专利名称：成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用电子发射器件和光发射元件的诸如扁平图象显示设备等的成像设备，更具体地，本发明特征在于隔板，该隔板置于在其上形成电子发射器件的电子源基板和具有光发射元件的基板之间以保持这二块基板的距离。
背景技术：
迄今，就包括CRT的图象显示设备而论，需要更大的显示面板幕并且一个重要的主题是和实现大的显示面板幕相关联实现薄尺寸和轻重量。作为可以实现薄尺寸和轻重量的图象显示设备，本发明的申请人已建议采用表面传导电子发射器件的扁平图象显示设备。根据这种采用平面传导电子发射器件的图象显示设备，通过框架元件密封具有多个电子发射器件的背板、具有光发射元件和阳极电极的面板，从而形成真空容器。在这种图象显示设备里，为了防止由于真空容器内部和外部间的大气压力差造成的基板的变形和破坏，在各基板之间放置一块称为隔板的抗气压结构。通常，该隔板具有矩形薄板形状并且被设置成使它的边缘部分在它的表面平行于各基板的法向的方式下和这二块基板接触。
隔板必须满足的一个技术问题是，它不仅必需是一个抗气压结构元件，而且为了保证显示图象的品质它必须使它的存在不易于对电子束的轨迹产生影响。通常，隔板对邻近发射电子施加影响的一个要素相信是隔板的充电。可以提及数种造成隔板的充电的原因。根本上，相信一个原因是由于对/从伴随有电子入射和再发射的外部区域传送和接收电子而发生电荷的过剩和不足，从而出现影响电子的轨迹的充电。作为应对电荷过剩和不足的技术解决方法，存在一种通过对隔板施加导电性来时间相关地获得电荷量的衰减效应的方法。作为另一种解决办法，存在一种把表面的二次电子发射系数的值置为不大于1的技术。具体地说，已知把所施加的表面材料的二次电子发射系数规定在规定值范围内的技术，并且已知通过对隔板表面设置粗糙表面(凹凸部分)以形状方式抑制二次电子发射量的技术(参见美国专利5939822和日本专利申请公开2000-311632(美国专利6809469)的说明书)，等等。
可以通过在隔板上形成充电防止膜、形成表面粗糙度等常规方法抑制的充电在显示驱动时间的无选择时段内被减缓。这种充电是在隔板表面上由驱动电子发射器件时贯入隔板中的电子瞬时造成的。即，它不是电荷的累积积累(以下，把短时间充电电荷以及这种充电现象称为短时间充电电荷、短时间充电、表面充电电荷或表面充电)。
但是，在于隔板表面上形成凹、凸部分的情况中，尽管抑制了隔板的短时间充电，仍累积观察到射束点位置上的电荷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种成像设备，它可以抑制在其上形成粗糙表面并且抑制短时间充电的隔板中的累积充电，并且防止显示特性由于这种抑制造成的射束点位置中的变化而变差。
依据本发明，提供一种成像设备，包括具有多个电子发射器件以及对这些电子发射器件施加电压的布线的电子源基板；被设置成面对着该电子源基板并且具有若干光发射元件和一个阳极电极的阳极基板，其中，每个光发射元件通过从每个电子发射器件发射的电子的辐射而发光；存在于该电子源基板和该阳极基板的周边部分上、并且和该电子源基板以及该阳极基板一起形成真空容器的框架；以及被设置成与该电子源基板以及该阳极基板接触并且保持这二块基板间的距离的隔板，
其中，该隔板具有带有沿这二块基板的法向的凹、凸部分的绝缘基板，以及具有电阻比该绝缘基板低而且带有和该绝缘基板的凹、凸部分对应的粗糙表面的高电阻膜，以及至少在该隔板的一部分中，位于该绝缘基板的凹、凸部分中的与这二块基板的法线相交的每一部分上的高电阻膜的厚度满足下述方程(1)t≥dp+λ (1)其中t高电阻膜的厚度()dp一次电子贯入长度()＝m×Enλ离子化电子扩散长度()＝30/QE一次电子能量的上限值(Kev)m，n，Q参数常量，根据下面一般方程(2)和(3)，它们从隔板表面的二次电子发射系数的入射能量相关性的特性δ(E)实验地获得δ=14P(Qm)-1E1-n[1-{1+(1γ-1)QmEn}exp(-QmEn)]---(2)]]>γ=1+0.68273(QmEn)0.86212---(3)]]>其中，P从δ(E)实验地得到的参数常量。
图1是透视图，示意地示出本发明的一个成像设备例子的显示面板的结构；图2是本发明中采用的隔板的一个例子的部分剖面示意图；图3是示出一次电子贯入长度和隔板表面的高电阻膜的厚度之间的关系的图；图4是示出介质中载流子生成密度分布的图；以及图5是示出依据本发明的二次电子发射系数的入射能量相关性特性δ(E)的测量例子。
具体实施例方式
图1示意地示出本发明的成像设备的一个实施例的显示面板的结构。为了示出内部结构，图1示出部分切开该显示面板的透视图。在该图中，参考数字12代表电子发射器件；13代表行向布线；14代表列向布线；15代表背板(电子源基板)；16代表框架元件；17代表面板(阳极基板)；18代表荧光体膜；19代表金属背(阳极)；20代表隔板；而25代表隔板的固定元件。
在本发明中，在周边部分通过框架元件16密封作为电子源基板的背板15以及作为阳极基板的面板17，从而形成气密容器。由于该气密容器的内部保持在约10-4Pa的真空，为了防止大气压力、突然冲击等造成的破坏，设置作为抗大气压力结构的矩形薄板形状的隔板20。在图象显示区之外的区中，通过固定元件25固定隔板20的边缘部分。
N×M个表面传导电子发射器件12在背板15上形成并且通过M条行向布线13和N条列向布线14(M和N是正整数)排列成一个简单的矩阵。通过层间绝缘层(未示出)来绝缘行向布线13和列向布线14的交叉部分。在本实施例中，示出其中各表面传导电子发射器件排列在简单矩阵中的结构。但是，本发明不受这种结构的限制，而是还可以优选地应用其它场发射型(FE型)、MIM型等电子发射器件。本发明不受简单矩阵布局的限制。
在图1的结构中，为面板17设置荧光体膜18以及在CRT领域中众所周知的作为阳极的金属背19。荧光体膜18按照条形分别涂上例如红、绿、蓝三原色的磷，并且在各颜色的荧光体部分之间设置黑导电体(黑条)。但是，各荧光体部分的布局不限于条状布局，而是可以根据电子源的布局为其它布局，例如三角形布局等等。
图2示出隔板20的部分剖面图。从抑制二次电子发射的观点出发，本发明采用的隔板20在各侧面上具有凹形和凸形。以这样的方式构建隔板20，即，沿面板17和背板15的法向(即，Z向)具有凹部分和凸部分的绝缘基板31的表面涂覆有基本反映凹形和凸形的高电阻膜32。高电阻膜32的电阻值比绝缘基板31的电阻值低。
本发明采用的隔板20被设置成平行于作为阳极电极的行向布线13并且和行向布线13以及作为阳极电极的金属背19电气连接。
下面将说明本发明采用的隔板20的结构以及操作的特征。
本发明中，在隔板的绝缘基板表面的至少一部分区域中，和二块基板的法向(图2中的Z向)相交的每个凹/凸部分的斜面上的高电阻膜的厚度满足下面的一般方程(1)。
t≥dp+λ (1)其中，t高电阻膜的厚度()dp一次电子贯入长度()＝m×Enλ离子化电子扩散长度()＝30/QE一次电子能量的上限值(keV)m，n，Q参数常量，根据下面一般方程(2)和(3)，它们从隔板表面的二次电子发射系数的入射能量相关性特性δ(E)而实验地获得δ=14P(Qm)-1E1-n[1-{1+(1γ-1)QmEn}exp(-QmEn)]---(2)]]>γ=1+0.68273(QmEn)0.86212---(3)]]>其中，P从δ(E)实验地得到的参数常量。
根据发明人的验证，发现当长时间驱动显示设备时，具有粗糙表面的隔板20的表面充电现象与贯入到隔板中的一次电子的贯入长度(dp)以及隔板表面上形成的高电阻膜32的厚度相关。
这种状态在图3中示出。图中的样本(A)用这样的方法得到按下述方式对用凹/凸间距为30μm和宽度为10μm的凹部和凸部形成的绝缘基板(玻璃PD200)的表面涂覆单层高电阻膜，即，使得25℃下表面电阻在2×1012到3×1012Ω/□的范围内。样本(B)用这样的方法得到在和样本A的绝缘基板相同的绝缘基板上，在表面电阻为25℃下3×1012Ω/□、膜厚度等于100nm的第一层上形成表面电阻25℃下在0.5×1016到1×1016Ω/□的范围内的(从而比第一层的表面阻高三位数)第二层。后面存在把这样的第一层称为电势规定层的情况。在该图中，纵轴表示在10kV阳极电压和60Hz视频速率下连续驱动显示设备十小时后的射束位置。该射束位置是当给出观察到的最小电子流密度时的射束位置。观察到的最小电子流密度是和常规器件驱动时的最小脉宽和最小脉冲高度对应的电子剂量。横轴表示高电阻膜的膜厚。样本(B)中高电阻膜的膜厚是第二层高电阻膜的膜厚。
在图3中，假定射束位置位于-5μm到5μm内的范围为充电特性改进的水平(背景水平)，应理解，如果膜厚度具有某种程度的厚度，可以防止射束位置的移动。按照带有单层结构的样本(A)，如果希望得到足够的特性，膜厚必需为1.2μm或更厚。按照层压样本(B)，应注意，把高电阻膜(第二层)的厚度置为小值是足够的。但是，还在样本(B)中，认为如果第二层的膜厚过大，限制在第二层中的载流子起充电的作用并对射束位置施加影响。认为这是由于第二层的充电弛豫时间常数高(长)造成的。
据本发明人判断，在这样的隔板中即，一组样本(B)中所示的下层充当电势规定层并且上层充当电子贯入抑制层，把以下要素当成是决定第二层(上层)的恰当膜厚的要素。
如图2所示，在其中绝缘基板31的表面涂覆有高电阻膜32的隔板20中，通常，进入高电阻膜32的电子经受由下面的式(5)描述的能量减活步骤、损失能量并且最终停止。从高电阻膜32的表面到电子停止位置的距离用一次电子贯入长度(dp)表达。
dE(x)d(x)=AEn-1---(5)]]>其中，n≥1。
在上面的式(5)中，n＝1对应于非弹性扩散模式并且和一次电子贯入长度(δp)无关地损失预定量的能量。该式示出当n＞1时，随着处理步骤接近电子贯入步骤的结束，单位深度的电子减活能量更大地增加。
当在贯入长度dp＝x条件下作为微分方程(5)的边界条件给出E(x)＝0时，可以按如下代数地描述E(x)。
E(x)n＝An(d-x) (6)E(x)n-1＝{An(d-x)}(n-1)/n(7)这样，从一般方程(5)和(7)得到下面的一般方程(8)。
dE(x)dx=-AEn-1=-A{An(d-x)}n-1n---(8)]]>假定把介质中二次电子生成步骤中的必要能量设为ξ，通过下面的一般方程(9)表达该介质中每单位深度上载流子的生成密度分布n(x)。
n(x)=-1ξdE(x)dx=1ξAEn-1=1ξA{An(d-x)}n-1n---(9)]]>在图4中示出由式(9)表达的载流子生成密度分布。图4示出从n＝1到n＝2的范围内典型内部生成载流子密度的深度相关性曲线。在图4中，仅在n＝1的情况下，单位深度中生成的电子的数量为常数，并且介质和电子相撞时的能量减活模式是非弹性扩散模式。当n＞1时，单位深度生成的电子的数量具有随深度的分布。定义中n的最大值等于2，并且在此情况下，介质和电子相撞时的能量减活模式是弹性扩散模式。
通过测量二次电子发射系数的一次电子能量相关性[δ(E)]的特征来决定式(9)中的n值，这将在后面解释。通常，对隔板使用的高电阻膜材料的n值在n＝1到2的范围之内，并且该材料经受其中混合着弹性扩散和非弹性扩散的能量减活步骤。即，假定这种膜材料示出其中峰值靠近贯入终止部分并且在深部分中生成载流子密度较高的分布，如图4中n＝1.5或n＝2的分布所示。
可从下面的式(10)描述一次电子贯入长度(dp)。
dp=EnAn---(10)]]>通过测量二次电子发射系数的一次电子能量相关性[δ(E)]的特征可以决定式(10)中的n值以及乘积An的值，这会在后面解释。所决定的贯入长度(dp)给出高电阻膜中产生的载流子的生成区峰值，即，重心。
由于高电阻膜中产生的大部分载流子和邻近位置中存在的电子或空穴重新组合，它们不造成隔板的充电。但是，一部分载流子不和电子或空穴重新组合，而是存在预定时间并导致充电。充电的持续时间取决于由隔板表面的膜的电容分量C和电阻分量R决定的时间常数。即，对于抑制长时间的充电，一次电子的贯入区中的贯入终止部分的位置是尤其重要的。当考虑如图2中所示由绝缘基板31和高电阻膜32形成隔板的情况时，贯入长度(dp)到达长时间常数(量级为秒或更大)的绝缘基板31是不可取的。换言之，一次电子到达该绝缘基板是不可取的。由于离子化电子从贯入终止部位进一步扩散，高电阻膜32的厚度(t)考虑到离子化电子扩散长度(λ)需要满足下述关系式。
t≥一次电子贯入长度(dp)+离子化电子扩散长度(λ) (1)在本发明中，如图2中所示，在绝缘基板31的和基板的法向(Z向)相交的每个凹/凸部分的斜面部分中，高电阻膜32的厚度(t)代表每个凹/凸部分的斜面的法向上的厚度。这是高电阻区的真实厚度(S)，这会在后面解释。这些厚度是在考虑以下事实定义的即，当形成膜时，每个凹/凸部分的斜面的膜厚更易于变得比其它部分薄。希望从面板侧的边缘部分起在基板的法向上至少50％的区域满足该膜厚度(t)条件。这是因为，在面板侧上一次电子贯入对隔板充电的影响较大。
另外，如已参照图3说明那样，为了规定隔板的电势，希望形成带有分隔功能的膜。从而，最好在绝缘基板上形成规定电势的低电阻区并且在该低电阻区上形成用来抑制电子贯入的高电阻区。此刻，当考虑高电阻区中的离子化电子扩散长度(λ)时，应理解，最好通过把和[一次电子贯入长度(dp)+离子化电子扩散长度(λ)]对应的膜厚作为下限值来设定用来抑制电子贯入的高电阻区的膜厚(s)。即，dp+λ≥s(4)由于离子化电子扩散长度(λ)达到低电阻区，离子化电子在低电阻区中迅速弛豫，从而可以抑制充电电荷。即，可以降低离子化电子保留在高电阻区中的概率。s＞dp更好。
通过后面解释的测量二次电子发射系数的入射能量相关性的特性[δ(E)]，可利用它的描述参数Q(吸收系数)来描述离子化电子扩散长度(λ)。根据发明人的检验，已经发现，最好把扩散长度设置为是通过Q的倒数给出的距离()的30倍的值。
通过下述方法测量二次电子发射系数(δ)以及二次电子发射系数的入射能量相关性特性δ(E)。
首先，通过利用配备有电子电流计的通用扫描电子显微镜(SEM)测量二次电子发射系数(δ)。通过利用带有法拉第收集盘的电流计测量一次电子电流。通过利用带有作为检测器的收集器(也可以使用MCP等)的电流计测量发射二次电子电流量。还可以通过利用通过样本部分的样本电流、一次电子电流和发射二次电子电流之间的连续性定律关系，从样本电流和一次电子电流得到二次电子发射系数(δ)。通常，在通过利用作为待测量目标的其体电阻等于或大于1×104Ωcm的介质观测发射二次电子电流的情况中，存在着正充电情况下由于值太小以及负充电情况下由于一次电子辐射区附近局部充电导致的值过大而出现二次电子电流量具有测量误差的可能性。从而希望输入脉宽为毫秒量级的一次电子并消除连续辐射对充电的影响。在本发明的实际测量中使用脉宽为10毫秒的一次电子。
通过把一次电子的入射角设置成90°，即在垂直入射条件下，来测量二次电子发射系数的入射电子能量相关性特性δ(E)。如果由于待测量目标的形状等原因不能得到90°的入射角条件，通过用Qcosθ(θ入射角)代替式(2)中的Q参数得到的参数作为回归函数并且实际上在预定的入射角θ下测量二次电子电流量，从而得到这种特性。下面说明一种决定用于描述本发明中使用的隔板的高电阻膜的特性所必需的Q值、m值和n值的方法。
在式(2)中，对于二次电子发射系数的入射能量相关性特性，入射能量E充当变量，并且利用最小二乘法确定不定常数P、Q、m和n的值。即，利用四对或更多对的至少入射能量不同的实际测量结果(δi值，Ei值，i值＝1，2，3，4)，通过使用式(2)作为回归分析模型方程进行回归分析，从而可确定不定常数P、Q、m和n的值。由于存在四个不定参数，实际测量时需要至少四个入射能量测量点。但是，通常由于测量点的数量越多，由决定参数的回归处理导致的误差量越小，设置约6到10个测量点是恰当的。在此实例中，期望在约0到3keV的能量范围内(其中入射电子能量的特征变化大)设定许多测量条件。还期望在该测量区中包括和该成像设备的加速电压对应的入射电子能量。真空度被设置为10-5Pa或更小，并在室温(25℃)下进行测量。
图5示出二次电子发射系数的入射能量相关性特性[δ(E)]的一个测量例子，并且示出从中得到的各参数的数值例子。
作为本发明中使用的隔板的绝缘基板，可以提及石英玻璃，其中减少钠等杂质含量的玻璃，碱石灰玻璃，诸如矾土的陶瓷材料，等等。最好采用其热膨胀系数接近构建气密容器的材料的热膨胀系数的材料。作为涂覆在绝缘基板上的高电阻膜，无论在单层情况还是在该膜具有低电阻区和高电阻区的情况，最好选择其表面电阻值在从1×108到1×1015Ω/□的范围内的膜，在设置低电阻区和高电阻区的情况下，最好构建成使高电阻区的电阻值比低高电阻区的电阻值高10倍或更多。作为这种高电阻膜的材料，期望把含有原子序数等于或大于37(铷)的金属元素(3％原子量或更多)的材料或者把含有原子序数等于或大于32(诸)的元素的氧化物或氮化物的材料用作为主成份。具体地说，作为上面提到的原子序数等于或大于37的作为前者的金属，最好使用W(钨)、Pt(铂)、Au(金)、Pd(钯)、Ru(钌)等。而对于原子序数等于或大于32的元素的作为后者的氧化物或氮化物，最好使用Ge3N4(氮化锗)、SnO2(氧化锡)等。但是，化学计量成分配比不受上面提到的值的限制。可以通过溅射法、真空蒸发沉积法、湿印法、喷涂法和浸渍法之一形成高电阻膜。在本发明中，还可形成电阻值更高的膜，例如在具有低电阻区和高电阻区的高电阻膜的更深的正面上的绝缘碳膜等，从而抑制二次电子的逃逸可能性(即，减小二次电子发射系数)。
通过下面的方法测量高电阻膜的厚度。即，暴露沿垂直于隔板表面切断膜得到的切开面。可在该切开面处通过断面SEM测量膜厚度。在通过断面SEM测定的情况下，通过作为预处理提供薄金属膜的溅射涂覆，可以抑制由于样本的绝缘性能造成的局部充电。
在本发明中，需要绝缘基板表面的粗糙度具有至少沿着基板的法向(Z向)的形状。为了对来自电子源的电子束的轨迹以及阳极电极反射的电子束的轨迹中的每一个减小二次电子发射系数的入射能量相关性特性，具有沿该方向的形状是足够的。从而，最好采用平行于基板的线形状。除该方向之外，可以沿X方向形成这种粗糙表面。在此情况下，在隔板表面上形成点状的凹部分和凸部分。希望把凹部分和凸部分的平均周期最好设置为100μm或更小，并且10μm或更小更好。最好把平均表面粗糙度设为从0.1μm或更大至100μm或更小范围内的值，从1μm或更大至10μm或更小则更佳。
依据本发明隔板表面上的凹部分和凸部分的剖面形状无具体限制。除了图2中示出的波形外，可以恰当地采用梯形、矩形、三角形等等。另外，可以组合多种形状。还能采用其中通过让颗粒分布在并包含在粘合基质中使表面粗糙的结构。可以使用多孔玻璃或多孔陶瓷。
依据本发明的隔板和阳极电极以及电子源接触，并且另外还可在接触面上形成导电膜。
尽管图1中示出的隔板具有薄矩形板状并且在本发明中是优选采用的，但本发明不受这种形状的限制。在得到类似效果的范围内可以恰当地选择柱形等。
(例1)按如下制造本发明中使用的隔板。
把一块基板(Asahi玻璃有限公司的PD200)用作为基材料，通过热拉法加工成适当形状，并把得到的板准备为该隔板的绝缘基板。该基板的尺寸为1.7mm×0.18mm×820mm，在820mm×1.7mm的表面(以下称为侧面)上按30μm的间距形成剖面形状几乎为梯形、平均高度为8μm的凸部分。0.18mm×820mm的表面(以下称为接触面)按平面形状形成以和阴极(上布线)和阳极(金属背)接触。侧面和底面之间的角形成为圆形，从而使修整(chipping)为最小并把它的曲率半径设定为5μm。拉拔凹部分、凸部分和角部分的圆形，从而保持和基材料玻璃在拉制前的形状几乎类似的形状。于是，在组装状态下，它们以如下方式形成，即，在和面板以及背板平行的方向上拉制出各个形状。
清洁步骤在超声波清洁和用纯水、IPA(异丙基酒精)和丙酮冲洗后，进行热气烘干，从而得到干净的基板。接着，在除了1.7mm×0.18mm的表面以外的四个表面上形成高电阻膜。
高电阻膜形成步骤通过RF溅射法在该绝缘基板上形成高电阻膜。在包括各侧面和接触面的四个表面上形成高电阻膜1。还在二个侧面上形成高电阻膜2，从而形成涂覆着高电阻叠层膜的隔板。这些膜形成为使高电阻膜2的电阻值比高电阻膜1的电阻值高10倍或更多。作为高电阻膜1，形成膜厚为40nm的RtAlN，从而形成膜后25℃下的表面电阻等于2.5×1012Ω/□。
表1示出该例中使用的高电阻膜2在25℃下的电阻值和膜厚的实际测量值，以及和电子与高电阻膜2的交互作用有关的各参数。参数Q是该介质中的电子吸收系数-1＝×1010m-1，m是和电子密度的倒数成比例的常数，而n是描述该介质中贯入一次电子的贯入模式的参数。
当测量时，在光滑基板上形成高电阻膜2以使其具有10μm的膜厚，并且过上面的测量方法测量二次电子发射系数的一次电子能量相关性特性[δ(E)]。
表1
表2示出该例的隔板的结构，其中在绝缘基板的侧面上的高电阻膜1上形成表1中的每个高电阻膜2。
表2
在表2中，通过m、n和E(一次能量的上限值＝阳极加速电压Va[V])确定一次电子贯入长度(dp)。
dp[]＝m×Van通过利用该例的隔板1-1至1-5制造具有图1的结构的成像设备。接着，即使长时间驱动采用这些隔板中的任一隔板的设备，也未发现隔板附近的电子束的位置偏移。另外，已经确认，即使在隔板表面上的高电阻膜的深度区中，有效抑制残留电荷，并且满足由流过隔板的电流确定的电势技术要求。
在本例中，形成高电阻膜1和高电阻膜2，从而在膜厚度方向上它们的特征值(例如，电阻，成分配比)是不连续的。但是，本发明不受这样的例子的限制，而是也可以形成为在膜厚度方向上得到连续的特征值，从而有效电子贯入距离和考虑了电子扩散长度(λ)的膜厚度之间的关系看上去是等效的。在本例中，把内部表面电阻为外部区的表面电阻的十分之一时有效表面电阻等效处的虚拟边界当成是高电阻膜2的厚度是充分的。高电阻膜的形成方法不特别地受对绝缘基板的涂覆工艺，例如印制、离子掺杂等的限制。
(例2)除了在隔板的底面(即0.18mm×820mm的表面的两个位置)上形成铂做成的电极外，以和例1类型的方式形成隔板并且构建和驱动成像设备。这样，即使长时间驱动该设备，也未发现隔板附近电子束的位置偏移。另外，已经确认，即使在隔板表面上的高电阻膜的深区中，也满足隔板的电流场的电势技术要求。
(例3)除了在高电阻膜的表面上堆叠和形成无定形碳的绝缘层(25℃下体电阻3×1011Ωcm或更大)从而厚度为10nm外，类似例1地形成隔板并且构建成像设备。这样，即使长时间驱动该设备，也未发现隔板附近电子束的位置偏移。还确认，即使在隔板表面上的高电阻膜的深区中，也满足隔板的电流场的电势技术要求。
例1中隔板1-1和1-4的高电阻膜2中的每一个的WGeN膜的膜密度等于16g/cm3，而第一层高电阻膜1(PtAlN膜)的膜密度等于9.1g/cm3。通过测量RBS(拉塞福背向散射光谱分析)以确定m值来获得膜密度。
下面说明从膜密度得出m值的方法。
作为二次电子发射系数的能量相关性特性，通过在包含低能量端上的峰值的范围内的五个或更多的测量点上的各能量值进行测量，并且通过利用式(2)作为回归分析模型方程进行回归分析。
参数m值应当通过不同于二次电子发射测量的手段来获得。借助于Bronshtein的范围能量关系式，通过m值来描述膜密度。
dp()＝520×A(Zeff)/ρ/Zeff×En该关系式在K.I.Grais，A.M.Bastawros在J.Appl.Phys.53，5293(1982)中公开，其中dp一次电子贯入长度()＝m×En从而，根据从膜的成分配比得到的有效原子量A(Zeff)和有效原子序数Zeff之间的比，从以下公式m＝520×A(Zeff)/Zeff/ρ得到参数m值。其中，ρ(g/cm3)是作为膜密度的比重。
在本发明中，把其比重大于高电阻膜1的比重的膜用作为高电阻膜2更好。这样，通过抑制有效电子贯入长度，不必把高电阻膜2的必要膜厚设定为过分厚的值就可建立流水作业，并且通过厚的膜厚抑制绝缘基板上的膜的残留应力来抑制膜剥落等。
在不能采用测量RBS(拉塞福背向散射光谱分析)特性的方法的情况下，例如由于支持基板的限制，还可以从膜的重量和厚度的测量组合或从其它成分分析确定膜密度。
本例中，在第二层(在其外侧，一次电子从其电势可被规定的第一层贯入)上形成预先已确认具有大的电子密度的高电阻膜时，可以减小膜厚并且可以抑制制造时间和间歇。在本例中，与例1中隔板1-5的第二层的工作时间的情形相比，隔板1-1的膜厚度为其1.5倍，且膜形成速度约为其3倍，从而可以改进效率，并且可以按22％抑制第二层的膜形成时间。
从上面的描述可知，希望高电阻膜2在基板的每个凹/凸部分的斜面的法向上按3原子％或更多包含原子序数等于或大于37的金属元素，或者包含原子序数等于或大于32的元素的氧化物或氮化物作为主成分。
本例的高电阻膜2处于弹性散射贯入模式，在此模式下一旦运行，阳极施加电压(加速电压)Va ＝11kV情况下n值在从1.5或更大到2或更小的范围内。从而，在贯入深部分中贯入电子和隔板的高电阻膜之间的交互作用更积极。这样，在电阻值相对低的内部高电阻膜1中，可以有效地中和大部分离子化的载流子。
依据本发明，隔板的短时间充电以及累积充电被抑制，并且防止了这些充电造成的电子束移动。从而，提供了其中提供长时间的优良图象显示的并且实现高可靠性、高持续性的成像设备。
权利要求
1.一种成像设备，包括具有多个电子发射器件以及对所述电子发射器件施加电压的布线的电子源基板；被设置成对着所述电子源基板并且具有若干光发射元件和一个阳极电极的阳极基板，其中，每个光发射元件通过从每个所述电子发射器件发射的电子的辐射而发光；存在于所述电子源基板和所述阳极基板的周边部分中的、并且和所述电子源基板以及所述阳极基板一起形成真空容器的框架；以及被设置成与所述电子源基板以及所述阳极基板接触、并且保持二块所述基板间的距离的隔板，其中，所述隔板具有沿二块所述基板的法向带有凹部分和凸部分的绝缘基板，并且具有电阻比所述绝缘基板的电阻低而且带有和所述绝缘基板的凹部分和凸部分对应的粗糙表面的高电阻膜，以及在所述隔板的至少一部分区域中，位于所述绝缘基板的凹部分和凸部分中与二块所述基板的法线相交的每个部分上的高电阻膜的厚度满足下述一般方程(1)t≥dp+λ(1)其中t高电阻膜的厚度()dp一次电子贯入长度()＝m×Enλ离子化电子扩散长度()＝30/QE一次电子能量的上限值(keV)m、n、Q参数常量，根据下面的一般方程(2)、(3)和(11)，它们从隔板表面的二次电子发射系数的入射能量相关性特性δ(E)以及比重按实验方法获得δ=14P(Qm)-1E1-n[1-{1+(1γ-1)QmEn}exp(-QmEn)]---(2)]]>γ=1+0.68273(QmEn)0.86212---(3)]]>m＝520×A(Zeff)/Zeff/ρ (11)其中ρ(g/cm3)是作为膜密度的比重，并且m基于从膜的成分配比得到的有效原子量A(Zeff)和有效原子序数Zeff之间的比获得，而且其中，ρ是从所述δ(E)按实验方法得到的参数常量。
2.依据权利要求1的设备，其中，满足所述一般方程(1)的区域是从与所述阳极基板接触的所述隔板的边缘部分沿所述基板的法向50％或更多的区域。
3.依据权利要求1的设备，其中，所述隔板的高电阻膜具有至少二个区，即，位于基板侧上的低电阻区和位于外侧的高电阻区，位于所述绝缘基板的凹部分和凸部分中与二块所述基板的法向相交的每个部分上的高电阻区的厚度(s)满足下面的一般方程(4)dp+λ≥s(4)。
4.依据权利要求1的设备，其中，所述隔板的高电阻膜沿基板法向含有3原子％或更多的原子序数等于或大于37的金属元素，或者含有原子序数等于或大于32的元素的氧化物或氮化物作为主要成分。
5.依据权利要求1的设备，其中，所述隔板的高电阻膜的表面电阻值在1×108到1×1015Ω/□的范围内。
全文摘要
在具有防止扁平成像设备中短时间充电的凹/凸部分的隔板中，由于这些凹/凸部分而抑制了长时间驱动时的充电，其中在该成像设备中电子源基板和阳极基板被排列成通过该隔板彼此相对。在该隔板中，于带有粗糙表面的绝缘基板的表面上涂覆高电阻膜，该高阻膜具有双层，即位于基板侧上的低电阻区和位于前表面侧上的高电阻区，每个凹/凸部分的斜面上的高电阻膜的厚度(t)以及高电阻区的厚度(s)设置成对于一次电子贯入长度(dp)以及离子化电子扩散长度(λ)为t≥dp+λ≥s。
文档编号H01J31/12GK1787163SQ200510022890
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者伊藤靖浩 申请人:佳能株式会社