本发明专利技术提供了一种新型电子束装置以及使用电子束装置的图像显示装置，所述电子束装置改善电子发射特性的不稳定性并提供了高效电子发射特性。该电子束装置包括：表面上具有凹部的绝缘构件；阴极，具有在绝缘构件的外表面和凹部的内表面上延伸的突起部分；栅极，与突起部分相对地被设置在绝缘构件的外表面上；以及通过栅极与突起部分相对布置的阳极。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用场致发射(FE)电子发射器件的电子束装置以及 使用该电子束装置的图像显示装置。
技术介绍
到目前为止，已存在这样的电子发射器件，在该电子发射器件中， 从阴极发射的大量电子撞击与阴极相对的栅电极，被散射，然后作为 电子,皮取出。作为以此方式发射电子的器件，在日本专利申请特开第 2001-167693号中描述的表面传导型电子发射器件和层叠型电子发射 器件是已知的。日本专利申请特开第2001-167693号描述了绝缘层向内凹进(以 下称为"凹陷部分")的层叠型的电子发射器件。在曰本专利申请特开第2001-167693号的公开中，形成凹陷部分 的绝缘层使用PSG(掺杂磷的Si02)材料，并且PSG层的厚度为10nm。 从基板算起的阴极的尖端位置(高度)与侧壁上具有该阴极的绝缘层 的高度位置一致。在日本专利申请特开第2001-167693号中，电子发射特性的效率 是优异的，但是，其经时稳定性需要提高。为了解决以上的常规技术的问题，做出了本专利技术，本专利技术的目的 是提供结构简单、电子发射效率高并且操作稳定的电子束装置，以及 设置有这种电子束装置的图像显示装置。
技术实现思路
用于解决以上问题的本申请的专利技术提供一种电子束装置，该电子束装置包括绝缘构件，在该绝缘构件的表面上具有凹部；阴极，具 有在绝缘构件的外表面和凹部的内表面上延伸的突起部分；栅极，与 所述突起部分相对地被设置在所述绝缘构件的外表面上；以及阳极， 通过所述栅极与突起部分相对地被设置。本申请的专利技术还提供了一种图像显示装置，该图像显示装置包括: 上述电子束装置；以及发光构件，通过电子的照射而发光，并被设置 在阳极上。本申请的专利技术提供了电子发射效率的经时变化小并且操作稳定的 电子束装置。此外，本专利技术提供了电子发射部分的形状不受变化影响 的电子束装置。更进一步地，本专利技术提供了使得在电子发射部分周围 的放电的产生最小化的电子束装置，并且还提供使用该电子束装置的 图像显示装置。通过参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征 将变得清楚。附图说明图1A、 1B和图1C是本专利技术的第一实施例的一组局部视图。图2是示出用于测量本专利技术的电子发射器件的特性的配置的示意图。图3是本专利技术的电子发射器件的电子发射部分的附近的放大透视图。图4是示出本专利技术的电子发射器件的配置的示意图。图5是本专利技术的电子发射器件的电子发射部分的附近的放大侧视图。图6A和图6B是示出电子发射器件的初始特性的变化以及凹部中 的侵入(infiltration)量与器件特性的变化之间的关系的曲线图。图7是示出应用本专利技术的电子发射器件的图像显示装置的电子源 的示意图。图8是示出应用本专利技术的电子发射器件的图像显示装置的示意4图。图9是示出用于驱动本专利技术的图像显示装置的驱动电路的例子的 电路图。图10是本专利技术的另一电子发射器件的电子发射部分的附近的放 大侧视图。图IIA、图IIB和图IIC是示出本专利技术的电子发射器件的制造方 法的一组示意图。图12A、图12B、图12C和图12D是示出本专利技术的电子发射器件 的制造方法的另一组示意图。图13A、图13B和图13C是示出第二实施例的电子发射器件的一 组示意图。图14A、图14B和图14C是示出第三实施例的电子发射器件的一 组示意图。图15是示出第三实施例的电子发射器件的局部放大视图。图16A、图16B和图16C是示出本专利技术的另一电子发射器件的制造方法的一组示意图。图17A和图17B是示出本专利技术的另一电子发射器件的制造方法的另一组示意图。图18A、图18B和图18C是示出第四实施例的电子发射器件的一 組示意图。图19A和图19B是示出图像显示装置的面板的图。 图20是本专利技术的电子发射器件的电子发射部分的附近的放大侧 视图。图21是示出电子发射器件的在凹部侧的阴极脊线(ridgeline)的 角度与该器件的特性变化之间的关系的曲线图。具体实施方式以下参照附图示例性地详细描述本专利技术的示例性实施例。首先，描述根据本实施例的能够稳定地发射电子的电子发射器件的配置。图1A是根据本专利技术的实施例的电子发射器件的平面示意图。图 1B是沿图1A的线A-A所取的截面。图1C是当从图IB中的箭头所 指示的方向观察该器件时的侧视图。在图1A、图IB和图1C中，绝缘层3和4形成绝缘构件。在本 实施例中，该构件在基板l的表面上形成台阶。栅电极5位于绝缘构 件的外表面的上部。阴极6A位于作为绝缘构件的一部分的绝缘层3 的外表面上，具有用作电子发射部分的突起部分，并在本实施例中与 电极2电连接。形成凹陷部分(凹部)7，使得绝缘层4的侧部向内缩 回，以相对于作为绝缘构件的一部分的绝缘层3的侧部和栅电极5的 侧部凹进。虽然在图1A、图1B和图1C中没有示出，但是设置了阳 电极(参照图2中的附图标记20)，该阳电极通过栅电极5与阴极6A 相对布置(该栅电极5被置于阴极6A和该阳电极之间)，并被设定 为具有比栅电极5和阴极6A高的电势。间隙8表示阴极6A的尖端和 栅电极5的底面(与凹部相对的部分)之间的最短距离"d",在该间 隙8之间形成发射电子所需要的电场。这里描述了布置为使阴极6A与凹部的内表面接触的阴极6A的突起部分的特性和希望的形状，这是本专利技术的一个特征。在下文中，通 过以部分为基础对外表面和凹部的内表面使用不同表达，来描述由绝 缘层3和4形成的绝缘构件的表面。具体来说，形成绝缘构件的凹部 的绝缘层3的上表面部分和绝缘层4的侧部被称为凹部的内表面，并 且绝缘层3和4的其它部分的表面被称为外表面。 图5是阴极6A的突起部分的放大截面。该突起部分的尖端部分的放大视图示出，该尖端部分具有由曲率 半径"r"代表的突起形状。尖端部分处的电场强度随曲率半径"r" 而改变。曲率半径"r"越小，则电力线越集中，从而能够在突起部分 的尖端形成更高的电场。如果使得在突起部分的尖端电场恒定，也就 是说，如果使得驱动电场是恒定的，那么，如果曲率半径"r"相对较 小，则阴极6A的尖端部分和栅电极之间的距离"d"大，但是，如果曲率半径"r"相对较大，则距离"d"小。由于距离"d"的差异影响 散射次数的差异，因此，曲率半径"r"越小并且距离"d"越大，则 器件的效率越高。换句话说，效率通过阴极的尖端形状效应(effect)而增大，这意 味着在效率恒定的条件下，可使得下式(3)中的S1更大。这加强了 栅极结构，以使得能够供给能够被长时间驱动的稳定器件。如图5所示，在本专利技术中使用的突起部分被形成为以"x"的深度 (距离)进入在基板上形成台阶的绝缘构件的凹部的内表面。该形状 取决于形成电子发射部分的阴极的形成方法。在EB汽相淀积中，由 Tl和T2表示的厚度以及汽相淀积中的角度和时间是参数。 一般地， 由于溅射形成方法具有大的侵入(infiltration)，因而难以通过溅射 形成方法控制形状。出于这种原因，除了考虑溅射压力、气体类型、 关于基板的移动方向以外，还需要特殊的颗粒粘接机构。电子发射材料(用于阴极6A的材料)以"x"的深度(距离)进入 凹部的内表面产生以下的三个优点l)用作电子发射部分的阴极的突 起部分与绝缘层3的宽的区域接触，以增大机械粘接强度(粘接强度 增大)；2)在用作电子发射部分的阴极的突起本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子束装置，包括： 绝缘构件，在该绝缘构件的表面上具有凹部； 阴极，具有从绝缘构件的外表面向凹部的内表面延伸的突起部分； 栅极，与所述突起部分相对地被设置在所述绝缘构件的外表面上；以及 阳极，与所述突起部分相对地 被设置，以使得栅极被布置在阳极和突起部分之间。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冢本健夫，洼田央一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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