[发明专利]电子发射设备,电子发射装置,图像显示装置和光发射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子发射设备，电子发射装置，电子源，和成像装置。本发明还涉及显示装置，如电视广播显示器，用于可视会议系统的显示器或计算机显示器，并涉及成像装置，它被设计为使用感光滚筒或相似元件的光学打印机。

背景技术

场发射(FE)式电子发射设备正在引起关注，当106V/cm或更高的强电场加到金属上时，这种设备可以从金属表面发射电子，并且它是已知的冷阴极电子源之一。

如果FE式冷电子源投入实际应用，可以实现薄的发射式图像显示装置。这种FE式冷电子源还对降低图像显示器的功耗和重量起作用。

图13显示了垂直FE式冷电子源结构，它由基底131、发射器电极132、绝缘层133、发射器135和阳极136形成。向阳极发射的电子束的形状由137指示，这个结构是施平特式的，其中开口形成在绝缘层133中，并且栅极134提供在阴极132上，具有圆锥形状的发射器135放置在所述开口中。(这种类型的结构由例如C.A.施平特在《具有钼圆锥的薄膜场发射阴极的物理性能》，J.Appl.Phys.47，5248(1976)中揭示。)

图14显示了横向FE结构，它由基底141、发射器电极142、绝缘层143、发射器145和阳极146形成。向阳极发射的电子束的形状由147指示，具有尖锐末端的发射器145和用于从发射器的末端拉出电子的栅极144配置在基底上，并与之平行，并且集电极(阳极)形成在栅极和发射器电极上，远离基底(见USP4,728,851，USP 4,904,895等)。

同样，日本专利申请公开说明书第8-115652号揭示了使用纤维碳的电子发射设备，其中通过在催化金属上执行有机化学复合物气体的热裂解，使纤维碳配置在窄缝中。

在使用上述FE式电子源之一的图像显示设备中，根据电子源与荧光体之间的距离H，阳极电压Va和设备驱动电压Vf，得到具有一定尺寸的电子聚束光点(此后称为束直径)。所述的束直径小于一毫米，并且图像显示装置具有足够高的分辨率。

然而，近些年已经有了一种趋势，需要更高分辨率的图像显示器。

进一步，伴随着显示象素数量的增加，在驱动中，由于电子发射设备的设备电容，导致功耗增加。由此，需要减少设备电容和驱动电压，并且需要提高电子发射设备的效率。

在上述的施平特式的电子源中，栅极压合在基底上，并且具有绝缘层介入其间，使寄生电容产生在大电容与多种发射器之间。而且，驱动电压高达几十到几百伏，并且因为这种特定结构，电容功耗很大，这非常不利。

同样，由于拉出的电子束分散，需要聚焦电极来限制电子束的分散。例如，日本专利申请公开说明书第7-6714号揭示了通过将电子聚焦的电极，来汇聚电子轨道的方法。然而，这种方法具有问题，由于增加了附加的聚焦电极，使其生产过程的复杂性增加，电子发射效率减小等。

在通常的横向FE电子源中，阴极发出的电子束可靠地撞击在相反的栅极上。由此横向FE电子源的结构具有问题，其效率(流经栅极的电流与到达阳极的电流之比)减小，并且阳极上的电子束形状扩散得相当大。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种电子发射装置，其中特定的电容减小，它具有低的驱动电压，并且通过控制发射电子的轨道，能够得到更精细的电子束。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种电子发射装置，包括：

第一电极和第二电极，配置在基底的表面上；

第一加压装置，用于将电势加在第二电极上，所加电势高于加在第一电极上的电势；

电子发射部件，配置在第一电极上；

第三电极，面对基底布置，电子发射部件发出的电子到达第三电极；和

第二加压装置，用于将电势加在第三电极上，所加电势高于加在第一和第二电极的每个上的电势，其中电子发射部件的表面放置在两个平面之间，第一个平面包含第二电极表面，并且基本平行于基底表面；第二个平面包含第三电极表面，并且平行于基底表面。当第二电极与第一电极之间的距离为d；通过第一加压装置加在第二电极与第一电极之间的电势差为V1；第三电极与基底之间的距离为H；并且通过第二加压装置加在第三电极上的电势，与通过第一加压装置加在第一电极上的电势之间的电势差为V2时，那么电场E1＝V1/d在电场E2＝V2/H的1到50倍的范围内。

根据发明的另一方面，提供了一种电子发射装置，包括：

第一电极和第二电极，配置在基底的表面上；