(zhǔn)記號(hào)，它們被用來(lái)在密封時(shí)作為定位參考，并在密封之后用來(lái)檢測(cè)基片1和面板7之間的位置偏差。校準(zhǔn)記號(hào)的形狀、位置和數(shù)目沒(méi)有限制。
基片1被如此設(shè)計(jì)，使得X方向和顯示屏上的橫向掃描行的方向一致，并且Y方向和顯示屏上垂直掃描線的方向一致，同樣，面板7這樣設(shè)計(jì)，使得X方向和顯示屏上橫向掃描線的方向一致，Y方向和顯示屏上的垂直掃描線的方向一致。然而如上所述，象設(shè)計(jì)的那樣精確地?zé)o位置偏離地安裝基片1和面板7是困難的。這些元件極少裝配得與設(shè)計(jì)值完全一致，實(shí)際上裝配的幾乎所有的屏都伴隨著或多或少的位置偏離。
電子發(fā)射器件2的設(shè)定位置和熒光物質(zhì)條11的設(shè)定位置將詳細(xì)說(shuō)明。電子發(fā)射器件2沿X方向的間距為Dx，沿Y方向的間距為Py。類似的，熒光物質(zhì)條11沿X1方向的間距為Px。間距Px和Py的值應(yīng)與所需要的分辨率相匹配。
當(dāng)裝配顯示屏?xí)r，基片1和面板7被這樣定位，使得對(duì)準(zhǔn)記號(hào)AP的十字剛好與記號(hào)AE的矩形內(nèi)接。不過(guò)，在這種記號(hào)對(duì)準(zhǔn)的條件下，熒光物質(zhì)條11被設(shè)計(jì)得垂直向上地偏移開相應(yīng)的電子發(fā)射器件2的位置。尤其是從校準(zhǔn)記號(hào)AE到最近列的電子發(fā)射器件2沿X方向的距離LE以及從校準(zhǔn)記號(hào)AP到最近的熒光物質(zhì)條11的距離LP彼此不等，而被設(shè)定為滿足下面方程〔1〕確定的關(guān)系LP＝LE＋Lef…〔1〕其中Lef是一個(gè)數(shù)值，它根據(jù)加于電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)電壓、加于熒光物質(zhì)條的電壓、以及電子發(fā)射器件和相應(yīng)的熒光物質(zhì)條之間的距離參數(shù)確定。
雖然Lef將在下面結(jié)合方程〔3〕進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但簡(jiǎn)短來(lái)說(shuō)，它代表從每個(gè)電子發(fā)射器件發(fā)出的電子束沿X方向偏轉(zhuǎn)，直到達(dá)到熒光物質(zhì)條的距離。
此外，熒光物質(zhì)條11沿Y1方向的長(zhǎng)度PHy被設(shè)定得大于電子發(fā)射器件2在基片1上形成區(qū)域的Y向長(zhǎng)度EByEBy＜PHy…〔2〕滿足上述〔2〕式意味著，即使熒光物質(zhì)條的設(shè)定位置沿Y方向偏移時(shí)，也能防止顯示圖像的缺邊，這將在下面參照?qǐng)D21詳細(xì)說(shuō)明。PHy值大于EBy值達(dá)到一較大的程度便可增加允許的熒光物質(zhì)條沿Y方向的位置偏離。不過(guò)，如果PHy太大，則相反會(huì)帶來(lái)擴(kuò)大顯示屏的缺點(diǎn)。因此，希望PHy設(shè)置為一個(gè)允許范圍內(nèi)的最小值，從而允許根據(jù)當(dāng)制造顯示屏?xí)r沿Y方向?qū)嶋H產(chǎn)生的位置偏離的統(tǒng)計(jì)測(cè)量結(jié)果的可能的位置偏離。
以上述觀點(diǎn)來(lái)看，在本實(shí)施例中設(shè)定為PHy＝1.1×EBy。
(電子發(fā)射器件的最佳結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程)圖1A所示的形成在基片1上的電子發(fā)射器件2被選擇使其具有如下特性。被選擇的電子發(fā)射器件都在其電子發(fā)射區(qū)的周圍的空間內(nèi)，在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下(即用于發(fā)射電子束的驅(qū)動(dòng)電壓加于電子發(fā)射器件時(shí))，相對(duì)于從基片平面到熒光膜通過(guò)電子發(fā)射區(qū)的連線產(chǎn)生不對(duì)稱的電位分布。
這些電子發(fā)射器件將參照?qǐng)D4A和圖4B詳述。
圖4A是說(shuō)明本發(fā)明中使用的電子發(fā)射器件的截面圖。在圖4A中，20是上面形成電子發(fā)射器件的基片，21是電子發(fā)射器件的正電極，22是它的負(fù)電極，23是電子發(fā)射區(qū)，24是電子束靶，VF是給電子發(fā)射器件提供驅(qū)動(dòng)電壓VfY的電源，VA是對(duì)靶24提供靶電壓VaV的電源。(在實(shí)際圖像顯示器件中，靶24是熒光物質(zhì)形成的。一般地有Va＞Vf的關(guān)系)用于本發(fā)明的電子發(fā)射器件包括，至少有正電極21、負(fù)電極22和電子發(fā)射區(qū)23。這些構(gòu)件并排著設(shè)在基片20的上表面上(在下面的說(shuō)明中，基片20的上表面稱作基片平面。)例如圖31、32表示的電子發(fā)射器件具有沿垂直方向迭在基片平面上的構(gòu)件，因而它們與上述類型的電子發(fā)射器件不一致，上述的器件的各構(gòu)件是在基片平面上并排放置的。另一方面，圖30所示的電子發(fā)射器件是上述類型的電子發(fā)射器件。
在圖4A所示的電子發(fā)射器件中，從電子發(fā)射區(qū)23發(fā)出的電子束一般有一從負(fù)電極22朝向正電極21的初速度分量。因而，電子束不沿著垂直于基片平面的方向行進(jìn)。
此外，對(duì)于這種電子發(fā)射器件，因?yàn)檎姌O21和負(fù)電極22被并排地設(shè)置在基片平面上，當(dāng)加上驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)在電子發(fā)射區(qū)23上方的空間內(nèi)產(chǎn)生的電位分布相對(duì)于垂直于基片平面而通過(guò)電子發(fā)射區(qū)23的延伸線呈不對(duì)稱形狀(即圖4A中的點(diǎn)鏈線)。電子發(fā)射器件和靶24之間的電位分布在圖4A中用點(diǎn)線表示。如圖所示，雖然在靶24附近等電位面基本上平行于基片平面，但在電子發(fā)射器件附近在驅(qū)動(dòng)電壓VfV作用下則成為傾斜的。因此，從電子發(fā)射區(qū)23發(fā)出的電子束不僅受到Z方向的力，而且受到由于傾斜電位而產(chǎn)生的X方向的力，雖然它仍通過(guò)基片上方的空間通過(guò)。如圖所示，電子束的合成路徑是彎曲的。
出于上述理由，電子束射到靶24的位置與靶24上垂直于電子發(fā)射區(qū)的位置沿X方向偏移了一個(gè)距離Lef。圖4B是靶24從上看的平面圖。在圖4B中，用25表示的橢圓代表被靶下方的電子束射到的位置。(注意，圖4A表示圖4B中沿點(diǎn)劃線4A—4A取的垂直截面。)為了用一個(gè)通用公式表示由電子束射到的位置從靶24上垂直于電子發(fā)射區(qū)的位置的偏離程度，綜合偏離的方向和距離為方便起見用矢量Ef表示。
首先，可以認(rèn)為矢量Ef和負(fù)電極、電子發(fā)射區(qū)和正電極在基片平面上并排的排列方向相同。例如，在圖4A和圖4B的情況下，因?yàn)殡娮影l(fā)射器件的負(fù)電極22、電子發(fā)射區(qū)23和正電極21依次按這一順序在基片20上排列，矢量Ef就指向X方向。
為了在圖上表明電子發(fā)射器件在基片上的形成方向以及矢量Ef的方向，假定這些方向以如圖5A、5B所示的方式示意地表示。圖5A表示的例子中，負(fù)電極、電子發(fā)射區(qū)和正電極在基片1上沿X方向并排設(shè)置，在圖5B表示的例子中，它們沿與X方向傾斜一角度R的方向并排地排列。
那么，矢量Ef的幅值(即Lef)取決于電子發(fā)射器件和靶之間的距離、加于電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)電壓Vf、靶電壓Va以及電子發(fā)射器件的類型和結(jié)構(gòu)，但它的近似值可由下式〔3〕計(jì)算Lef=2×K×Lh×vfva[m]···[3]]]>此外Lh、m是電子發(fā)射器件和靶之間的距離，VfV是加在電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)電壓，VaV是加于靶上的電壓，K是根據(jù)電子發(fā)射器件的類型和結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)。
在由方程〔3〕計(jì)算近似值時(shí)，當(dāng)電子發(fā)射器件的類型和結(jié)構(gòu)未知時(shí)在方程〔3〕中放入K1。
當(dāng)電子發(fā)射器件的類型和結(jié)構(gòu)已知時(shí)，電子發(fā)射器件的常數(shù)K由實(shí)驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬確定。
為了用較高的精度確定Lef，希望把K設(shè)定不等于常數(shù)，而是Vf的函數(shù)。不過(guò)，在多數(shù)情況下，使用常數(shù)作為K對(duì)于圖像顯示裝置的設(shè)計(jì)要求精度已足夠了。
結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程將詳述于后。
如上所述，用于本發(fā)明的電子發(fā)射器件包括正電極、電子發(fā)射區(qū)和負(fù)電極，這些構(gòu)件在基片平面上并排排列。(注意器件的負(fù)電極部分可以兩倍于電子發(fā)射區(qū))。
滿足這種要求的電子發(fā)射器件包括例如面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件和橫向場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件。這些電子發(fā)射器件將按這一順序描述如下。
面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件是圖30所示的上述類型的電子發(fā)射器件或是在電子發(fā)射區(qū)附近包括細(xì)小顆粒的類型的電子發(fā)射器件。作為前一種類型，已經(jīng)知道使用不同材料的電子發(fā)射器件，例如背景技術(shù)中描述的這些器件，所有這些器件都可用于本發(fā)明中。至于后一類型，雖然其材料、結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程將稍后敘述，但所有這些器件都適用于用在本發(fā)明中。換句話說(shuō)，當(dāng)使用于傳導(dǎo)型電子發(fā)射器件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，對(duì)器件的材料、結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程沒(méi)有特殊限制。
對(duì)于面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件，代表電子束偏離的方向的矢量Ef如圖6A、6B所示，它們分別是一個(gè)截面圖和平面圖。在這些圖中，40是基片，41是正極，42是負(fù)極，43是電子發(fā)射區(qū)，VF是對(duì)器件提供驅(qū)動(dòng)電壓的電源。
下面橫向場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件是指一種其中負(fù)極。電子發(fā)射區(qū)和正極在基片平面上并排放置的那類場(chǎng)效應(yīng)發(fā)射器件。例如，上述圖31所示的器件就不屬于橫向型，因?yàn)樗呢?fù)極、電子發(fā)射區(qū)和正極在基片上是垂直排列的。另一方面，圖7A至7C所示的器件屬于橫向型的。圖7A到圖7C表明典型的橫向場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件的透視圖，它沿X方向形成在基片上。在這些圖中，50是基片，51是正極，52是負(fù)極，53是電子發(fā)射區(qū)。它們可以有與圖7A至7C所示的不同的其它結(jié)構(gòu)。因此，電子束的通路從垂直方向偏離，如上面對(duì)照?qǐng)D4A、4B所述的那樣，任何橫向型場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件都適用于本發(fā)明。因此，圖7A至7C的電子發(fā)射器件可以修正為具有一附加的調(diào)制電極，用來(lái)調(diào)制電子束的強(qiáng)度。此外，電子發(fā)射區(qū)53可以是負(fù)極52的一部分，或可以是位于負(fù)極上的構(gòu)件。對(duì)于橫向型電子發(fā)射器件所用的材料，包括例如高熔點(diǎn)的金屬和鉆石。不過(guò)，其它可以滿意地發(fā)射電子的材料也可以使用。
對(duì)于橫向型場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件，矢量Ef代表電子束偏離的方向，它如圖8A、8B中所示，分別為截面圖和平面圖。在這些圖中，50是基片，51是正極，52是負(fù)極，53是電子發(fā)射區(qū)，VF是加于器件上驅(qū)動(dòng)電壓的電源。
雖然上面描述了適用于本發(fā)明的電子發(fā)射器件，但實(shí)施例1的圖像顯示裝置使用的是面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件。
在實(shí)施例1的顯示屏中用的面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件現(xiàn)在進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由微粒膜制成的電子發(fā)射區(qū)或其鄰近區(qū)域的面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件在電子發(fā)射性能上是優(yōu)良的，并且容易設(shè)計(jì)和制造?？梢赃@樣說(shuō)，上述類型的面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件用于具有大尺寸和高亮度的圖像顯示裝置的多電子束源是最佳的。從這一發(fā)現(xiàn)來(lái)看，本發(fā)明人試過(guò)利用由微粒膜制成的平面型傳導(dǎo)電子發(fā)射器件制造一種顯示屏，并且取得了很好的結(jié)果。此外，利用由微粒膜制造的階梯型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件制成的顯示屏也獲得了很好的結(jié)果。因此，平面型和階梯型的由微粒膜形成的面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件將詳述于后。
首先說(shuō)明平面型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程。
圖9A、9B分別是說(shuō)明平面型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的平面圖和截面圖。在這些圖中，101是基生，102是正極、103是負(fù)極、104是導(dǎo)電薄膜，105是由激發(fā)成形過(guò)程形成的電子發(fā)射區(qū)，113是通過(guò)激發(fā)活化過(guò)程形成的薄膜。
基片101可以是各種玻璃基片，例如石英玻璃和鈉石灰玻璃制成的，可以是由氧化鋁制成的陶瓷基片，以及由例如SiO2制成的絕緣層迭成的基片。
正極102和負(fù)極103平行于基片平面相對(duì)地設(shè)置在基片101上，并由導(dǎo)電性的材料制成。例如電極材料可以從Ni，Cr，Au，Mo，W，Pt，Ti，Cu，Pd和Ag其合金，金屬氧化物例如In2O3—SnO2半導(dǎo)體例如聚硅中選擇。電極可以利用例如真空蒸發(fā)的膜形成技術(shù)以及例如光刻和刻蝕技術(shù)相結(jié)合來(lái)制成。不過(guò)，電極可用任一種合適的方法制成(例如印刷)。
正極102和負(fù)極103的結(jié)構(gòu)根據(jù)電子發(fā)射器件被使用的目的進(jìn)行合適的設(shè)計(jì)。一般地，兩個(gè)電極之間的間距L借助于在幾百埃到幾百微米的范圍內(nèi)選擇一合適值進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)應(yīng)用于顯示裝置的最佳范圍是幾微米到幾十微米。每個(gè)電極的厚度通過(guò)設(shè)定在幾百埃到幾微米之間。
導(dǎo)電薄膜104包括微粒膜。此處使用的“微粒膜”指的是包含若干細(xì)小微粒(包括它們孤立狀態(tài)的集團(tuán))作為組成元素的膜。在顯微鏡下觀察微粒膜，通常能觀察到單個(gè)微粒彼此散開或彼此相鄰或彼此重迭的結(jié)構(gòu)。
用于微粒膜的顆粒尺寸在幾埃到幾千埃的范圍內(nèi)，最好是10埃到200埃。此外，膜的厚度根據(jù)各種條件設(shè)定，例如要求達(dá)到對(duì)電極102和103的良好的電連接的條件，要求以滿意的方式進(jìn)行激發(fā)形成的條件(如后所述)，以及要求微粒膜維持其本身的電阻為合適值的條件(以下說(shuō)明)。具體地說(shuō)，微粒膜的厚度被設(shè)定在幾埃到幾千埃的范圍內(nèi)，最好在10埃到500埃的范圍內(nèi)。
用于形成微粒膜的材料可以適當(dāng)?shù)貜睦缃饘貾d，Pt，Ru，Ag，Au，Ti，In，Cu，Cr，F(xiàn)e，Zn，Sn，Ta，W和Pb，氧化物例如PdO，SnO2，In2O3，PbO和Sb2O3，硼化物例如HfB2，ZrB2，LaB6，CeB6，YB4和GdB4，碳化物例如TiC，ZrC，HfC，TaC，SiC和WC，氮化物例如TiN，ZrN以及HfN，半導(dǎo)體例如Si和Ge以及碳中選擇。
導(dǎo)電薄膜104如上所述由微粒膜制成，并且其片電阻值設(shè)定為103到107歐姆/口的范圍。
因?yàn)樾枰獙?dǎo)電薄膜104對(duì)正極102和負(fù)極103建立滿意的電連接，薄膜和電極彼此部分重迭。在圖9A、9B所示的例子中，基片、正極、負(fù)極以及導(dǎo)電薄膜按這一順序從下這樣重迭，從而提供重迭的結(jié)構(gòu)。在某些情況下，基片、導(dǎo)電薄膜以及正負(fù)極可以這種順序從下層迭。
電子發(fā)射區(qū)105是一個(gè)在一部分導(dǎo)電薄膜104中形成的有裂隙的部分，并且在電性能方向有比它周圍的導(dǎo)電薄膜的電阻較高。經(jīng)過(guò)對(duì)導(dǎo)電薄膜的激發(fā)形成過(guò)程產(chǎn)生裂隙(如后述)。尺寸在幾埃到幾百埃范圍內(nèi)的微粒散布在裂隙中。注意，電子發(fā)射區(qū)的位置和形狀在圖9A、9B是一種示意的說(shuō)明，因?yàn)樵趫D中難以精確地示出實(shí)際的情況。
薄膜113是一種由碳或碳化物制成的膜，其位置使得部分地蓋住電子發(fā)射區(qū)105及其鄰域。薄膜113通過(guò)激發(fā)活化處理形成(后述)，這在激發(fā)形成處理之后進(jìn)行。
薄膜113由單晶石墨、多晶石墨以及無(wú)定形碳或其混合物制成。膜厚選擇不大于500埃，更好是不大于300埃。
注意，薄膜113的位置和形狀在圖9A、9B中是示意的，因?yàn)橐_地表示實(shí)際情況是困難的。另外，圖9A平面圖中所示的器件中，薄膜113被部分地除去了。
雖然上面說(shuō)明了器件的最佳的基本結(jié)構(gòu)，但本實(shí)施例中所用的器件按下述設(shè)計(jì)。
基片101用鈉石炭玻璃制成，正、負(fù)電極102、103由Ni薄膜制成，電極厚度設(shè)為1000埃，電極間距L設(shè)為2微米。
微粒膜用Pd或PdO作主要材料制成，并被涂為厚度大約100埃；寬度W為100微米。
下面說(shuō)明平面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的最佳處理過(guò)程。
圖10A、10E為制造平面型面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的步驟的截面圖。在這些圖中，元件以和圖9A、9B所用相同的標(biāo)號(hào)表示。
1)首先，如圖10A所示，在基片101上制造正負(fù)電極102、103。
在形成電極之前，基片101用洗凈劑、純水和有機(jī)溶劑充分清洗。然后把電極材料淀積在基片上(用真空膜形成技術(shù)，例如真空蒸發(fā)和濺射)。然后把淀積的電極材料通過(guò)光刻成形，從而形成圖10A所示的電極(102、103)。
2)其次，如圖10B所示形成導(dǎo)電薄膜104。
為了形成導(dǎo)電薄膜104，在如圖10A所示的基片上涂上有機(jī)溶液并弄干，然后經(jīng)過(guò)加熱洪干步驟形成微粒膜。然后，通過(guò)光刻成預(yù)定形狀使微粒膜成形。此處，有機(jī)金屬溶液是一種以用來(lái)形成導(dǎo)電薄膜的微粒的材料為主要元素的有機(jī)金屬化合物溶液(具體地說(shuō)，在本實(shí)施例中用Pb作為主要元素。在本實(shí)施例中通過(guò)浸漬基片涂上溶液，但也可用其它方法例如噴灑涂上溶液)。
不像在本實(shí)施例中那樣涂以有機(jī)金屬溶液來(lái)制造導(dǎo)電薄膜，包括微粒膜的導(dǎo)電薄膜可以用任何其它的合適方法制成，例如真空蒸發(fā)，濺射或化學(xué)氣相淀積。
3)隨后，如圖100所示，來(lái)自一個(gè)成形電源110的適當(dāng)電壓被加到正、負(fù)電極102，103之間，以此執(zhí)行激發(fā)成形過(guò)程，從而形成電子發(fā)射區(qū)105。
激發(fā)成形的過(guò)程是一種激發(fā)導(dǎo)電薄膜104的過(guò)程，使這一微粒膜適當(dāng)?shù)仄茐模鼓?04部分地變形或變性，從而轉(zhuǎn)換成適合發(fā)射電子的結(jié)構(gòu)。在由微粒膜構(gòu)成的導(dǎo)電薄膜上已轉(zhuǎn)換成適合發(fā)射電子的結(jié)構(gòu)的那一部分(即電子發(fā)射區(qū)105)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目p隙。與電子區(qū)105成形之前的狀態(tài)相比，在成形之后的狀態(tài)下，在正、負(fù)電極102，103之間測(cè)得的電阻急劇增加。
為了更詳細(xì)地描述激發(fā)方法，圖11示出了適合作為成形電源110的一種電壓波形。在微粒膜構(gòu)成的導(dǎo)電薄膜經(jīng)歷激發(fā)成形過(guò)程時(shí)，最好是施加脈沖式的電壓。在本例中，如圖11所示，連續(xù)施加脈寬為T1，脈沖間隔為T2的三角波脈沖。同時(shí)逐漸增加三角波脈沖的峰值Vpf。另外按適當(dāng)?shù)拈g隔在三角波脈沖中插入一個(gè)監(jiān)測(cè)脈沖Pm，以監(jiān)測(cè)被成形的電子發(fā)射區(qū)的狀態(tài)，并由一電流表111測(cè)量監(jiān)測(cè)脈沖產(chǎn)生的電流。
在本例中在10-5乇量級(jí)的真空環(huán)境下，脈寬下設(shè)為1毫秒，脈沖間隔T2為10毫秒，而峰值的上升比例為每脈沖0.1V。另外在每5個(gè)三角波脈沖之后插入一監(jiān)測(cè)脈沖Pm。為防止對(duì)成形過(guò)程的損害，監(jiān)測(cè)脈沖的電壓Vpm定為0.1V。當(dāng)正、負(fù)電極102，103間的電阻達(dá)到1×106歐姆時(shí)，即在施加監(jiān)測(cè)脈沖時(shí)由電流表111測(cè)得的電流下降到1×10-7A以下時(shí)，停止這一激發(fā)成形過(guò)程。
上述方法最適于本例的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。當(dāng)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)被改變時(shí)，例如其材料及微粒膜的厚度或是電極間隙L改變時(shí)，激發(fā)的條件也應(yīng)適當(dāng)?shù)仉S之改變。
4)如圖10D所示，從活化電源112在正、負(fù)電極102，103之間施加一適當(dāng)電壓，執(zhí)行激發(fā)活化過(guò)程，以改善其電子發(fā)射特性。
此處的激發(fā)活化工序是指對(duì)已由上述激成形工序成形的電子發(fā)射區(qū)105進(jìn)行的激發(fā)工序，在適當(dāng)條件下在該區(qū)105附近淀積炭或炭的化合物。(在圖10D中，炭或炭化合物的淀積物由薄膜113代表)與激發(fā)活化工序之前相比，在施加同一電壓時(shí)的發(fā)射電流在活化工序之后可增加到100倍或更高。
在10-4至10-5乇真空范圍內(nèi)對(duì)電子發(fā)射區(qū)105周期性地施加電壓脈沖，從而在真空環(huán)境中淀積從有機(jī)化合物中產(chǎn)生的炭和炭化合物。淀積物113是由任一種單晶石墨，多晶石墨，非晶碳或是其混合物構(gòu)成的。淀積的厚度被選為不大于500埃，最好不大于300埃。
為了更詳細(xì)地說(shuō)明該激發(fā)方法，圖12A示出了適合由活化電源112施加的一種電壓波形。在本例中，激發(fā)活化工序是通過(guò)周期性施加恒定的高波電壓來(lái)執(zhí)行的。具體地說(shuō)，高波電壓Vac被定為14V，脈沖T3為1毫秒，脈沖間隔T4被定為10毫秒。這種激發(fā)條件最適合本例的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。當(dāng)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)改變時(shí)，激發(fā)條件也應(yīng)做相應(yīng)的適當(dāng)改變。
圖10D中的114是一個(gè)陽(yáng)極，用于捕捉表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件發(fā)射出的發(fā)射電流Ie。一DG高壓電源115和一電流表116被連接到陽(yáng)極114。(在把基片101制成顯示板之后，在執(zhí)行活化工序時(shí)把顯示板的熒光膜作為陽(yáng)極)。
當(dāng)活化電源112向器件施加脈沖電壓時(shí)，用電流表116測(cè)量發(fā)射電流Ie，以監(jiān)測(cè)活化工序的進(jìn)程，由此控制活化電源112的工作。圖12B示出了由電流表116測(cè)得的一例發(fā)射電流Ie。如圖所示，在活化電源112開始施加脈沖電壓時(shí)，發(fā)射電流隨時(shí)間而增大，但在一定時(shí)間周期后達(dá)到飽和而不再增加。在發(fā)射電流Ie基本飽和的時(shí)候，活化電源112就停止施加脈沖電壓，并結(jié)束激發(fā)活化工序。
這些激發(fā)條件適用于本例的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。當(dāng)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)改變時(shí)，激發(fā)條件也應(yīng)相應(yīng)地適當(dāng)改變。
最后制成圖10E所示的平板型表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。
階梯型表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件以下描述另一種典型結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件，其電子發(fā)射區(qū)或鄰近區(qū)域是由微粒膜構(gòu)成的，即一種階梯型結(jié)構(gòu)的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。
圖13是用于解釋階梯型表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的局部視圖。在圖中，符號(hào)201是一個(gè)基片，202是正電極，203是負(fù)電極，206是一階梯形成部分，204是微粒膜構(gòu)成的導(dǎo)電薄膜，205是由激發(fā)成形工序成形的電子發(fā)射區(qū)，而213是由激發(fā)活化工序成形的薄膜。
階梯型器件與上述平板型器件的區(qū)別是正電極202被設(shè)在階梯部分206上，并且由導(dǎo)電薄204蓋住階梯形成部分206的一個(gè)側(cè)面。因此，圖9A和9B中平板型器件的電極間隙L在階梯型件中被設(shè)置成階梯形成部分206的階梯高度Ls?；?01，正電極202，負(fù)電極203以及導(dǎo)電薄膜204由可采用與上述平板型件中所用的任何材料構(gòu)成的微粒膜構(gòu)成。階梯形成部分由電絕緣材料構(gòu)成，例如SiO2。
以下描述階梯型表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的制造工序。圖14A至14F是用于按順序解釋其制造工序的截面圖。在這些圖中與圖13采用相同的元件標(biāo)號(hào)。
1)首先看圖14A，在基片201上形成負(fù)電極203。
2)如圖14B所示在其上壓一層用于形成階梯形成部分206的絕緣層。該絕緣層是例如通過(guò)濺射構(gòu)成的SiO2層。也可采用其他適當(dāng)?shù)哪こ尚畏椒?，例如真空蒸汽或印刷等方法?br> 3)然后，如圖14C所示的絕緣層上形成正電極202。
4)隨后如圖14D所示用例如蝕刻的方法除去部分絕緣層，暴露出負(fù)電極203。
5)然后按圖14E所示形成的由微粒膜構(gòu)成的導(dǎo)電薄204。導(dǎo)電薄膜204的形成是用膜成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，例如在制造平板型器件時(shí)所用的涂層。
6)按著象制造平板型器件時(shí)一樣執(zhí)行激發(fā)成形工序，形成電子發(fā)射區(qū)。(這一成型工序可按照參照?qǐng)D10C描述相同方法進(jìn)行)。
7)此后與制造平板型器件時(shí)一樣執(zhí)行激發(fā)活化工序，在電子發(fā)射區(qū)近旁沉積炭或炭化合物。(這一活化工序可按照參見圖10D所描述的相同方法進(jìn)行)。
最后制成圖14F所示的階梯型表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。(顯示器件中專用的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件)。
在描述了平板和階梯型表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)和制造工序之后，以下描述用在顯示器件中的這些器件的特性。
圖15示出了顯示器件中所用器件的發(fā)射電流Ie—器件電壓Vd特性曲線的一個(gè)典型例。應(yīng)注意到圖中的特性曲線是按任意的單位繪制的，因?yàn)榘l(fā)射電流Ie是隨著例如器件尺寸結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)參數(shù)而變化的。
用在顯示器件中的電子發(fā)射器件具有以下三個(gè)相對(duì)于發(fā)射電流Ie的特性。
第一，當(dāng)施加到電子發(fā)射器件的電壓超過(guò)某一值(稱為門限電壓Vth)時(shí)，發(fā)射電流Ie是急劇增大的，但在該門限電壓Vth以下時(shí)則不能明顯地測(cè)出。
因此，該電子發(fā)射器件是一種非線性器件，相對(duì)于發(fā)射電流Ie而言具有明確的門限電壓Vth。
第二，發(fā)射電流Ie隨著元件電壓Vd而變化，并因此可由器件電壓Vd控制其量值。
第三，由于電子發(fā)射器件發(fā)射出的發(fā)射電流Ie相對(duì)于器件電壓Vd具有很高的響應(yīng)速度，可以用施加器件電壓Vd的時(shí)間間隔來(lái)控制器件發(fā)射出的電子數(shù)量。
由于具備上述特性，這種表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件在顯示器件中可以良好地工作。在包括大量對(duì)應(yīng)著顯示屏的象素布置的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的顯示器件中，利用上述第一特性，就可以按順序掃描顯示屏的方式顯示圖像。具體說(shuō)就是在被驅(qū)動(dòng)或選定的器件上施加與所需發(fā)射光的亮度相應(yīng)的適當(dāng)電壓，該電壓不小于門限電壓Vth，而在未選中的器件上施加低于門限電壓Vth的電壓。此后按順序切換被驅(qū)動(dòng)的器件，從而對(duì)顯示屏順序掃描，顯示出圖像。
另外，利用上述第二和第三特性可以控制發(fā)射光的亮度，借以提供分色調(diào)的顯示。
包括大量簡(jiǎn)單矩陣連線的器件的多電子束源的結(jié)構(gòu)以下描述一種多電子束源的結(jié)構(gòu)，在其中把(大量)上述表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件按簡(jiǎn)單矩陣連線排列在一個(gè)基片上。
圖16是用于圖2中所述顯示板的多電子束源的平面視圖。在一個(gè)基片上形成表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件，它們均與圖9A和9B中所示器件相同，并采用行方向或3和列方向線4按簡(jiǎn)單矩陣的連線方式布置。在行筆向線3與列方向線4之間的交叉處形成二者之間的絕緣層(未示出)，以保持兩條線相互電絕緣。
圖17中示出了沿圖16或17—17投影的截面圖。
這種結(jié)構(gòu)的多電子源是這樣制造的，即首先在基片1上形成行方向線3，列方向線4，兩線之間的絕緣層(未示出)，以及表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的電極和導(dǎo)電薄膜，然后通過(guò)行方向線3和列方向線4激發(fā)這些器件，利用激發(fā)執(zhí)行成形工序和活化工序。
(電路結(jié)構(gòu))以下參照?qǐng)D18描述實(shí)施例1的圖像顯示器件中所用的電路結(jié)構(gòu)。
圖18是一個(gè)方框圖，示出了該電路的基本結(jié)構(gòu)。在圖18中，標(biāo)號(hào)71代表一顯示板，72是掃描信號(hào)發(fā)生器，73是調(diào)制信號(hào)變壓器，74是脈寬調(diào)制器，75是串行/并行(S/P)轉(zhuǎn)換器，76是定時(shí)控制器，80是一恒壓源，81是另一個(gè)恒壓源，82是一受控電壓源，83也是一個(gè)恒壓源，84是一數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換器。
以下將逐個(gè)描述這些部件的功能。
顯示板71的結(jié)構(gòu)已參照?qǐng)D2解釋過(guò)了。顯示板71的端子DX1至DXm在掃描信號(hào)發(fā)生器72電連接，端子Dy1至Dyn連接到調(diào)制信號(hào)電壓變壓器73，而端子Hv則連接到恒壓源83。
掃描信號(hào)發(fā)生器72是用于產(chǎn)生掃描信號(hào)的電路，以便與圖像顯示的定時(shí)同步地按順序掃描設(shè)在顯示板71內(nèi)的多個(gè)電子束源。具體地說(shuō)，掃描信號(hào)發(fā)生器72向顯示板71的端子Dx1至Dxm之一施加選擇電壓VsV，并向其余(m—1)個(gè)端子施加非選擇電壓Vns。此時(shí)，加有選擇電壓Vs的端子按照由定時(shí)控制器76發(fā)生的掃描定時(shí)控制信號(hào)Tscan被順序掃描。選擇電壓被設(shè)定為0V并且實(shí)際上是由地電平提供的。非選擇電壓Vns的值被設(shè)定為上述圖15中的電子發(fā)射門限電壓Vth乘以0.8所得的值，并且由恒壓源80提供。
調(diào)制信號(hào)變壓器73是一個(gè)變壓器電路，用于把脈寬調(diào)制器74的調(diào)制信號(hào)輸出轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)多電子束源的電壓。具體地說(shuō)，它把脈沖調(diào)制器74的調(diào)制信號(hào)輸出的高電平轉(zhuǎn)換成Vfv，并將其低電平轉(zhuǎn)換成VnsV。參考值Vfv被設(shè)定為電子器件電壓乘以1.6所得的值，但需要根據(jù)條形熒光物質(zhì)與電子發(fā)射器件之間的位置偏差進(jìn)行校正。Vfv由受控電壓源82提供給調(diào)制信號(hào)變壓器73。另外，VnsV被設(shè)定為電子發(fā)射器件的電子發(fā)射門限電壓Vth乘以0.8所得的值，并由恒壓源81提供。
恒壓源83經(jīng)端子Hv向顯示板71的熒光膜施加一電壓Vav。
為了確定各電壓源的輸出電壓，必須考慮以下要求。
*為獲得所需亮度，要求向熒光物質(zhì)提供的電功率(Va×Ie)。
*在上述公式〔3〕中的參數(shù)已設(shè)定時(shí)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，以便使電子束能照射到相應(yīng)條形熒光物質(zhì)的預(yù)定位置上。
*Vs和Vns是設(shè)定的，以免在按照簡(jiǎn)單矩陣連線排列的電子發(fā)射器件之間出現(xiàn)交擾。
在例1的圖像形成器件中，參考到多電子束源中所用的表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件的特性和熒光物質(zhì)的發(fā)光特性，把電壓值設(shè)定為Vns＝7.2V，而Vf(參考值)＝14.2V，并為適應(yīng)熒光膜的發(fā)光特性把Va設(shè)定為5KV。
解碼器79是用于對(duì)外部圖像輸入信號(hào)解碼的電路，并包括一個(gè)用于本例1中NTSC制式TV信號(hào)的解碼器。解碼器79輸出一同步信號(hào)SYnc和圖像數(shù)據(jù)R，G，B。同步信號(hào)SYnc包括一垂直同步信號(hào)和一水平同步信號(hào)，而圖像數(shù)據(jù)R，G，B包括紅、綠及蘭色的亮度數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換器84是將解碼器79提供的三元色亮度數(shù)據(jù)重新排列的電路，將其排列成與顯示板71的像素排列相適應(yīng)的數(shù)據(jù)。具體地說(shuō)就是與三元色的熒光物質(zhì)條相配套地對(duì)圖像數(shù)據(jù)R，G，B進(jìn)行抽樣和重新排列，然后按串行信號(hào)數(shù)據(jù)輸出。
定時(shí)控制器76根據(jù)解碼器79提供的同步信號(hào)SYnc產(chǎn)生(Tread，Tsft，Tmod，Tscan及其他未示出的信號(hào))，用于在操作各相應(yīng)部件時(shí)調(diào)節(jié)定時(shí)。
存儲(chǔ)器78存儲(chǔ)一校正值表1和校正值表2，并響應(yīng)于定時(shí)控制器76提供的讀出定時(shí)控制信號(hào)Tread去讀出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。按照校正值表1和校正值表2存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是根據(jù)完成裝配之后在顯示板71的電子發(fā)射器件與熒光物質(zhì)之間的位置偏差而確定的校正系數(shù)。
具體地說(shuō)，校正值表1的數(shù)據(jù)至少有用于校正電子束路徑的一個(gè)參數(shù)，使電子束能照射到相應(yīng)熒光物質(zhì)上的預(yù)定位置，在實(shí)踐中，該數(shù)據(jù)至少是加到電子發(fā)射器件上的電壓Vf的一個(gè)校正系數(shù)。從校正值表1中讀出的一個(gè)校正系數(shù)Cor1被提供給受控電壓源82校正其輸出電壓Vf。
校正值表2的數(shù)據(jù)至少有一個(gè)用于補(bǔ)償發(fā)射光亮度變化的參數(shù)，這種亮度變化是由于按照校正值表1對(duì)施加到電子發(fā)射器件上的電壓Vf進(jìn)行的校正而造成的；在實(shí)踐中，這至少一個(gè)校正系數(shù)的數(shù)據(jù)被用于圖像數(shù)據(jù)Data。從校正值表2中讀出的校正系數(shù)Cor2被送到計(jì)算器77去校正圖像數(shù)據(jù)Data。
計(jì)算器77根據(jù)從存儲(chǔ)器78中的校正值表2讀出的校正系數(shù)Cor2執(zhí)行計(jì)算，對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換器84的圖像數(shù)據(jù)Data進(jìn)行校正。
串行/并行轉(zhuǎn)換器75是用于對(duì)計(jì)算器77輸出的校正后的圖像數(shù)據(jù)Data按照?qǐng)D像的各個(gè)行(即以n個(gè)像素為單位)進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換的電路，并包括一個(gè)帶閥鎖的移位寄存器。串行/并行轉(zhuǎn)換器75輸出n個(gè)并行信號(hào)D1至Dn。由定時(shí)控制器76提供的定時(shí)控制信號(hào)Tsft包括一用于操作移位寄存器的移位時(shí)鐘，以及一鎖時(shí)鐘，用于在移位寄存器完成數(shù)據(jù)累積的時(shí)刻鎖定轉(zhuǎn)換一行數(shù)據(jù)。
脈寬調(diào)制器74包括n個(gè)脈寬調(diào)制電路，它們根據(jù)串行/并行轉(zhuǎn)換器75提供的D1至Dn分別輸出脈寬調(diào)制信號(hào)D1′至Dn′。具體地說(shuō)，調(diào)制器74按照校正后和圖像數(shù)據(jù)為需要較大(較小)亮度的數(shù)據(jù)輸出具有較寬(較窄)寬度的脈沖。各個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)D1′至Dn′時(shí)輸出定時(shí)是由定時(shí)控制器76提供的控制信號(hào)Tmod來(lái)控制的，由此來(lái)調(diào)節(jié)掃描信號(hào)發(fā)生器72的掃描信號(hào)輸出與脈寬調(diào)制信號(hào)之間的同步關(guān)系。
(校正的過(guò)程)以下對(duì)防止圖像質(zhì)量惡化的方法進(jìn)行描述，這種惡化是由于例1的圖像顯示器件內(nèi)的電子發(fā)射器件與熒光物質(zhì)條之間的位置偏差造成的。
在開始操作圖像顯示器件之前，必須在圖18的存儲(chǔ)器78中存入校正值。以下首先參照?qǐng)D19的流程說(shuō)明這一步驟的過(guò)程。
S81最開始裝配顯示板。具體地說(shuō)就是把其上已形成電子發(fā)射器件的基片與其上已形成熒光物質(zhì)條的面板相互定位，并用真空容器封裝，從而裝配成圖2所示的顯示板。
S82然后檢查裝配好的顯示板，測(cè)量電子發(fā)射器件與熒光物質(zhì)條之間的相對(duì)距離與一個(gè)設(shè)定值的偏差。實(shí)際測(cè)量是采用一個(gè)立體顯微鏡來(lái)觀察裝有電子發(fā)射器器件的基片上的直線紋路和面板的直線紋路。根據(jù)不同的情況可用實(shí)驗(yàn)方法通過(guò)驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射器件來(lái)估算偏差，使熒光物質(zhì)真正地發(fā)光，將光的實(shí)際照射位置與設(shè)計(jì)的照射位置相比較。
S83然后根據(jù)S82中測(cè)得的偏差，即電子發(fā)射器件與熒光物質(zhì)條之間的相對(duì)位置與設(shè)定值的偏差，用計(jì)算機(jī)算出驅(qū)動(dòng)參數(shù)的校正值。下文中將參照?qǐng)D20至23描述驅(qū)動(dòng)參數(shù)的校正值。
S84然后把S83中算出的校正值存入圖18中的存儲(chǔ)器78。
以上已描述了把校正值存入存儲(chǔ)器78的方式，以下則參照?qǐng)D1A，1B及圖20至23來(lái)描述存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的校正值。
如上所述，很難按設(shè)計(jì)值裝配成無(wú)位置偏差的電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條，幾乎所有的裝配好的顯示板都帶有位置偏差，各個(gè)板上偏差的方向和數(shù)量均不同。因此可把位置偏差分為幾種類型，以下將描述針對(duì)各種類型的校正值。
無(wú)位置偏差圖20是一個(gè)顯示出電子束照射位置的平面示意圖，圖中所示的情況是，其上已形成圖1A所示的電子發(fā)射器件的基片和其上已形成圖1B所示的熒光物質(zhì)條的面板按照預(yù)定的設(shè)計(jì)值裝配，沒(méi)有位置偏差。
在圖20中，XY座標(biāo)代表電子發(fā)射器件的二維布置方向，而AP，AE代表直線紋路。當(dāng)顯示板按設(shè)計(jì)值裝配且沒(méi)有位置偏差時(shí)，電子束如圖所示照射在熒光物質(zhì)條的預(yù)定位置上。此時(shí)不會(huì)產(chǎn)生色彩不精確及亮度下降的問(wèn)題。因此，圖18中受控電壓源82的輸出電壓可以保持在設(shè)計(jì)時(shí)確定的參考值上不變，即Vf＝14.2V。據(jù)此，來(lái)設(shè)定存儲(chǔ)器78中校正值表1的數(shù)據(jù)，提供控制信號(hào)使受控電壓源82輸出14.2V。圖像數(shù)據(jù)Data也可以在通過(guò)計(jì)算器77時(shí)直接輸出。因此，如果計(jì)算器77是由一個(gè)乘法或除法計(jì)算器構(gòu)成的，校正值表2的數(shù)據(jù)就被定為1。
熒光物質(zhì)條在裝配時(shí)的Y方向的偏差圖21是一平面示意圖，示出了熒光物質(zhì)條在電子發(fā)射器件陣列的Y方向上偏差了距離dif1的情況。電子束的照射位置在Y方向上偏離了設(shè)定位置。然而，如以上結(jié)合公式〔2〕所述，由于熒光物質(zhì)條的長(zhǎng)度PHy在設(shè)計(jì)時(shí)大于基片上電子發(fā)射器件陣列區(qū)域的Y方向長(zhǎng)度EBy，不會(huì)產(chǎn)生顯示圖像邊沿的丟失現(xiàn)象。因此，圖18中受控電壓源82的輸出電壓可以維持在與設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的參考值相同，即Vf＝14.2V。據(jù)此來(lái)設(shè)置存儲(chǔ)器78中校正值表1的數(shù)據(jù)，提供適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)使受控電壓源82輸出14.2V。圖像數(shù)據(jù)Data在通過(guò)計(jì)算器77時(shí)也可以直接輸出。如果計(jì)算器77是由一個(gè)乘法及除法計(jì)算器構(gòu)成的，校正值表2的數(shù)據(jù)就設(shè)定為1。
熒光物質(zhì)條在裝配時(shí)有X方向偏差圖22是一平面示意圖，示出了熒光物質(zhì)條在電子發(fā)射器件陣列的X方向偏差了距離dif2的情況。由于電子束照射在黑色導(dǎo)體10上，并且在鄰接的熒光物質(zhì)條上造成亮度不足和不精確的色彩。然而在本實(shí)施例中可以通過(guò)校正電子發(fā)射器驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)防止這種亮度不足和色彩不精確的現(xiàn)象，即在圖22中各箭頭P的方向上校正電子束的照射位置。
具體地說(shuō)就是利用公式〔3〕的關(guān)系按照偏差量dif2來(lái)校正電子束的偏移距離。此時(shí)的dif2可表示如下dif2=2×K×Lh×(Vf′-Vf)Va···[4]]]>其中的dif2m是各個(gè)熒光物質(zhì)條在X方向上偏離設(shè)定位置的距離。Lhm是電子發(fā)射器件與相應(yīng)的熒光物質(zhì)條之間的距離，VfV是加到電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)電壓參考值，Vf′V是加到電子發(fā)射器件上的校正后的驅(qū)動(dòng)電壓，VaV是加到熒光物質(zhì)條上的電壓，以及K是根據(jù)電子發(fā)射器件的類型和結(jié)構(gòu)而確定的常數(shù)。
從公式〔4〕中解出Vf′，得到Vf′=(Vf+Va×dif22×K×Lh)2···[4′]]]>據(jù)此來(lái)設(shè)定作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的校正值表1內(nèi)的校正值，把受控電壓源82的輸出電壓從Vf校正或公式〔4′〕中算出的Vf′。
另一方面，當(dāng)電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)電壓從Vf被校正成Vf′時(shí)，電子束的照射位置得到校正，但整個(gè)顯示圖像的亮度也會(huì)由于發(fā)射電流Ie的增大而同時(shí)變化。參見圖15中的電子發(fā)射特性，發(fā)射電流從Ie增加到Ie1′。因此，整個(gè)顯示圖像的亮度會(huì)達(dá)到初始設(shè)計(jì)亮度的Ie′/Ie倍。通過(guò)校正圖像數(shù)據(jù)Data可以防止這種亮度變化。在本例中的計(jì)算器77采用一乘法器，并把Ie/Ie′作為校正值表2的校正值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中。
通過(guò)在存儲(chǔ)器78的校正值表1和2中分別存入上述兩個(gè)校正值，就可以在熒光物質(zhì)條出現(xiàn)X方向偏差時(shí)鷴正電子束的照射位置和電荷量。顯而易見，盡管圖22中所示是熒光物質(zhì)條僅在X方向有偏差的情況，即使是同時(shí)出圖21所示的Y方向偏差，也可以在存儲(chǔ)器78中存入類似的校正值以防止可能出現(xiàn)的缺陷。
熒光物質(zhì)條(面板)大裝配時(shí)有角度偏差圖23的平面示意圖示出了面板發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，因此在裝配時(shí)相對(duì)于設(shè)有電子發(fā)射器件的基片與預(yù)定的角度有一些角度偏差。
此時(shí)，由于電子束照射到黑色導(dǎo)體10上，使鄰近的熒光物質(zhì)條產(chǎn)生亮度不足和不精確的色彩。另外，由于電子束的照射位置隨著其在顯示屏上的位置具有不同的偏差量，在整個(gè)屏上的圖像質(zhì)量都會(huì)出現(xiàn)參差不齊的缺陷。
然而在本例中可以通過(guò)校正電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)防止出現(xiàn)亮度不足和色彩不精確的現(xiàn)象，通過(guò)校正驅(qū)動(dòng)電壓，按照?qǐng)D23中箭頭P1至P4所示來(lái)校正電子束照射位置的方向和大小。與上述圖22的情況相同，利用公式〔3〕的關(guān)系來(lái)校正電子束偏移的距離。
此時(shí)并非象圖22的那種情況下對(duì)所有電子發(fā)射器件采用相同的校正量，而是對(duì)各個(gè)X方向行的電子發(fā)射器件進(jìn)行校正。
具體地說(shuō)，用于相應(yīng)各行電子發(fā)射器件驅(qū)動(dòng)電壓的校正值作為數(shù)據(jù)被存在存儲(chǔ)器78中的校正值表1內(nèi)，并且按照逐行驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射器件的定時(shí)被同步地讀出，以此來(lái)校正受控電壓源82的輸出電壓。
另外，為防止由于電子束照射位置的校正而使亮度發(fā)生變化，對(duì)各行電子發(fā)射器件還需要按不同的量值校正圖像數(shù)據(jù)Data。因此要把相應(yīng)各行電子發(fā)射器件的亮度校正值作為數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器78中的校正值表2內(nèi)，并且按照?qǐng)D像數(shù)據(jù)Data的輸入定時(shí)同步地逐個(gè)讀出，然后在計(jì)算器77中校正圖像數(shù)據(jù)。
如上所述，通過(guò)對(duì)每個(gè)器件行計(jì)算出兩個(gè)校正值，并將它們分別存入存儲(chǔ)器78的校正值表1和2中，如果熒光物質(zhì)條出現(xiàn)某一角度的傾斜偏差，就可以校正電子束的照射位置和電荷量。
盡管上文中是以電子發(fā)射器件的行為單位來(lái)進(jìn)行校正的，如果需要對(duì)位置偏差做更精確的校正，就要求對(duì)每個(gè)電子發(fā)射器件進(jìn)行校正。此時(shí)要把用于相應(yīng)電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)電壓校正值作為數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器78中的校正值表1，并且圖18中的受控電壓源82的數(shù)量應(yīng)有n個(gè)，以便單獨(dú)地校正來(lái)自脈寬調(diào)制器74的電壓輸出信號(hào)D1′至Dn′。另外，把相應(yīng)電子發(fā)射器件的亮度校正值作為數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器78的校正值表2中，并在計(jì)算器77中對(duì)每個(gè)象素的圖像信號(hào)進(jìn)行校正計(jì)算。
以上描述了實(shí)施例1的圖像顯示器件。從上文中可見，無(wú)論電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條與其正確的位置關(guān)系之間有無(wú)偏差，都可獲得良好的顯示圖像?！矊?shí)施列2〕以下描述本發(fā)明圖像顯示器件的另一個(gè)實(shí)施例。顯示板的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程以及電子發(fā)射器件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程均與例1類似，因此不再說(shuō)明。以下描述電路的結(jié)構(gòu)和校正過(guò)程。
(電路結(jié)構(gòu))下面參照?qǐng)D24說(shuō)明實(shí)施例2的圖像顯示器件中的電路結(jié)構(gòu)。
圖24是一個(gè)表示電路基本結(jié)構(gòu)的框圖。在圖24中，標(biāo)號(hào)71代表顯示板，72是掃描信號(hào)發(fā)生器，73是調(diào)制信號(hào)變壓器，74是脈寬調(diào)制器，75是串行/并行(S/P)轉(zhuǎn)換器，76是定時(shí)控制器，77是計(jì)算器，79是解碼器，80是一恒壓源，81是另一恒壓源，84是數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換器。這些電路與上文中參照?qǐng)D18描述的實(shí)施例1中的相應(yīng)電路具有相同的功能。另外85是一個(gè)存儲(chǔ)器，86是又一個(gè)恒壓源，而87是一個(gè)受控電壓源。
實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于實(shí)施例1中是通過(guò)校正電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)電壓Vf來(lái)校正電子束的照射位置，而實(shí)施例2是通過(guò)校正施加到熒光物質(zhì)上的電壓Va來(lái)校正電子束的照射位置。圖24的電路可以根據(jù)電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條的偏差來(lái)校正施加給熒光物質(zhì)的電壓Va。
具體地說(shuō)，施加到熒光物質(zhì)上的電壓Va的校正值作為校正表3的數(shù)據(jù)被存入存儲(chǔ)器85，連接在顯示板71的端子Hv上的受控電壓源87按照從校正值表3中讀出的校正值Cor3輸出一個(gè)電壓。受控電壓源87輸出電壓的參考值被設(shè)定為5KV，并且根據(jù)校正值Cor3受到校正。
恒壓源80，81的輸出電壓仍被分別設(shè)定為Vns＝7.2V，而恒壓源86的輸出電壓被設(shè)定為Vf＝14.2V。
(校正過(guò)程)在實(shí)施例2的圖像顯示器件中，事先按照?qǐng)D19所示的流程把校正值作為校正表3和4的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器85。
以下描述這些校正值。
無(wú)位置偏差在圖20所示的無(wú)位置偏差的情況下，受控電壓源87的輸出電壓可以保持在參考值，即Va＝5KV。據(jù)此來(lái)設(shè)定存儲(chǔ)器85中的校正值表3的數(shù)據(jù)，提供適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)Cor3使受控電壓源87輸出5KV。另外，圖像數(shù)據(jù)Data可以在通過(guò)計(jì)算器77時(shí)直接輸出。因此，如果計(jì)算器77是由一個(gè)乘法和除法計(jì)算器構(gòu)成的，校正值表1的數(shù)據(jù)就設(shè)定為1。
熒光物質(zhì)在裝配時(shí)有Y方向偏差當(dāng)熒光物質(zhì)條如圖21所示在Y方向上偏離時(shí)，電子束的照射位置在Y方向上偏離設(shè)定的位置。然而，如上文中結(jié)合公式〔2〕所述，由于熒光物質(zhì)條的長(zhǎng)度PHy被設(shè)計(jì)成大于基片上電子發(fā)射器件陣列區(qū)的Y方向長(zhǎng)度EBy，不會(huì)出現(xiàn)顯示圖像邊沿丟失的現(xiàn)象。因此，圖24中受控電壓源87的輸出電壓可以保持其設(shè)計(jì)時(shí)的參考值，即Va＝5KV。相應(yīng)地設(shè)定存儲(chǔ)器85中校正值表3的數(shù)據(jù)，以便提供適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)Cor3，使受控電壓源87輸出5KV。并且圖像數(shù)據(jù)Data在通過(guò)計(jì)算器77時(shí)可以直接取出。因此，當(dāng)計(jì)算器77由一個(gè)乘法和除法計(jì)算器構(gòu)成時(shí)，校正值表4的數(shù)據(jù)被設(shè)定為1。
熒光物質(zhì)條在裝配時(shí)的X方向偏差當(dāng)熒光物質(zhì)條如圖22所示在電子發(fā)射器件陣列的X方向偏離了距離dif2時(shí)，在實(shí)施例2中是這樣來(lái)防止亮度不足和色彩的不精確的，即對(duì)加到熒光物質(zhì)上的電壓進(jìn)行校正，在圖22中各箭頭P所指方向上校正電子束的照射位置。
具體地說(shuō)就是利用公式〔3〕按dif2的量值校正電子束的偏移距離。dif2可推導(dǎo)如下dif2=2×K×Lh×Vf×(1Va′-1Va)···[5]]]>其中的dif2m是熒光物質(zhì)條X方向上與設(shè)定位置的偏離距離，Lhm是電子發(fā)射器件與相應(yīng)的熒光物質(zhì)條之間的距離，VfV是電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)電壓，VaV是加到熒光物質(zhì)條上的電壓(參考值)，Va′V是校正后加到熒光物質(zhì)上的電壓，以及K是根據(jù)電子發(fā)射器件的類型和結(jié)構(gòu)而確定的一個(gè)常數(shù)。
從公式〔5〕中解出Va′，得到Va′=1(dif22×K×Lh×Vf+1Va)2···[5′]]]>據(jù)此來(lái)設(shè)定作為校正值表3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器85中的校正值，把受控電壓源87的輸出電壓從Va校正成用公式〔5′〕算出的Va′。
另一方面，當(dāng)加到熒光物質(zhì)上的電壓從Va被校正成Va′時(shí)，電子束的照射位置得到校正，然而由于用來(lái)激勵(lì)熒光物質(zhì)的電功率從Ie×Va變成了Ie×Va′，整個(gè)顯示圖像的亮度也會(huì)同時(shí)變化。因此，整個(gè)顯示圖像的亮度比初始設(shè)計(jì)的亮度要亮或暗Va′/Va倍。這種亮度變化可通過(guò)校正圖像數(shù)據(jù)Data來(lái)防止。在本實(shí)施例中，計(jì)算器77采用一個(gè)乘法器，并把Va/Va′作為校正值表4的校正值存入存儲(chǔ)器85。
通過(guò)在存儲(chǔ)器85中的校正值表3和4中分別存入上述兩個(gè)校正值，當(dāng)熒光物質(zhì)條在X方向上偏離時(shí)，可以對(duì)電子束的照射位置和用于激勵(lì)熒光物質(zhì)的電功率進(jìn)行校正。顯然，盡管圖22中說(shuō)明的是熒光物質(zhì)條僅在X方向上偏離的情況，即使是同時(shí)出現(xiàn)圖21所示的Y方向偏差，也可以在存儲(chǔ)器85中存入類似的校正值，以防止可能出現(xiàn)的缺陷。
熒光物質(zhì)條(面板)在裝配時(shí)有角度偏差當(dāng)面板被轉(zhuǎn)動(dòng)并因此在裝配時(shí)相對(duì)于其上設(shè)有電子發(fā)射器件的基片與預(yù)定角度有些角度偏差時(shí)，如圖23所示，在實(shí)施例2中是通過(guò)對(duì)加到熒光物質(zhì)上的電壓Va進(jìn)行校正來(lái)防止亮度不足和色彩不精確的現(xiàn)象，通過(guò)校正電壓Va按照?qǐng)D23中的箭頭P1至P4所指來(lái)校正電子束照射位置的方向和量值。即按照以上參照?qǐng)D22所示的情況利用公式〔3〕的關(guān)系來(lái)校正電子束的偏移距離。
此時(shí)并非象參照?qǐng)D22所述那樣對(duì)所有電子發(fā)射器件采用相同的校正值，而是對(duì)電子發(fā)射器件的每個(gè)X方向行進(jìn)行校正。
具體地說(shuō)就是把用于電子發(fā)射器件的相應(yīng)行的Va的校正值作為校正值表3的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器85，并且與逐行驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射射器件的定時(shí)同步地被讀出，因而校正受控電壓源87的輸出電壓。
另外，為了防止由于電子束照射位置的校正使亮度發(fā)生變化，圖像數(shù)據(jù)Data也需要相對(duì)于各行電子發(fā)射器件做不同量值的校正。因此把對(duì)應(yīng)相應(yīng)電子發(fā)射器件行的亮度校正值作為校正值表4的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器85，并且與圖像數(shù)據(jù)Data的輸入定時(shí)同步地被分別讀出，隨后在計(jì)算器77中校正圖像數(shù)據(jù)。
如上所述，通過(guò)對(duì)每個(gè)器件行計(jì)算出兩個(gè)校正值，并將它們分別存入存儲(chǔ)器85中的校正值表3和4，當(dāng)熒光物質(zhì)條有傾斜的角度的偏差時(shí)，就可以對(duì)電子束的照射位置和用于激勵(lì)熒光物質(zhì)的電功率進(jìn)行校正。
以上描述了實(shí)施例2的圖像顯示器件。按照上文所述可見，無(wú)論電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條與其正確位置關(guān)系之間有無(wú)偏差，都可以提供良好的顯示圖像。
〔實(shí)施例3〕以下說(shuō)明本發(fā)明圖像顯示器件的又一個(gè)實(shí)施例。
首先參照?qǐng)D25A至25C說(shuō)明實(shí)施例3的校正方法，圖25A至25C都是截面圖，分別示出了從一個(gè)電子發(fā)射器件發(fā)射出的電子束投射到相應(yīng)熒光物質(zhì)條上的路徑。在這些圖中，標(biāo)號(hào)1是其上設(shè)有電子發(fā)射器件的基片，7是面板。為便于說(shuō)明，各圖中僅示出一個(gè)電子發(fā)射器件。
圖25A說(shuō)明了電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條在顯示板裝配好之后完全沒(méi)有偏離設(shè)計(jì)位置的情況。在圖25A中，Lef代表事先按公式〔3〕設(shè)計(jì)的距離。
此時(shí)，象上述實(shí)施例1和2中一樣，在實(shí)施例3中同樣不以對(duì)加到電子發(fā)射器件上的電壓Vf和加到熒光物質(zhì)上的電壓Va的數(shù)值進(jìn)行校正。
圖25B說(shuō)明了熒光物質(zhì)條在顯示板裝配之后在X方向上從圖25A中所示的設(shè)計(jì)位置偏離了距離dif2。此處假設(shè)該dif2小于熒光物質(zhì)條的間距。
在此情況下，如實(shí)施例1中那樣，在實(shí)施例3中同樣對(duì)加到電子發(fā)射器件上的電壓Vf進(jìn)行校正，使發(fā)自G(緣)電子發(fā)射器件的電子束準(zhǔn)確地照射到G熒光物質(zhì)上。另一方面，按實(shí)施例2中那樣，還對(duì)加到熒光物質(zhì)上的電壓Va進(jìn)行校正。
圖25C說(shuō)明了熒光物質(zhì)條在顯示板裝配之后平行于X方向偏離了距離dif3，或是傾斜了某一角度。此處假設(shè)該dif3大于熒光物質(zhì)條的間距PX。
在此情況下，在理論上可以按圖25B的情況通過(guò)校正Vf或Va對(duì)電子束的路徑進(jìn)行校正，使校正的量值對(duì)應(yīng)距離dif3。然而，如果Vf或Va的校正比例過(guò)大，就會(huì)使照射到熒光物質(zhì)上的電子束光點(diǎn)形狀發(fā)生變形，或是對(duì)圖像數(shù)據(jù)的校正不能充分地補(bǔ)償由電壓校正所致的亮度變化。這樣就會(huì)導(dǎo)致光點(diǎn)形狀的變形，整個(gè)圖像的亮度偏移，或是導(dǎo)致色調(diào)的動(dòng)態(tài)范圍不足。
為避免這種缺陷，在實(shí)施例3的圖像顯示器件中對(duì)電子束的路徑進(jìn)行校正，利用電壓校正使其處于對(duì)應(yīng)一個(gè)熒光物質(zhì)條間距的距離內(nèi)，并且把加到一個(gè)電子發(fā)射器件上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)換成用于該電子發(fā)射器件發(fā)出的光束實(shí)際照射到的那個(gè)熒光物質(zhì)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在實(shí)踐中，針對(duì)圖25C的情況，把利用電壓校正對(duì)電子束路徑的校正距離定為dif4，并把R(紅)驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到按原設(shè)計(jì)應(yīng)使用G驅(qū)動(dòng)信號(hào)的那個(gè)電子發(fā)射器件上。
以下描述用于實(shí)現(xiàn)這種校正方法的顯示板結(jié)構(gòu)和電路。
實(shí)施例3的顯示板結(jié)構(gòu)基本上與圖2所示相同。實(shí)施例3中所用的顯示板面板可采用與圖1B中相同的板，但在此處使用了圖26B所示的另一種結(jié)構(gòu)。
圖26A和26B都是平面示意圖，示出了實(shí)施例3中電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條的設(shè)定位置。圖26A表示在基片1上形成的電子發(fā)射器件2的陣列，而圖26B示出了形成在面板7上的熒光物質(zhì)條11，11′的陣列。按照?qǐng)D1A和1B中所用的同一原理，在圖中標(biāo)出了直線紋路AE，距離LE，直線紋路AP，距離LP，距離EBy，距離PHy，陣列間距Px，以及陣列間距PY。圖26B中的面板與圖1B中面板的區(qū)別是增加了初級(jí)熒光物質(zhì)條11′。具體地說(shuō)，除了設(shè)有與圖26A所示的基片上的電子發(fā)射器件陣列相對(duì)應(yīng)的熒光物質(zhì)條11之外，還在11的兩側(cè)設(shè)有如陰影區(qū)所示的初級(jí)熒光物質(zhì)條11′。其目的是用初級(jí)熒光物質(zhì)條來(lái)防止圖像邊沿的丟失，在實(shí)施例3的上述情況下，如果熒光物質(zhì)條相對(duì)于電子發(fā)射器件在X方向上偏離了一個(gè)間距以上的距離，若在一個(gè)間距之內(nèi)對(duì)電子束照射位置進(jìn)行校正，就會(huì)造成這種邊沿丟失現(xiàn)象。盡管在圖26B的左、右兩側(cè)各設(shè)了一個(gè)初級(jí)熒光物質(zhì)條11′，如果估算出的位置偏差有可能超過(guò)兩個(gè)間距，也可以設(shè)置更多的初級(jí)熒光物質(zhì)條11′。另外，在所述的情況下，初級(jí)熒光物質(zhì)條11′的顏色是根據(jù)熒光物質(zhì)條11的顏色順序規(guī)律來(lái)確定的(即重復(fù)的R，G，B)。
以下參照?qǐng)D27說(shuō)明用于實(shí)施例3圖像顯示器件的電路。
圖27是一個(gè)表示電路基本結(jié)構(gòu)的框圖。在圖27中，標(biāo)號(hào)71代表一顯示板，72是掃描信號(hào)發(fā)生器，73是調(diào)制信號(hào)變壓器，74是脈寬調(diào)制器，75是串行/并行(S/P)轉(zhuǎn)換器，76是定時(shí)控制器，77是一個(gè)計(jì)算器，79是解碼器，80中一恒壓源，81是另一恒壓源，86是又一個(gè)恒壓源，而87是一個(gè)受控電壓源。這些電路與上文中參圖24所示的實(shí)施例2中的相應(yīng)電路功能相同。另外，88是一存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)了三個(gè)校正值表5至7，而89是一個(gè)根據(jù)控制信號(hào)Cor5操作的數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換器。
在圖27的電路是是通過(guò)對(duì)加到熒光物質(zhì)上的驅(qū)動(dòng)電壓Va進(jìn)行校正來(lái)校正電子束的照射位置。具體地說(shuō)，把熒光物質(zhì)供電電壓Va的校正值作為校正值表6的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器88，并且連接到顯示板71的端子Hυ上的受控電壓源87按照從校正值表5中讀出的校正值Cor6輸出一個(gè)電壓。校正值Cor6代表一個(gè)能在一個(gè)間距之內(nèi)適當(dāng)校正電子束照射位置的值。在實(shí)踐中，受控電壓源87的參考值被定為5KV，并根據(jù)校正值Cor6進(jìn)行校正。同樣，恒壓源80，81的輸出電壓各自一在Vns＝7.2V，而恒壓源86的輸出電壓被定為Vf＝14.2V。
存儲(chǔ)器88中的校正表7存儲(chǔ)著用于校正圖像數(shù)據(jù)Data的校正系數(shù)，與圖24中的校正表24相同。
另外，存儲(chǔ)器88中的校正表5存儲(chǔ)排列校正所需的信息，以便對(duì)數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換器89輸出的排列進(jìn)行校正。
當(dāng)電子發(fā)射器件與熒光物質(zhì)條之間在X方向上的位置偏差處于一個(gè)間距之內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換器89最初按照彩色順序排列圖像數(shù)據(jù)R，G，B，但在位置偏差超過(guò)了一個(gè)間距時(shí)則改變其彩色順序。
采用上述電路結(jié)構(gòu)，可在熒光物質(zhì)條的一個(gè)間距內(nèi)校正電子束的路徑，其做法是對(duì)加到熒光物質(zhì)上的電壓Va進(jìn)行校正，并且可以把一個(gè)電子發(fā)射器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)換成用于該電子發(fā)射器件的光束實(shí)際照射到的那個(gè)熒光物質(zhì)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
盡管在圖27中是通過(guò)校正熒光物質(zhì)上的電壓Va來(lái)校正電子束的路徑，但也可以采用另一種電路結(jié)構(gòu)，考慮到圖18的電路結(jié)構(gòu)，也可以通過(guò)對(duì)加到電子發(fā)射器件上的電壓Vf進(jìn)行校正來(lái)校正電子束的路徑。
以上說(shuō)明了實(shí)施例3的圖像顯示器件，從上文中可以看出，無(wú)論電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條與其正確位置關(guān)系之間有無(wú)偏差，都可獲得良好的圖像顯示。特別是在采用實(shí)施例3時(shí)，即使是電子發(fā)射器件與熒光物質(zhì)條之間的位置偏差超過(guò)一個(gè)條的間距，仍可獲得良好的圖像。
按照本發(fā)明上文中的充分描述，即使電子發(fā)射器件和熒光物質(zhì)條在顯示板裝配之后偏離了其設(shè)定位置，仍在以下可能，即不僅能防止顯示圖像缺少邊沿，還能避免屏幕上圖像的亮度不足或不均勻現(xiàn)象。此外還可防止色彩的不準(zhǔn)確或混淆。
換言之，可以防止由于偏離了設(shè)定位置所致的圖象質(zhì)量惡化。
作為結(jié)論，本發(fā)明可以提供防止圖像質(zhì)量惡化的優(yōu)點(diǎn)，減少各個(gè)顯示器件之間的特性差異，并且增加產(chǎn)量。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，包括設(shè)在基片上的由多個(gè)電子發(fā)射件構(gòu)成的一個(gè)電子束源，以及圖像形成元件，用于按照上述電子發(fā)射器件發(fā)射出的電子束的照射形成圖像，其特征是上述圖像形成元件是條形的元件，上述多個(gè)電子發(fā)射器件各自包括沿一個(gè)方向并排設(shè)置在上述基片表面上的一個(gè)負(fù)電極，一個(gè)電子發(fā)射區(qū)和一個(gè)正電極，該方向垂直于上述條形元件的延伸方向。
2.按照權(quán)利要求1的圖像形成裝置，其中上述圖像形成元件的區(qū)域大于上述基片上設(shè)有上述電子束源的區(qū)域。
3.按照權(quán)利要求1的圖像形成裝置，其中的上述裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照?qǐng)D像信號(hào)向上述多個(gè)電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，向上述圖像形成元件施加電壓的裝置，以及校正該裝置輸出電壓的校正裝置，從而根據(jù)上述電子發(fā)射器件與上述圖像形成元件之間的相對(duì)位置關(guān)系與一個(gè)設(shè)定值的偏差向上述圖像形成元件施加電壓。
4.按照權(quán)利要求1的圖像形成裝置，其中的上述裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)圖像信號(hào)向上述多個(gè)電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，向上述圖像形成元件施加電壓的裝置，以及用于校正上述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出信號(hào)的校正裝置，用于根據(jù)上述電子發(fā)射器件與上述圖像形成元件之間的相對(duì)位置關(guān)系與一個(gè)設(shè)定值的偏差向上述電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
5.按照權(quán)利要求1的圖像形成裝置，其中的上述裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)圖像信號(hào)向上述多個(gè)電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，向上述圖像形成元件施加電壓的裝置，以及用于校正提供給上述驅(qū)動(dòng)裝置的上述圖像信號(hào)的校正裝置，用于根據(jù)上述電子發(fā)射器件與上述圖像形成元件之間的相對(duì)位置關(guān)系與一個(gè)設(shè)定值的偏差向上述電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
6.按照權(quán)利要求5的圖像形成裝置，其中用于校正上述圖像信號(hào)的上述校正裝置包括亮度校正裝置，用于根據(jù)上述電子發(fā)射器件與上述圖像形成元件之間的相對(duì)位置關(guān)系與一個(gè)設(shè)定值的偏差校正上述圖像信號(hào)的亮度。
7.按照權(quán)利要求5的圖像形成裝置，其中用于校正上述圖像信號(hào)的上述校正裝置包括排列校正裝置，用于根據(jù)上述電子發(fā)射器件與上述圖像形成元件之間的相對(duì)位置關(guān)系與一個(gè)設(shè)定值的偏差校正上述圖像信號(hào)的排列。
8.按照權(quán)利要求1的圖像形成裝置，其中的上述裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)圖像信號(hào)向上述多個(gè)電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，向上述圖像形成元件施加電壓的裝置，以及脈寬校正裝置，用于根據(jù)上述電子發(fā)射器件與上述圖像形成元件之間的相對(duì)位置關(guān)系與一個(gè)設(shè)定值的偏差來(lái)校正向上述電子發(fā)射器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出信號(hào)的脈沖寬度。
9.按照權(quán)利要求1至8中任意之一的圖像形成裝置，其中的上述電子發(fā)射器件是一種橫向場(chǎng)效應(yīng)電子發(fā)射器件。
10.按照權(quán)利要求1至8中任意之一的圖像形成裝置，其中的電子發(fā)射器件是表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器件。
11.按照權(quán)利要求1至8中任意之一的圖像形成裝置，其中的上述圖像形成元件是熒光物質(zhì)的條帶。
全文摘要
一種圖像形成裝置包括設(shè)在基片上的由多個(gè)電子發(fā)射器件構(gòu)成的電子束源，以及按照電子發(fā)射器件發(fā)射的電子束的照射而形成圖像的圖像形成元件，該元件是條形元件，上述多個(gè)電子發(fā)射器件各自包括沿一個(gè)方向并排布置在上述基片表面上的一個(gè)負(fù)電極，一個(gè)電子發(fā)射區(qū)及一個(gè)正電極，該方向垂直于條形元件的延伸方向。采用本裝置，仍可以防止圖像質(zhì)量惡化。電子發(fā)射器件和圖像形成元件分別可以是冷陰極器件和熒光物質(zhì)。
文檔編號(hào)H01J29/70GK1115901SQ94119228
公開日1996年1月31日 申請(qǐng)日期1994年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月22日
發(fā)明者左納義久, 光武英明, 中村尚人, 鱸英俊 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社