CN1072388C

CN1072388C - 制造电子源的方法

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Publication number: CN1072388C
Application number: CN94103552A
Authority: CN
Inventors: 鲈英俊; 长田芳幸; 野村一郎; 小野武夫; 河出一佐哲; 山口英司; 武田俊彦; 户岛博彰; 浜元康弘; 岩崎达哉; 矶野青儿; 铃木朝岳; 处处泰之; 奥田昌弘; 新庄克彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-04-04
Publication date: 2001-10-03
Anticipated expiration: 2014-04-04
Also published as: JP3205167B2; EP0729168B1; EP0729168A2; CA2120390A1; ES2104218T3; PT920047E; US5593335A; ATE184133T1; EP0929091B1; EP0920047A1; DE69420424D1; AU5927794A; JPH07176265A; EP0620581B1; EP0920047B1; DE69420424T2; ATE405942T1; CN1201364C; ATE249093T1; EP0620581A3

Abstract

制造电子源的方法，该电子源具有多个表面传导电子发射器件，按照矩阵形式设置在基片上，带有多条行方向接线和列方向接线，该多个表面传导电子发射器件中的每一个与一条行方向接线和一条列方向接线连接；包括以下步骤：将与矩阵形式的多条行方向接线和列方向接线连接的多个导电膜分为多个组；以及以每个组为单元，经过多条行方向接线或列方向接线中的某些接线向多个组中的每一个施加电流，形成表面传导电子发射器件的电子发射部分。

Description

制造电子源的方法

本发明涉及一种电子源、应用电子源的图像形成装置以及制造该电子源的方法。

众所周知，有两种类型的电子源作为电子发射器件，即：热离子源和冷阴极电子源。冷阴极电子源的例子是场致发射型(以下简称“FE”)电子发射器件、金属/绝缘体/金属型(以下称“MIM”)电子发射器和表面传导发射型(以下简称“SCE”)电子发射器件。W.P.Dyke和W.W.Dolan在“电子物理的进展”杂志(Advance in Electron Physics,8,89(1956))的文章“场致发射”(″Field emission″)中以及C.A.Spinot在“应用物理杂志”(J.Appl.Phys.,47,5248(1976))的文章“带有钼锥体的薄膜场致发射阴极的物理特性”″Physical properties of thin-film fieldemission cathodes with molybdenum cones″)中描述了FE型的例子。

MIM型的公知的例子由C.A.Mead在“隧道发射放大器”(″The tunnel-emission amplifier″,J.Appl.Phys.,32,616(1961))一文中作了描述。

M.I.Elinson在“无线电工程电子物理学”(Radio Eng.Electron Phys.,10(1965))一书中描述了公知的SCE型电子发射的例子。

SCE型电子发射使用这样的现象：在已形成在基片上的小面积薄膜上流过平行于膜表面的电流而引起电子发射。

这种表面传导电子发射器件的各例子已经有所报导。根据上述Elinson的报告在SnO₂薄膜上实现是其中一例。其他例子是用Au薄膜(G.Dittmer：“薄固态膜”(″Thin Solid Films″)9,317(1972))、In₂O₃/SnO₂薄膜(M.Hartwell和C.G.Fonstad″IEEE T rans.E.D.Conf.″519(1975))以及碳薄膜(HisashiAraki等。″Vacuum″,Vol.26,No.1,P.22(1983))。

图1所表示的是按照上述M.Hartwell的器件的结构。这种器件是典型的表面传导电子发射器件，如图1所示，1是绝缘基片。2是形成电子发射部分的薄膜。薄膜2是溅散形成的“H”形金属氧化物薄膜。电子发射部分3是用下述的称为“电赋能”的充电过程形成的，4是包括电子发射部分3在内的薄膜。另外，器件电极之间的间隔L1设定为0.5～1mm,W设定为0.1mm。应该注意到，由于电子发射部分3的位置和形状都是未知的，所以，这仅仅是示意。

在这些普通的表面传导电子发射器件中，一般都是在进行电子发射之前，用所谓“电赋能”的充电过程在形成电子发射部分的薄膜2上形成电子发射部分3。按照这个“电赋能”过程，把直流电压或者非常缓慢升高的电压(如：每分钟1伏的量级)横向加在形成电子发射部分的薄膜2上，从而使薄膜2局部地破坏、变形或改变其性能，这样就形成了电阻高的电子发射部分3。电子发射部分3使得形成电子发射部分的薄膜2部分地断裂。电子就从断裂处的附近区域发射出来。包括用电赋能过程产生的电子发射部分的形成电子发射部分的薄膜2应该称为包括电子发射部分的薄膜4。在已经经受过上述电赋能过程的表面传导电子发射器件中，把电压加在包括电子发射部分的薄膜4上，使电流流过器件，那么电子就从电子发射部分3上发射出来。在实际应用中，这些普通的表面传导电子发射器件中碰到各种问题。但是，通过对下述的改进的充分研究，本申请人已经解决了这些实际问题。

因为前述的表面传导电子发射器件结构简单、容易制造，所以，其优点是要可以在大的表面区域上把大量的器件排列起来。因此，已经研究出充分体现这种特点的各种应用。例如：可提到的电子束源和显示装置。作为装置的一个例子，把大量的表面传导电子发射器件形成称作电子源的矩阵，其中把表面传导电子发射器件平行地排列起来(称作“梯子形”矩阵)并把单个器件的两端都用导线(亦称公共引线)连接起来构成行，大量的行构成一个矩阵(例如：参见本申请人的日本公开专利JP1031332)。另外，像显示装置这样的图像形成装置中，用液晶的平板型显示器目前已经普遍地用来替代阴极射线管(CRT)。然而，由于这种显示器它们自己并不发光，所以，存在的问题是它们需要背景照明。因此就需要开发一种自身发光的这种类型的显示装置。由电子源和荧光体复合构成显示装置的图像形成装置，既使该装置具有很大的屏幕，也是比较容易制造的，其电子源是大量表面传导电子发射器件组成的阵列，而荧光体响应由电子源发射的电子而产生可见光。这种装置是一种能够自身发光的显示装置，而且具有极好的显示质量(如：参见本申请人所获的美国专利US5,066,883)。

然而，具有在基片上排列的大量表面传导电子发射器件的上述电子源中、使用这种电子源的图像形成装置的制造方法中，特别是前述的电赋能过程中存在如下问题：

在这种图像形成装置中，为了获得高质量的画面所需要的电子发射器件的数量就非常大。在制造电子发射器件时所用的电赋能过程中，要把大量的表面传导电子发射器件连接起来，而且流过用来从外加电源为每个器件供电的导线(前述的公共引线)的电流很大。这会产生如下缺点：

(1)由于公共引线的电阻而产生的电压降使加在每个器件上的电压产生一个梯度，因而在电赋能过程中加到器件上的电压产生差异。因此，所形成的电子发射部分也发生变化，并使器件的特性变得不一致。

(2)由于电赋能过程是通过充电进行的，即使用公共引线流过电流，那么由于充电而在引线上的功耗以热量形式耗散，并在基片上产生温度分布。这会影响每部分的器件温度的分布，而且也会使所形成的电子发射部分发生变化。因此而导致各个器件特性相互不同。

(3)因为用引线通以电流的方法来形成电子发射部分，由于充电使导线中的功率以热量的形式耗散，基片就要经受热损伤而且抗冲击的强度降低了。

虽然在基片上多个电子发射器件的梯子形结构的情况下，这些问题都作了描述，然而，如后面所述，在简单矩阵结构的情况下这些问题还会出现。

上述问题(1)将结合图3A,B,C和图4A,B,C更加详细地予以描述。在这些图中，A都是包括电子发射器件、引线电阻和电源的等效电路图，B都是表示每个器件高电位侧和低电位侧的电位的图，C都是表示每个器件的高和低电位侧之间的电压差，即所加的器件电压的图。

图3A表示N个并联的电子发射器件D₁～D_N通过引线端口T+,T-与电源VE连接的电路。电源和器件D₁连接，而电源的接地端接到器件D_N。如图所示，并联连接器件的公共引线包含相互毗邻的器件之间的电阻元件r。(在图像形成装置中，作为电子束靶的像素通常都是等节距排列的。相应地，电子发射器件也是等间隔地排列的。只要在制造时引线的宽度和膜厚不发生变化，那么连接器件的引线在器件之间就有大约相等的电阻值。)

进一步假定电子发射器件D₁～D_N具有大致相等的电阻值Rd。

在图3A所示的那种电路的情况下，如从图3C可看到的越靠近两端的器件(D₁和D_N)所加的电压越高，在中心附近的器件所加的电压最低。

图4A,B,C的情况是电源的正和负电极连接在并联器件阵列的一头(图4A中是器件D₁的一侧)。如图4C所示，越靠近器件D₁，加在每个器件上的电压越大。

如上述两例所表明的，从一个器件到另一器件所加电压的差异程度取决于并联器件的总数N、器件电阻Rd对引线电阻r的比值Rd/r或者电源连接的位置。但是，一般地，N值越大而且Rd/r值越小，差异就越显著。另外，图4A,B,C中的连接方法导致加压器件上的电压变化大于图3A,B,C所示的连接方法所产生的电压变化。此外，图5所示的简单矩阵引线方式虽然不同于上述两个例子，然而由于在引线电阻R_x和R_y上产生电压降，也会使每个器件所加电压有所差异。在多个器件用公共引线连接的情况下，每个器件所加电压都会有差别，除非引线电阻做得与器件电阻Rd相比足够小。

本发明人披露如下的充分研究结果，具体说就是：在形成电子发射器件的电子发射部分的过程中进行电赋能的情况下，如果器件的形状相同，即如果形成图1的电子发射部分的薄膜2的材料和膜厚以及W,L都相同，那么，电赋能就在相同的电压或功率下进行。对器件特指的电压或功率分别称为器件电赋能电压或功率V_form或P_form。当试图把比V_form或P_form高得多的电压或功率加到器件上进行电赋能过程时，器件的电子发射部分就会发生严重的变形，而且电子发射特性也严重劣化。若是所加电压或功率小于V_form或P_form，就不能形成电子发射部分，这是不言而喻的。

另一方面，从外加电源经过公共引线提供电压同时对用公共引线连接的多个器件进行电赋能的情况下，由于引线上的电压降会发生每个器件上所加电压的不均衡，而且会在加到器件上的电压或功率超过电赋能电压V_form或电赋能功率P_form的情况下制成器件。可以定性地知道，这些器件的电子发射部分变坏，同时多个器件的电子发射特性有很大的差异。下述的一个实施例中将作定量的讨论。

因此，为了在电赋能过程中避免所加器件电压的差异，就必须把连接多个器件和给它们引入电功率的公共引线作成低电阻的引线。随着连接到公共引线上的器件的数目的增加，对引线的这种要求更为重要。这就极大地限制了制造与设计电子源和图像形成装置的自由度，同时也限制了制造过程的自由度。装置的成本高就是一个结果。

一面将详述上述的第(2)和第(3)个问题。

在电赋能的过程中，用流过电流的方法在器件中形成电子发射部分。但是，由于这种加电过程在公共引线中和器件中要消耗功率，而且要转换成焦耳热量，伴随而生的问题就是基片的温升。同时，形成器件的电子发射部分的变形对温度的影响是敏感的。因此，基片温度的变化和波动对器件的电子发射特性有影响。特别是在设置有多个器件的电子源和图像形成装置中，伴随同时进行电赋能器件数目的增加而产生的问题甚至比由于公共引线中的电压降而发生的变化更加严重。例如：由于升温而在散热的基片的中心部位和边沿部位产生温度分布。中心部位的温度上升高于边沿部位的温度，而且电子发射特性产生差异。其结果是在制造图像形成装置时，器件的电子发射特性的差异会导致各种麻烦，如亮度差别。这会造成图像质量下降。

同时，所产生的热量会使基片经受热冲击和变形。在构成抽空装置的图像形成装置内，在装置利用必须承受大气压力的玻壳的情况下这将导致有关这全的问题，如：断裂。

除上述的问题之外，还会出现下列的困难：

(1)能用公共引线连接的器件的数量基本上是受限制的。

(2)为了减小引线电阻，必须采用相当昂贵的材料，如：金或银。这就提高了原材料的费用。

(3)为了减小引线电阻，需要形成厚的引线电极。这就延长了制造过程，也就是电极和图案的形成过程所需要的时间，并抬高了有关设备和器材的成本。

因此，本发明的目的是提供一种具有均匀电子发射特性的电子源以及具有高画面质量的图像形成装置。

为实现上述目的，本发明提供一种制造电子源的方法，该电子源具有多个表面传导电子发射器件，按照矩阵形式设置在基片上，带有多条行方向接线和列方向接线，该多个表面传导电子发射器件中的每一个与一条行方向接线和一条列方向接线连接；其特征在于包括以下步骤：将与矩阵形式的多条行方向接线和列方向接线连接的多个导电膜分为多个组；以及以每个组为单位，经过多条行方向接线或列方向接线中的某些接线向多个组中的每一个施加电流，形成表面传导电子发射器件的电子发射部分。

本发明还提供一种制造电子源的方法，该电子源具有多个表面传导电子发射器件，它们与基片上的多条接线连接，其特征在于包括以下步骤：通过在多条接线中的每一条上形成至少一个高阻抗部分(491)，将与多条接线连接的多个导电膜分为多个组；以每个组为单位向导电膜施加电流，形成电子发射部分；以及在形成电子发射部分之后对高阻抗部分进行电气短路。

本发明的其他特点和优点从下面结合附图进行的描述中会更加清楚，全部附图中同样的或类似的零件用一样的标号标注。

图1是说明现有技术的表面传导电子发射器件的示意图；

图2本发明的竖直型表面传导电子发射器件的基本结构图；

图3A～3C是用来描述按照现有技术的一个例子在电赋能过程中出现的问题的说明图；

图4A～4C是用来描述按照现有技术的另一个实例在普通电赋能过程中出现的问题的说明图；

图5是说明简单矩阵引线的例子的图；

图6A,6B是按照本发明的表面传导电子发射器件的原理示意图；

图7A～7C是表示按照本发明制造表面传导电子发射器件的基本过程的图；

图8是说明按照本发明的表面传导电子发射器件中电赋能电压的一个例子的波形图；

图9是测试本发明的表面传导电子发射器件的设备的结构方框图；

图10是说明本发明的表面传导电子发射器件特性的一个例子的图；

图11表示按照本发明以矩阵形状排列电子源的电路的一个例子的图；

图12是按照本发明以矩阵形状排列电子源的电路的等效电路图；

图13是表示在行电赋能时刻出现的状态的等效电路图；

图14是在行电赋能中对第n个器件进行电赋能时刻的等效电路图；

图15是在行电赋能时刻每个器件所加电压的分布图；

图16A～16C是描述按梯子形连接的器件的电赋能时刻的等效电路以及每个器件所加电压的分布图；

图17A～17B是说明通过从一侧流过电流来进行电赋能的状态图；

图17C～17D是说明通过从两侧流过电流来进行电赋能的状态图；

图18是描述按照本发明沿行和列的方向进行电赋能的图；

图19A～19C是描述按照本发明的电赋能过程的图；

图20A是表示被分开的梯子形引线的一个例子的图；

图20B是表示简单矩阵的一部分被分开的一个例子的图；

图21是表示按照本发明的图像形成装置的结构图；

图22是表示按照本发明的图像形成装置的电路方框图；

图23是表示按照本发明的电赋能脉冲的一个例子的图；

图24是表示按照本发明的图像形成装置的基本结构图；

图25A,25B是表示按照本发明的图像形成装置的荧光体的图案的图；

图26是表示按照本发明以矩阵形状排列的电子源的一部分的平面视图；

图27是沿图26的A-A′线剖开的截面图；

图28A～28H是说明按照本发明制造表面传导电子发射器件的过程的图；

图29是表示按照本发明的表面传导电子发射器件的掩膜的局部平面图；

图30是表示当形成以矩阵形状排列的一些表面传导电子发射器件时的电连接情况的图；

图31是表示按照本发明的电赋能设备的电路安排的电路图；

图32是表示按照本发明的表面传导电子发射器件的一个例子的曲线；

图33是用来说明按照本发明以简单矩阵接线的表面传导电子发射器件的电赋能的图；

图34是表示进行图33的电赋能的电路安排的电路图；

图35是用于说明在电赋能时刻电流流通的透视图；

图36是用于描述在电赋能时刻另一个例子的电流流通的透视图；

图37A～37C是按本实施例进行电赋能过程的说明图；

图38是按本实施例进行电赋能过程的等效电路图；

图39按照本发明的另一个实施例进行电赋能的电气连接的透视图；

图40是表示图39所示的装置的主要特点的方框图；

图41是按照另一个实施例进行电赋能设备的连接图；

图42是按照本发明另一个实施例以矩阵排列的电子源的局部平面图；

图43A～43D是用来描述用高阻抗引线连接间隙的过程的图；

图44是叙述简单矩阵引线的电赋能处理图；

图45是按照另一个实施例以矩阵排列的电子源的局部平面图；

图46是表示按照简单矩阵形状排列的电子源的图；

图47是表示按照另一个实施例的多电子源的一部分的平面图；

图48A,48B分别是间隙的截面图及表示其连接的图；

图49A,49B是说明使用探针进行电赋能的图；

图50A是表示按照电赋能方法1的亮度不规则性的图；

图50B是表示按照电赋能方法2的亮度不规则性的图；

图51A,51B是用来说明以引线电位为依据检测电子源的地址的方法的图；

图52是说明按照这个实施例的电赋能波形的一个例子的图；

图53是表示按照本发明的图像形成装置的结构方框图；

图54A,54B都是说明电赋能波形的例子的图；

图55是叙述按照本发明的电赋能方法的图；

图56是叙述按照本发明以梯子形排列的表面传导电子发射器件进行电赋能过程的图；

本发明提供一种具有在基片上排列的多个电子发射器件的电子源、图像形成装置及制造方法。特别是在形成多个电子发射器件的电子发射部分的电赋能过程中，在基片上的全部电子发射器件不是同时被形成。而是把器件分成多个器件，再按顺序方式进行电赋能，或者使作电连接装置而不用引线来进行，因此，就减小了流经引线的电流量并且解决了上述的问题。实现的手段如下：

A．外部馈电机构是这样提供的，即：仅仅把电压加在需要部位的器件组上，其他组中的器件不加电压。

B．提供一种机构，使之在形成需要部位的器件组时，每个器件都是在基本上相同电压或相同功率之下予以电赋能。

考虑到上述的A点，特别的装置和方法如下：

A-1．用简单矩阵引线沿行和列作水平和垂直连接的电子发射器件装备的结构中，这样进行电赋能处理，即：把电位V₁加到至少一行引线上，把与V₁不同的电位V₂加到别的行的引线上，并把电位V₂加到全部列的引线上，这个操作重复地进行。

另外，令N_x,N_Y分别表示沿行方向和列方向排列的器件的数目，而令r_x,r_y分别表示在行方向和列方向中的每一个器件的引线电阻。电赋能的方法是：如果满足：

(N_x*N_x-a*N_Y)*r_x≤(N_Y*N_Y-a*N_Y)*r_y,则沿X方向进行电赋能处理；若满足：

(N_x*N_x-a*N_y)*r_x＞(N_Y*N_Y-α*N_Y)*r_y，则沿Y方向进行电赋能处理，其中电源设置在一端，即X端或Y端的情况下a=8；在两端都设置电源，却X端或Y端的情况下a=24。

A-2．在用简单矩阵引线沿行和列中水平和垂直地连接的电子发射器件装备的结构中，这样来进行电赋能处理，即：把电位V₁加到至少一行但少于全部行的引线上，把不同于V₁的电位V₂加到其他行的引线上，把电位V₁加到至少一列但少于全部列的引线上，和把电位V₂加到别的列的引线上。这个操作重复进行。

考虑到上述的B，特别的装置和方法如下：

B-1．在电赋能时，不从公共引线的端子馈送电压，而是通过单独提供的电连接装置加电赋能电压。

这种电连接装置通过低阻抗把器件的公共引线的多个位置与电赋能电源相互连接。电连接装置的结构是这样的：在电赋能完成后连接很容易地释放，此外，电连接装置是用导热性极好的材料制成的，而且具有用来控制温升并借助控器进行冷却的机构。

B-2．共同连接电子发射器件的至少一条行方向上的引线和至少一条列方向上的引线都有一个高阻抗部分或是按预定的间隔被分开。电赋能电压加在这部分上，而且把高阻部分或分开的部分完全短路之后再进行电赋能过程。

B-3．在对按一维或二维空间排列的电子发射器件进行电赋能处理时，指定被电赋能器件的位置或检测已进行过电赋能处理的器件的位置通过控制把加到电源端子的电压加上。

应该注意到本发明的上述方法A1,A2,B1,B2,B3无论单个进行或是组合起来进行都是有效的。(后面把本发明的这些方法称之为方法A1,A2,B1,B2和B3)。

现在描述本发明的优选实施例。

解决上述问题的方法适用于具有普通电子发射器件阵列的电子源和图像形成装置、MIM型电子发射器件或者表面传导电子发射器件。然而，如下所述，这些方法用于本发明人设计的表面传导电子发射器件特别有效。

按照本发明的表面传导电子发射器件的基本结构主要有两种类型，即平面型和阶梯形。首先描述平面型表面传导电子发射器件。

图6A和6B分别是说明本发明的表面传导电子发射器件的基本结构的平面图和截面图。按照本发明的器件的基本结构将参照图6来描述。

图6A和6B中所示的是基片61，器件电极65,66，以及包括电子发射部分63的薄膜64。

基片61的例子是石英玻璃、降低了像Na这样的杂质含量的玻璃、钠钙玻璃，用溅射工艺在钠钙玻璃上淀积一层SiO₂而得到的玻璃基片或陶瓷如矾土。

任何材料只要它是导电体就可以用作相对的器件电极65,66。可提到的例子是：金属Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu和Pd或这些金属的合金、用金属Pd、Ag、Au、RuO₂、Pd-Ag或金属氧化物和玻璃制成的EP制的导体、像In₂O₃-SnO₂这样的透明导体以及像多晶硅这样的半导体材料。

器件电极之间的间隔L1在几百埃至几百微米的数量级。这是由电极制造过程的基本光刻技术即曝光设备的能力及刻蚀工艺、以及由加在器件电极上的电压和能产生电子发射的电场强度来决定的。L1最好是几微米到几十微米的数量级。

考虑电极的电阻值以及在放置很多被排列的电子源中遇到的问题进行选择器件电极65,66的膜厚d和长度W1。通常，器件电极65,66的长度W1为几微米到几百微米数量级，而其厚度d为几百埃至几微米量级。

在基片61上提供的放置在相对器件电极65,66之间及其上的薄膜64包括电子发射部分63。然而，有一些情况下同于图6B所示的方案，其薄膜64不放置在器件电极65和66上。即形成电子发射部分的薄膜62和相对的器件电65,66是以上述数量级设置在基片61上。还存在一些情形是器件电极65和器件电极66之间的整个区域都用作电子发射部分，这取决于制造工艺。包括这个电子发射部分的薄膜64的膜厚最好是几埃到几千埃，10A至500A特别好。选择这个范围主要取决于器件电极65,66的阶梯复盖、电子发射部分63和器件电65,66之间的电阻值、构成电子发射部分63的导电粒子的粒子直径以及电赋能工艺条件。薄膜的电阻值表示片电阻值是从10³Ω/到10⁷Ω/。

构成包括电子发射部分的薄膜64的特定材料的例子是金属Pd,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W和Pb等，氧化物PdO,SnO₂,In₂O₃,PbO和Sb₂O₃等，硼化物HfB₂,ZrB₂,LaB₆,CeB₆,YB₄和GdB₄，碳化物TiC,ZrC,HfC，TaC,SiC和WC等，氮化物TiN,ZrN少HfN等，半导体Si，Ge等，以及碳微粒子。

此处所述的微粒子的薄膜称为膜，这是大量微粒子的集合体，至于微结构，这种微粒子不限于单独分散的粒子；这种膜可以是一个膜，膜中的微粒子相互毗邻或重叠。粒子的直径为几至几千数量级，最好是10～200。

电子发射部分63由大量的导电微粒子组成，微粒子的直径为几到数百数量级，10～500的范围特别好。这取决于包括电子发射部分的薄膜64的厚度和制造工艺，如电赋能过程的条件。构成电子发射部分63的材料与构成包括电子发射部分的薄膜64的材料部分或全部一致的一种物质。

可以想像出各种制造具有电子发射部分63的电子发射器件的过程。图7表示了一个例子，其中62是形成电子发射部分的薄膜。这种薄膜的一个例子是微粒子膜。

参照附图6和7描述制造过程。

1)用洗涤剂、纯水或有机溶剂彻底清洗基片61，然后用真空淀积、溅射等技术沉积器件电极材料。用光刻技术在绝缘基片61的表面上形成器件电极65,66[图7]。

2)用有机的金属溶液涂复所形成的器件电极65和66之间的基片部分，然后让该涂层不变。结果就形成一个有机的薄金属膜，这种有机金属溶液是有机化合物溶液，它的主要组件(principaldevice)是金属，如前述的Pd,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W或Pb。此后，对有机薄金属膜进行加热及烘干处理并用剥离或刻蚀技术形成图案而构成电子发射部分的薄膜62[图7B]。虽然描述了应用有机的金属膜来进行薄膜的成形，但本发明并不限于这种技术。成形可以采用真空淀积、溅射、化学汽相淀积、扩散涂复工艺、酸洗工艺、旋涂工艺等。

3)接下来就是进行称为“电赋能”的充电过程。具体说就是利用电源(未示出)以脉冲形式把电压加在器件电极65和66上。另外，根据提高的电压来进行充电过程。充电的结果，在形成电子发射部分的薄膜62的位置上形成了其结构已经变化了的电子发射部分63[图7C]。由于充电过程，用来形成电子发射部分的薄膜62被局部地破坏、变形或改变特性、改变了结构的最后的区域称之为电子发射部分63。如开始所描述的那样，本申请人已经观察到电子发射部分63是由微导电粒子构成的。图8表示的是电赋能处理中采用脉冲的情况下的电压波形图。

图8中，T1和T2分别表示电压波形的脉冲宽度和脉冲间隔。脉冲宽度T1为1μs到10ms数量级，而脉冲间隔T2为10μs到100ms数量级，并适当选择三角波的峰值电压(电赋能时刻的峰值电压)。电赋能处理是在1.333×10^-3帕的真空下进行几十秒到几分钟的时间期间进行的。

在上述的电子发射部分的形成中，把三角脉冲电压加在电极两端来进行电赋能处理。但是电极上所加的波形不限于三角波形。可以用任何一种需要的波形，如可使用方波，而且峰值、脉宽和脉冲间隔也不限于上述的值。可以根据电子发射器件的电阻值等来选择需要的值，以便形成理想的电子发射部分。

在图9所示的测量和详估装置中进行伴随电赋能的电学处理。现在对该装置加以说明。

图9是一个测量装置的示意性框图，该装置用于测量具有图6所示结构的器件的电子发射特征。示于图9中的是基片61、器件电极65和66，以及用于形成电子发射部分63的薄膜64。另外，标号91表示一个电流，用于给所述器件提供器件电压Vf；标号90是一个安培表，用于测量器件电流If，该器件电流If流经位于器件电极65和66之间含有电子发射部分的薄膜64；标号94是一个阳极，用于俘获由器件的电子发射部分发射的发射电流Ie；标号93是一个高压电源，用于给阳极94施加一个电压；以及标号92是一个安培表，用于测量由该器件的电子发射部分63发射的发射电流Ie。

为了测量电子发射器件的器件电流If和发射电流Ie，电源91和安培表90被接到器件电极65和66上，电源93和安培表92与之相连的阳极94位于电子发射器件的上方。所述电子发射器件和阳极94被置放在一个直空装置的内部，该真空装置装配有排气泵、真空计，以及其它的直空操作仓所需的装置。所述器件在所希望的直空下进行测量和评估。

测量是在下列条件下进行的，却阳极电压为1～10KV，阳极与电子发射器件的距离H为2～8mm。

图10示出了利用图9的测量装置测得的发射电流Ie、器件电流If及器件电压Vf之间关系的典型情况。由于发射电流Ie与器件电流If相比是非常小的，所以，图10的说明采用的是任意单位。从图10中应显然看出关于发射电流Ie具有三个特征。

首先，当一个大于某一电压(称为阈值电压，由图7中的Vth所表示)的器件电压加到该器件上时，发射电流Ie突然地增加；另一方面，当所施加的电压小于阈值电压时，差不多没有发射电流Ie被检测到。换句话说，该装置是一个非线性器件，对于发射电流Ie而言，有清晰的确定的阈值电压。

第二，由于发射电流Ie与器件电压Vf相关，所以，通过器件电压Vf可以对发射电流实施控制。

第三，由阳极94俘获的所发射的电荷与电压Vf所施加的时间有关。也就是说，由阳极俘获的电荷量能够根据器件电压Vf施加的时间来加以控制。

由于前面所述的表面传导电子发射器件的特征是这样的，即器件电流If和发射电流Ie是相对于所施加的器件电压单调地增加的，所以，按照本发明的电子发射器件能以各种不同的方式应用。

在图10中用实线If示出了与相对于器件电压Vf单调增加的器件电流If的特性举例(这被称作为MI特征)。然而，也有一些情形下，器件电流If展示出相对于器件电压Vf的一个压控负阻特性(a voltage-controlled negative resistance characteristic)(称作为VCNR特征)。据信，器件电流的这一特性是与测量进行时的测量条件和制作方法有关的。在这种情况下，按照前述的特性而言，电子发射器件也有三个特征。

进一步说，在一表面传导电子发射器件中，用于本发明的基本器件结构的基本制备过程可以加以改变。

下面，将说明所述的阶梯式(step-type)表面传导电子发射器件，它是按照本发明的另一种类型表面传导电子发射器件，图2示意性地说明了按照本发明的一个基本的阶梯式表面传导电子发射。

如图2所示，有一个基片61，器件电极65和66、含有一个电子发射部分63的薄膜64，以及一个阶梯形成部分21。构成基片61、器件电极65和66、含有电子发射部分的薄膜64及电子发射部分63的材料与上述的平面式表面传电子发射器件所用的材料相同。现在，将详细说明阶梯形成部分21和含有电子发射部分的薄膜64，它们是阶梯式表面传导电子发射器件的特征所在。

阶梯形成部分21由例如SiO₂这样的绝缘材料构成，可通过真空沉积、印制、溅射等方式形成。阶梯形成部分21的厚度与前述的平面式表面传导电子发射器件的电极间距L1相应，在几百埃到几十毫米数量级之间。这个厚度的设置取决于阶梯形成部分的制备方法、施加在器件电极上的电压以及能产生电子发射的电场强度。最好，该厚度在几千埃到几毫米的数量级上。

由于含有电子发射部分的薄膜64是在器件电极65、66及阶梯形成部分21制备了之后才形成的，那么，它可以形成在器件电极65、66之上。在某些情况下，所述薄膜64被给定一预定形状，但缺少载带器件电极65、66的电连接的重叠部分。进而，含有电子发射部分的薄膜的膜厚取决于其制备过程。在许多情况下，位于阶梯部分的膜厚和形成在器件电极65、66上的部分的膜厚是不一样的。一般来说，阶梯部分的膜厚较小。应该注意，尽管在图2中电子发射部分63在阶梯形成部分21上示作为是线性的，但这并不是对其形状和位置的限制。形状和位置与制备条件、形成条件等相关。

尽管对表面传导电子发射器件的基本结构和制备过程已作说明，但是，本发明的范围是这样的，即本发明不局限于前面的结构，只要它拥有上述三个特征，且与表面传导电子发射器件的特征有关。该表面传导电子发射器件也可适用于一个电子源和一个图像形成装置，例如后面将要说明的显示装置。

通过在一个基片上排列多个本发明的电子发射器件能构成电子源或图象形成装置。

在基片上排列所述电子发射器件的一种方法的例子是梯子形排列(ladder array)。这里，如同现有技术中一样，多个表面传导电子发射器件平行排列，各个器件的两端通过布线连接以形成一个电子发射器件行。多个这样的行沿着行的方向排列。控制电极(称之为栅极)在电子源上方的地方，按与行的布线的方向相垂直的方向(称之为列方向)安置。这种安置被称作为梯子形安置，在这种安置中，电子由控制电极控制。另一个例子是称之为简单矩阵排列，其中，n个y方向的导线经一个中部绝缘层被放置在m个x方向的导线上，并且，x方向和y方向的导线被连接到每个表面传导电子发射器件的器件电极对上各自的一个电极上。

本发明的表面传导电子发射器件就其特性而言具有三个基本特征。

首先，当大于某一电压(称之为阈值电压，由图10中的Vth表示)的器件电压被施加在该器件上时，发射电流Ie突然地变化。另一方面，当所施加的电压小于所述阈值电压Vth时，差不多没有发射电流Ie被检测到。换句话说，该器件是一个非线性器件，考虑到发射电流Ie，有清晰确定的阈值电压Vth。

第二，由于发射电流Ie是与器件电压Vf相关的，所以它能通过器件电压得以控制。

第三，由阳极94俘获的所发射的电荷是与器件电压Vf的施加时间相关的，也就是说，阳极94所俘获的电荷的数量能够根据器件电压Vf所施加的时间来被控制。

因此，由表面传导电子发射器件发射的电子，即使当这些器件排成简单矩阵形状，也能通过在相对的器件电极之间施加的一个大于所述阈值的脉冲式电压的峰值及宽度来加以控制。施加电压小于阈值时，几乎无电子被发射，按照这一特性，表面传导电子发射器件能按照一个输入信号来加以选择，如果一个脉冲电压即使在这多个器件排列起来时也适于施加在各个器件上的话。这使得控制电子发射数量成为可能。

现在，参照图11来说明基于这一原理制成的电子源基片的结构,图11中示出了一个绝缘基片111,x方向布线112,y方向布线113，表面传导电子发射器件114及连接线115。应注意的是该表面传导电子发射器件114可以是平面式的或阶梯式的。

在图11中，所述绝缘基片111是上述的玻璃基片或类似物质形成的基片，其尺寸和厚度适于这样来设定，即根据基底111上所放置的表面传导电子发射器件的数目、根据设计要求的各个器件的形状，以及，如果一个壳体(vessel)的作用是构造成用于将该装置用作为电子源这个目的的，那么上述尺寸和厚度的设定还要取决于保持壳体的内部处于不断抽真空状态的条件。x方向导线含m个导线D_x1、D_x2,…,D_xm。它们是利用真空沉积、印刷或溅射工艺按照所希望的方式形成在绝缘基片上的导电金属。所述材料、膜厚及导线宽度是以这样的方式设定的，即一个基本一致的电压将要施加到多个表面传导电子发射器件上。y方向导线113含n个导线D_y1、D_y2,…,D_yn。如同x方向的导线一样，y方向的导线也是利用直空沉积、印刷或溅射工艺按照希望的方式形成在绝缘基片上的导电金属。所用材料、膜厚及导线宽度是以这样的方式设定的，即一个基本一致的电压将施加在多个表面传导电子发射器件上。一个中间绝缘层(未示出)放在m个x方向导线112和n个y方向导线113之间以使其电性绝缘，并构成方阵线(应注意：m和n是正整数)。

中间绝缘层(未示出)是一种诸如SiO₂这样的材料，是利用真空沉积、印刷或溅射或类似工艺形成的。该中间绝缘层在x方向导线112已形成在其上的绝缘基底111的整个表面上或部分表面上按所希望的形状形成。其膜厚、材质及制备方法应适当加以选择，以使绝缘层将能承受x方向导线112和y方向导线113之间的交合点处的电势差。构成x方向导线112和y方向导线113的连线都引出一个外接头。

另外，如前文所说明的那样，表面传导电子发射器件114的相对电极(未示出)是利用m个x方向导线112和n个y方向导线113及利用导线115来电连接的，导线115是利用真空沉积、印刷或溅射等形成的导电金属或类似物。

m个x方向导线112、n个y方向导线113、导线115及相对的器件电极的导电金属可以整体地或部分地构成同样器件，或者可以采用不同的金属材料。导电金属可以从以下金属Ni,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Al,Cu和Pd及其合金中适当选择，所印刷的导体由金属Pd,Ag,Au,RuO₂,Pd-Ag或金属氧化物及玻璃，诸如In₂O₃-SnO₂这样的透明导体及有机硅这样的半导体构成。另外，所述的表面传导电子发射器件可以形成在绝缘基片111上或形成在中间绝缘层(未示出)上。

更具体地说，扫描信号发生装置(未示出)电连接到x方向导线112上，后面将对此加以说明。该扫描信号发生装置施加一个扫描信号，用于根据所述的输入信号对在x方向上排列着的表面传导电子发射器件行实行扫描。另一方向，调制信号发生装置(未示出)电连接到y方向导线113上，后面将对此加以说明。该调制信号发生装置施加一个调制信号，用于根据所输入的信号，对排列在y方向上的表面传导电子发射器件的每一列进行调制。而且，施加在表面传导电子发射器件的每一器件上的驱动电压被提供作为施加在上述器件上的扫描信号和调制信号之间的差别电压。

在上述方案中，各个器件仅利用简单的矩阵导线就可加以选择和独立驱动。

当上述的表面传导电子发射器件由电赋能过程被赋能时，电流则经过上述导线送到器件上。然而，由于前面提到的那些问题，施加于电赋能过程期间的电压会引起每个器件电子发射量的一个分布(distribution)，这是由于在导线及导线中的热损失会引起电势降的一个分布所致。当该表面传导电子发射器件被用作一个电子源时，利用一种简单的驱动获得一个均匀的电子量是困难的。在表面传导电子发射器件用作为图像形成装置的情况下，缺陷是存在着亮度上的分布。

通过采用按照本发明的给多个电子发射器件电赋能的过程可以解决上述问题。下面将说明所有方法中优选的方法。

首先将方法A-1。

在图11的具有简单矩阵设计的电子源中，电热V2被加在x方向上的所有导线端头D_x1到D_xm，不同于V2的电势V1被加在y方向上至少一个任意选择的导线端头D_yi上，并且，电势V2被加上y方向上的所有其它导线端头上。按照本发明，电赋能是这样来实施的，即在与任意选择出的y方向导线相连接的表面传导电子发射器件上施加电压V1-V2[V]，在其它的不被选择的表面传导电子发射器件上施加电压V1-V2=0[V]。电赋能是通过成功地重复这个过程的结果(这个过程将被称为行电赋能)。

更具体地说，不被选择的表面传导电子发射器件不达到浮动状态(一种不稳定势能态)，并且，旋加到器件(同时进行赋能)上的电压不通过矩阵线传递，其结果，不经受赋能处理的表面传导电子发射器件不会被静电破坏或损伤，并且，可以防止由于施加在经受电赋能器件上的电压的波动导致的电子发射部分的劣化。这将使得对每一器件取得一致的特性成为可能。

上述电势V1和V2并不必局限为是一个固定电势(DC)(即不随时间变化)。这些电势可以是脉冲式波形的，例如三角形或正方形波。而且，电势V1、V2两者均不可是DC波形或脉冲式波形，或仅有一种是脉冲式波形。这里，施加在那些不经受电赋能处理的表面传导电子发射器件的电压差V不能提供来作为一种电压波形，该电压波形足以使经电赋能处理的电子发射部分完成电赋能。在脉冲式波形的情况下，电压差V1-V2[V]是峰值电压。而且，为实施电赋能处理任总选择出的一列可以是一列或同时是多列。在多列被选择出时，要考虑到基片中的温度分布，这个温度分布是由于电赋能时生成的热所导致的。因此，最好是按锯齿方式选择出列以使温度分布均匀。在多个列同时经受电赋能的情况下，电赋能所需的时间缩短，但要求电压源有大的电流量。所以，实施本发明时，考虑到电赋能所需的时间和电压源的电流量，选择出能产生最好经济效果的列的数目来执行电赋能。

另外，x方向和y方向的连线的哪一个被选择出以执行行电赋能应按以下说明的方式来决定。

图12是一个采用表面传导电子发射元件的简单矩阵显示装置的等效电路。其中R表示元件电阻，r_x、r_y表示在水平方向上和垂直方向上的每个象素的布线电阻，另外，用N_x表示在水平方向上的元件数目，N_y表示在Y方向上的元件数目，当这个显示装置经受电赋能处理时，通常，电赋能每次集中在一列或每次集中在一行上进行。这个所谓的“行电赋能”意味着从预定的电源部分(一个或多个位置)提供电能到多个元件上来执行的电赋能；它并不一定意味着对多个元件同时进行电赋能。图13是示意性地说明行电赋能的等效电路。其中，装置之外的连线等的阻抗与V_x、r_y、相比是可以忽略不计的。图13说明子在水平方向(从地起算第k行)上集中地进行电赋能的例子。如果元件电阻R及布线电阻r_x、r_y不展示差异，那么，在元件上的电势分配则是这样的，即离电源部分最近的元件总是有最高电势，这从图13中明显可以看出。另外，已经被电赋能的元件的电阻比电赋能处理之前的电阻大2或3个位数。因此，当行电赋能被执行时，元件从电源一侧开始接连被电赋能(=截止)。图14是一个等效电路，用于当元件被电赋能到(n-1)个元件时，以及第n个元件经受电赋能时，更具体地说，在这种状态下，离电源部分最近的第n个元件被电赋能，在下一时刻的等效电路变成了此图14中的电路少一个元件的梯形结构。如果及至第(n-1)个元件被电赋能的状态下，一个恒定电压V₀被提供到电源部分上，那么，分配到第n个元件上的电压由下式给出：

V(k,n)=[1-k*r_y/R-n*(N_x-n+1)*r_x/R]V₀ (1)

这个等式可以很容易地被推算作为一系列N-n级普通的4端矩阵(ordinary four-terminal matrix)。这里，r_x、r_y与R相比是足够小。如果按照功率来表达的话，那么，加在第n个器件上的功率由下式给出：

P(k,n)=[1-2*k*r_y/R-2*n*(N_x-n+1)*r_x/R]*V₀*V₀/R (2)

换句话说，可以这样理解，V和P是k和n的函数，随着在行电赋能方向上元件地址n的二次函数变化以及随着在另一方向上元件地址k的一次函数变化。图15示意生地说明了在这个例子中电压或功率的分布。

上述的行电赋能引出的以下问题：从图15中可以理解，即使一个恒定电压加在电源上，当元件被电赋能时，根据元件的地址，在所施加的电压和功率上会产生差别，当元件数目为较大时，且当连线电阻与元件电阻相比变得较大时，这个现象有很大的影响。在第一器件被电赋能之前，在n方向上立即施加的功率的最大值和最小值之差由下式(3)给出。具体地说，最大功率在电源端(n=1)处产生，最小功率在中间处(n=N_x/z)产生。如果P₀=V₀*V₀/R保持，则

P(k,1)-P(k,N_x/2)～N_x*N_x/2*(r_x/R)*P0 (3)

另外，在k方向上最大值和最小值之差可由下式给出，这是由于最大值在电源处(k=1)产生，最小值在地处(k=K)产生。

P(1,n)-P(Ny,n)～2*N_y*(r_y/R) (4)

当在行电赋能方向上的元件数目增加时，在电赋能条件下元件之间的差别会突然产生，如上面给出的两个等式所指出的那样。因此，当一个面板(panel)被制成大尺寸屏幕时，会引起不能忽略的不利效应。图15的例子是用于电源位于行(或列)的一端的情况。在电源设在两端的情况下，每一元件被电赋能之前立即施加的功率变大，由于系统的对称性，行(或列)的两端及中间部分经受行电赋能，并且，在从两端的4分之1长度的地方变小。这样，基于器件地址的变化会存在。

结果，在一个简单矩阵经受行电赋能的情况下，当一个恒定电压被施加到电源部分上时，施加到第n个器件的功率由下式给出：

P(k,n)=[1-2*k*r_y/R-2*n*(N_y-n+1)*r_x/R]P0

；P0=V₀*V₀/R (5)

在n方向上最大值与最小值之差为：

ΔP=N′*N′/2*(r_x/R)*P0 (6)

在k方向上最大值与最小值之差为：

ΔP=2*K*(r_y/R)*P0 (7)

在一端有电源时，保持N′=N的关系；在两端有电源时保持N′=N/2的关系(n被认为是与N/2有关的对称)

进一步说，在表面传导电子发射元件排列成一维梯子形而不是一个简单矩形时，也有同样问题存在。图16A、B和C说明了等效电路的例子，以及在恒定电压施加到电源部分的情况下，在每一器件电赋能之间立即施加的功率由于器件地址的不同所引起的差别的例子。

用N表示器件数，r表示每个器件的连线电阻，R是器件电阻。

图16A是这样一个例子，其中，电源位于梯子形行的一端的一个位置上，接地部分位于另一端的一个位置上。当电压V₀加在电源部分上时，元件被电赋能直至第(n-1)个无件，并且，当第n个元件电赋能时所施加的功率是n的一个函数，如下所示：

P(n)=[1+(n*n+n-N*N-3*N-2)*(r/R)]*P0

;P0=V₀*V₀/R (8)

最大值与最小值之差变为：

ΔP=P(N)-P1(1)=(N+2)*(N-1)*P0 (9)

图16B是这样一个例子，其中，电源部分和接地部分都位于梯子形行的同一侧的一端。

图16C是这样一个例子，其中，电源部分和接地部分位于梯子形行的两侧的各自的一个位置上。如图16A的情况一样，能得出P(n),ΔP如下：

P(n)=[1=4*n*(N-n+1)*(r/R)]*P0；

P0=V₀*V₀/R (10)

ΔP=P(1)一P(n′/2)=N′*N′*(x/R)*P0 (11)

在图16B的情况下保持N′=N这一关系。在图16C的情况下保持N′=N/2的关系(n被认为是与N/2相关的对称)。

从图16A-C可以理解，即使一个恒定电压被加在电源部分，甚至在一维排列的情况下，由于器件地址的不同，在每一器件被电赋能之前立即施加的功率会产生一个变化。

因此，当一个具有以两维排列的表面传导电子发射器件的装置每次集中在一行经受电赋能时，如果能选择这样的方向即使施加在每个器件上的功率变化减小(行或列的方向)来进行电赋能，那么可以获得好的结果。

更具体地说，这是一种用于多电子源的电赋能方法，其特征在于如果下式成立，电赋能在x方向执行：(N_y*N_x-a*N_x)*r≤(N_y*N_y-a*N_y)*r_y (12)以及，如果下式成立，电赋能在Y方向执行：(N_x*N_x-a*N_x)*r＞(N_y*N_y-a*N_y)*r_y (13)这里，x和y是两维方向，N_x、N_y表示在各个方向上的象素数目；r_x、r_y表示在各个方向上每个器件的连线电阻。

在电源部分位于x或y的一端的情况下，a=8；当电源部分在x或y的两端时，a=24。应注意，当每个器件被电赋能时，所述的方向由电源来确定。

下面将以一种简单的方式来说明上述等式所表征的条件。

由于通过充电的赋能被认为是一种热现象，所以施加到每个器件上的功率代表着一个问题。所以，上述的等式可认为是如下形式：

P(k,n)=[1-2*k*r′/R-2*n*(N-n+1)*r/R]*P0

；P0=V₀*V₀/R (14)那么，如果电源仅在x或y方向的一端，如图17A所示，那么利用上面已定义的在x和y方向上的器件数N_x、N_y，器件地址(x,y)=(n,k)，器件电阻R及连线电阻r_x、r_y可以得出：

(1)在x方向行电赋能时

P(k,n)=[1-2*n*(N_x-n+1)*(r_x/R)-2*k*(r_y/R)]*P0 (15)

；P0=V₀*V₀/R

当n=k=1成立时，P变为最大值；当n=N_x/2,k=N_y成立时，P变为最小值。

在表面上的最大值为

P(1,1)/P₀=1-2*N_x*(r_x/R)-2*(r_y/R) (16)

在表面中的最小值为

P(N_x/2,N_y)/P0～1-N_x*N_x/2*(r_x/R)-2*N_y(r_y/R)…

(17)

在表面中的差异为

P_x=[P(1,1)-P(N_x/2,N_y)]P0～(N_x*N_x/2-2*N_x)*(r_x/R)+2*N_y(r_y/R)… (18)

(2)在y方向行电赋能时：

P(k,n)=[1-2*n*(rR-2*k*(N_y-k+1)*(rR)]*P0

；P0=V₀*V₀/R (19)

当n=k=1时P变成最大值，当n=N_x,k=N_y/2时，P变为最小值。

在表面中的最大值为：

P(1,1)/P0=1-2*(r_x/R)-2*N_y*(r_y/R) (20)

在表面中的最小值为：

P(N_x,N_y/2)/P0～1-2*N_x*(r_x/R)-N_y*N_y/2*(r_y/R)

(21)

在表面中的差异为：

P_y=[P(1,1)-P(N_x,N_y/2)]P0～2*N_x*(r_x/R)+N_y*N_y/2-2*N_y)*(r_y/R) (22)

所以，如果P_x≤P_y成立，即如果(N_x*N_x-8*N_x)*r≤(N_y*N_y-8*N_y)*r_y成立，那么，最好在x方向集中地执行电赋能。如果P_x＞P_y，成立，即如果(N_x*N_x-8*N_x)*r_x＞(N_y*N_y-8*N_y)*r_y成立，最好在y方向上集中执行电赋能。

在电源位于x或y方向的两端的情况下，如图17B所示，如果所设计的方案是相对于集中电赋能的行是对称的，那么，可得到如下的条件表达式：(N_x*N_x-24*N_x)*r_x＞=＜(N_Y*N_y-24*N_y)*r_y

这样，如上所述，适合于行电赋能的方向可由在两个方向上的连线电阻及器件数目之间的关系来确定。

电赋能过程和电压波形与图8所示的相似，并以相应的方式来设定。

下面将说明方法A-2。

电赋能是通过将电赋能电源(V1或V2的一种电势)接到行的连线(D_x1～m)和列的连线(D_y1～n)上，如图18所示。这时，V1被施加到整个行连线的K行连线上，V2被施加到其余的(m-k)行连线上，V2被加到整个列连线中的一个列连线上，V1被加在其余的(n-1)个列连线上。结果，在所有表面传导电子发射器件中，有k*1+(m-k)*(n-1)个器件被选择。在所选择的表面传导电子发射器件中，电压V2-V1被加在图6中的器件电极65、66上，并对电子发射部分电赋能，该电子发射部分是在薄膜部分的结构上有一个变化以对电子发射器件电赋能。

接着，通过使连接在列连线(或行连线)上的电势V1和V2相互交换，原来未被选择的表面传导电子发射器件可以被选择，并以类似方式进行电赋能。示于图8的波形可用于电赋能过程的电压波形。

方法A-2和方法A-1的差别在于，在方法A-1中，电赋能是以行为单位进行的；在方法A-2中，电赋能是以组为单位完成的，其效果是与A-1的相似。确切地说，电压不被划分到不进行电赋能的表面传导电子发射器件上，而且，电赋能电压所要施加的器件之数目减少了一半，其结果是流经连线的电流值减小了。那么，由于连线所引起的电势降导致的表面传导电子发射器件特征的差异可以被抑制。

下面说明方法B-1。

现在参照图19A的框图、图19B的电路图及图19C的单个器件截面图来说明制备过程的特征。

在图19A中，标号191表示多个电子源，192表示电连接装置、193是一个温度控制器、194是一个电赋能电源，195是一个温度传感器。用实线圈封住的部分代表着按照本发明的充电处理装置。所述的多个电子源191是这样一个装置，其中排列着多个上述的电子发射器件。这些器件由一个公用导线连接。所述电连接装置具有这样一种机构，即它能执行排列在多个电子源191上的电子发射器件的多个部分的电连接。该连接装置经电阻rf1,rf2接到多个电子源的每一部分，如图19B所示。由于电连接装置在其形状方面并无限制，例如可以作为电子发射器件的公用导线(如果这个装置是一个图像形成装置，那么形状指的是膜的形状及尺寸)，那么，电阻rf1,rf2可以制成与器件间的公用连线的电阻r相比是足够小的。当在排列成一行的电子发射器件的多个部分完成连接时，并且一个电压从电源VE提供时，如图19B所示，那么，由于平行导线的数目很小，其电阻是细微的，所以电阻rf2之间的电势降也是足够小的。施加在连接部分到公用连线上的电压基本上是相等的。另外，从接合点可以看出平行电阻有全部相同的值，这时由于在左边和在右边连接有相等数目的器件。结果，比较使用公用连线进行充电这种情况，直接施加在每个器件上的电压的差异会变得很小。

进一步讲，所述的设计是这样的，即采用具有优秀热传导性能的材料来作为连接机构FC，一个具有大热容量的元件放在后续的位置上，还提供有加热和冷却机构及对它们进行控制的控制机构。所以，按照这种设计，连接机构FC不仅仅用来使电流流过器件，而且还作为热的传导路径，以及起到使通过器件电极的电子发射部分的温度发生改变的作用。图19C是一个连接部分的截面图。其中标号195是一个基片，65、66是用于获得电连接的器件电极，64是一个薄膜，其上含有电子发射部分63,197是电连接装置，用作热传导路径。尽管示出的是电连接装置197被连接到器件电极上，但是，不用说，它也能连接到连线上。

能用来构成连接装置197的材料的例子是金属，例如铝、铟、银、金、钨、钼及合金，例如黄铜、不锈钢。为了减少连接的接触电阻，并抑制在多个连接部分的接触电阻的分布，最好是使连接装置带有自己的表面，它是一种高度刚性的金属，这个表面涂覆有一种低电阻金属，并且，每个连接装置通过将几十克的负载加到接触连线上而装配有加载装置(load applying means)(未示出)。加载机构含有一个反弹元件，例如可使用一个线圈弹簧或簧片。

上述电连接装置被连接到矩阵式布线的一列或多列上，电赋能处理在一行或多行上同时进行，此后，移去所连接的行，以使电赋能处理接连地在所有行上进行。如果电连接装置的数目较大，那么也可以同时对所有行进行电赋能。

另外，如果电连接装置位于在上述简单矩阵设置中的绝缘层之下的布线层上时，最好是在接触部分设置窗口，并且，在较低布线层与电器连接装置之间的位置上涂上一导低电阻金属。另外，将这个方法与方法A-1结合起来，通过提供X方向连线或Y方向连线，即为了施加电赋能电压仅有一行或一列被选择出，利用多个电连接装置，并且将来自端子的电压仅仅施加到同一方向上的未选择出的连线与另一方向上的连线上，能够得到预期的满意效果。

尽管在具有简单矩阵排列的电子源中的电赋能方法已作了许多说明，但是，也有可能在具有梯子形电子源中使用方法B-1。

在上述设计中，当电赋能电压被施加，同时器件电极被冷却时，由于电赋能电流If引志的焦耳热的产生使膜64的温度升高。这时的温度曲线与现有技术相比是十分陡的，(现有技术中不执行、冷却)。其原因在于由器件产生的热由金属电极65和66扩散的量大于由石英或玻璃基片67扩散的量、经过连接装置197使金属电极65和66冷却，通过传导使热扩散的效率得到大大的改善。

本发明人已证实电子发射部分产生在由充电的热量引起的器件的温度曲线的峰值位置上。本发明人相信这个温度是裂纹形成的原因。

一般地说，当电极间距超过10μm时，温度曲线是宽的。可以肯定，由于这个原因，电子发射部分产生了大的差异。所以，如果电极温度被控制成很低以使温度曲线陡直，正如本发明所做的那样，那么，即使电极间距扩大，也可能使电子发射部分的差异变小。

实际上，当电赋能被执行，同时，经本发明的充电过程控制温度时，即使电极间距大于10μm，膜的温度曲线也会变得陡直，峰值区的宽会变窄。结果，电子发射部分中的差异保持为很小。进一步说，有可能以这样一种方式执行控制，即在上述装置中排列的多个电子发射装置被保持在一恒定温度。上面提到的已有技术的问题，即在多电子源装置中的中心部分和边缘部分的温差的问题被克服了。结果是，在进行电赋能时的电子发射部分的变化变小。

接下来描述方法B-2。

首先描述用于实现一种布局的方法。布局中的横行引线或纵列引线的至少之一被共同地连接多个以预定间隔分离的是电子发射器件，或者是在一布局中以预定的间隔提供一个高阻部分。

图20A示出的是梯子状布线，而图20B示出被分割形式的一个简单矩阵的一部分。连线是通过光刻或印制而构成。在任何一种情况中，如果覆膜图形被事先提供有划分间隙，则利用此种情况的连接就能够获得预定间隔划分间隙。当然，具有预定间隔的划分间隙的引线也可以通过形成连续的引线并随后采用YAG激光器或依赖于切锯的机械装置使之融化而保留该引线的方法获得。

一种提供高阻部分的方法如下：

一种有高阻性的金属，例如一个薄膜镍铬合金，如上面所述，被真空沉积在划分间隙上，从而产生了薄膜图案。构成连续的引线，且在一部分的引线宽度被做得十分窄。另外，在厚度上，引线的均匀制作被部分地降低，以便利用一个研磨技术形成薄膜保护。因而获得了高阻抗部分。

随后，通过将电流输入到该基片并加一个电赋能电压到具体的装置来施加电赋能处理。这里提到的输入的方法包括从引线的末端加入电流和从靠近引线末端已划分区域内的器件施行电赋能处理。可以利用类似于上述的B-1方法使用的特殊电连接装置的装置馈入电流。

在把电赋能加至预定部分之后，划分间隔部分或高阻抗部分被短路。现在来说明此方法。

一种实现短路的方法是简单地采用包含Au或Al的引线焊接或带焊接。

另一种方法是，间隙部分的一侧、或高阻抗部分的邻近、或该高阻抗部分的一部分被涂敷，这种涂敷是利用金-银涂料或低熔点的含In哉Bi的金属膜借助使用微扩展器或依靠光刻法来提供的。这种涂料或低熔点金属由激光或红外辐射所加热熔化，以填充该熔的金属到该划分间隙或高阻抗部分并实现短路。此外，使电流集中在高阻部分，从而升高该高阻部分的温度，以获得类似于上述对金属加热的所获效果。

现在描述方法B-3。

根据本方法，装置的一个横行或一个纵列经历行电赋能，而一个加到供电部分的电压是以这样的方式受控，即，所加的电流或电压，对于排列在一维或在梯状形式的一个简单矩阵中的每一个器件的电赋能的所有器件而言，将是恒定提供的。考虑到已有技术问题，即加至外部端子以进行电赋能的电压的波动性，通过控制加至供电部分的电压，同时检测出在经历行电赋能的一横行(或一纵列)中哪一个器件电赋能已完成，来实现行的电赋能。这样使得有可能对于所有的装置保持恒定的电赋能条件。

在二维简单矩阵排列中，供电部分是在一横行或一纵列的末端，当在该横行(或纵列)两端的电赋能器件经历行电赋能时，加到供电部分的电压应当被减小。对靠近中心部分电赋能器件，加到供电部分的电压应当调大。进一步，在供电部分是在一横行(或纵列)的两端的情况中，当电赋能装置是在该横行(或纵列)的两端并且是在靠近经历电赋能的横行(或纵列)的中心时，加到供电部分的电压应当变小。当电赋能器件是在靠近距两端向内四分之一的位置时，加到供电部分的电压应被增大。进一步，在正对将经历行电赋能的一横行(或纵列)的一横行(或纵列)的一端(或两端)被接地的情况下，如果将进行行电赋能的横行(或纵列)是靠近该接地端的话，加到该供电部分的电压应被变小。如果上面提到的横行(或纵列)是远离该接地端的话，所加电压应被加大。

考虑到装置被排列在一维梯子形结构中的情况，如果供电部分被置于该梯子形行的一端的一个位置，而接地位置被置于另一端的话，则当电赋能在供电端附近的器件时，加至供电部分的电压被减小。当电赋能靠近接地端的器件时，加至供电部分的电压增大。如果供电部分和接地部分置于该梯子形行同侧的一端时，则当靠近两端进行器件的电赋能时加至借电部分的电压减小，而当在该梯子形行中心附近进行器件的电赋能时，加至供电部分的电压增大。如果供电部分和接地部分被置于一梯形行两端的每一位置上，则当在两端附近进行器件电赋能以及在靠近中心位进行器件的电赋能时，加到借电部分的电压变小。当在靠近距两端四分之一的位置进行器件的电赋能时，加到供电部分的电压增大。

更具体地说，例如对一简单矩阵中地址为(k,n)处的一个器件进行器件的电赋能时，依据下面的等式加到该供电部分一个V0(k,n)的电压就足够了。

V0(k,n)=C′^*〔1+K^*r_y/R+n^*(N-n+1)^*r_x/R〕 (23)

(其中C′为常数)以对于公式(1)的电压分布作补偿并达到一个恒定电压。其中C′确定实验最佳值。进一步，为检测到已经进行过电赋能装置的地址，测量在供电部分和接地部分之间的阻抗就足以了。可以利用一个或多个具有固定脉冲高度的组电赋能脉冲、并将其电压低于该电赋能脉冲的电压的一个脉冲插入到几个组之间的方法来进行阻抗的测量。脉冲应用的一个例子见图23。其中T1是1μs～10ms等级，T2是10μs～100ms等级，而N表示1～1000个脉冲，和V是在0.1V的等级。

如果组的数目(阻抗测量之数目)是个很小的值，电赋能控制的程序则是简单的，且用于电赋能整个行的时间将会被缩短。另一方面，如果组的数目是一个较大的值，在器件之间的电赋能条件方面的变化可被保持为小量。

应注意，加入电赋能脉冲以及检测器件地址的方法并不局限于上述情形，只要固定条件被采用，器件地址的检测可被放弃。

参考图2A和25A、B，首先以最简单矩阵设计来描述采用了上述的一个电子源结构的图象形成装置用于显示或类似目标。图24是表示该图象形成装置的基本结构图，而图25A和25B表示荧光膜。

示于图24中的是一个电子源基片111，在其上按上述的方法构造电子发射装置；固定基片111的后板241；具有荧光膜244及在玻璃基片243的内表面上形成的金属支撑243的前板246；和一个支撑结构242。后板241、支撑架242、以及前板246都首先被覆以玻璃之类物，再放置于大气或氮气环境中以400-500℃烤烧不少于10分钟，以实现密封并构成一容箱248。

在图24中，数字247对应图1的电子发射部分。数字112、113表示连接到该表面传导电发射器件的器件电极对的x方向引线及y方向引线。如果器件电极和引线是以完全一样的材料制作，这种情况中接到器件电极的引线也被称作器件电极。

如上所述，玻壳248是由面板246、支撑架246及后板241构造而成。然而，由于后板的提供主要是用于增强基片111的作用，因而若基片111本身有足够的强度的话，它就可以略去。支撑架242可以直接焊在基片111上，从而使玻壳248可由前板246、支撑架242及基片111构成。

图25A和25B示出了荧光膜244。如果器件只是用于单色，该荧光膜244就只含荧光物。然而在用于彩色的荧光膜的情况，该荧光膜包含一黑的导电材料251，称为黑条纹或黑矩阵，以及荧光物292。提供这种黑条纹或黑矩阵的目的是借助于增黑在荧光物252之间的涂敷部分以使得金属支撑及类似物不那么显眼，它是为表现一彩色显示所必须的三基色的荧光物，并且还抑制了由在该荧光膜244处的外部光的反射能引起的对比度的下降。至于构成这种黑条纹的材料，可利用其主要成分是石墨的物质。然而，这并不对本发明构成限制，任何材料，只要具备导电性而只允许极少穿行或对光反射的材料均可采用。

至于以荧光物涂敷玻璃基片243的方法，不论是单色还是彩色显示，沉淀和印制的方法均可行。

荧光膜244的内侧通常有金属敷层245。该金属敷层245的目的是通过反射指向面板一侧的内表面的荧光发射的一部分来提高亮度，作用如一个电极，用以施加一个到电子束的加速电压，并防止荧光物受到在玻壳内产生的负离子爆炸引起的破坏。这种金属敷层是在荧光膜形成之后再施行平滑处理(通称作“成膜”)于荧光膜的内表面，随之再真空淀积以铝(Al)而构成的。

为改善荧光膜244的传导性，在有的情况中，其前板246带有透明电极(未示出)，在该膜244外表面侧。

在实施上述操作时，要求执行很好的对位，因为在彩色显示的情况下，各色的彩色荧光物和电子发射装置必须是相互对应。

通过一个抽空管道(未示出)将容箱248抽真空到1.333×10^-5帕的程度，随之密封。也存在有采用吸收剂处理的情况，以保持密封后的真空状态。正是这种将吸收剂放置在该玻壳248的预定位置(未示出)的吸收剂的处理，由于它受到诸如阻性加热或恰在封密之前或之后的高频加热的加法方法的加热，从而使这种吸收剂形成真空沉淀膜。这种吸收剂的主要成分有Ba等。举例来说，由于这种真空沉淀膜的吸收作用，可保持有1.333×10^-3～1.333×10^-5帕这样的真空量级。

在以如上描述的本发明的图象显示装置中，通过外接端D_ox1～D_oxm,D_oy1～D_oyn,将电压加到每一个电子发射装置。通过高压接端HV将大于若干Kv的高压加到金属敷层245或透明电极(未示出)，以加速电子束。这种电子辅射荧光膜244，从而激活荧光物呈光的发射，以显示图象。应当注意，该玻壳的外部电极D_ox1～D_oxm和D_oy1～D_oym分别接到D_x1～D_xm和D_y1～D_yn。

上述的部件是为构成使用在显示或类似装置中的最佳图象形成装置所需要的。该装置的某些特定部件，例如构成各种组件的材料，并不受限于上面的描述。可以正确地选择材料和部件以使之适合于一个图象显示装置应用。

现参考图21描述具有上述梯子形设计的电子源的图象形成装置。

图21是装有多个以梯子形排列电子源一个图象形成装置的平面结构。与在先描述的简单矩阵排列的图象形成装置的不同在于，栅电极被提供在电子源(基片S)和面板之间。由相同组件构成的两个装置的其它方面相同，并以同一方式设置。

栅电极GR(或称之为受控电极)提供在基板S和面板FP之间。该栅极可调制由表面传导电发射器件所发射的电子束。例如，图21的栅极带有圆孔Gh，每孔对应一个器件，以便将电子束发射到垂直于该梯子状排列的器件之横行而安装的条状电极。栅极形状及其所放置的位置无需和图21所示一样。此外，在某些情形中有若干个发射孔而形成筛状的开孔。而且，栅极可以提供在表面传导电子发射器件的边缘或接近边缘的位置。

电子源的电极及栅极与在该真空玻壳外部控制电路相连接。

在本发明图象形成装置中，一幅图象的一行的图象调制信号，以同步于装置横行的连续驱动(扫描)的方式，同时地加到栅极的一横行，一个时刻一个横行，从而利用每一电子束控制荧光物的辐射，且在一个时刻显示一个图象的一行。

用于执行显示操作的电路最佳实例，其中按上述方法所生成的显示平板用作一个图形装置，将被描述如下。

图22的方框图示出了一个图象形成装置，其构成采用的电子源中有多个电子辐射装置被安置在采用本发明之方法所生成的简单矩阵形式中。图象形成装置用作驱动电路以展示基于NTSC电视信号的电视显视。在图22中，数字221表示一个显示平面，222是扫描电路，223是控制电路，224是移位寄存器，225是行存储器，226是同步信号分离电路，而227是调制信号产生器。此外，Vx和Va表示DC电压源。

每一个部件的功能将按顺序描述。首先，显示平板经过接端D_x1-D_xm、接端D_y1-D_yn以及一个高压接端Hv接到外部电路。用于连续驱动的扫描信号(在一时刻有一横行，(N个装置))、安装在显示平板内部的多个电子束源、以m横行和n纵列的矩阵连线形式的称之为组的表面传导电子发射器件组被接到接端D_x1-D_xm。用于控制由扫描信号所选横行中的表面传导电子束发射器件的各个器件的输出电子束的调制信号被加到接端D_y1-D_yn。一个DC电压，例如10KV，从DC电压源Va送到高压接端Hv。该DC电压是一个加速电压，用于将足够的能量施加给由表面传导电发射器件提供的电子束，以激活荧光物。

现来描述扫描电路222。

扫描电路222内部有M个开关装置(图22中的S1至Sm表示)。每一个开关装置或选择DC电源的输出电压Vx或是选择Ov(地电平)，并将所选电压电连接到显示平板221的接端D_x1至D_xm之相应的一个。虽然开关装置S1至Sm是以控制电路223输出的控制信号Tscan为基础进行操作，但在实际中有可能方便地实现这种转换装置，例如通过组合诸如FETS的转换装置。

在本实施例中，根据表面传导电子发射器件的特性(电子发射门限电压)，该DC供电Vx已经确定，以便输出这样的一个恒定电压，即该电压加至一个当前没有扫描的器件将落压该电子发射门限电压以下。

以从外部输入的图象信号为基础，控制电路起223到协调每一部件的作用，以呈现一个合适的显示。以来自下面将述及的同步信号分离电路226的同步信号Tsync为基础，控制电路223产生控制信号Tscan、Tsft和Tmry，送到每一个部件。

同步信号分离电路226从外输入的NTSC电视信号中分离出一个同步信号成分和一个亮度信号成分。如果采用频率分离电路(滤波器)，如公知的那样，电路226可被容易地构成。尽管象已知的那样，由同步分离电路226分离的同步信号包括一个垂直同步信号和一个水平同步信号，但在此为了简单起见，这些信号都由信号Tsync所表示。为简单起见，从前述的电视信号分离出的图象亮度信号成分以DATA信号表示。该信号被加到移位寄存器224。

移位寄存器224用于将以时间的顺序串行输入的DATA信号转换成图象的每一行的并行信号。该移位寄存器224是按照来自控制电路103的控制信号Tsft而操作的。(即该控制信号Tsft可称为该移位寄存器224的移位时钟)。图象之一行的串/并转换数据(对应于电子发射装置N个数目的驱动数据)被从该移位寄存器224输出，作为N个并行的信号ID₁-ID_n。

行存储器105是一个存储装置，只将图象数据以一行存储一所需求的时间间隔n根据来自控制电路223的控制信号Tmry，行存储器105相应地存储ID₁-ID_n的内容。所存储的内容被作为输出I′_D1-I′_Dn而送到调制信号产生器227。

该调制信号产生器227是一个信号源，用于根据图象数据I′_D1-I′_DN的单独内容调制表面传导电子发射器件的每一个的驱动信号。调制信号产生器227的输出信号经接端D_y1-D_yn被加到在显示板221内部的表面传导电子发射器件。

如再次描述的那样，本发明的电子发射器件具有涉及到发射电流Ie的下列基本特征，如上所述，具体地说，该电子发射具有一清晰定义的门限电压Vth，而且只是当大于该门限电压Vth的电压被加入时才产生电子发射。

进一步说，只要是电压大于电子发射的门限电压，该发射电流还根据该装置所加电压的变化而改变。还存在这样的情况，即其中的电子发射门限电压Vth的值和涉及到所加电压的发射电流的变化程度是由改变该电子发射器件的材料、结构及其制作方法而被改变的。在任何情况中，都可有把握得到下面结论：

具体地说，在一个脉冲化的电压加到一个装置的情况中，既使有一个低于电子发射门限值的电压加入，也不会有电子发射出现。然而，在一个大于电子发射门限值的电压被加入的情况中，就有电子束输出。首先，有可能通过改变脉冲波形的峰值Vm来控制输出电子束的强度。其次，有可能通过改变脉冲宽度Pw来控制输出电子束的电荷总量。

因此，一个电压调制方法和一个脉冲宽度调制方法可被称之为以与输入信号相一致的调制电子发射装置的方法。为实行电压调制，用作调制信号产生器227的电路采用电压调制的方法，根据这种方法，产生固定宽度的电压脉冲，但脉冲的峰值被以与输入数据相一致地适当地调制。

为了实现脉宽调制，用作调制信号发生器227的电路采用了一种脉宽调制方法，根据这种方法，产生出固定峰值的脉冲，但是电压脉冲的宽度被以与输入数据相一致地适当地调制。

借助上述的一系列操作的优点，利用显示板221表现出电视显示。尽管没有特别涉及，移位寄存器224和行存储器225可以是数字式或模拟式的。重要的是，图象信号并/串的转换以及至转换信号的存储是以一预定速度进行。在采用数字方案的情况中，有必要将同步信号分离电路226的输出数据DATA转换成数字信号。如果在同步信号分离电路226的输出提供有一个A/D转换器，则无疑是很容易实现这种转换的。而且，根据行存储器225是数字的还是模拟的，用作调制信号产生器227的电路无疑会稍有不同。就是说，在数字信号的情况下，如果调制是采用电压调制方法，一种公知的D/A转换电路可被用在调制信号产生器中。如果必要，一个放大器或类似的电路可被采用。在其调制是采用脉宽调制方法的场合，调制信号产生器227如果是以高速振荡器、用于计数振荡器输出波形数的计数器、用于将计数器输出值与上述存储器输出值进行比较的比较器相组合而制成的话，这对于本专业技术人员是容易的。如果必要的话，可以用一个放大器来电压放大来自比较器的脉宽调制的信号，成为表面传导电子发射器件的驱动电压。

在模拟信号的情况下，如果调制是采用电压调制的方法，一个采用公知的诸如运算放大器的放大器电路可被用在调制信号产生器227中。如果必要，还可以利用电平移位之类的电路。在调制是以脉宽调制方法实现的场合，可以采用公知的压控振荡器(VCO)。如果必要，也可以利用一个放大器电路用以电压放大该脉宽调制的信号成为表面传导电子发射器件的驱动电压。

现在来详细介绍本发明的实例。〔例1〕

本例是一个电子源的实例，其中有若干个根据方法A-1制造的、排列成简单矩阵形式的表面传导电发射器件。

图26是一个表示电子源部分的平面图。图27是沿图26中的A-A′线的一个断面图。在图26和27中，相同的部件以相同的标号表示。其中数码261表示一个基片，262表示与图24中Dx相对应的x方向的接线(称为“低”接线)，263表示与图24中Dy相对应的y方向的接线(称为“高”接线)。数码264表示包括有一个电子发射部分的薄膜。数字272、273表示器件电极，274表示层间的绝缘层，275是一个用于与装置电极272和较低接线262进行接触的接触孔。

现参考图28A-28H的步骤详细介绍其制造方法。

〔步骤a〕

具有厚度为50的Cr和厚度为6000的Au被真空沉积的方法顺序地形成在基片261上，利用溅射在一个净化钠钙玻璃板上形成达到0.5m厚度的氧化硅膜。随后，光刻胶(AZ1370，由日本Hoechst公司制造)由一旋机转动地加入并随即被烘干。光掩膜图象随之被曝光并被显像，以构成较低接线262阻性图案。沉淀的Au/Cr膜再被进行湿式腐蚀，以形成所希望形状的较低接线262。

〔步骤b〕

随后，利用RF溅射沉积成具有0.1μm厚度氧化硅层间绝缘层274。

〔步骤c〕

在由步骤6中沉积的硅氧化膜中产生出用于形成接触孔275的光刻胶图案，并利用该光刻胶图案作为掩膜将该层间绝缘层蚀刻掉，以构成接触孔275。例如，过去的蚀刻方法是采用CF₄和H₂气的RIE(反应离子蚀刻)。

〔步骤d〕

随后，为获得器件电极272、273和一个在器件电极之间的间隙L1，利用光刻胶(RD-2000N-41，由日立Kasei K.K.制造)形成一个图案，随后利用真空沉积分别将Ti和Ni顺序地沉积50和1000的厚度。利用有机溶剂除去光刻胶图案并留下Ni/Ti的沉积膜，以形成其间有间隙L1的装置电极272和273。此处的间隙是2μm而端子电极W1的宽度W1是220μm。

〔步骤e〕

在装置电极272、273上形成上部电极263的光刻胶之后，Ti和Au分别地真空沉积到50和5000的厚度。通过进行剩留选择方式将不必要的部分除去。以形成所期的上层接线形状。

〔步骤f〕

图29是局部平面图，表示薄膜271的一个掩膜，用于依照本方法形成每一个表面传导电子发射器件的电子发射部分。该掩膜具有在器件电极间的间隙L1和邻近的开口。借助于使用该掩膜，具有膜厚1000的Cr膜由真空沉积而成并对之进行成形。有机Pd(CCP4230，由Okuno Seiyaku K.K制造)由一旋机旋动加到该Cr薄膜，随后在300℃条件下实施10分钟的加热及烧结处理。由此形成用于电赋能该电子发射器件的薄膜包括精细的微粒，其基本机制是具有厚度为100的Pd。表皮电子值是5×10⁴Ω。如前所述，该精细微粒的膜由众多精细微粒的聚合而成。至于其精细结构，该精细微粒不受限于单独分布的微粒；该膜可以是这样一个膜，即其中的精细微粒是相互邻近或覆盖(即被排列成小岛状)。精细微粒的直径是指在上述状态中微粒形状可被识别的那些精细微粒。

〔步骤g〕

用于形成电子发射部分的Cr膜276和烧结的薄膜277用酸蚀刻剂进行湿式蚀刻，以形成所期图案。

〔步骤h〕

这样的图案将向形成接触孔之外的部分施加光刻胶，之后利用真空沉积分别将厚度是50和5000的Ti和Au顺序被沉积。通过移去的方法，除掉不需要部分的光刻胶，而接触孔275被保留为充满态。

因此，通过进行前述的处理，在同一绝缘基片261上形成较低线262、层间绝缘层274、较高线263、装置电极272和273以及用于形成电子发射部分的薄膜277。上面提到的基片称作一个电子源基片，它未被电赋能。

随后，来介绍详细的例子，其中采用了不受电赋能处理的电子源基片，一个由执行依照本发明的电赋能处理而构造的电子源。

图30是描述本实施例的图，示出了电连接的情况，其中的电赋能是加到一组表面传导电子发射器件的一部分，这些器件是连接成上述的简单矩阵的形式。为方便起见，只有6×6个表面传导电子发射器件被示出被连接成简单矩阵的形式。然而根据本实施例，是一个300×200的矩阵。

为了在描述中区分不同的表面传导电子发射器件，在图30中，以(x,y)的坐标表示，形式为D(1,1),D(1,2)…D(6,6)。

而且，在图30中以D_x1、D_x2…D_x6和D_y1、D_y2…D_y6表示简单矩阵连线中的分别的引线。经端子P，这些接线将矩阵与外部电连接。

此外，VE表示具有产生用于电赋能这些表面传导电子发射器件所需电压的能力的电压源。

图30示出了用于同时地电赋能300个器件，即D(1,3)、D(2,3)、D(3,3)、D(4,3)、D(5,3)、D(6,3)…D(300,3)的电压应用方法。如图30所示，地电平，即0V，接到引线D_x3。来自电压源Vform的一个例如6V的电压加到除D_x3引线之外的X方向引线，即D_x1,D_x2,D_x4,D_x5,D_x6…D_x200。同时，来自电压源Vform的电压加到接线D_y1、D_y2、D_y4、D_y5、D_y6…D_y300。

结果是，电压源Vform的输出电压加到器件D(1,3)、D(2,3)、D(3,3)、D(4,3)、D(5,3)、D(6,3)……,D(300,3)上，这些器件是在多个矩阵连接的器件中选择出来的。因此，这300个器件被以平行方式电赋能。

至于除上述300个器件以外的器件，一个实际相等的电位(电压源VE的输出电位)加到每一器件的两端。以使跨在每一器件上的电压大约为0V。实际上，这意味着这些器件不进行电赋能。包含电子发射材料的薄膜不受损耗且不被破坏。

如此构成的含精细微粒的电子发射部分，其基本成分是处在扩散态的Pd(钯)。该粒子的平均粒子直径是30。

每一器件之电阻大约是1KΩ，较低引线的每个器件的电阻(在X方向)大约是0.03Ω，而较低引线的每个器件的电阻(与y方向)大约是0.1Ω。

如前所述，在供电部分处在一侧的场合，有如下形式的公式

(12)：

(Nx^*Nx-8N_x)^*r_x=2628,〔N_y ^*N_y-8N_y)^*r_y=3840，

因此，尽管器件数目大，该器件在x方向上应当被进行电赋能。

为了确知由前述方法构成的若干个平面形表面传导电子发射器件的特性，其电子发射特征由图9的测量装置所测量。

至于测量条件，在阳极和表面传导电子发射器件间的距离是4mm，阳极电位置为1KV，在真空玻壳内的真空度在电子发射特性的测量时被设置为1.333×10^-4帕。

在本实施例中，典型的表面传导电子发射器件的发射电流Ie从8V的器件电压开始急剧上升。在14V的器件电压时，器件电流If是2.2mA，则发射电流Ie是1.1μA。电子发射效率=Ie/If％为0.05％。

根据本实施例，对于全部器件若在电子发射效率中的变化少于7％，则表明获得了实际上为均匀的特性。

〔例2〕

要介绍的此例中的图象形成装置由使用根据例1的构造的电子源基片构成，它将不受到电赋能处理。这将参考图24、图25A和25B介绍。

通过排列300×200个器件而获得的电子源基片111不受前面提到的电赋能处理，这些器件被固定在后板241上，随后，该面板246(含荧光膜244图象形成部件及在玻璃板基片243的内表面上的金属敷层245)经过支撑架放置在高出电子源基片111 5mm的位置，并且，面板246、支撑架242、和后板241的结合点先涂以半熔玻璃，然后再在400℃的大气中烧结10分钟以实现密封。电子源基片111对后板的固定也是利用半熔玻璃实现的。

如果装置是单色使用，荧光膜只含荧光物。然而在本实施例中，该荧光膜244是通过事先形成黑条纹(如图25)而构成的，并且在条纹之间施加了各种彩色荧光物的涂覆。至于构成黑条纹的材料，所用物质主要部分是石墨。悬涂方法被用来将荧光物涂覆在玻璃基片244上。

金属敷膜246提供在荧光膜245的内侧，它是在荧光膜构成之后对其荧光膜内表面作一个平滑处理再将Al用真空沉积方法进行沉积而形成的。为改善荧光膜245的传导性，在某些情况中其前板带有在该膜245外表面一侧的透明电极。然而在本实施例中，由于单用该金属敷膜246就获得了满意的传导性，故该电极未采用。当执行上述密封操作时，因为在彩色显示的情况中须将彩色荧光物和表面传导电子发射器件相对应，故要进行很好的定位。

按上述构成的玻壳内环境由一个真空泵经一抽空管(未示出)进行抽真空。在1.333×10^-3帕数量级的真空度达到之后，按照例1之方式将电压经过外部端子D_oX1-D_oXm,D_oy1-D_oyn加到装置电极上，从而上述的电化处理(电赋能处理)，以形成电子发射部分并构成表面传导电子发射器件。

随后，抽空管(未示出)在1.333×10^-4帕真空度时由一气燃器加热，从而通过将其熔化而将玻壳密封。

最后，进行吸收剂处理以保持密封后的真空。具体地说，Ba消气剂，它被放在图象形成装置中的预定位置(未示出)，在密封处理后以高频加热方法被加热，从而形成一个真空沉积膜。

在如上述完成的本发明图象形成装置中，扫描信号和调制信号由信号产生装置(未示出)经外端子D_ox1-D_oxm,D_oy1-D_oyn加到表面传导发射器件的每一个，从而发射电子。经高压端子Hv将大于几千伏的高压加到金属敷层245上，从而加速电子速。从而电子引起对荧光膜244的轰击，从而激活荧光物成发射态，以显示图象。

在根据这一例的图象形成装置中，已证实其器件特性是均匀的，且在显示图象的亮度方面均匀性有了大的改进，因为若干个表面传导电子发射器件被接线成简单矩阵的形式可以被均匀地形成。

在实际中，备有两个如上述方法构成的显示装置。在一个装置中，供电部分只提供在一侧，且行电赋能是在X方向上实行。在另一装置中，供电部分只提供在一侧，且行电赋能是在Y方向上实行。一恒定电压加到每一个象素，5Kv被加到高压端子Hv且进行亮度测量。虽然在X方向上的电赋能导致的亮度不规则性小于7％，在Y方向上的电赋能导致的亮度不规则性是15％。换句话说，应当懂得，应当实行的行电赋能的方向可在电赋能之前而被决定。

(例3)

下面描述的是以例2相同的方式使用按照本发明的方法A-1构造的一种图象形成装置。然而，在本实例中，各装置的数量、布线和厚度的形状都与例2中的不同。利用已描述的公式构造一个电子源基板，其中N_x=50,r_x=0.3Ω,N_y=50,r_y=0.1Ω,R=1KΩ。此外，该图象形成装置具有这样一种结构，其中电流能够以X和Y方向从布线的两端馈入。

当电源部分提供在每一导线的两侧情况下，具有如上面描述的下式：

(N_x ^*N_x-24N_x)*r_x=39,(N_y*N_y-24N_y)*r_y=18即，可以理解表面导体电子发射装置在Y方向应该经受电赋能处理。

如例2中所示，对经受两种方法(即x方向的行电赋能方法和y方向的行电赋能方法)电赋能处理的两个面板进行比较。可以发现，亮度不均匀性前者为12％，而后者小于6％。很清楚，在y方向执行电赋能处理具有较小的亮度不均匀性。换句话说，执行行电赋能的方向应该能够在电赋能之前被确定是很清楚的。

(例4)

现对执行根据本发明的方法A-1电赋能处理的处理装置进行描述。

图31示出了一个形成处理装置的电路设计的例子。图31中的数字311表示一个电子源基板，它不经受电赋能处理。是通过对m×n个经类似于例1的处理而构造的表面传导电子发射器件按一简单矩阵的形式布线获得的。数字312表示一个开关器件矩阵，313表示一个电赋能脉冲发生器，而314表示一个控制电路。

电子源基板311经端子D_x1-D_xn,D_y1-D_ym电连接到外部电路。端子D_x1-D_xn与开关器件矩阵312连接，而端子D_y1-D_ym连接到电赋能脉冲发生器313的输出端。

开关器件矩阵312内部具有n个开关器件S₁-S_n。各开关器件用于把端子D_x1-D_xn的各个端子连接到电赋能脉冲发生器313的输出或连接到地电平。

每个开关器件按照由控制电路314产生的控制信号SC1操作。

定时脉冲发生器313按照由控制电路314产生的控制信号SC2输出电压脉冲。如上所述，控制电路314是一个用于控制各开关器件操作和控制电赋能脉冲发生器313操作的电路。

各种部件的功能如上所述，现在将对整个操作进行讨论。

首先，在电赋能之前，开关器件矩阵312的所有开关器件响应控制电路314的控制被连接到地电平侧。而且电赋能脉冲发生器313的输出电压也被保持在地电平0V。

随后，为了选择器件行中的一行并使它们经受电赋能处理，如与图30有关的描述，控制电路314以这样一种方式产生控制信号SC1。即除了那些与经受电赋能处理的行连接的开关器件外，开关器件矩阵312中的所有开关器件都将被连接到电赋能脉冲发生器313的一侧。(在图31所示的实例中，除去S3的所有开关器件都连接到电赋能脉冲发生器313的一侧)。

接着，控制电路314向电赋能脉冲发生器313发送控制信号SC2信号，响应该信号，发生器313产生适于电赋能的电压脉冲。

如果所选器件的行的电赋能完成，控制电路314产生控制信号SC2，它使得电赋能脉冲发生器313停止脉冲发生并使得输出电压变为0V。此外，控制电路314产生控制信号SC1，以便包含在开关器件矩阵313的所有开关器件都将被连接到地电平一侧。

借助于上述的操作过程的优点实现了任意选择的器件的行的电赋能。通过利用类似的过程使器件的其它行电赋能，有可能均匀地使以简单矩阵形式在其上布线有m×n个表面传导电子发射器件的基板上的所有器件电赋能。

在本实例中，电赋能处理是使用具有100×100个器件的一简单矩阵基板通过向所选器件提供如图8所示种类的电压波形脉冲来执行的。此外，在本实例中，脉冲宽度I1为1毫秒脉冲间隔T2为10毫秒，矩形波的峰值(在电赋能时刻的峰压)为5V，并且在大约1.333×10^-4帕的真空下电赋能持续60毫秒。

当利用图9的测量装置测量在一构造的电子源中的一典型器件时，人们会发现发射电流Ie从8V电压开始器件电压急剧增加。进一步，在14V的器件电压下，器件电流If为2.4mA，发射电流Ie是1.0μA。电子发射效率η=Ie/If(％)为0.04％。

当出现裂变形式的变化时，将得不到上述各器件之间电子发射效率的一致性。然而，按照本发明的电赋能装置，实际提供给每一器件的电压中的变化在电赋能被执行的瞬间变行很小，并且作为器件特性，各器件间电子发射效率中的变化被保持低于10％。

(例5)

下面将描述一个特殊的例子，其中以上述的装置A-2为基础、利用与例1中构造一样的一个电子源在板执行电赋能处理来产生一个电子源，所述的电子源基板不经受电赋能处理。

图18是一个描述本实施例的图，它示出了当电赋能被施加给按上面描述方式以一简单矩阵形式布线的一组表面传导电子发射器件的一部分时的电连接。

按照图18的设计，电赋能是通过把一电赋能电源(一个V1或V2的电势)连接到行布线(D_x1-m)和列布线(D_y1-m)来执行。此时，电势V1被提供给整个行导线中的K条导线电势V2提供到m-K条行导线；电势V2被提供给整个列导线中的L条导线，并且电势V1被提供给余下的n-L个列导线。结果，全部表面传导电子发射器件中的K×L+(m-K)×(n-L)个器件被选取。一个实际为V2-V1的电压(本实施例中为6V)被提供给所选取的表面传导电子发射器件，以执行电赋能。

就除了上述所选器件以外的器件来说，一个基本等相的电势被施加在这些器件的两端的电极上，以便跨越每一器件的电压近似为0V。自然，这意味着这些器件没经受电赋能。此外，用于向电子发射部分电赋能的薄膜不会老化和被损坏。

此外通过使与列布线(或行布线)连接的电势V1和V2互换，以类似的方式对先前没被送取的剩下的表面传导电子发射器件执行电赋能。

为了明确按上述过程构造的表面传导电子发射器件的数量的特性，m,n设定为100,K和L设定为50，利用图9的测量装置对电子发射特性进行测量。

就测量条件来说，使阳极和表面传导电子发射器件之间的距离为4mm、阳极的电势为1KV，在电子发射特性测量的时刻抽真空容器内的真空度被设置在1.333×10^-4帕,如上述实例中的一样。结果，电子发射效率η=Ie/If(％)为0.04％。此外，对于所有器件来说，获得了基本一致的特性。例如，电子发射效率η中的变化总体上小于8％。

(例6)

现在将参考图24对通过实施与图5一样的电赋能处理构造的图象形成装置进行描述。

虽然构造的安排和方法与早先描述的例2的类似，但这里，未经受电赋能处理的图象形成装置是利用以一简单矩阵形式在其上布线有100×100个器件的一块电子源基板，即与图5中构造的基板一样的基板构造成的。

以上描述实现的玻璃管壳内的环境经排气管(未示出)被排除。在获得大约1.333×10^-3帕真空度之后，按照例5的情况一个电压经外部端子D_ox1-D_oxm,D_oy1-D_oyn被加在器件电极的两端，由此施加上述的充电处理(电赋能处理)，以使电子发射器件电赋能并构造表面传导电子发射器件。

随后，在大约1.333×10^-4帕真空度下，利用一个煤气喷烧器对排气管(未示出)加热，从而通过使其熔化将壳体封闭。

最后，进行吸收剂处理，以便保持封闭后的真空度。

在上述实现的本发明的图象形成装置中，通过信号产生装置(未示出)，扫描信号和调制信号经外部端子D_ox1-D_oxm,D_oy1-D_oyn提供给每一表面传导电子发射器件，从而电子能够被发射出去。通过高电压端Hv提供有一个高电压，以显示图象。

在根据本实例构造的图象形成装置表明，由于以一简单矩阵形式布线的多个表面传导电子发射器件能够被统一形成，所以器件特性是一致的，并且所显示图象的亮度不均匀性小于8％。

(例7)

下面将描述的是使用按照例1构造的未经受电赋能处理的电子源基板，通过按照基于本发明的装置A-2的另一种方法执行电赋能处理构造的一种电子源。

图33说明当对于以一简单矩阵形式布线的未经受电赋能处理的一组640×400个表面传导电子发射器件中的一半执行电赋能时的电连接。

在图33中，D_x1,D_x2,…,D_x400和D_y1,D_y2,…,D_y640代表简单矩形布线的各自导线。此外，V1,V2表示用于产生电赋能脉冲的电源。

图33说明了在以黑色表示的器件经受有选择的电赋能的情况下一种电压施加的方法。具体地说，V1是地电位，V2是电势Vform。一个近似于V2-V1的电压(即Vform)加在黑色器件的两端，而大约0V施加在白色器件上。结果，黑色器件经受有选择的电赋能，而白色器件保持不变。

图34示出了利用上述方法执行电赋能处理的一种电路设计，数字341表示通过以一简单矩阵形式布线640×400个未经受电赋能处理的表面传导电子发射器件获得的一电子源基板。数字342代表一开关器件，343代表一电赋能脉冲发生器，而344代表一个控制电路。

行导线(D_x1,D_x2,…,D_x400)当中，奇数组被连接到地电位，而偶数组被连接到电赋能脉冲发生器343的输出端。列导线(D_y1,D_y2,…,D_y640)当中，奇数组被连接到地电位或电赋能脉冲发生器的输出端，而偶数组被连接到电赋能脉冲发生器的输出端或地电位。然而，并不是所有的列导线都同时被连接到电赋能脉冲发生器。

开关器件342响应来自控制电路344的一个信号转换列导线的连接。电赋能脉冲发生器343根据由控制电路344产生的一信号输出电赋能脉冲。

首先，在电赋能开始之前，所有导线都保持在地电位。随后，控制电路344发送一信号给开关器件342，以便把列导线的奇数组连接到电赋能脉冲发生器343的输出端，并把该列导线的偶数组连接到地电位。控制电路344然后发送一个信号给电赋能脉冲发生器343，以便执行电赋能。电赋能脉冲被施加给所选的表面传导电子发射器件。此时，提供给作为在行方向640个表面传导电子发射器件中一半的320个器件的一个电赋能电流流入每个行导线，而提供给200个器件的电流流入每个列导线。

当所有被选器件的电赋能完成时，开关器件342被转换，把奇数列导线连接到地电位，并把偶数列导线连接到电赋能脉冲发生器343的输出端，从而剩余的器件被选取，以便可以以一种类似方法施加电赋能脉冲和执行电赋能。

在本实施中，具有图8所示种类的一种电压波形被提供给所选的器件，并根据上述的过程执行电赋能。此外，在本实例中，脉冲宽度T1为1毫秒，脉冲间隔T2为10毫秒，矩形波的峰值(在电赋能时刻的峰值电压)为5V，并且在大约1.333×10^-4帕真空下电赋能执行60毫秒。

在本实例中，由于在电赋能时刻流入每一导线的电流引起的温度上升可以被消除，并且无论如何不会对布线或基板产生损害。此外，如图33所示，由于多个矩阵布线的表面传导电子发射器件以交错方式构成，所示不会产生温度不均匀性，并且能够以很好的方式执行电赋能。

结果，正如例5一样，电子发射特征的测量表明，电子发射效率η=Ie/If(％)为0.05％。此外，对于所有器件获得了基本一致的特性。例如，电子发射效率η中的变化总的小于13％。

另外，在电赋能处理之前，对于采用类似于例6构造设计的图象形成装置来说，也能够在通过根据本例的方法实施电赋能处理构成的图象形成装置中统一地形成的一简单矩阵形式布线的多个表面传导电子发射器件。结果，证实了器件特性是一致的，并且显示图象的亮度不均匀性小于13％。

(例8)

例1至例7涉及了一种通过布线从外部端子馈送电流以便把一电赋能电压仅提供给某些器件的方法。然而，在本实例中，由上述方法B-1使用除布线以外的电连接装置将电流馈送给各器件。

在本例中使用的方法能够以上述的梯状布置或简单的矩阵布置来实施，而与布线排列的方式无关。

首先，构造一电子源的过程将参考图65进行描述，其中表面传导电子发射器件以梯子状排列连接。

通过在一基板651上真空沉积形成一个具有1000A厚度的镍薄膜，基板651是由在一块纯净蓝色玻璃板上通过溅射形成达0.5μm厚的一个二氧化硅膜获得的。然后通过光刻形成元件电极655,656。

利用一具有内部器件电极间隙L1和一在间隙L1附近的开口的掩膜(图29)，通过真空沉积的方式沉积一个具有1000厚度的铬膜，并通过光刻使其经受布线图案成形处理。然后通过一个旋涂器将有机钯(由Okuno Seiyaku K.K.生产的CCP4230)旋涂到铬薄膜上，这以后，在300℃下实施10分钟的加热和烘烤处理。

对其上的铬膜和薄膜(该薄膜的主要成份是镍)进行蚀刻以形成所需的图案。这样就形成了一个薄膜652，它作为电赋能发射部分包括有细微的钯颗业。宽度W2被做成300μm。

图35是一个描述以多行布置的多电子源，以及作为本发明特征的利用电赋能电连接装置充电的视图。数字351表示一个表面传导电子发射器件，1000个这样的器件以并行排列。数字352表示一个镍电极，它作为把电流通向每一器件的共用接线。针状铜端子353作为在共用接线252的多个部位实现电连接的端子。铜制成的块状接线354与铜端子353和一电赋能电源电连接。上述铜端子这样布置从而连接成每三个表面传导电子发射器件一组共332组。铜端子与共用接线352粘合接触，并且一个对器件的电赋能所需的电压从电赋能电源提供给公共接线352，以便形成变为各电子发射部分的缝隙。

块状铜接线354的截面做得大于1mm²，以便在各器件之间块状铜接线354的电阻不到共用接线352的电阻的1/1000。

如果在缝隙形成中产生一种变化(它是如前所述现有技术中存在的问题)，则不能获得器件之间在电子发射效率方面的一致性。然而，当利用本发明的电赋能装置提供电赋能电压时，在与铜端子(图35中的353)接触部分的电压变化被保持在小于0.001V，作为各器件的实际特性，各器件之间电子发射效率的变化被保持小于5％。

(例9)

这里将描述这样一个例子，其中图象形成装置是使用通过与例8相同的过程构造的未经受电赋能处理的电子源基片构成的。将参考图21和60进行描述。

首先，在氮环境下按例8中相同的方式执行使用电连接装置的电赋能处理，并且基片被固定在后板上。

图21示出了一个按梯形排列装备多个电子源的图象形成装置的平板结构。在图21中，VC表示玻璃制作的真空玻壳，它的一部分FP是在前面一侧上的一个面板。ITO制作的透明电极(例如)在面板FP的内表面形成，并且这些透明电极按镶嵌图案或条纹图案被涂上红、绿和蓝荧光物质。为了不致使附图变得复杂，在图21中透明电极和荧光物质共同用PH表示。

在每种彩色荧光物质之间可以设置有CRT领域中公知的一个“黑”矩阵或黑色条纹，以便在荧光物质上形成一个公知的金属底层。上述的透明电极经一端子EV与真空壳体的外侧连接，以便能够施加电子束加速电压。在本例中，施加的是4KV的高电压。

后面板S是多电子束源的基片，并被固定在真空外壳VC的底部。表面传导电子发射器件以上述的方式形成和排列在该基片上。在本例中，提供有200个器件行。在每一行中并联布线有200个器件。每一器件行的两个接线电极被交替连接到在面板各侧面提供的电极端子D_p1-D_p200和D_m1-D_m200。这样，能够从玻壳的外侧施加电驱动信号。

进一步，在后面板S和面板FP中间设置有条纹形状的栅极GR。栅极GR是与各器件行(即在Y方向)垂直设置的200个独立的电极。每个栅极带有一个开口Gh，通过该开口Gh电子束被发射出来。开口Gh是圆的，并且每一个都与表面传导电子发射器件中的一个相对应。然而在某些情况下，多数开口是以网状形式提供。栅极通过电极端子G1-G200与壳体的外侧电连接。只要这些栅极能够调制由表面传导电子发射器件发射的电子束，它们在其被放置的位置上的形状不必必须如图21所示。例如，栅极可以被调置在表面传导电子发射器件的周围或靠近周围的地方。

在这样的显示面板中，由表面传导电子发射器件的器件行和栅极构造成一个200×200 XY矩阵。因此通过与器件行的连续逐行驱动(扫描)同步，同时把用于图象中一行的调制信号提供给一栅极行，从而用每个电子束对荧光物质的发光进行控制以便逐行显示图象。

图53是一个说明用于驱动图21的显示面板的电路的方框图。图53中所示是图21的显示板，以数字600表示，一个用于对从外侧进入的复合图象信号解码的解码电路601，一个串/并转换电路602，一个行存贮器603，一个调制信号发生电路604，一个定时控制电路605和一个扫描信号发生电路606。显示面板600的各电极端子与各个电路连接。端子EV被连接到高电压源HV，它产生10KV的加速电压，端子G1-G200被连接到调制信号发生电路604，端子D_p1-D_p200被连接到扫描信号发生电路606，而端子D_m1-D_m200连接到地。

现在将描述这些部件的功能。解码电路601用于对复合图象信号诸如由外端进入的NTSC电视信号进行解码。该解码电路601把复合图像信号分离成亮度信号分量和同步信号分量，输出前者给串/并转换电路602作为数据信号Data，输出后者给定时控制电路605作为同步信号Tsync。特别地，解码电路601把R,G,B彩色分量中每一个的亮度排列的与显示面板600的彩色象素排列相一致，并连续输出这一结果给串/并转换电路602。另外，该解码电路601提取一个垂直同步信号和一个水平同步信号，并输出这些信号给定时控制电路605。由于使用了同步信号Tsync作为参考，定时控制电路605产生各种控制信号，以调整每一分量的操作时间。换句话说，定时控制电路605输出定时控制信号Tsp、Tmry、Tmod和Tscan分别给串/并转换电路602，行存贮器603，调制信号发生电路604和扫描信号发生电路606。

串/并转换电路602根据从定时控制电路605输入的定时信号Tsp对从解码电路601输入的亮度信号Data进行连续取样，并输出该结果成为200个并行信号I₁-I₂₀₀给行存贮器603。定时控制电路605在图象的一行数据由串行变为并行数据的瞬时输出写定时控制信号Tmry给行存贮器605。一旦接收到该信号Tmry，行存贮器存贮信号I₁-I₂₀₀的内容，并把其作为I′₁-I′₂₀₀输出给调制信号发生电路604。然而，I′₁-I′₂₀₀被保持在行贮存器603中直到下一个写定时信号Tmry输入为止。

根据由行存贮器输入的图象的一行的亮度数据，调制信号发生电路604产生一个调制信号，它被提供给显示面板600的栅极。特别地，调制信号发生电路604与由定时控制电路605产生的定时控制信号Tmod一致地同时把调制信号施加到端子G1-G200。调制信号采用了根据图象的亮度数据改变电压强度的电压调制方法。然而，采用根据亮度数据调制电压脉冲宽度的脉宽调制方法是可能的。

扫描信号发生电路606产生适合驱动组成显示面板600的表面传导电子发射器件的器件行的电压脉冲。该扫描信号发生电路606中的一个开关电路根据由定时控制电路605产生的定时控制信号进行转换，从而或者选择一个合适的驱动电压VE〔V〕，或者选择地电位(即，0V)，并把所选的电位提供给端子D_p1-D_p200。所述VE〔V〕是由一恒压源DV产生的并超过了表面传导电子发射器件的一个阈值。

根据上述的电路，驱动信号以一特定定时施加给显示面板600。即，幅度为VE〔V〕的电压脉冲在图象的每一行的显示时刻按所提及的顺序被连续地提供给端子D_p1,D_p2,D_p3。另一方面，在所有时刻。0V地电位被连接到端子D_m1-D_m200。因此，利用电压脉冲从第一行开始，各器件被连续地驱动。被驱动的器件发射电子束。

另外，与上述的同步、调制信号发生电路604同时施加图象的一行的调制信号给端子G₁-G₂₀₀。调制信号与扫描信号的转换同步被连续地转换，以显示图象的一幕。通过连续地重复这种操作显示一个活动的电视画面是可能的。

在根据本例构造的图象形成装置中，同样证明由于以并联梯子形状布线的多个表面传导电子发射器件能够一致形成，所以器件特性是一致的，并且所显示图象的亮度不均匀性小于5％。

(例10)

按照本例，构成图8中所述电连接装置的多个针状铜端子被横向连接形成一个联合体。

图36是为描述本例说明一个电连接部分的视图。数字361表示一个表面传导电子发射器件，362为布线，363为实现电连接的接触端。如例8一样，后者由铜构成。如从图36将会知道的，在例8中为针状的接触端这里被横向连接形成一个刀刃状。结果，因为它们由块状金属连接，所以出现在电连接端子之间的电阻基本为零。此外，各端子之间的接线电阻变得可忽略不计。过意味着有可能更进一步减小在充电过程执行的时候施加给各器件的电赋能电压中的变化。在与例8中所使用的一样的电子源基片采用上述电连接装置经受电赋能的情况下，在电赋能时施加给每一器件的电压中的变化在例8中为0.001V。然而在本例中，这种变化小于0.0001V。结果，证实了作为实际器件的特性，各器件之间电子发射效率(0.05％)中的变化被保持在小于5％。另外，当图象形成装置以例9中相同的方式形成时，证实了由于多个表面传导电子发射器件能够被一致地形成，所以器件特性是一致的，并且被显示图象的亮度不均匀性小于5％。

(例11)

例8和10涉及由以一横行排列的表面传导电子发射器件组成的多电子源的电赋能。在本例中描述了这样一种情况，其中前面所述的方法B-1被应用在多电子源中，在所述多电子源中，以一简单矩阵的形式二维布线有100×100个器件。

将参考图37A、37B、37C对一过程进行描述，其中布线设计和构成电子源的表面传导电子发射器件以与例1中提及的相同方式来形成，并且通过把电接触装置连接到一个其上排列有多个表面传导电子发射器件的电子源基片来执行电赋能。

如图37C所示，电连接装置377、378(称作探针的针状连接部分)以交错方式按两行排列。探针以每个器件一组的比率与器件连接，并且各自探针经低阻导线3710、3711连接到表面传导电子发射器件的两端的附近，它们在某一行中被连接以便电势V1、V2将能量施加给各器件。每个探针都是由钨做的弹性针，当其被压下施加有几十克负荷时，它的接触电阻小于0.1Ω。为了更进一步减小接触电阻，在本例中，每一弹性针的针尖和由该探针接触的布线上的一个部位373被敷有一层低电阻金属，在本例中为铝。结果，接触电阻被做得小于0.01Ω。

这些探针与一个产生电赋能脉冲的电源连接。该电赋能脉冲具有图8中所示的波形，其中T1设定为1毫秒，T2为10毫秒，而峰值电压为4V。一旦一行的电赋能完成，与探针连接的行就被更换。这一过程被重复以连续地执行电赋能直到所有的表面传导电子发射器件都被电赋能为止。

一旦利用本发明的电赋能装置施加了一个电赋能电压，则会发现，在弹性针的各接触部位电压中的变化被保持小于0.01V。并且各器件之间电子发射效率中的变化被保持小于5％，如同一个器件的特性。

在本例中，一组探针一个表面传导电子发射器件被连接。然而，当考虑布线电阻和器件电阻时，即使一组探针同时与几个器件相连接也能够获得相同效果。

此外，在本例中，探针是与布线表面的暴露部分相接触。然而，在布线表面不露出的情况下，例如当其被一绝缘层盖住时，通过构造一个在探针接触部位其绝缘层已被去掉的基片并以本例相同的方式执行电赋能，就能够获得同样的效果。

(例12)

现在将参考图24描述一利用电子源基片构造的图象形成装置的例子，其中该电子源基片按照例11构造，未经受电赋能处理。

首先，在空气或氮气环境中执行类似于例11的电赋能处理，基片被固定在后面板241上。

之后，通过与例2中的类似的布置和方法构造一个图象形成装置。在图象形成装置中这些被完成后，由信号发生装置(未示出)提供的扫描信号和调制信号通过外部端子D_x1-D_xm,D_y1-D_yn提供给每个表面传导电子发射器件，并且经高电压端子HV提供有一个5KV的高电压以显示图象。

在按照本例构造的图象形成装置中，同样证实由于以简单矩阵形状布线的多个表面传导电子发射器件能够一致地形成，所以器件特性是一致的，并且所显示图象的亮度不均匀性小于5％。

(例13)

本例同样涉及其中方法B-1被应用到电子源中的情况，在该电子源中表面传导电子发射器件以一简单矩阵的形式排列。这是一种其中仅为行或仅为列设置有电连接装置的方法。将参考图38描述其中布线安排以及电子源基片被按与例1所述相同的方式电赋能，和通过把电流注入端子连接到电子源基片执行电赋能的过程，所述电子源基片在还未经受电赋能之前装备有多个器件。

在例8中，在阳极和阴极侧通过两组电连接装置使表面传导电子发射器件带电。然而，在本例中，如在例1中的一样利用一水平行的选择装置执行电赋能。更具体地说，一被选行(图38中的行DxL)的公共接线端被接地，类似于例8中的电连接装置被连接到每一被选器件所连接的接线的部位上，并且这个装置也被接地。另外，每一列导线(图38中的D_y1-D_yn)的接线和除去D_xL行的行接线被连接到具有一电势Vf的电赋能电源上。因为电压Vf以相同并联电阻按并联方式被施加到每一单独器件的阳极侧，所以该电赋能电压中的变化能被充分地消除，即使本发明的电连接装置被设置在接地侧。通过不断地改变所选择的行，所有的器件都能被电赋能。

一旦按照上述方法对电子源基片施加电赋能处理，其中m,n每个被定为1000，则会证实在弹性针的接触部位电压中的变化被保持小于0.01V，并且，作为实际器件的特性，各器件间的电子发射效率(0.05％)中的变化被保持小于5％。

另外，对于以与例12中所述相同方式使用根据本例构造的电子源基片构造的图象形成装置来说，以一简单矩阵形式布线的多个表面传导电子发射器件能够被一致地形成。结果，证实了器件特性是一致的并且所显示图象的亮度不均匀性小于5％。

在本例中虽然按1∶1的比率为每一所选器件设置了电连接装置，但即使在电连接装置的连接点为一个点的情况下，对所施加电压中的变化加以改进也是可能的。例如，被构造器件之间电子发射效率中的变化能够保持在小于10％，即使是在通过使图38中行导线DxL的两端接地并仅使电接触装置与该导线的中央部位连接来执行电赋能的情况下。

(例14)

本例涉及一种安排，其中作为例8中所述电连接装置的铜端子的最后部位装备有一具有高热容量的部位，以包含一个加热/冷却装置。

图39是用于描述本例的视图，图40是描述该装置总特征的一个方框图。数字391表示一个玻璃基片，392表示构成通过类似于例8中的过程构造的表面传导电子发射器件的细微颗粒的膜。电极间隙L1为20μm，在一行中形成有1000个器件。数字393表示一个镍电极图案，用于使电流共同通过多个表面传导电子发射器件，数字394表示一个针状铜端子，它作为施加电赋能电压的电接触端子。这里为每三个器件设置了332组铜端子。

395表示用电气和热的方法连接到铜端子394的一个块状导体。在这里使用了横截面为5mm×20mm的一个铜条。396表示用作加热/冷即设备的一个珀尔帖(Peltier)器件，而397是一个铜条，其横截面为20mm×20mm，用作高热容量的导体。401表示一个热辐射器，402表示一个检测器(在这里使用一个热耦)，用于检测块状导体395的温度，403表示一个温度控制器，用于驱动加热/冷却设备，而404是一个赋能电源。

在上述装置中，铜端子394接触焊接到该公共接线393，而赋能器件所需的电压从该赋能电源404加到该公共接线393以形成变为电子发射部分的缝隙。

在这时，器件之间的铜条395的电阻变为小于公共接线393的电阻的1/1000，其结果是加到设备的赋能电压的变化以在例8中所叙述的相同方法消失了。

而且，由于铜条的热容量比公共接线393的热容量大得非常多，所以在公共接线和铜端子之间的连接部分的温度始终保持恒定。既使器件由赋能引起的焦耳热量加热，由热电耦402进行监视和珀尔帖器件396由温度控制器403控制对铜条395冷却，因此在基本上恒定的温度下保持多个电子源是可能的。此外，由于电极温度始终保持很低而在器件之间不变化，所以微粒子的薄膜392的温度分布图变得陡峭，并且得到一个峰值。因此，出现热击穿的区域变窄而器件之间的这个区域的相对位置变得恒定。因此，缝隙的位置和形状的变化保持很小。

在使用本例的赋能设备将赋能电压加到与例8相似的电子源基片的情况下，在铜端子394的接触部分的电压变化保持在小于0.01V，而每个器件的温度变化也保持在小于1℃。尽管电极间的间隙L1被加宽到20μm，但是端子之间的电极发射效率的变化保持在小于实际器件特性的5％。

而且，使用根据本例子制作的电子源基片以例12中叙述的相同方法制作图象形成装置时，许多表面传导电子发射器件可均匀地形成。结果，证实了器件的特性是一致的，而且所显示的图象的亮度不规则小于5％。

(例15)

本例涉及用于实际地实现方法B-1的一个设备。

一个电子源基片装备了电气连接装置，在该电子源基片上以例1的相同方法形成接线装置和表面传导电子发射器件，对该表面传导电子发射器件还未施加电赋能处理，其中在一条线上提供多个电气连接装置，器件在该条线上排列为一行。电赋能是使用这个装置进行的。对于一个水平行有300个器件，电赋能可由上述设备进行。但是，如在本例子中，在垂直方向排列200行这种器件，如果每次一行重复这个操作时，该过程需要太多的时间。这在批量生产上是不方便的。因此，准备了多个上述的电赋能机构，这些是平行地安排的并且同时驱动以缩短处理时间。图41是表示该设备的透视图，其中411表示一个多电子源，其器件以简单的矩阵阵列的形式排列，412是一个电赋能机构，其中三个上述电气连接装置平行排列，413是一个温度控制器，而414是一个赋能电源。虽然图41的装置有三个电气连接装置，但是数量可根据基片的面积和赋能电源允许的电流容量适当地选择。电气连接装置的数量越多，该过程所要求的时间缩短得越多。

在进行例12所叙述的电赋能操作时，每个表面传导电子发射器件的电子发射效率的变化保持在小于5％，而与每次一行重复进行电赋能的情况相比，在三分之一时间中进行电赋能。

虽然图41表示了有三个电气连接装置的安排，而数量可根据多个电子源上的面积和赋能电源允许的电流容量适当地选择，电气连接装置的数量越多，该过程要求的时间缩短越多。

例8至15涉及排列为一行的一个多电子源或以简单的矩阵形式二维地排列的一个多电子源。但是，使用电气连接装置的本发明的充电方法对于其它普通接线型式可以类似的方法使用。

(例16)

现在叙述基于本发明的方法B-2的例子。

通过类似于上面叙述的例1的步骤(a)-(e)的过程制作一个简单的接线矩阵型式。但是，如图42中所示的，行接线部件有间隙423。

利用高阻抗接线424连接间隙423的过程将对照图43A-43D进行叙述。

图43A是沿图42的线A-A′的截面视图。接着，使用溅射方法把镍铬合金真空喷镀到厚度约2000埃，图案形成由平板印刷术进行，而在间隙423上提供高阻抗部分424(见图43B)。接着，使用微配置器在间隙部分423的一侧涂敷金-银涂料428(图43C)。图44以简化形式表示相关的电路图。为了简化起见，本例的电子源包括6×6器件。但是，根据本例的实际电子源包括1000×1000器件。X方向的行D_x1-D_x1000的每条线在10个相等间隔位置(即每100个器件)上提供高阻抗部分(分隔部分)。

然后，通过类似于例1中的步骤(f)-(h)的过程制作电子源基片，该电子源基片还未进行电赋能处理。

接着，位于相对高阻抗部分靠近电源部分一侧的器件，即器件D(1,1)-D(1,6)和D(2,1)-D(2,6)被一个器件一个器件地赋能。这时，加电压的方法如图44所示。该图表示电压被加到D_x1和D_y1的状态，以便进行器件D(1,1)的电赋能。所加的电压具有类似于前面叙述的例8的脉冲波形。因此，在电赋能电压为5V时，作为一个例子，在电赋能处理是行赋能时，这时的电流是流通的电流值的四分之一。

这之后从基片的下侧加上激光光源来提高在R(1,1)-R(1,6)的镍铬薄膜424的温度并熔化涂料428。429表示熔化的涂料部分(见图43D)。对于其它间隙部分通过重复相同的过程，在图44中所示的在X方向每行上R(1,1)-R(1,6)的分隔部分由低电阻导体连接。此后，对于下一个区域即在D(3,1)-D(3,6),D(4,1)-D(4,6)的器件以相同的方法进行电赋能处理。这是重复的使所有器件经受电赋能处理。因此，得到了具有以图46所示的那类简单矩阵的形式安排的表面传导电子发射器件482的电子源。

因此产生的电子源具有由上述设备测量的其电子发射特性的电子源。电子发射效率的变化η=Ie/If(％)为0.05％。该效率的变化小于整个底板的7％。

在这个例子中，叙述了一个情况，电赋能是在由高阻抗部分划分的区域中逐个器件地进行的。但是，在该区域中选择一行并进行行赋能是可能的，如例1中那样。在这种情况下，电子发射效率的变化保持在对整个基片来讲小于5％。

(例17)

现在对照图24叙述使用根据例16制作的电子源基片构成的一个图象形成装置的例子，该电子源基片未经过电赋能处理。

首先，在空气中或在氮气环境中进行类似于例16的电赋能处理，而该基片被固定在靠近板241，以制作图象形成装置。

在这样完成的图象形成装置中，由信号产生装置(未画出)将扫描信号和调制信号通过外部端子D_x1-D_xm,D_y1-D_yn加到每个表面传导电子发射器件，而通过高压端子Hv加上5Kv的高压以便显示图象。

根据本例子制作的图象形成装置中，证实器件特性是一致的，而显示的图象的亮度不规则小于3％，因为以简单的矩阵形式接线的很多表面传导电子发射器件可以一致地形成。

在上面叙述的例子中，通过进行电赋能处理然后将基片固定在后板制作图象形成装置。但是，如在前例中即使使用未经过电赋能处理的电子源基片，然后通过外部端子D_x1-D_xm,D_y1-D_yn馈送电流进行电赋能和通过该后板使用激光光源加热使得从高阻抗部分变为低电阻部分来构成图象形成装置，该器件特性的变化保持到小于5％。

(例18)

图47是根据应用方法B-2的另一个例子的一个电子源的平面视图。

在这个例子中，如图47中所示的，表面传导电子发射器件以梯子形一维地接线，该接线的一部分有间隙。制作具有间隙的接线的过程将根据例16叙述。

因此，电赋能处理和在实现电赋能处理之后的连接间隙491的过程将对照图47和图48,49A,49B进行叙述。

图20B是表示与间隙的完整接线的一个简单电路图。为了简化起见，在显示板中象素的数量为6×6，而每两个器件被分开。但是，这里所用的电子源包括1000行，每行中1000个器件进行接线，该接线在10个相等的间隔位置(每100个器件)被分开。

图49A表示该间隙的截面。与例6相同的探针512进行连接以探测图49B中的连接点，赋能电源513被接上和同时地对一行上的器件进行电赋能处理。加电压的方法示于图49。

每个形成电压为5V，这时每个衬块(100器件)的电源约3.0A。这相当于接线未被分开情况的电流的十分之一。

其次，如图48B中所示，间隙491是每个位置使用三条金线492通过焊接连接，每条金线直径为30μm，因此做成了多个电子源基片。

根据本发明的基本概念，如上所述，器件的结构、材料和制造方法无需限制。因此，划分的大小可以依赖于每个器件形成电流决定。

在每个象素的器件特性以与例16相同的方法实际测量时，证明电子发射效率η=Ie/If(％)平均为0.05％。而且，对于整个板来讲其变化保持在小于6％。

在使用这个例子的电赋能处理方法以与例9相同的方法形成的图象形成装置中，已证实器件特性是一致的，而且显示的图象的亮度不规则小于6％，因为许多以一个简单的矩阵形式接线的表面传导电子发射器件可以是均匀地形成的。

(例19)

现在叙述另一个例子，其中方法B-3应用于制作具有以简单矩阵形式接线的表面传导电子发射器件的电子源。

虽然过程类似于例1的过程，一个电子源基片被制作，在该电子源基片上还未经过电赋能处理的表面传导电子发射器件以简单矩阵的形式接线。在这个例子中，具有以100×100阵列接线的器件的一个简单矩阵安排被制作。在电赋能之前的状态，每个器件的电阻约1KΩ，而且每个器件的上接线和下接线的电阻约为0.01Ω。因此准备了这样制作的两个电子源基片，并通过下面叙述的两种不同的方法进行电赋能。

电赋能方法1：

首先，对照图55叙述本发明的电赋能方法。一个外部扫描电路632和一个电压源633相接，用于以这样的方法控制连接：以上面叙述的方法完成的连接到电子源基片的上接线631的连接端D_oy1-D_oyk变成连续形式的电源部分635(在图55中Doyk是电源部分)。连接到下接线的连接端D_ox1-D_oxN接地。流过电流部分的电流可由电流监视电路634进行监视。其安排是这样的：经受电赋能处理的一行的阻抗可进行检测。

图54中所示的电赋能波形被加上，以进行电赋能。在这里T1,T2和N分别设定为1毫秒、10毫秒和10。块数为10。当对K行和m块进行电赋能时，加到电流源部分Doyk的电压(峰值)为：

V0(k,m)=8.5×〔1+K/10000+0.05m-0.001m×m〕；m=1～10。

在应用图54的N个形成脉冲之后，通过加上小于所加的电压V0(k,m)的一个电压Vi来测量阻抗。进行阻抗测量不影响未经过电赋能的器件。在测量的阻抗小于在它判定经受电赋能的k行和m块已经形成时的经常出现的阻抗时，则判定经受电赋能的器件还没有完成电赋能，并且产生附加的形成脉冲(图54B)。

电赋能方法2：(作为比较的例子)

一个电路通过类似于电赋能方法1的安排连接到以上述方法准备的另一个电子源基片。但是，在这个方法中，电流监视电路不工作，而行电赋能是使用图18的赋能波形进行的，T1设定为1毫秒，T2为10毫秒，并且恒定地加上具有峰值电压9.3V的电压。

在如上面叙述完成的(根据电赋能方法1和2)多个表面传导电子发射器件电子源中，通过端子D_x1-D_xm,D_y1-D_ym，以与例16相同的方法测量每个表面传导电子发射器件的器件特性。对于电赋能方法1，电子发射效率η=Ie/If(％)为0.1％。对于整个板其变化小于5％。另一方面，对于形成方法2，电子发射效率η=Ie/If(％)为0.05％。对于整个板其变化大于10％。

在本例中通过阻抗的测量进行地址检测。根据接线的电位分布检测地址的方法将对照图51A和51B叙述。

由于在电赋能之前和之后每个器件的阻抗的变化，在电赋能结束时该器件附近的接线的电位经受大的变化(见图51B)。已经过电赋能的器件的地址也可通过检测这个变化即将探针脚531接到接线并检测该接线电位分布的变化进行检测。

(例20)

现在对照图24叙述使用根据例5制作的电子源基片构成的图象形成装置的例子，该电子源基片未进行电赋能处理。

未进行上述电赋能处理的电子源基片111被固定到后板241，在此之后前板246经过支撑架242放置在电子源基片上面。前板246、支撑架242和后板241的接点涂敷熔结玻璃，然后在大气中或在氮环境中在400℃烘烤不少于15分钟以进行密封。电子源基片111固定到后板241也是使用熔结玻璃实现的。

按上述完成的玻璃壳内的环境是使用真空泵通过排气管抽出的。得到真空度大于1333×10^-3帕后，根据例19的范围通过外部端子D_x1-D_xm,D_y1-D_yn将一个电压加在器件的电极上，因而根据与例19相同的两个方法加上上述的充电处理(电赋能处理)以形成电子发射部分和制作表面传导电子发射器件。

其次，在1.333×10^-4帕数量级的真空中用气体燃烧器加热排气管(未示出)，因而通过熔化它密封该玻璃壳。

最后，应用吸气处理以便在密封后保持真空。

在按上述完成的本发明的图象形成装置中，扫描信号和调制信号由信号发生装置(未示出)通过外部端子D_x1-D_xm,D_y1-D_yn加到每个表面传导电子发射器件，通过高电压端子Hv加上6Kv的高压就显示出图象。

当测量所有象素的亮度时，得到了图50中所示的结果。特别是，如例19所示的本发明的电赋能方法1，已发现在整个板上不规则亮度非常小。相反地，对于电赋能方法2，已发现在屏幕的三个边缘亮度是高的，而在屏幕的中部亮度非常低。换句话说，通过控制加到基于每个器件的地址的电源部分的电压值，亮度的不规则被减少到小于5％而且可得到高质量的图象形成设备。

(例21)

其次，对照图21叙述使用上述方法B-3以梯子形排列形式制作的一个电子源构成的一个图象形成装置。还未经受电赋能的表面传导电子发射器件制作在绝缘的基片21上。制作过程与例8相同，而且表面传导电子发射器件(电赋能之前)的尺寸也与例8中的相同。一行的器件数是200，而且在一个地点在该行的两端提供接地部分。其等效电路如图16E所示。

这样制作的电子源基片使用图52中所示的由赋能波形进行电赋能。这个脉冲组的峰值一般从8V增加，达到最大值9V，然后逐渐减少并且回到8V。这个过程重复两次。T1设定为1毫秒，T2设定为10毫秒，两次重复的整个过程约为5秒。这里所使用的电压值是从种种考虑的条件中最合适的选择。因此，电子发射效率的变化小于7％，而且得到了每个器件的电子发射特性的高度一致。在这个例子中，进行了很好的行电赋能而不必检测已经受电赋能的器件的地址。

在上述的例1至21中，说明了上述几种方法A-1,A-2,B-1,B-2和B-3可以组合起来。但是，不是所说的那些的组合也是可能的。

在上述例子中，在器件电极上加上三角脉冲进行电赋能处理。但是，加在该器件电极上的波形不限于三角波；可以使用任何希望的波形如方波，而且其峰值、脉宽和脉冲间隔不限于上述值。只要电子发射部分是以合适的方法进行电赋能，就可以选择希望的值。

在梯子形表面传导发射器件用作表面传导电子发射器件的情况下，在上述例子中得到类似的结果。

此外，本发明的应用不限于表面传导电子发射器件。本发明可用在要求电赋能的其它器件中，如MIM中。

因此，根据上面所叙述的本发明，提供具有排列在一个基片上的多个电子发射器件的一个电子源、一个图象形成装置和制造它们的方法。在对多个电子发射器件的电子发射部分进行电赋能的电赋能过程中，(A)以这样的方法提供一个外部电流馈给机构：电压只加到在希望部分的器件组上而不加到其它的器件组，因此不是同时地对在该基片上的所有电子发射器件进行电赋能，而是连续地将器件分为多个组，(B)提供一个机构，以便在一个希望部分的一个器件组进行电赋能时，每个器在基本上相同的电压或基本上相同的功率进行电赋能，而且电赋能是以连续方式进行的。因此得到以下效果：

(1)在电赋能期间不出现由于静电引起的破裂，其结果获得较高的生产量。

(2)在电赋能期间不出现电压和电流转移到表面传导电子发射器件上，而且由于在接线中的电位降引起的电赋能电压或功率分散的减少已降低了。因此，制作一个电子源是可能的，其中电子发射特性的分散减少了。

(3)由于上述(2)的结果，获得具有小的亮度不规则的图象形成装置是可能的，因此使它能够显示高质量的图象。

(4)对于可连接到接线的一条线上的器件数量的限制减轻了，这样使它能够获得在大区域显示高质量图象的图象形成装置。

(5)不必使用相当贵的材料如金或银以便减少接线电阻。在选择材料方面有更大的自由度，而且可使用较便宜的材料。

(6)不必为了减少接线电阻而形成厚的接线。因此，制造过程即电赋能和电极的图案形成所要求的时间缩短了，而且可能减少所要求设备的成本。

在不脱离本发明的精神和范围情况下，可做出本发明的许多明显地大大不同的实施例，应该懂得，除了在所附的权利要求书中规定的之外，本发明不限于其特定的实施例。

Claims

1．一种制造电子源的方法，该电子源具有多个表面传导电子发射器件，每个表面传导电子发射器件具有一个通过向一个导电膜施加电流而形成的电子发射部分，多个表面传导电子发射器件按照矩阵形式设置在基片上，带有多条行方向接线和列方向接线，该多个表面传导电子发射器件中的每一个与一条行方向接线和一条列方向接线连接；

其特征在于包括以下步骤：

将与矩阵形式的多条行方向接线和列方向接线连接的多个导电膜分为多个组；以及

以每个组为单位，经过多条行方向接线或列方向接线中的某些接线向多个组中的每一个施加电流，形成表面传导电子发射器件的电子发射部分。

2．根据权利要求1的方法，其特征在于所述施加电流的步骤是对多个组中的每一组按相继方式进行的。

3．根据权利要求1的方法，其特征在于所述多个组中的每一组包括与行方向接线和列方向接线连接的多个导电膜，并且相继经过每条行方向接线或列方向接线向导电膜施加电流。

4．根据权利要求2的方法，其特征在于在所述加电步骤中，向行方向接线或者列方向接线中的某些接线施加电位V2，向所述行方向接线和列方向接线中的其他接线施加不同于电位V2的电位V1。

5．根据权利要求3的方法，其特征在于所述电流是从与所述行方向接线或列方向接线的一端连接的电源部分施加的。

6．根据权利要求3的方法，其特征在于所述电流是从与所述行方向接线或列方向接线的两端连接的电源部分施加的。

7．根据权利要求2的方法，其特征在于在所述施加电流的步骤中，向行方向接线或列方向接线中的某些接线施加电位V2，同时向行方向接线和列方向接线中的其他接线施加不同于电位V2的电位V1，在所述经过行方向接线施加电位V2和经过列方向接线施加电位V2两种方式中，选择在多个导电膜上形成电子发射部分时向每个导电膜施加的电功率的差异较小的那种方式。

8．根据权利要求4或7的方法，其特征在于在所述加电步骤中，电位V2是在满足

(N_x×N_x-aN_x)×r_x≤(N_y×N_y-aN_y)×r_y时，向行方向接线施加的，并且在满足

(N_x×N_x-aN_x)×r_x＞(N_y×N_y-aN_y)×r_y时，向列方向接线施加的，其中N_x代表与行方向接线连接的表面传导电子发射器件的数量，N_y代表与列方向接线连接的表面传导电子发射器件的数量，r_x代表行方向接线中每个表面传导电子发射器件的接线电阻，r_y代表列方向接线中每个表面传导电子发射器件的接线电阻，并且在电源部分与所述行方向接线或列方向接线的一端连接的情况下a=8，而在电源部分与所述行方向接线或列方向接线的两端连接的情况下a=24。

9．根据权利要求1的方法，其特征在于矩阵的尺寸是M×N，多个组中的每一组包括多个导电膜，这些膜与行方向接线中的M’条接线连接并且与列方向接线中的N’条接线连接，其中1≤M’＜M且1≤N’＜N，以每个组为单位向多个导电膜施加电流。

10．根据权利要求9的方法，其特征在于在所述加电步骤中，既向行方向接线中的M’条接线施加电位V1也向列方向接线中除了N’条接线之外的其他列方向接线施加电位V1，并且既向列方向接线中的N’条接线施加不同于电位V1的电位V2也向行方向接线中除了M’条接线之外的其他行方向接线施加电位V2。

11．根据权利要求9的方法，其特征在于在所述加电步骤中，电流是从与所述行方向接线或者列方向接线的一端连接的电源部分提供的。

12．根据权利要求9的方法，其特征在于在所述加电步骤中，电流是从与所述行方向接线或者列方向接线的两端连接的电源部分提供的。

13．根据权利要求1的方法，其特征在于在所述分组和加电步骤中，选择多条行方向接线或列方向接线中的至少一条接线，并且经过所选择的接线施加电流。

14．一种制造电子源的方法，该电子源具有多个表面传导电子发射器件，每个表面传导电子发射器件具有一个通过向一个导电膜施加电流而形成的电子发射部分，多个表面传导电子发射器件与基片上的多条接线连接，

其特征在于包括以下步骤：

通过在多条接线中的每一条上形成至少一个高阻抗部分(491)，将与多条接线连接的多个导电膜分为多个组；

以每个组为单位向导电膜施加电流，形成电子发射部分；以及

在形成电子发射部分之后对高阻抗部分进行电气短路。

15．根据权利要求14的方法，其特征在于所述短路是利用低阻抗金属材料(429)通过接线焊接进行的。

16．根据权利要求14的方法，其特征在于所述短路是通过加热并熔化呈现低熔点的金属(429)进行的。

17．根据权利要求14的方法，其特征在于所述高阻抗部分包括一种呈现高电阻的金属。

18．根据权利要求14的方法，其特征在于高阻抗部分包括一个镍铬合金薄膜。

19．根据权利要求14的方法，其特征在于所述高阻抗部分的宽度小于除了高阻抗部分之外的部分的宽度。

20．根据权利要求14的方法，其特征在于所述高阻抗部分的厚度小于除了高阻抗部分之外的部分的厚度。

21．根据权利要求14的方法，其特征在于所述多条接线包括多条行方向接线和列方向接线，并且所述多个表面传导电子发射器件是按照矩阵形式设置的，以便与多条行方向接线和列方向接线连接。

22．根据权利要求14的方法，其特征在于多条接线中的每一条是相互平行地设置的，表面传导电子发射器件中的每一个连接在接线之间。

23．根据权利要求14的方法，其特征在于在高阻抗部分切断接线。