本发明涉及一种根据信息信号形成电子束图形的电子束发生装置的驱动方法，还涉及一种用电子束图形形成图像的成像装置的驱动方法。本发明进一步涉及用上述方法驱动的一种电子束发生装置和一种成像装置。 近年来，人们对采用含有许多绕成矩阵状电子发射器件的电子源的成像装置，特别是使用上述器件的薄平板显示器，一直进行着积极而广泛的研究和开发。图3示意地示出了这种成像装置中电子发射器件的一个例子。
图3所示的成像装置包含许多在衬底上排列成平面的电子发射器件“A”，这是“A”器件根据各自的扫描行被连接到引线电极32a和32b。在衬底31的上方，安置了调制电极33以便形成带有扫描行的XY矩阵并根据信息信号调制每一个“A”器件发射的电子束。调制电极33上有电子束借以通过的窗口34。
图3所示成像装置通常按下述方式驱动。对同一扫描行上的每一个电子发射器件A加一电子发射电压。调制电压（“通”/“断”电压，或电子束的灰度电压）根据图像某一扫描行的信息信号加到调制电极33上。从而就这一行形成一个通过窗口34的发射电子图形。发射电子的图形照射到成像元件35上并在其上形成一行图像。对图像的每一扫描行相继地进行这一过程以形成整个的画面图像。若成像元件35由发光材料制成，则图像由许多发光点36显示出来。
上述的成像装置有一个由高密度排列地电子发射区域组成的电子源，这种成像装置的常规驱动方法有下列缺点，即邻近的电子束的调制电压互相影响使电子束的轨迹偏转并改变在成像元件面上形成的光点的尺寸和形状，从而降低图像的精细度。
图4示出了常规驱动方法的缺点。图4中同一扫描行上三个电子束分别从电子发射区域40a、40b和40c发射出来并被调制电极41a、41b和41c调制。倘若调制极上加有正电压（“通”电压），则电子束从电子发射区域40a、40b和40c照射到相应的发光元件（成像元件）42a、42b和42c上。若电子发射区域彼此很近（高密度排列），则各电子束44在穿过电子束通过窗口43之后，被相邻调制电极引起的力“f”所偏转并发散，从而使每一个发光元件上的光点发生不希望有的展宽。
图5中同一扫描行的三个电子束从电子发射区域50a、50b和50c发射出来并被调制电极51a、51b和51c调制。倘若调制电极51b和51c上加有正电压（“通”电压）而调制电极51a上加有负电压（截止电压），则如图5所示，电子发射区域50b和50c发射出的电子束54在穿过电子通过窗口53之后，各电子束54的轨迹被相邻调制电极51b和51c引起的力“f”所偏转，从而使发光元件52b和52c上形成的光点不对称。
如上例所示，对于采用安置了很多电子发射区域的电子源的成像装置使用常规驱动方法，则每一个扫描行中电子束发射图形的电子束轨迹、光点尺寸及光点形状都发生变化，使难以形成精细、清晰、高对比度的图像。这是一个严重的问题，特别是在彩色成像装置中更为严重。彩色成像装置中的红、蓝、绿发光元件是顺序地排列为成像元件的，由于电子束轨迹、光点尺寸及形状的上述变化引起电子束与不是所需要颜色的发光元件碰撞，使图像的重现性下降、色彩纯度降低且色调不匀，以致无法高密度地安置发光元件。当为了增加到达成像元件的电子数目而提高调制电极电压（“通”电压）时，上述缺点还要严重得多。因此，要充分地增大照射到成像元件上的电子数目并如愿地提高图像的亮度和对比度是不现实的。
本发明的目的是提供一种成像装置和电子束发生装置的驱动方法，以获得高精细度、高清晰度、高对比度的图像。
本发明的另一个目的是提供一种成像装置和电子束发生装置的驱动方法，以获得色调不匀性极低而色彩重现性高的全色图像。
根据本发明的一个方面，提供了一种电子束发生装置的驱动方法，此电子束发生装置具有一个含有很多电子发射器件的电子源以及很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器。这一驱动方法包含：在电子束调制过程中，将一个截止电压加到第一调制器，与其相邻近的第二调制器上加有“通”电压作为信息信号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电子束发生装置，它有一个含有很多电子发射器件的电子源以及很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器。此电子束发生装置用前一节所述的方法来驱动。
根据本发明的又一个方面，提供了一种电子束发生装置的驱动方法，此电子束发生装置有一个含有很多电子发射器件的电子源以及很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器，其驱动方法包含：将信息信号分成很多部分，并在电子束调制过程中相继地将每一部分输入到调制器。
根据本发明的进一步特征，提供了一种电子束发生装置，它有一个含有很多电子发射器件的电子源以及很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器，其驱动方法如前一节所述。
根据本发明的再一个方面，提供了一种电子束发生装置的驱动方法，此电子束发生装置有一个含有很多电子发射器件的电子源以及很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器，其驱动方法包含：将信息信号分成很多部分，并将每一部分以n（n≥1）行调制器的间隔相继“n+1”次输入到调制器，而将截止信号输入到未输入信息信号的其它各行调制器。
根据本发明的进一步特征，提供了一种电子束发生装置，它有一个含有很多电子发射器件的电子源以及很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器，其驱动方法如前一节所述。
根据本发明的进一步特征，提供了一种成像装置的驱动方法，此成像装置有一个含有很多电子发射器件的电子源、很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器以及一个被调制的电子束照射而成像的成像元件，其驱动方法包含：在电子束调制过程中，将截止电压加于第一调制器，与其邻近的第二调制器加有“通”电压作为信息信号。
根据本发明的进一步特征，提供了一种成像装置，它有一个含有很多电子发射器件的电子源、很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器以及一个被调制过的电子束照射而成像的成像元件，其驱动方法如前段所述。
根据本发明的进一步特征，提供了一种成像装置的驱动方法，此成像装置有一个含有很多电子发射器件的电子源、很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器以及一个被调制的电子束照射而成像的成像元件，其驱动方法包含：将信息信号分成很多部分，并在电子束调制过程中相继地将每一部分输入到调制器。
根据本发明的进一步特征，提供了一种成像装置，它有一个含有很多电子发射器件的电子源、很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器以及一个被调制过的电子束照射而成像的成像元件，其驱动方法如前段所述。
根据本发明的又一特征，提供了一种成像装置的驱动方法，此成像装置有一个含有很多电子发射器件的电子源、很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器以及一个由被调制的电子束照射而成像的成像元件，其方法包含：将信息信号分成很多部分，将各部分以n（n≥1）行调制器的间隔分部地相继“n+1”次输入到调制器，并将截止信号输入到未输入信息信号的其它各行调制器。
根据本发明的进一步特征，提供了一种成像装置，它有一个含有很多电子发射器件的电子源、很多根据信息信号对电子源发射的电子束进行调制的调制器以及一个由被调制的电子束照射而成像的成像元件，其驱动方法如前段所述。
附图的简要描述
图1为解释本发明的驱动方法的说明图。
图2为本发明另一种驱动方法的说明图。
图3示意地示出了常规的成像装置。
图4示出了常规驱动方法中的一个问题。
图5也示出了常规驱动方法中的一个问题。
图6示意地示出了本发明成像装置的电子源部分的实施例。
图7示意地给出了本发明成像装置的电子源部分的另一实施例。
图8示意地示出了本发明成像装置的电子源部分的又一实施例。
图9是常规表面传导型电子发射器件的平面示意图。
图10是另一个常规表面传导型电子发射器件的平面示意图。
图11示出了本发明成像装置的结构。
图12是本发明电子源一部分的放大图。
图13是本发明驱动方法的解释图。
图14是本发明另一驱动方法的解释图。
图15是本发明又一驱动方法的解释图。
图16是本发明成像装置的另一种电子源一部分的放大图。
图17是本发明又一驱动方法的解释图。
图18示出了本发明成像装置的成像元件的另一个实施例。
以下结合附图更详细地描述本发明。
图3示出了一种装置的例子，其中排列着各自有着很多电子发射器件A的电子发射器件行（X1、X2、……）和调制电极（Y1、Y2、……），以组成一个具有电子发射器件行的XY矩阵（或以行及列的形式）。使用这一装置，把电子发射电压Vf加到某一行电子发射器件上（X1、X2、……），并根据每行器件的信息信号将电压加到调制电极（Y1、Y2、……）上，从而相应于一行器件的信息信号形成一个电子发射图形。对各行电子发射器件连续进行这一步骤，以形成一个画面图像的电子束发射图形。图像是靠电子束发射图形照射到成像元件35上来形成的。
在本发明的驱动方法中，根据信息信号对调制电极（Y1、Y2、……）加电压，例如，不管信息信号如何均把截止电压加在调制电极（例如Y1和Y3）上，而邻近的调制电极（例如Y2）加有“通”电压。用这种驱动方法，相邻调制电极上的电压不会对加“通”电压而照射到成像元件上的电子束产生有害的影响。
本发明前述驱动方法例子中，信息信号以n（n≥1）行调制电极的间隔分部地相继“n+1”次输入到调制电极，而截止信号输入到未输入信息信号的其它各行调制器。
图1示出了图3中n＝1时的器件驱动方法的例子。在图1中，信息信号分二次分别分别输入到调制电极的奇数行和偶数行，而截止电压输入到未输入信息信号的调制电极。例如，将电子发射所需的电压Vf加到第X2行电子发射器件。对于调制电极（Y1、Y2、Y3、…）的信号输入，（1）首先分别将信息信号输入到第Y2m+1个调制电极（m＝0，1，2，……），而将截止信号输入到第Y2m+2个调制电极;（2）然后分别将信息信号输入到第Y2m+2个调制电极而截止信号输入到第Y2m+1个调制电极。从而相应于第X2行的信息信号形成电子束发射图形。对每一行电子发射器件相继进行上述步骤以形成电子束发射图形。将上述电子束发射图形照射到成像元件上就在其上形成一个画面图像。
图2示出了另一个例子，其中图3器件中的n为2。在图2中，信息信号分三次以二行调制电极为间隔分部地输入。在每一次，截止信号输入到未输入信息信号的调制电极。例如，电子发射所需的电压Vf加到第X2行电子发射器件上。对于调制电极信息信号的输入，（1）首先分别将信息信号输入到第Y3m+1行调制电极而截止信号输入到第Y3m+2和第Y3m+3行调制电极;（2）然后分别将信息信号输入到第Y3m+2行调制电极而截止信号输入到第Y3m+1和第Y3m+3行调制电极;（3）最后分别将信息信号输入到第Y3m+3行调制电极而截止信号输入到第Y3m+1和第Y3m+2行调制电极。从而相应于第X2行电子发射器件的信息信号形成电子束发射图形。上述步骤对每一行电子发射器件相继进行以形成电子束发射图形。将上述电子束发射图形照射到成像元件上就在其上形成一个画面图像。
为了有效地照射电子源发射的电子束图形，成像元件上要加一适当的电压。此电压的大小应根据“通”电压、截止电压和所使用电子发射器件的种类来适当地选取。
前述的信息信号（即调制信号）包括一个“通”信号以及一个截止信号，“通”信号允许电子束以一个大于某值的数量照射到成像元件上;截止信号关断电子束对成像元件的照射。若希望显示器有灰度，则信息信号也包括灰度信号，它使成像元件上的电子束照射量改变。“通”信号和截止信号要根据电子发射器件的种类、加于电子成像元件上的电压等来适当地选择。
用本发明驱动方法驱动的电子束发生装置或成像装置可包含一个安置有红、绿、蓝荧光元件的全色成像元件。
以下描述本装置的调制器及电子发射器件的较佳例，其中本发明的驱动方法得到了适当的运用。
首先描述一下电子发生装置及成像装置所用的一种具体的最佳调制器的例子。
图6示出了一个实施例，其中电子发射器件A和调制电极3都安置在衬底1的相同表面上。图7示出了另一个实施例，其中电子发射器件A安置在绝缘衬底上而调制电极层叠在衬底1的反面。在此实施例中，在引线电极2a、2b以及调制电极之间具有很多电子发射区域的各行电子发射器件被安置成XY矩阵形式。图8示出了一个通常称为简单矩阵的实施例，其中很多电子发射器件安置在矩阵中而且每一个器件都与一个信号引线电极3b和一个扫描引线电极3a相连接。
上述三个实施例的调制器都不象图3所示调制电极那样在电子发射区域和电子通过窗口34之间要求严格的位置对准，因而不会发生由于电子通过窗口的位置偏离电子发射区域所引起的那种发光图像中的亮度不均匀现象。
在使用本发明驱动方法的器件中，对电子发射器件的类型没有特别的限制，但冷阴极型器件最佳。当使用大批热阴极时，由于热阴极的电子发射特性受温度分布的影响，故无法在大面积内获得均匀的电子发射特性。再者，在本发明中，最好的电子发射器件是表面传导型电子发射器件。
这些表面传导型电子发射器件是已知的，并由M.I，Elinson等人公开的冷阴极器件（Radio Eng.Electron Rhys.Vol.10，PP1290-1296，（1965））作了示范。这种器件利用了这样一种现象，即：当使用的电流平行于薄膜表面的方向上时，电子从形成在衬底上的小面积薄膜中发射出来。除了上述由Elinson等人公开的、采用SnO2（Sb）薄膜的表面传导型电子发射器件以外，还包括采用Au薄膜的器件（G.Dittmer：“Thin Solid Films”，Vol.9，P317（1972））、采用ITO薄膜的器件（M.Hartwell，and C.G.Fonstad：“IEEE Trans.ED Conf.”，P519（1983））等等。
图9示出了这种表面传导型电子发射器件的一个典型的器件结构。图9的器件包含作电连接用的电极22和23、一个由电子发射物质组成的薄膜25、一个衬底21以及一个电子发射区域24。通常在这种表面传导型电子发射器件中，电子发射区域是在用于电子发射之前对发射区域进行称为“成形”的加电压处理来形成的。“成形”是这样一种处理：在电极22和23之间加一电压，使电流流过薄膜25，从而用产生的焦耳热使正在形成发射区的薄膜局部破坏、变形或改性以形成高电阻态的电子发射区域24。此外，高电阻态意味着由于其中形成了含有“岛状结构”的龟裂而使薄膜25的一部分处于不连续状态。处于这种状态的那部分薄膜在空间上不连续，但电学上是连续的。当电极22和23之间加上电压使电流流过器件表面上的高阻不连续膜时，表面传导型电子发射器件就发射电子。
本发明的发明人在日本专利申请专利公开第1-200532和2-56822号中公开了一种新颖的表面传导型电子发射器件，在这种器件中，用于发射电子的细颗粒被分散地置于电极之间。本发明的发明人后来发现，当分散的细颗粒的平均直径为5A°到300A°，且细颗粒的间距为5A°到100A°时，上述表面传导型电子发射器件在电子发射效率、发射出的电子的稳定性等方面特别出众。这样一种带有分散的细颗粒的表面传导型电子发射器件具有下列优点：（1）高的电子发射效率，（2）结构简单、易于生产，（3）在一个衬底上有可能安排大量器件，等等。图10示出了表面传导型电子发射器件的一种典型的器件结构。在图10中，器件包含用作电连接的电极22和23、发射区域27以及一个衬底21，该发射区域中分散地设置着用于发射电子的细颗粒26。
以下参照例子更详细地描述本发明。
例1
本例中根据本发明驱动的器件是一个带有表面传导型电子发射器件的成像装置，并用如下所述方式来驱动。
〔成像装置制备例〕
参照图11和12来解释成像装置的制备方法。
（1）器件电极61a和61b以及引线电极62a和62b制作在作为绝缘衬底60的一个玻璃衬底上。此例中电极用金属Ni制成，但只要是导电的，此材料就不受限制。电极61a与61b的间距为2μm，而引线电极之间的间距为0.5mm。
（2）在电极61a和61b之间使用有机钯（Okuno Seiyaku K.K.制造的CCP-4230）并在300℃焙烧1小时以形成由氧化钯组成的细颗粒薄膜63。
（3）把带有供电子通过用窗口65的调制电极64置于衬底60上并固定为XY矩阵，使之与引线电极62a和62b垂直。
（4）借助于支撑框69使面板68安置在衬底60上方4mm处，面板68有一个透明电极66和一个位于其内表面的荧光部分67。在支撑框69和面板68之间的结合部，使用熔结玻璃于430℃焙烧10分钟以上。
（5）把按上法制得的盒子（由衬底60、支撑框69和面板68组成）用真空泵抽空到足够高的真空度（最好是10-6至10-7乇）。然后在引线电极62a和62b之间加上所需波形的脉冲电压以便在器件电极61a和61b之间形成电子发射区域70。电子发射区域的间距做成0..5mm。根据扫描电镜观察，电子发射区中的细颗粒的平均直径为100A°而颗粒之间的距离为20A°。
如上所述制得的成像装置包含一个含有排列成矩阵的电子发射器件的电子源。用这一装置，在透明电极66上加有5到10KV电压时，当调制电极64的电压为-30V或更负时，可实现截止控制;在其电压为OV或更高时，可实现“通”控制;使用在-30V到OV的范围内连续改变发射电子束的电子数目的方法，可实现灰度显示。在图11中，数字71表示荧光部分的发光点。
〔器件驱动方法例〕
参照图13来解释从M＝1行电子发射器件进行扫描的情况下，驱动本发明器件的方法：
（1）用电压施加装置（图中未绘出）给透明电极66（图11）加一恒定电压，并给M＝1行（即扫描行）的电子发射器件加上电子发射电压Vf。
（2）对M＝1扫描行，将要输入到偶数号调制电极（N＝2，4，……）的信息信号储存在存储器80中，将要输入到奇数号调制电极（N＝1，3，……）的信息信号作为调制电压（Vm1，Vm3，Vm5，……）由电压施加装置81直接执行输入，该调制电压包括与信息信号相应的“通”电压、截止电压和灰度电压。在此期间，根据中断从信号转换电路（信号分离器）82送至电压施加装置83的信号将截止电压Voff被加到偶数号电极（N＝2，4，……），而不管信息信号如何。
（3）然后信号转换电路82对线路进行转换以便向偶数号调制电极输入储存在存储器80中对应于M＝1扫描行的那部分信息信号，从而根据信息信号经由电压施加装置将包括“通”电压、截止电压和灰度电压的调制电压（Vm2，Vm4，……）输入到偶数号调制电极。在此期间，根据关断从信号转换电路82送至电压施加装置81的信号将截止电压Voff加到奇数号调制电极（N＝1，3，5，……），而不管信息信号如何。
如上所述，相应于一个扫描行的信息信号分两步各自输入给奇数号调制电极和偶数号调制电极这一过程在扫描一行显示的时间内进行。
对每一扫描行依次进行上述步骤（1）至（3），以便在荧光元件表面上显示一个或多个画面图像。
根据本例的驱动方法，在荧光元件表面上组成显示图像的各发光点的尺寸和形状是极为均匀的，并且产生没有串扰的极精细而清晰的图像。
本例中如图11那样安置的调制电极可以是图6或图7所示那样的电极。对于调制电极的任一实例，用与本例相似的驱动方法（图14和图15）都可产生由尺寸和形状均匀而稳定的点所显示的无串扰的高精细图像。在图6和图7的实施例中，当透明电极的电压为5到10KV时，在调制电压为-40V或更负时，电子束可被截止;对于灰度显示，可调至10V或更高，在-40V至10V之间连续调节。
例2
此例中的成像装置的制作方法与例1基本相同，不同之处是其器件电极61a、61b及引线电极62按图8和16所示安置并不提供例1的主调制电极，而且红绿蓝荧光材料如图18所示安置在一个黑条结构中以便红绿蓝荧光材料与电子发射器件逐一对应。
在这一工作例中，一个后面将描述的信号引线电极取代了例1所用的调制电极，它起着和例1中透明电极的一样的作用。
〔器件驱动方法例〕
参照图17来解释在从M＝1行电子发射器件扫描的情况下驱动本发明器件的方法。
（1）由电压施加装置将一恒定电压加到透明电极上而电子发射电压Vf加到第M＝1（即扫描行）电子发射行上。
（2）对于M＝1扫描行，将要输入到绿色显示信号引线电极G和蓝色显示信号引线电极B的信息信号储存在存储器80中，而需要输入到红色显示信号引线电极R的信息信号，作为调制电压VmR由电压施加装置直接执行输入，这些调制电压包括与信息信号相应的“通”电压、截止电压和灰度电压。在此期间，相应于关断从信号转换电路82送至电压施加装置83的信号，截止电压Voff被加到绿色和蓝色信号引线G和B上而不管信息信号如何。
（3）信号转换电路82对线路进行转换以便向绿色信号引线电极G输入储存在存储器80中对应于M＝1扫描行的那部分绿色显示信息信号，从而根据信息信号，经由电压施加装置81将包括“通”电压、截止电压和灰度电压的调制电压VmG加到信号引线电极G上。在此期间，相应于关断从信号转换电路82送至电压施加装置83的信号，截止电压Voff被加到红色和蓝色信号引线电极R和B上而不管信息信号如何。
（4）信号转换电路82对线路进行转换，以便向蓝色信号引线电极B输入储存在存储器80中对应于M＝1扫描行的那部分蓝色显示信息信号，从而根据信息信号，经由电压施加装置81将包括“通”电压、截止电压和灰度电压的调制电压VmB加到信号引线电极B上。在此期间，相应于关断从信号转换电路82送至电压施加装置83的信号，截止电压Voff被加到红色和绿色信号引线电极R和G上而不管信息信号如何。
如上所述，将相应于一个扫描行的信息信号以两个信号引线电极为间隔分别对三种颜色分三步输入的过程在扫描显示一行的时间内进行。
从以上所述可理解到，本工作例在信号引线电极上加调制电压相当于例1在调制电极上加电压。
为了在荧光元件表面上显示全色画面图像，可对每一扫描行依次进行上述步骤（1）到（4）。
根据本例的驱动方法，在每种颜色的荧光元件表面上形成显示图像的各发光点的尺寸和形状都极为均匀。并获得了无串扰的、色彩再现性极佳的、色彩纯度改善的全色图像。
如本例图8和16那样安置的调制电极可以如图6、7或11那安置。使用任何一种调制电极的实例以及使用与本例相似的驱动方法，都可获得具有均匀尺寸和稳定形状光点的、色彩纯度经改善的、色彩再现性极佳的无串扰的全色图像。
本发明的成像装置能够广泛地用于公共领域和工业领域，如高视觉电视显像管、计算机终端、大屏幕家用剧场、电视会议系统、电视电话系统等等。