本发明专利技术涉及电子发射器件、电子源、电子束装置和图像显示装置。电子发射器件包括：绝缘构件；阴极，布置在所述绝缘构件的表面上；以及栅极，布置在所述绝缘构件的所述表面上以便与所述阴极相对，其中，所述绝缘构件在阴极所在的所述表面上具有凹部，所述阴极具有突起部分，所述突起部分从所述凹部的边缘向着所述栅极突起，以及所述突起部分与所述凹部接触。
【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，然后作为电子被取出。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。在日本专利申请特开第2001-167693号的公开中，形成凹陷部分的绝缘层使用 PSG(掺杂磷的SiO2)材料，并且PSG层的厚度为lOrnn。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、IB和图IC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11A、图IlB和图IlC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组示意图。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。具体实施例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IA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IB是沿图IA 的线A-A所取的截面。图IC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IC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1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IB和图IC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“I"”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“I·” 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“I"”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Sl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1)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部 分和绝缘层之间增大热接触面积，以使得在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子发射器件，包括：绝缘构件（３、４）；阴极（６Ａ），布置在所述绝缘构件的表面上；以及栅极（５），布置在所述绝缘构件的所述表面上以便与所述阴极相对，其中，所述绝缘构件在所述阴极所在的表面上具有凹部（７），所述阴极具有突起部分，所述突起部分与所述栅极相对而从所述凹部的边缘突起，以及所述突起部分与所述凹部接触。
【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
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