电子束设备和图像显示设备的制作方法

专利名称：电子束设备和图像显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有电子发射器件的电子束设备以及具有该电子束设备的图像 显不设备。
背景技术：
为了减少具有电子束设备的图像显示设备的功耗，期望减小每个电子发射器件及 其驱动电路的静电电容，从而减少在驱动模式下流入电子发射器件以及驱动电路的充电/ 放电电流。传统的电子束设备包括多个阴极配线带，其与多个栅极配线带交叉，所述栅极配 线位于阴极配线之上，其中，电子发射器件被布置在两种类型的配线彼此交叉的每个区域 中。用于图像显示设备的电子束设备的栅极配线和阴极配线在按照矩阵布置时不可避免地 彼此交叉，静电电容在栅极配线和阴极配线通过绝缘层彼此交叉的每个区域中得到增强。 此外，由于在两种类型的电极配线彼此交叉的区域中形成了每个电子发射器件，所以在每 个配线交叉区域中需要大的面积来确保用于布置电子发射器件的空间。这将会进一步增加 交叉区域中的静电电容。第2-46636号特许公开的日本专利申请公开了一种图像显示设备，其包括平面型 的电子发射单元，在该电子发射单元中，X阵列电极(X电极配线)和Y阵列电极(Y电极配 线)形成矩阵电极。每个电子发射单元被形成在基板表面中除了X阵列电极与Y阵列电极 之间的交叉区域之外的部分上。因此，电子发射单元没有被布置在X阵列电极与Y阵列电 极的交叉部分中，从而减小了两种类型的阵列电极之间的静电电容。

发明内容
即使在具有第2-46636号特许公开的日本专利申请中所描述的电子发射器件的 电子束设备中，静电电容也没有被充分地减小，期望静电电容减小得更多以降低功耗。本发 明提供一种电子束设备，在该电子束设备中，容易减小电极配线的交叉区域中的静电电容。一种根据本发明的电子束设备，包括基板；第一电极配线，被形成在基板上；绝缘层，覆盖第一电极配线；第二电极配线，被形成在绝缘层上，从而与第一电极配线交叉；以及电子发射器件，位于基板上远离第一和第二电极配线彼此交叉的电极配线交叉区 域的区域处，并被连接到第一和第二电极配线两者，从而从第一和第二电极配线接收驱动
能量，其中，在电极配线交叉区域的至少一部分中，在第一与第二电极配线之间形成空 隙。在每个电极配线交叉区域中，在第一电极配线与第二电极配线之间形成空隙。这产生了等同于以下情况的效果，在所述情况中，至少一部分绝缘层被介电常数较小的物质 所取代。因此，第一与第二电极配线之间的静电电容被减小，所以流入电极配线交叉区域的 充电/放电电流被减小，从而有助于降低功耗。通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特点将变得清楚。


图IA到图IC是示出根据本发明实施例的电子束设备的一部分的示意图。图2A到图2H是示出根据本发明实施例的生产电子束设备的顺序步骤的示意图。图3是示出根据本发明第一实施例的图像显示设备的配置的示意图。图4是示出图3所示的图像显示设备的荧光膜的配置的示意图。图5是用于解释第二电极配线的偏转的示意性截面图。图6是示出根据本发明第二实施例的图像显示设备的配置的示意图。图7是示出根据本发明第三实施例的图像显示设备的配置的示意图。图8是示出根据本发明实施例的用于操作电子束设备的方法的示例的示图。
具体实施例方式首先，将参照附图来描述根据实施例的具有电子发射器件的电子束设备。根据本 发明的电子发射器件的材料、形状和生产方法并未被具体限定。场发射类型或金属中金属 (Metal in Metal，MIM)类型的冷阴极器件或表面传导电子发射器件可被用作电子发射器 件。图IA到图IC是示出根据本发明实施例的电子束设备的示意图。图IA是示意性 示出所述设备的平面图，图IB是沿着图IA中的线A-A’截取的截面图，图IC是沿着图IA 中的线B-B’截取的截面图。在电子束设备11的基板1上形成第一电极配线2。第一电极配线2被绝缘层4覆 盖，在绝缘层上形成有与第一电极配线2交叉的第二电极配线3。第一电极配线2和第二电 极配线3在基板1上彼此交叉的区域构成电极配线交叉区域9。电子发射器件6被布置在 远离电极配线交叉区域9的区域10中。电子发射器件6通过器件电极7连接到第一电极 配线2，并通过器件电极8连接到第二电极配线3。结果，电子发射器件6从第一电极配线 2和第二电极配线3接收用于发射电子的驱动能量。所述基板1由绝缘材料形成，所述绝缘材料诸如石英玻璃、具有降低含量的杂质 (诸如Na)的玻璃、钠钙玻璃、通过在钠钙玻璃或Si基板上进行溅射等而层叠有SiO2的叠 层材料、或诸如氧化铝的陶瓷。通过使用真空淀积、印刷或溅射由导电金属形成第一电极配线2和第二电极配线 3。可适当地设置配线的材料、厚度和宽度。第一电极配线2和第二电极配线3可由相同的 材料或不同的材料形成。绝缘层4由包括诸如SiO2的氧化物或诸如Si3N4的氮化物的材料形成，其具有抵 抗高电场的高耐压。在能够确保介电击穿电压的范围之内适当地设置绝缘层4的厚度。通过溅射、真空淀积或CVD由导电膜形成电子发射器件6。还可通过对包含组成导 电膜的材料的化合物溶液进行浸泡、旋涂或喷墨来形成所述导电膜。可从例如Pd、Pt、Ru、PdO和SnO2中适当地选择导电膜的材料。适当地设置导电膜的厚度。在电子发射器件6中，通过第一电极配线2和第二电极配线3在器件电极7与器 件电极8之间施加电压。电子发射器件6通过由此在其中产生用于电子发射的电场来发射 电子。第一电极配线2和第二电极配线3之一可构成栅极电极，另一个构成阴极电极。使用普通真空膜形成技术(诸如CVD、真空淀积或溅射)由导电金属等形成器件电 极 7 和 8。从金属(诸如 Be、Mg、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Al、Cu、Ni、Cr、Au、Pt 和 Pd)或 合金材料适当地选择器件电极7和8的材料。可选地，将碳化物(诸如Tic、&C、HfC、TaC、 SiC 和 WC)、硼化物(诸如 HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB4 和 GbB4)、氮化物(诸如 TaN, TiN, ZrN 和HfN)和半导体(诸如Si或Ge)中的任何一种用作材料。作为另一种选择，可选择有机 高聚物、非晶碳、石墨、类金刚石碳或碳、或者散布有金刚石的碳化物。可适当地设置器件电 极7和8的厚度。电子发射器件6被布置在不同于电极配线交叉区域9的区域10中，在电极配线交 叉区域9中，第一电极配线2和通过绝缘层4形成的第二电极配线3彼此交叉。结果，电极 配线交叉区域9中的电极配线2和3的交叉区域不需要被增加以确保在其他方式中为了布 置电子发射器件6可能需要的区域，从而使得可抑制电极配线交叉区域9中静电电容的增 加。此外，根据该实施例，通过在第一电极配线2与第二电极配线3之间的电极配线交叉区 域9的部分中产生绝缘层4的部分缺失而形成空隙5。很明显，因此，第一电极配线2与第 二电极配线3之间的绝缘层4被具有低介电常数的材料取代，导致电极配线交叉区域9的 静电电容降低。根据该实施例，尽管空隙5从电极配线交叉区域9延伸出来并具有基本上 为圆形的水平截面，但是作为可选方式，所述空隙5也可仅被形成在电极配线交叉区域9的 内部，并可具有椭圆形截面或其它适当形状的截面。接下来，将参照图2A到图2H来描述用于制造上述电子束设备11的方法的示例。第一电极配线2形成在基板1上，该基板1的表面预先被充分清洁(图2A)。可通 过普通膜形成技术(诸如真空淀积或溅射)或通过印刷来形成第一电极配线2。根据第一 电极配线2所需要的厚度或宽度来适当地选择用于制造第一电极配线2的方法。然后，通过普通膜形成技术在基板1和第一电极配线2上淀积用于提供器件电极 7的材料的膜。接下来，由此淀积的膜通过光刻而部分地被去除，从而形成器件电极7(图 2B)。作为示例，顺序地执行对光致抗蚀剂的缝隙涂敷、掩膜图案曝光和显影，然后，通过蚀 刻来部分地去除淀积的膜，由此形成器件电极7。可根据器件电极7的材料来适当地选择蚀 刻方法。接下来，通过普通真空膜形成方法(诸如溅射、CVD或真空淀积)在基板1、第一电 极配线2和器件电极7上形成绝缘层4。此外，在绝缘层4上形成第二电极配线3(图2C)。 可通过普通真空膜形成技术(诸如气相沉积或溅射)或通过印刷来形成第二电极配线3。 根据第二电极配线3所需的厚度和宽度来适当地选择用于制造第二电极配线3的方法。可 通过与第一电极配线2相同的方法或通过不同的方法来形成第二电极配线3。然后，形成空隙5。首先，通过光刻形成在第二电极配线3上的期望位置处具有开 口的抗蚀剂图案。在蚀刻剂可在下一蚀刻期流入的范围中选择开口的大小。接下来，通过 蚀刻来形成第二电极配线3的开口 20(图2D)。可根据第二电极配线3的材料来适当地选 择蚀刻方法。例如，当Cu被用于第二电极配线3时，期望地，通过将硝酸、乙酸和磷酸的混
6合溶液选作蚀刻剂来执行湿法蚀刻。然后，通过湿法蚀刻等在绝缘层4中形成空隙5 (图2E)。例如，当选择Cu用于第 二电极配线3并选择SiO2用于绝缘层4时，通过将缓冲氢氟酸(buffered fluoric acid) 用作蚀刻剂来执行湿法蚀刻。结果，紧接在开口 20之下的绝缘层4被选择性地蚀刻并形成 空隙5。然后，通过在纯水中浸泡来清除蚀刻剂和剩余物。接下来，形成其中布置了电子发射器件6的区域10。首先，在第一电极配线2和第 二电极配线3上的期望部分中通过光刻来形成抗蚀剂图案。然后，通过经由蚀刻去除一部 分绝缘层4，形成包括区域10的开口 21(图2F)。按照期望地至少覆盖一部分第二电极配 线3从而部分地暴露第二电极配线3的方式形成开口 21。蚀刻步骤可在基板1的上表面上 停止或者对基板1进行部分蚀刻。可根据绝缘层4的材料来适当地选择蚀刻方法。当选择 将SiO2用于绝缘层4时，例如，期望地，使用缓冲氢氟酸作为蚀刻剂来执行湿法蚀刻。可在 形成空隙5的同时执行所述蚀刻步骤。接下来，形成器件电极8。首先，通过普通膜形成技术来淀积用于提供器件电极8 的材料的膜。然后，通过利用光刻去除一部分淀积的膜，按照器件电极8被连接到第二电极 配线3的暴露给开口 21的部分的方式形成器件电极8 (图2G)。作为示例，光致抗蚀剂顺 次经过缝隙涂敷、掩膜图案曝光和显影，并且通过蚀刻掉一部分淀积的膜，形成器件电极8。 可根据器件电极8的材料适当地选择蚀刻方法。接下来，形成电子发射器件6。首先，通过喷墨方法按照导电膜被连接到器件电极 7和器件电极8的方式形成导电膜。然后，通过第一电极配线2和第二电极配线3向导电膜 供电，从而执行电铸(eleetroforming)处理和电活化(electroactivation)处理。通过进 行这些步骤，形成电子发射器件6 (图2H)。以下将描述具有根据本发明实施例的电子束设备11的图像显示设备的几个实施 例。(根据第一实施例的图像显示设备)图3示意性示出根据第一实施例的图像显示设备。图像显示设备16包括电子束 设备(背板)11、图像形成部件(面板)12和位于其间的支撑框架13，所述支撑框架与电子 束设备11和图像形成部件12形成气密容器14。以低于大气压的压力维持气密容器14的 内部空间15，电子束设备11和图像形成部件12以彼此相对的关系被布置，其中内部空间 15在它们之间。利用具有低熔点的烧结玻璃等将支撑框架13耦接到电子束设备11和图像 形成部件12两者。图像形成部件12包括玻璃基板31、构成发光部件的荧光膜32和金属背33。从电 子束设备11发出的电子撞到荧光膜32上，荧光膜32接着发光，从而形成图像。在图4中 示意性示出荧光膜32的一部分。与期望的发光颜色相应的荧光部件34被规则地布置，通 过从期望的一个荧光体34发光，图像被显示在玻璃基板31的外表面上。荧光体34各自被 指定到彩色显示所需的三原色R(红)、G (绿)和B (蓝)之一。例如，R、G和B的荧光体34 按上述顺序沿X方向布置，相同颜色的荧光体34沿Y方向布置。通过光吸收部件35来分 离荧光体34，从而不同颜色的荧光体34之间的彩色混合以及对比度降低被抑制。与图像显示设备的像素数量相应的预定数量的第一电极配线2彼此平行地被布 置在电子束设备11的基板1上。类似地，与图像显示设备的像素数量相应的预定数量的第二电极配线3通过绝缘层4彼此平行地被布置在电子束设备11的基板1上(图1B)。第 一电极配线2和第二电极配线3彼此垂直地被布置，它们的交叉均构成电极配线交叉区域 9(图1B)。在每个电极配线交叉区域9中形成空隙5。此外，在以下描述的图6和图7以及 图3中以强调的方式来显示空隙。与每个电极配线交叉区域9相应的电子发射器件6邻近 特定的电极配线交叉区域9而被布置。板状间隔件18被布置在第二电极配线3上。间隔 件18向气密容器14提供足够的耐压力强度以对抗将使得气密容器14在大气压下向内变 形的力。间隔件18不必布置在所有第二电极配线3上，而仅在耐压力所需的程度上，以预 定间距布置在一部分的第二电极配线3上。如图5所示，由于气密容器14的内部与外部之间的压力差，通过间隔件18来挤压 第二电极配线3，从而第二电极配线3向着第一电极配线2偏转。第二电极配线3在空隙5 的中心的偏转ω期望地满足以下关系式ω = 3. 42X ICT7X (mXa4)/h3 < (1-(1/ ε )) Xt,其中，m:(间隔件18的间隔X像素沿X方向的宽度)/(间隔件18沿Y方向的长度X 第一电极配线2的宽度)a 空隙5的最大宽度的值的一半(m)h 第二电极配线3的厚度(m)ε 绝缘层4的介电常数t 绝缘层4的厚度(m)将像素限定为与每个电子发射器件6相应的图像形成部件12的荧光体34，像素沿 X方向的宽度相应于其沿间隔件18的纵向方向的宽度。此外，间隔件沿Y方向的长度是间 隔件的厚度。此外，系数m没有单位。第二电极配线3的偏转减少了第一电极配线2与第二电极配线3之间的间隔，同 时增加了配线2与3之间的静电电容。另一方面，空隙5的存在减少了配线2与3之间的 静电电容。通过将偏转ω降低到(1-(1/O) Xt之下，第一电极配线2与第二电极配线3 之间的静电电容的增加可变得小于相同静电电容的下降。结果，配线2与3之间的静电电 容下降，图像显示设备的功耗被抑制。(根据第二实施例的图像显示设备)图6示意性示出根据第二实施例的图像显示设备。该实施例与第一实施例的不同 之处仅在于形成空隙的位置以及间隔件的布置，而其余点保持与第一实施例中的相同。因 此，以下未描述的任何内容参照第一实施例。根据该实施例，气密容器14a包括电子束设备Ila和以与电子束设备Ila相对的 关系布置的图像形成部件12，在两者之间以低于大气压的压力维持内部空间。图像形成部 件12具有与第一实施例类似的配置。多个第二电极配线3被彼此平行地布置。根据该实施例，除了剩余第二电极配线 3b之外的一些第二电极配线3a没有在电极配线交叉区域9中形成有空隙5。与第一实施 例的相应板状间隔件类似的板状间隔件18仅布置在没有形成有空隙5的第二电极配线3a 上。以对抗大气压的外力的方式确定间隔件18布置的形状和点(间隔)。然而，图像形成部件12与电子束设备11之间的电位分布受到间隔件18的存在的影响并被改变。电 位分布的变化会对从电子发射器件6发出的电子的轨迹产生负面影响。为了防止对电子轨 迹的负面影响，期望将间隔件18定位于尽量远离电子发射器件6的位置。第二电极配线3 上的点是期望的位置之一。另一方面，如果大气压的外力被施加到气密容器，则第二电极配 线3被间隔件18挤压，这个力被通过绝缘层4传送到基板1。然而，在电极配线交叉区域9 中缺少绝缘层4时，通过与紧接在第二电极配线3之下的第一电极配线2接触，第二电极配 线3可能被偏转和短路。即使没有短路发生，也可能显著减小第一电极配线2与第二电极 配线3之间的间隔，从而可能增加静电电容。换言之，具有空隙5的第二电极配线3尽管取 决于空隙5的大小，但是可能不总是适于支撑间隔件18，以及，优选地与第二电极配线3b隔 开的关系布置将被安全支撑的间隔件18。根据该实施例，通过在第二电极配线3b中形成空隙5来抑制具有空隙5的电极配 线交叉区域9中的静电电容。另一方面，在为了具有用于支撑间隔件的足够强度所需的、紧 接在间隔件18之下的第二电极配线3a中，没有形成空隙5，而是形成了绝缘层4。因此，如 现有技术中那样，通过第二电极配线3a在基板1上稳定地支撑间隔件18。本实施例的这种 配置可同时满足上述两种互相矛盾的要求。(根据第三实施例的图像显示设备)图7示意性示出根据第三实施例的图像显示设备。该实施例与第一实施例的不同 之处仅在于空隙的位置以及间隔件的布置，而在其它点上与第一实施例类似。以下未描述 的内容参照第一实施例。根据该实施例，气密容器14b包括电子束设备lib和与电子束设备lib相对的关 系布置的图像形成部件12，在两者之间以低于大气压的压力维持内部空间。图像形成部件 12按照与第一实施例相同的方式被配置。第二电极配线3c均具有多个电极配线交叉区域9。空隙5没有形成在一些电极配 线交叉区域9a中，而是形成在剩余的电极配线交叉区域％。柱状间隔件18b仅布置在没有 形成有空间5的电极配线交叉区域9a中。在布置间隔件18b时，如第二实施例中那样，期望同时满足防止对电子轨迹的负 面影响和支撑间隔件的两个矛盾因素。与第二实施例相比，为了防止对电子轨迹的负面影 响，将给定的柱状间隔件18b布置在电极配线交叉区域9中非常优选地等同于将特定间隔 件18b定位于较远离电子发射器件6的位置。然而，如果电极配线交叉区域9具有空隙，则 存在与第二实施例中相同的问题。因此，根据该实施例，通过在特定的电极配线交叉区域9b 中形成空隙5而抑制在具有空隙5的一些电极配线交叉区域9b中的静电电容。另一方面， 在为了具有用于支撑间隔件18b的足够强度所需的、紧接在间隔件18b之下的电极配线交 叉区域9a中，没有形成空隙5，而是形成绝缘层4。因此，通过电极配线交叉区域9a在如现 有技术中那样在基板1上稳定地支撑间隔件18b。根据该实施例，这种配置使得能够同时满 足上述两种互相矛盾的要求。[示例]以下将详细描述本发明的具体示例。(第一示例) 该示例参照图IA到图IC所示的电子束设备11。
(步骤1)钠钙玻璃的基板1在充分清洁之后，在光刻步骤中经过正光致抗蚀剂(TOKYO OHKA KOGYO Co.，Ltd.的TSMR-8900)的缝隙涂敷。然后，通过利用光掩模图案对光致抗蚀剂进 行曝光和显影来形成具有开口的剥离(liftoff)图案。然后，通过溅射来淀积厚度为3μπι 的Cu膜，并通过剥离来形成宽度为25 μ m的第一电极配线2 (图2A所示的状态)。(步骤2)然后，通过溅射来淀积厚度为IOOnm的TaN膜，作为用作在基板1和第一电极配线 2上的器件电极7的材料的膜。接下来，如步骤1中那样，通过光刻来形成抗蚀剂图案。此 后，以所构图的光致抗蚀剂作为掩模使用SF6气体对淀积的膜进行干法蚀刻，并且通过在基 板1上停止蚀刻，形成器件电极7 (图2B所示的状态)。以与第一电极配线2重叠关系来形 成器件电极7。(步骤3)然后，通过在基板1、第一电极配线2和器件电极7上进行溅射，厚度为3 μ m的 SiO2膜(介电常数ε为4)被形成为绝缘层4。(步骤4)然后，通过在绝缘层4上使用掩模进行印刷而将厚度为2 μ m且宽度为320 μ m的 Cu膜形成为第二电极配线3(图2C所示的状态)。根据该示例，按照320X240的矩阵来形 成电极配线交叉区域9。(步骤δ)然后，在光刻步骤中，如上述步骤中那样，利用光掩模图案对光致抗蚀剂进行曝光 和显影，从而形成具有用作开口 20和开口 21的开口的抗蚀剂图案。然后，利用所构图的光 致抗蚀剂作为掩模，通过对第二电极配线3进行湿法蚀刻来形成开口 20 (图2D所示的状 态)。为了进行蚀刻，使用混合的酸，其由以下混合溶液构成-.2. 19%的硝酸、32. 24%的乙 酸、43. 75%的磷酸、和21. 82%的水。此外，在该步骤中，用于开口 21的SiO2没有被蚀刻。(步骤6)将缓冲氢氟酸(Stella Chemifa Corporation的LAL100)作为蚀刻溶液提供到在 步骤5中形成的开口 20中，在形成开口 21的同时执行六分钟的湿法蚀刻。开口 21被形成， 其中部分暴露第二电极配线3以及也暴露器件电极7。此后，通过在纯水浸泡10分钟来执 行清洁处理，从而去除蚀刻剂和残余物。然后，在步骤5中形成的抗蚀剂图案被分离(图2E 和图2F所示的状态)。(步骤7)然后，通过溅射淀积厚度为IOOnm的TaN膜，用作作为器件电极8的材料的膜。接 下来，如步骤1中那样，通过光刻来形成抗蚀剂图案。然后，将所构图的光致抗蚀剂用作掩 模，使用SF6气体对淀积的膜进行干法蚀刻，在基板1上停止蚀刻，从而形成器件电极8 (图 2G所示的状态)。以器件电极8被连接到第二电极配线3的一部分的方式形成器件电极8。(步骤8)最后，有机Pd溶液通过喷墨方法被涂覆以进行烘烤，从而形成叠加在器件电极7 和8上的导电膜。然后，执行电铸处理和电活化处理，以形成电子发射器件6(图2H所示的 状态)。按照320X240的矩阵形成电子发射器件6。
如上所述地制造的电子束设备的截面图在扫描电子显微镜(SEM)下被确认，其结 果是发现开口 20的宽度为1 μ m,发现空隙5的最大宽度为30 μ m。发现第一电极配线2与 第二电极配线3之间的静电电容为0. 05pF。从根据该示例的电子束设备发射的电子束被观察。在图8中示出用于观察电子束 的设备的示意图。在电子束设备的基板1上，在第二电极配线3上布置厚度为2. Omm且宽 度为200 μ m的间隔件18，此外，其上布置具有荧光体的图像形成部件(面板)12。图像形 成部件12被施加有6kV的电压Va，第一电极配线2被施加有16V的栅极电压Vf，从而发射 的电子撞击到图像形成部件12上。通过如此进行激励和从图像形成部件12发射光并显示 电子束图像，电子发射被确认。类似地，还可通过将16V的栅极电压Vf施加于第二电极配 线3来确认电子发射。(比较示例)除了在绝缘层4中没有形成空隙5之外，根据比较示例的电子束设备按照与第一 示例中相同的步骤制造。具体说来，首先执行第一示例中的步骤1到步骤4，通过在光刻步 骤中利用光掩模图案对光致抗蚀剂进行曝光和显影，形成具有曝光开口 21的抗蚀剂图案。 接下来，利用缓冲氢氟酸(Stella Chemifa Corporation的LAL100)作为蚀刻溶液，使用具 有在先前步骤中形成的开口图案的光致抗蚀剂作为掩模，执行湿法蚀刻，以暴露电子发射 区域。有选择地蚀刻绝缘层4，并形成开口 21。以部分暴露第二电极配线3由此也暴露器 件电极7的方式形成开口 21。此后，执行第一示例的步骤7和8。按照这种方式制造的电 子束设备的第一电极配线2与第二电极配线3之间的静电电容为0. 18pF。(第二示例)该示例表示使用在第一示例中制造的电子束设备来制造图3所示的图像显示设 备的情况。在根据第一示例的电子束设备11中，第一电极配线2的宽度被设置为25 μ m，第二 电极配线3的宽度被设置为320 μ m，像素的大小被设置为200 μ mX 630 μ m，其中在基板1 上按照矩阵布置320X240个电子发射器件。在根据该示例的电子束设备11中，在第一电 极配线2和第二电极配线3的电极配线交叉区域9中的每个绝缘层4中形成空隙5。接下来，在真空中通过支撑框架13，在位于基板1之上2mm的位置将图像形成部件 (面板)12密封，从而形成气密容器14。在基板1与图像形成部件12之间布置X方向长度 为64mm且Y方向长度为200 μ m的板状间隔件18，从而构成对抗大气压的结构。共使用五 个间隔件18。在气密容器14中设置吸气剂(未示出)，从而保持内部处于高真空。使用铟 将基板1耦接到支撑框架13，使用铟将支撑框架13耦接到图像形成部件12。接下来，通过将信息信号施加于第一电极配线2并将扫描信号施加于第二电极配 线3来驱动电子发射器件6。将+6V的脉冲电压用作信息信号，将-IOV的脉冲电压用作扫 描信号。通过将6kV的电压施加于金属背，发射的电子撞击到荧光膜上，被激发并发出光 来，从而显示图像。按照这种方式，可显示明亮的图像。按照上述方式制造的图像显示设备被拆开以在扫描电子显微镜(SEM)下确认第 二电子配线3与其上的间隔件18相接触的部分的凹陷的截面。第二电极配线3由于间隔 件的压应力而产生的偏转量为1. 75 μ m。第二电极配线3的偏转量小于(1-(1/ ε )) Xt( ε =4, t = 3 μ m) = 2· 25 μ m。
对根据该示例的图像显示设备的静电电容的测量确认静电电容被减少到现有技 术的数值的29%。同时，可减少功耗。(第三示例)该示例描述的情况是使用根据本发明制造的电子束设备11来制造根据图7所示 的第三实施例的图像显示设备。以下仅描述本发明的不同于第一和第二示例的点。根据该示例，如第一示例中那样，电极配线交叉区域9按照320X240的矩阵来形 成。按照以下方式来形成空隙5 具有空隙5的电极配线交叉区域9b和缺少空隙5的电极 配线交叉区域9a交替布置，即，按照彼此交错的样式布置。结果，形成有空隙5的电极配线 交叉区域是第二示例中的相应区域一半大小。半径为100 μ m的柱状间隔件18b被布置在 缺少空隙5的电极配线交叉区域9a中，以支撑基板1和图像形成部件12。按照上述方式制造的图像显示设备被拆开并检查。由于间隔件18b没有被布置在 形成有空隙5的电极配线交叉区域9b中，所以不能确认有第二电极配线3的偏转。此外， 如在第二示例中那样对图像显示设备的电容的测量可被降低到现有技术的数值的57%。同 时，相应地减低了功耗。尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于所公开 的示例性实施例。所附权利要求的范围将与最宽泛的解释一致，从而包括所有这种修改以 及等同的结构和功能。
1权利要求
一种电子束设备，包括基板；第一电极配线，被形成在基板上；绝缘层，覆盖第一电极配线；第二电极配线，被形成在绝缘层上，从而与第一电极配线交叉；以及电子发射器件，其在基板上位置远离第一和第二电极配线彼此交叉的电极配线交叉区域，并被连接到第一和第二电极配线两者，从而从第一和第二电极配线接收驱动能量，其中，在电极配线交叉区域的至少一部分中，在第一与第二电极配线之间形成空隙。
2.一种包括气密容器的图像显示设备，包括 根据权利要求1的电子束设备；图像形成部件，用于利用从电子束设备发出的电子来形成图像，该图像形成部件以与 电子束设备相对的关系被定位，其中以低于大气压的压力在所述图像形成部件与电子束设 备之间维持内部空间；以及板状间隔件，位于所述电子束设备与图像形成部件之间； 其中，多个所述第二电极配线被布置为彼此平行， 在每个第二电极配线的电极配线交叉区域中形成所述空隙，以及 所述板状间隔件仅被布置在一部分所述第二电极配线上。
3.如权利要求2所述的图像显示设备，其中，所述电子束设备包括多个电子发射器件，所述图像形成部件包括分别与所述多个电子发射器件对应的多个荧光体，以及 因由于气密容器的内部与外部之间的压力差而通过间隔件施加到第二电极配线上的 压力而在空隙的中心引起的第二电极配线的偏转ω满足以下关系式 ω = 3. 42X ICT7X (mXa4)/h3 < (1-(1/ ε )) Xt,其中，m:(间隔件的间隔X像素沿间隔件的纵向方向的宽度)/(间隔件的厚度X第一电极 配线的宽度)，a 空隙的最大宽度的值的一半(m)， h:第二电极配线的厚度(m)， ε 绝缘层的介电常数， t:绝缘层的厚度(m)，其中，所述像素是与每个电子发射器件相应的图像形成部件的荧光体。
4.一种包括气密容器的图像显示设备，包括 根据权利要求1的电子束设备；图像形成部件，用于利用从电子束设备发出的电子来形成图像，该图像形成部件以与 电子束设备相对的关系被定位，其中以低于大气压的压力在所述图像形成部件与电子束设 备之间维持内部空间；以及板状间隔件，位于所述电子束设备与图像形成部件之间； 其中，多个所述第二电极配线被布置为彼此平行， 一部分所述第二电极配线的电极配线交叉区域没有形成有空隙，以及所述板状间隔件仅被布置在没有形成有空隙的第二电极配线上。
5.如权利要求4所述的图像显示设备，其中，所述电子束设备包括多个电子发射器件，所述图像形成部件包括分别与所述多个电子发射器件对应的多个荧光体，以及 因由于气密容器的内部与外部之间的压力差而通过间隔件施加到第二电极配线上的 压力而在空隙的中心引起的第二电极配线的偏转ω满足以下关系式 ω = 3. 42X ICT7X (mXa4)/h3 < (1-(1/ ε )) Xt,其中，m:(间隔件的间隔X像素沿间隔件的纵向方向的宽度)/(间隔件的厚度X第一电极 配线的宽度)，a 空隙的最大宽度的值的一半(m)， h:第二电极配线的厚度(m)， ε 绝缘层的介电常数， t:绝缘层的厚度(m)，其中，所述像素是与每个电子发射器件相应的图像形成部件的荧光体。
6.一种包括气密容器的图像显示设备，包括 根据权利要求1的电子束设备；图像形成部件，用于利用从电子束设备发出的电子来形成图像，该图像形成部件以与 电子束设备相对的关系被定位，其中以低于大气压的压力在所述图像形成部件与电子束设 备之间维持内部空间；以及柱状间隔件，位于所述电子束设备与图像形成部件之间； 其中，多个所述第二电极配线被布置为彼此平行， 一部分所述第二电极配线的电极配线交叉区域没有形成有空隙，以及 所述柱状间隔件仅被布置在没有形成有空隙的电极配线交叉区域上。
全文摘要
本发明公开了一种电子束设备和图像显示设备。该电子束设备11包括基板1；第一电极配线2，形成在基板1上；绝缘层4，覆盖第一电极配线2；第二电极配线3，形成在绝缘层4上，从而与第一电极配线2交叉；以及电子发射器件6，其在基板1上位置远离第一电极配线2和第二电极配线3彼此交叉的电极配线交叉区域9，并被连接到第一电极配线2和第二电极配线3两者，从而从第一电极配线2和第二电极配线3接收驱动能量，其中，在电极配线交叉区域9的至少一部分中，在第一电极配线2与第二电极配线3之间形成空隙5。
文档编号H01J29/02GK101887832SQ20101017407
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月6日 优先权日2009年5月11日
发明者桥爪洋平 申请人:佳能株式会社