JP2001143607A - Electron emission element, electron source and image forming device - Google Patents

Electron emission element, electron source and image forming device

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JP2001143607A
JP2001143607A JP32856799A JP32856799A JP2001143607A JP 2001143607 A JP2001143607 A JP 2001143607A JP 32856799 A JP32856799 A JP 32856799A JP 32856799 A JP32856799 A JP 32856799A JP 2001143607 A JP2001143607 A JP 2001143607A
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JP
Japan
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electrode
electron
emitting device
voltage
gap
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JP32856799A
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Michiyo Nishimura
三千代 西村
Hirotsugu Takagi
博嗣 高木
Takeo Tsukamoto
健夫 塚本
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron emission element that can set both electron emission efficiency and convergence of the electron beam as desired, and to provide an electron source and an image forming device. SOLUTION: A plurality of second electrode parts 4 are laminated on their respective insulation layer 3 projected on a substrate, so that the convergence of the electron beam is controlled as desired together with efficient electron emission.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子、及
びそれを用いた電子源、例えば表示装置、露光装置等の
画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron-emitting device and an electron source using the same, for example, an image forming apparatus such as a display device and an exposure device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の電子放出素子としては、
熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子の2種類が知られ
ている。冷陰極電子放出素子には電界放出型(以下、F
E型と称する)、金属/絶縁層/金属型(以下、MIM
型と称する)や、表面伝導型電子放出素子等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of electron-emitting device,
Two types of thermionic emission devices and cold cathode electron emission devices are known. Field emission type (hereinafter referred to as F
E type), metal / insulating layer / metal type (hereinafter MIM)
And a surface conduction electron-emitting device.

【0003】FE型の例としては、W.P.Dyke&
W.W.Dolan,“FieldEmissio
n",Advance in Electoron P
hysics, 8,89(1956)あるいはC.
A.Spindt,“PHYSICAL Proper
ties of thin−film fild em
mision cathodes with moly
bdenium cones",J.Appl.Phy
s.,47,5248(1976)等に開示されたもの
が知られている。
[0003] As an example of the FE type, W. P. Dyke &
W. W. Dolan, "FieldEmissio
n ", Advance in Electron P
physics, 8, 89 (1956) or C.I.
A. Spindt, “PHYSICAL Proper
ties of thin-film field em
Mission cathodes with molly
bdenium cones ", J. Appl. Phys.
s. , 47, 5248 (1976).

【0004】また、Spindt型以外の形状としてゲ
ート電極に形成された孔から電子を放出させる電子放出
素子が提案されている。例えば、特開平8−96703
号公報には厚さ1μmの絶縁層と厚さ0.2μmのゲー
ト電極に1μmの貫通孔を加工し、孔底面のダイアモン
ド薄膜から電子を放出させる電子放出素子が提案されて
いる。
Further, an electron-emitting device has been proposed which emits electrons from a hole formed in a gate electrode as a shape other than the Spindt type. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-96703
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-15064 proposes an electron-emitting device in which a 1-μm through hole is formed in a 1-μm-thick insulating layer and a 0.2-μm-thick gate electrode, and electrons are emitted from a diamond thin film at the bottom of the hole.

【0005】MIM型の例としては、Meadの報告
(C.A.Mead,J.Appl.Phys.,3
2,646(1961))に記載のもの等が知られてい
る。
As an example of the MIM type, a report by Mead (CA Mead, J. Appl. Phys., 3)
2,646 (1961)).

【0006】表面伝導型電子放出素子の例としては、エ
リンソンの報告(M.I.Elinson Radio
Eng.Electron Phys.,10(19
65))に記載のもの等がある。
As an example of a surface conduction electron-emitting device, a report by Elinson (MI Elinson Radio) is given.
Eng. Electron Phys. , 10 (19
65)).

【0007】表面電動型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソンの
報告等に記載されたSnO2薄膜を用いたもの、Au薄
膜によるもの(G.Dittmer.Thin Sol
id Films,9,317(1972))、In2
3/SnO2薄膜によるもの(M.Hartwell
and C.G.Fonstad, IEEETran
s. ED Conf.,519(1975))、カー
ボン薄膜によるもの(荒木 他、真空、第26巻、第1
号、22頁(1983))等が報告されている。
The surface-driven electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted by passing a current through a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film and a device using an Au thin film described in the above-mentioned report of Elinson (G. Dittmer. Thin Sol).
id Films, 9, 317 (1972)), In 2
O 3 / SnO 2 thin film (M. Hartwell
and C.I. G. FIG. Fonstad, IEEE Tran
s. ED Conf. , 519 (1975)), using a carbon thin film (Araki et al., Vacuum, Vol. 26, No. 1)
No. 22, p. 22 (1983)).

【0008】これらの表面伝導型電子放出素子において
は、電子放出を行なう前に導電性薄膜を予め通電フォー
ミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部を形成す
るのが一般的であった。即ち、通電フォーミングとは前
記導電性薄膜の両端に電圧を印加通電し、導電性薄膜を
局所的に破壊、変形もしくは変質させ、電気的に高抵抗
な状態の電子放出部を形成することである。なお、電子
放出部は導電性薄膜の一部に間隙が発生しており、この
間隙付近から電子放出が行われる。
In these surface-conduction electron-emitting devices, an electron-emitting portion is generally formed by conducting an energization process called energization forming on a conductive thin film before electron emission. That is, the energization forming is to apply a voltage to both ends of the conductive thin film and apply a current to locally destroy, deform, or alter the conductive thin film, thereby forming an electron emission portion in an electrically high-resistance state. . In the electron emitting portion, a gap is generated in a part of the conductive thin film, and electrons are emitted from the vicinity of the gap.

【0009】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端(両素
子電極)を配線(共通配線)にて各々結線した行を多数
行配列(梯子状配置)した電子源が挙げられる(例えば
特開昭64−31332号公報、特開平1−29374
号公報、特開平2−257552号公報)。
Conventionally, as an example of arranging a large number of surface conduction electron-emitting devices, a surface conduction electron-emitting device is arranged in parallel, and both ends (both device electrodes) of each surface conduction electron-emitting device are wired. (Common wiring), an electron source in which a number of rows each connected by a common line are arranged (ladder-like arrangement) (for example, JP-A-64-31332, JP-A-1-29374)
JP-A-2-257552).

【0010】また、特に画像形成装置としての表示装置
においては、液晶を用いた表示装置と同等の平板型表示
装置とすることが可能で、しかもバックライトが不要な
自発光型の表示装置として、表面伝導型電子放出素子を
多数配置した電子源と、この電子源から電子線の照射に
より可視光を発光する蛍光体とを組み合わせた表示装置
が提案されている(アメリカ特許第5066893号明
細書)。
In particular, in a display device as an image forming device, a flat display device equivalent to a display device using a liquid crystal can be provided, and a self-luminous display device which does not require a backlight is provided. A display device has been proposed in which an electron source in which a number of surface conduction electron-emitting devices are arranged and a phosphor that emits visible light when irradiated with an electron beam from the electron source are combined (US Pat. No. 5,068,893). .

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。
However, in the case of the above-described prior art, the following problems have occurred.

【0012】電子放出素子を表示装置等の画像形成装置
に応用するには、蛍光体を十分な輝度で発光させる放出
電流が必要である。また、ディスプレイの高精細化に伴
い電子が蛍光体に照射された時には小さな電子ビーム径
であることも要求される。
In order to apply the electron-emitting device to an image forming apparatus such as a display device, it is necessary to provide an emission current for causing the phosphor to emit light with sufficient luminance. In addition, as the definition of the display is increased, the electron beam is required to have a small electron beam diameter when the phosphor is irradiated with the electron.

【0013】従来のFE型、特にSpindt型の電子
放出素子では、ディスプレイとして必要な放出電流を得
るためには1放出点から大きな放出電流密度が必要とな
る。これは、電子放出部の熱的な破壊を引き起こし、F
E素子の寿命を制限することになる。
In a conventional FE type, particularly a Spindt type electron-emitting device, a large emission current density is required from one emission point in order to obtain an emission current required for a display. This causes thermal destruction of the electron emission portion, and F
This limits the life of the E element.

【0014】Spindt型等で孔形状のゲート電極が
形成された電子放出素子では、孔の周辺の電界は放出電
子を広げるように作用する。即ち、電子ビームが大きく
なるような電界が形成されるため、高精細なディスプレ
イに応用するためには不都合であった。
In an electron-emitting device having a hole-shaped gate electrode of the Spindt type or the like, the electric field around the hole acts to spread the emitted electrons. That is, since an electric field that increases the electron beam is formed, it is inconvenient for application to a high-definition display.

【0015】特に明るいディスプレイを実現するために
は5kV以上の加速電圧を蛍光体に印加することが望ま
しい。したがって、放電破壊現象を抑制するためには電
子放出素子と蛍光体との距離をおよそ1mm以上とする
必要があるが、この距離を進む間に放出された電子は広
がる傾向にあった。
In order to realize a particularly bright display, it is desirable to apply an acceleration voltage of 5 kV or more to the phosphor. Therefore, in order to suppress the discharge breakdown phenomenon, the distance between the electron-emitting device and the phosphor needs to be about 1 mm or more. However, the electrons emitted while traveling this distance tend to spread.

【0016】また、電子ビームを収束させる構造では、
電子放出部上空にグリッド電極と呼ばれる別の電位を有
する電極が配置される場合がある。この場合、構成が複
雑になるという問題があった。
In the structure for converging the electron beam,
An electrode having another potential called a grid electrode may be arranged above the electron emitting portion. In this case, there is a problem that the configuration becomes complicated.

【0017】これに対し、電子放出素子の放出部近傍に
別の電位を有する他の収束電極を配置する構造の提案が
ある。この方法は電子放出素子からのビームサイズを小
さくするために有効であるが、収束構造の付加により電
子放出素子の制作方法が複雑となってしまった。
On the other hand, there has been proposed a structure in which another focusing electrode having a different potential is arranged near the emitting portion of the electron-emitting device. This method is effective for reducing the size of the beam from the electron-emitting device, but the addition of the converging structure has complicated the method of manufacturing the electron-emitting device.

【0018】一方、MIM型の電子放出素子では、下部
電極と上部電極との間に絶縁体を配し、両電極間に電圧
を印加して電子を取り出す構造であり、内部電界の方向
と放出される電子の方向が一致し、かつ、真空中での電
位の歪みがないために、ビームサイズを小さくできる
が、絶縁層と上部電極で電子の散乱が起こるために電子
放出の効率が悪くなるのが一般的である。
On the other hand, the MIM type electron-emitting device has a structure in which an insulator is provided between a lower electrode and an upper electrode, and a voltage is applied between the two electrodes to extract electrons. The beam size can be reduced because the directions of the electrons to be emitted coincide with each other and the potential is not distorted in a vacuum, but the efficiency of electron emission deteriorates because electrons are scattered between the insulating layer and the upper electrode. It is common.

【0019】即ち、ディスプレイへの応用を考えた時に
は、放出電子ビーム径が小さく、電子放出面積が大きく
かつ比較的低電圧で電子放出が可能であることを満足す
る電子放出素子が必要であるが、以上のような従来の電
子放出素子は前記性能を満足せず、高輝度、高精細な画
像形成装置を実現するためにはさらに高性能な電子放出
素子が必要であった。
That is, when the application to a display is considered, an electron-emitting device that satisfies that the diameter of the emitted electron beam is small, the electron-emitting area is large, and electrons can be emitted at a relatively low voltage is required. However, the above-described conventional electron-emitting devices do not satisfy the above-described performance, and a higher-performance electron-emitting device is required to realize a high-brightness, high-definition image forming apparatus.

【0020】また、従来の表面伝導型電子放出素子の例
を図17に示す。101は基板、102,103は電
極、104は導電性膜、105は間隙である。
FIG. 17 shows an example of a conventional surface conduction electron-emitting device. 101 is a substrate, 102 and 103 are electrodes, 104 is a conductive film, and 105 is a gap.

【0021】表面伝導型電子放出素子においても、一般
に、電子放出の効率と放出電子ビーム径の収束はトレー
ドオフの関係がある。個別の解決策として、電子放出の
効率化に関する提案(特開平9−82214号公報)及
び放出電子ビーム径の収束の提案(特開平2−1121
25号公報)等がある。しかし、いずれの提案にあって
も、電子放出の効率化と放出電子ビーム径の収束の両者
に対し効果を発揮するように設定することはできなかっ
た。
In the surface conduction electron-emitting device, there is generally a trade-off relationship between the efficiency of electron emission and the convergence of the diameter of the emitted electron beam. As individual solutions, a proposal for improving the efficiency of electron emission (Japanese Patent Laid-Open No. 9-82214) and a proposal for converging the diameter of the emitted electron beam (Japanese Patent Laid-Open No. 2-1121)
No. 25). However, none of the proposals has been able to be set so as to exert effects on both the efficiency of electron emission and the convergence of the diameter of the emitted electron beam.

【0022】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、電子
放出の効率化と放出電子ビーム径の収束の両者に対し所
望の設定が可能な高性能な電子放出素子、電子源及び画
像形成装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention that desired settings can be made for both efficiency of electron emission and convergence of an emitted electron beam diameter. Another object of the present invention is to provide a high-performance electron-emitting device, an electron source and an image forming apparatus.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子放出素子にあっては、基板上に設けられ
た低電位の第1電極と、該第1電極よりも基板から離れ
た位置に設けられた高電位の第2電極と、前記第1電極
と前記第2電極の間で電気的に接続され、一部に電子が
放出される間隙を有する導電性膜と、を備えた電子放出
素子において、前記第1電極上に絶縁層を介して前記第
2電極を積層した凸部を複数配置して凹凸構造を設け、
前記凹凸構造の凹部及び凸部の幅を変更することによっ
て前記間隙付近の電位配置が変化することを用いて、電
場の状態を規定して前記間隙から放出される電子の電子
放出特性を設定したことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an electron-emitting device comprising: a first electrode having a low potential provided on a substrate; And a conductive film electrically connected between the first electrode and the second electrode and partially having a gap from which electrons are emitted. In the electron-emitting device, an uneven structure is provided by arranging a plurality of protrusions in which the second electrode is stacked on the first electrode via an insulating layer,
By changing the potential arrangement near the gap by changing the width of the concave and convex portions of the concavo-convex structure, the state of the electric field was defined to set the electron emission characteristics of the electrons emitted from the gap. It is characterized by the following.

【0024】したがって、積層構造であるので、電子放
出特性、例えば電子放出効率や、放出電子ビーム径の変
調構造が非常に簡易にかつ高密度で作成でき、電子放出
素子の性能が向上でき、電子放出の効率化と放出電子ビ
ーム径の収束の両者に対して、所望の設定とすることが
できる。
Therefore, because of the stacked structure, the modulation structure of the electron emission characteristics, for example, the electron emission efficiency and the diameter of the emitted electron beam, can be formed very easily and at a high density, and the performance of the electron emission element can be improved. Desirable settings can be made for both the efficiency of emission and the convergence of the diameter of the emitted electron beam.

【0025】また、第1電極を低電位、第2電極を高電
位として、積層構造の電位分布が簡単に作製でき、放出
電子の錯乱を減少させて電子放出効率を高効率とするこ
とができる。
Further, the potential distribution of the laminated structure can be easily prepared by setting the first electrode to a low potential and the second electrode to a high potential, and it is possible to increase the electron emission efficiency by reducing the scattering of emitted electrons. .

【0026】前記凹凸構造は周期的に凹部と凸部が連続
する周期構造であることが好ましい。
It is preferable that the concavo-convex structure is a periodic structure in which concave portions and convex portions are periodically continuous.

【0027】これにより、同様の凹部と凸部が繰り返さ
れ、電位分布を変化させることができると共に電子の放
出点を増大させることができ、電子放出特性、例えば電
子放出効率や、放出電子ビーム径が安定し、電子放出素
子の製造も容易となる。
As a result, the same concave portions and convex portions are repeated, so that the potential distribution can be changed and the number of emission points of electrons can be increased, so that the electron emission characteristics such as the electron emission efficiency and the emission electron beam diameter can be increased. Is stable, and the manufacture of the electron-emitting device is facilitated.

【0028】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、該アノード電極にアノード電
圧Vaを与えると共に、前記第1電極及び前記第2電極
間に駆動電圧Vfを与える場合に、特徴距離Xs=(H
・Vf)/(π・Va)とすると、前記間隙から前記第
2電極までの距離が、前記間隙幅の200倍未満若しく
は特徴距離Xs以下であることが好ましい。
An anode electrode is provided at a distance H from the first electrode. When an anode voltage Va is applied to the anode electrode and a drive voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. , Characteristic distance Xs = (H
If (Vf) / (π · Va), the distance from the gap to the second electrode is preferably less than 200 times the gap width or less than or equal to the characteristic distance Xs.

【0029】これにより、放出電子の錯乱を減少させて
電子放出効率を高効率とすることができる。
As a result, the scattering of emitted electrons can be reduced, and the electron emission efficiency can be increased.

【0030】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、該アノード電極にアノード電
圧Vaを与えると共に、前記第1電極及び前記第2電極
間に駆動電圧Vfを与える場合に、特徴距離Xs=(H
・Vf)/(π・Va)とすると、凹部及び凸部の幅を
特徴距離Xsの10倍より小さく設けると共に、凹部の
幅と凸部の幅の比を1以下に設けたことが好ましい。
An anode electrode arranged at a distance H from the first electrode, wherein an anode voltage Va is applied to the anode electrode and a driving voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. , Characteristic distance Xs = (H
Assuming that (Vf) / (π · Va), it is preferable that the width of the concave portion and the convex portion is smaller than 10 times the characteristic distance Xs, and the ratio of the width of the concave portion to the width of the convex portion is 1 or less.

【0031】これにより、電位分布が変わり、放出電子
の錯乱が減り、電子放出効率が高効率となる。
As a result, the potential distribution changes, the confusion of the emitted electrons is reduced, and the electron emission efficiency is increased.

【0032】前記凹凸構造の両端を凹部である第1電極
で終端したことが好ましい。
It is preferable that both ends of the concave-convex structure are terminated by a first electrode which is a concave portion.

【0033】これにより、第1電極の低電位に凹凸構造
が挟まれることによる電子ビームの収束作用が働き、電
子ビームを収束することができる。
Thus, the convergence of the electron beam due to the sandwich of the uneven structure between the low potentials of the first electrode acts, and the electron beam can be converged.

【0034】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、該アノード電極にアノード電
圧Vaを与えると共に、前記第1電極及び前記第2電極
間に駆動電圧Vfを与える場合に、特徴距離Xs=(H
・Vf)/(π・Va)とすると、前記凹凸構造の両端
を終端した第1電極の幅は特徴距離Xsの10倍以上に
亘って設けられたことが好ましい。
An anode electrode is provided at a distance H from the first electrode, and when an anode voltage Va is applied to the anode electrode and a drive voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. , Characteristic distance Xs = (H
Assuming that (Vf) / (π · Va), it is preferable that the width of the first electrode terminated at both ends of the concave-convex structure is provided to be at least 10 times the characteristic distance Xs.

【0035】これにより、複数の電子放出素子を配置し
た場合にあっても、他の電子放出素子からの影響を受け
ることがなく、電子放出特性、例えば電子放出効率や、
放出電子ビーム径が安定する。
Thus, even when a plurality of electron-emitting devices are arranged, the electron-emitting devices are not affected by other electron-emitting devices, and the electron-emitting characteristics, such as the electron-emitting efficiency and the like, can be improved.
The diameter of the emitted electron beam becomes stable.

【0036】前記凹凸構造の中央領域だけに限定して前
記導電性膜の前記間隙を設けたことが好ましい。
It is preferable that the gap of the conductive film is provided only in the central region of the uneven structure.

【0037】これにより、さらに収束電位となるので、
より電子ビーム径を収束することができる。
As a result, the convergence potential is further increased.
The electron beam diameter can be more converged.

【0038】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、該アノード電極にアノード電
圧Vaを与えると共に、前記第1電極及び前記第2電極
間に駆動電圧Vfを与える場合に、特徴距離Xs=(H
・Vf)/(π・Va)とすると、凹部及び凸部の幅が
特徴距離Xsの4分の1より小さく設けられると共に、
凹部の幅と凸部の幅の比が1以下に設けられたことが好
ましい。
An anode electrode is provided at a distance H from the first electrode, and when an anode voltage Va is applied to the anode electrode and a drive voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. , Characteristic distance Xs = (H
When Vf) / (π · Va), the width of the concave portion and the convex portion is provided to be smaller than 4 of the characteristic distance Xs, and
It is preferable that the ratio of the width of the concave portion to the width of the convex portion is set to 1 or less.

【0039】これにより、凹部及び凸部の長さが短い場
合でも、凹部と凸部の数を増加させて電子放出量を減少
させない設計が可能となり、かつ、電子ビームの分布を
広げることができ、電子ビームを受ける蛍光体等の損傷
を防止することができる。
Thus, even when the lengths of the concave portions and the convex portions are short, it is possible to increase the number of the concave portions and the convex portions so that the electron emission amount is not reduced, and to broaden the electron beam distribution. In addition, it is possible to prevent the phosphor or the like that receives the electron beam from being damaged.

【0040】電子放出素子から放出された電子が到達す
るアノード電極を備え、前記凹凸構造に凸部を2つ設
け、凸部の側壁の内前記凹凸構造の両端側の側壁に前記
導電性膜の前記間隙を設け、設けられた2つの前記間隙
は、前記アノード電極で前記間隙から放出された電子が
略1点に到達するように離れて配置されたことが好まし
い。
An anode electrode, to which electrons emitted from the electron-emitting device reach, is provided with two convex portions on the concave-convex structure. Of the side walls of the convex portion, the conductive film is formed on both side walls of the concave-convex structure. It is preferable that the gap is provided, and the two gaps provided are spaced apart such that electrons emitted from the gap at the anode electrode reach substantially one point.

【0041】これにより、電子ビームを1点に収束させ
ることができ、かつ、電子放出量を増加させることがで
きる。
Thus, the electron beam can be focused on one point, and the amount of emitted electrons can be increased.

【0042】上記目的を達成するために本発明の電子源
にあっては、上記の電子放出素子を基板上に複数配置し
たことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electron source according to the present invention is characterized in that a plurality of the above-mentioned electron-emitting devices are arranged on a substrate.

【0043】また、上記の電子放出素子をマトリクス配
線して複数配置したことを特徴とする。
Also, a plurality of the above-mentioned electron-emitting devices are arranged in a matrix wiring.

【0044】第1電極と、該第1電極上に形成された絶
縁層と、該絶縁層上に形成された第2電極と、前記第1
電極に接続し、前記絶縁層上に配置された第1導電膜
と、前記第2電極に接続し、前記絶縁層上に配置され、
前記第1導電膜と間隙を置いて対向する第2導電膜と、
を有する積層体を、前記第1電極が基板上に配置される
ように、複数配置してなり、前記第1電極に印加される
電圧よりも高い電圧を第2電極に印加する電圧印加手段
を有する電子源であって、前記複数の積層体は間隙を置
いて前記基板上に配置されており、隣接する前記積層体
の各々を構成する前記第2導電膜同士が接続してなるこ
とが好ましい。
A first electrode; an insulating layer formed on the first electrode; a second electrode formed on the insulating layer;
A first conductive film connected to an electrode and disposed on the insulating layer; and a first conductive film connected to the second electrode and disposed on the insulating layer;
A second conductive film facing the first conductive film with a gap therebetween;
And a voltage applying means for applying a voltage higher than the voltage applied to the first electrode to the second electrode. It is preferable that the plurality of stacked bodies are disposed on the substrate with a gap therebetween, and the second conductive films forming each of the adjacent stacked bodies are connected to each other. .

【0045】前記第2導電膜同士が、前記基板上におい
て接続してなることが好ましい。
It is preferable that the second conductive films are connected on the substrate.

【0046】第1電極と、該第1電極上に形成された絶
縁層と、該絶縁層上に形成された第2電極と、前記第1
電極に接続し、前記絶縁層上に配置された第1導電膜
と、前記第2電極に接続し、前記絶縁層上に配置され、
前記第1導電膜と間隙を置いて対向する第2導電膜と、
を有する積層体を、前記第1電極が基板上に配置される
ように、複数配置してなり、前記第1電極に印加される
電圧よりも高い電圧を第2電極に印加する電圧印加手段
を有する電子源であって、前記複数の積層体は間隙を置
いて前記基板上に配置されており、隣接する前記積層体
間の間隔と、該間隔方向における前記第2電極の幅をが
異なることが好ましい。
A first electrode; an insulating layer formed on the first electrode; a second electrode formed on the insulating layer;
A first conductive film connected to an electrode and disposed on the insulating layer; and a first conductive film connected to the second electrode and disposed on the insulating layer;
A second conductive film facing the first conductive film with a gap therebetween;
And a voltage applying means for applying a voltage higher than the voltage applied to the first electrode to the second electrode. An electron source having the plurality of laminates arranged on the substrate with a gap therebetween, wherein an interval between the adjacent laminates and a width of the second electrode in the interval direction are different. Is preferred.

【0047】上記目的を達成するために本発明の画像形
成装置にあっては、上記の電子放出素子と、画像形成部
材と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes the above-described electron-emitting device and an image forming member.

【0048】前記電子放出素子から放出される電子から
成る電子線を情報信号に応じて制御する駆動装置を備え
たことが好ましい。
It is preferable that a driving device for controlling an electron beam composed of electrons emitted from the electron-emitting device in accordance with an information signal is provided.

【0049】電子源と、画像形成部材とを有する画像形
成装置であって、前記電子源が上記の電子源であること
を特徴とする。
An image forming apparatus having an electron source and an image forming member, wherein the electron source is the above-mentioned electron source.

【0050】[0050]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions of the components described in this embodiment,
The materials, shapes, relative arrangements, and the like are not intended to limit the scope of the present invention only to them unless otherwise specified.

【0051】図1、図2、は本実施の形態における電子
放出素子の一例を示す図であり、それぞれ(a)は断面
図、(b)は平面図である。図3は、本実施の形態の電
子放出素子の駆動状態を示す図である。図4は、図1、
図2における電子放出素子の製造方法の一例を示す図で
ある。
FIGS. 1 and 2 are views showing an example of the electron-emitting device according to the present embodiment, wherein (a) is a cross-sectional view and (b) is a plan view. FIG. 3 is a diagram illustrating a driving state of the electron-emitting device according to the present embodiment. FIG. 4, FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the electron-emitting device in FIG. 2.

【0052】図1、図2において、1は基板、2は第1
電極、3は絶縁層、4は第2電極、5は導電性膜、6は
間隙である。
1 and 2, reference numeral 1 denotes a substrate, and 2 denotes a first substrate.
Electrodes 3, 3 are insulating layers, 4 is a second electrode, 5 is a conductive film, and 6 is a gap.

【0053】図3において、8はアノード電極、9は第
1電極2と第2電極4の電圧をかけるための電源、10
はアノード電極8に電圧をかけるための電源である。
In FIG. 3, reference numeral 8 denotes an anode electrode, 9 denotes a power source for applying a voltage between the first electrode 2 and the second electrode 4,
Is a power supply for applying a voltage to the anode electrode 8.

【0054】本実施の形態の電子放出素子は、一対の電
極、即ち第1電極2と第2電極4間に印加した電圧によ
り、間隙6から電子が放出される表面伝導型の電子放出
素子である。
The electron-emitting device of this embodiment is a surface-conduction electron-emitting device in which electrons are emitted from the gap 6 by a voltage applied between a pair of electrodes, that is, the first electrode 2 and the second electrode 4. is there.

【0055】特に、表面伝導型の電子放出素子は、電極
2,4間とその間の絶縁層3が積層されて、絶縁層3の
側壁に間隙6が存在する、いわゆる垂直型の電子放出部
を有している。
In particular, the surface conduction type electron-emitting device has a so-called vertical type electron-emitting portion in which the gaps 6 are present on the side walls of the insulating layer 3 by laminating the insulating layers 3 between the electrodes 2 and 4 and between them. Have.

【0056】本実施の形態においては、絶縁層3の側壁
が複数存在するように、絶縁層3を介して第2電極4が
積層された凸部を複数配列した凹凸構造になっているの
が特徴であり、図1は凹構造、図2は凸構造を有す電子
放出素子となっている。
In the present embodiment, an uneven structure in which a plurality of convex portions on which the second electrodes 4 are stacked via the insulating layer 3 is arranged so that a plurality of side walls of the insulating layer 3 are present. FIG. 1 shows an electron-emitting device having a concave structure, and FIG. 2 shows an electron-emitting device having a convex structure.

【0057】凸構造及び凹構造は、その凹部幅と凸部幅
の比の違いで定義されるものであり、凹部幅と凸部幅の
比が1以上あるものを凹構造と呼び、1以下であるもの
を凸構造と呼ぶものとする(両者の比が1であるもの
は、凹構造とも凸構造とも考えられ、特に区別せずどち
らでもよい。)。
The convex structure and the concave structure are defined by the difference between the ratio of the width of the concave portion to the width of the convex portion. A structure having a ratio of the width of the concave portion to the width of the convex portion of 1 or more is called a concave structure. Is referred to as a convex structure (a structure having a ratio of 1 is considered to be a concave structure or a convex structure, and may be used without particular distinction).

【0058】凹凸構造の周期はそれぞれ凹構造でP1、
凸構造でP2とし、凹構造において凹部幅はw1、凸部
幅はw2とし、凸構造において凸部幅はw3、凹部幅は
w4と定義する。
The period of the uneven structure is P1 in the concave structure,
The convex structure is defined as P2, the concave structure is defined as w1 and the convex portion width is w2, and the convex structure is defined as w3 and w4.

【0059】図1、図2において、第2電極4は、1枚
の電極としてパターンニングされている。したがって、
図3のように駆動した場合、第2電極4には、同じ電位
が与えられる。
In FIGS. 1 and 2, the second electrode 4 is patterned as one electrode. Therefore,
When driven as shown in FIG. 3, the same potential is applied to the second electrode 4.

【0060】また、本実施の形態において、凹凸構造
は、x軸上に変調された構造であり、y軸方向には長さ
L1において一様な構造となっている。間隙6は、導電
性膜5の存在する領域に形成されるものであり、したが
ってy軸に対して平行になっていて、その長さはL2で
ある。
Further, in the present embodiment, the uneven structure is a structure modulated on the x-axis, and is uniform in the length L1 in the y-axis direction. The gap 6 is formed in a region where the conductive film 5 exists, and is therefore parallel to the y-axis and has a length L2.

【0061】本実施の形態では、第1電極2と第2電極
4の電圧をかけるための電源9により、駆動電圧Vfが
与えられ、素子電流Ifが流れる。電子放出素子には、
第1電極2には低電位が、第2電極4には高電位が与え
られる。また、アノード電極8に電圧をかけるための電
源10により、アノード電圧Vaが与えられる。間隙6
から放出された電子がアノード電極8に捕捉されて、放
出電流Ieが流れる。
In the present embodiment, a drive voltage Vf is applied by a power supply 9 for applying a voltage between the first electrode 2 and the second electrode 4, and an element current If flows. For the electron-emitting device,
A low potential is applied to the first electrode 2 and a high potential is applied to the second electrode 4. Further, an anode voltage Va is given by a power supply 10 for applying a voltage to the anode electrode 8. Gap 6
The electrons emitted from are captured by the anode electrode 8 and the emission current Ie flows.

【0062】以下、図4の本実施の形態にかかる電子放
出素子の製造方法について説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the electron-emitting device according to the present embodiment shown in FIG. 4 will be described.

【0063】予め、その表面を充分に洗浄した、例えば
石英ガラス、Na等の不純物含有量を減少させたガラ
ス、青板ガラス、青板ガラス及びSi基体等にスパッタ
法等によリSiO2を積層した積層体、アルミナ等のセ
ラミックスの絶縁性の基板1上に第1電極2を形成する
(図4(a))。
SiO 2 was laminated by sputtering or the like on a surface of which the surface was sufficiently cleaned in advance, for example, quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, blue plate glass, blue plate glass, and a Si substrate. The first electrode 2 is formed on a laminated body, an insulating substrate 1 made of ceramics such as alumina (FIG. 4A).

【0064】さらに、絶縁層3、第2電極4を堆積する
(図4(b))。
Further, an insulating layer 3 and a second electrode 4 are deposited (FIG. 4B).

【0065】次に、所望の部分にフォトリソグラフィー
工程でレジストパターン21を形成する(図4
(c))。
Next, a resist pattern 21 is formed in a desired portion by a photolithography process (FIG. 4).
(C)).

【0066】次に、エッチングにより、レジストパター
ン21に沿った絶縁層3と第2電極4が形成される(図
4(d))。なお、本工程はそれぞれの電極及び絶縁層
の材料に応じて、エッチング方法を選択すれば良い。
Next, the insulating layer 3 and the second electrode 4 are formed along the resist pattern 21 by etching (FIG. 4D). Note that in this step, an etching method may be selected depending on the material of each electrode and the insulating layer.

【0067】第1電極2及び第2電極4は蒸着法、スパ
ッタ法等の一般的な真空成膜技術で積層され、フォトリ
ソグラフィー技術で形成される。第1電極2及び第2電
極4の材料としては、一般的な導体材料が用いられ、た
とえば、Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、A
l、Cu、Pd等の金属あるいは合金及び、Pd、A
u、RuO2、Pd−Ag等の金属あるいは金属酸化物
とガラス等から構成される印刷導体、In23−SnO
2等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体材料等か
ら適宜選択される。
The first electrode 2 and the second electrode 4 are laminated by a general vacuum film forming technique such as an evaporation method and a sputtering method, and are formed by a photolithography technique. As a material of the first electrode 2 and the second electrode 4, a general conductor material is used, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, A
metals or alloys such as l, Cu, Pd and Pd, A
a printed conductor composed of a metal such as u, RuO 2 , Pd—Ag or a metal oxide and glass; In 2 O 3 —SnO
2 and the like, and are appropriately selected from transparent conductors and semiconductor materials such as polysilicon.

【0068】ここで、第1電極2の膜厚は、数nmから
数mmの範囲で設定される。
Here, the thickness of the first electrode 2 is set in a range from several nm to several mm.

【0069】絶縁層3は、蒸着法、スパッタ法等の一般
的な真空成膜法、熱酸化法、陽極酸化法等で形成され
る。絶縁層3の材料は、好ましくはSiO2であり、ま
た他の酸化物、及び窒化物等で、高電界に耐えられる耐
圧の高い材料が選択される。
The insulating layer 3 is formed by a general vacuum film forming method such as a vapor deposition method and a sputtering method, a thermal oxidation method, an anodic oxidation method and the like. The material of the insulating layer 3 is preferably SiO 2 , and a material having a high withstand voltage that can withstand a high electric field, such as other oxides and nitrides, is selected.

【0070】絶縁層3の膜厚は、数nmから数10μm
の範囲で設定され、好ましくは、数10nmから数μm
である。
The thickness of the insulating layer 3 is from several nm to several tens μm.
Is preferably set in the range of several tens nm to several μm.
It is.

【0071】第2電極4は、前述のように第1電極と同
一材料でも、異種材料でも良い。
As described above, the second electrode 4 may be made of the same material as the first electrode or a different material.

【0072】また、第2電極4の膜厚は、数nmから数
μmの範囲で設定されるが、電子放出効率の向上のため
に、好ましくは薄い方が良く、数nmから数10nm程
度がよい。また、膜厚が薄い場合は、特に耐熱材料が望
ましい。
The thickness of the second electrode 4 is set in the range of several nm to several μm, but is preferably thinner in order to improve the electron emission efficiency, and is preferably several nm to several tens nm. Good. When the film thickness is small, a heat-resistant material is particularly desirable.

【0073】以上で、基本的な凹凸構造が形成される。
ここまでの工程では、一般的なフォトリソグラフィー工
程とエッチング工程を使用したが、凹凸の形成方法は、
他の手法でもかまわない。
With the above, a basic uneven structure is formed.
In the steps up to this point, a general photolithography step and an etching step were used.
Other methods may be used.

【0074】次に、第1電極2と第2電極4の間に間隙
6を形成し、間隙6の電子放出部を作製する工程が行わ
れる。
Next, a step of forming a gap 6 between the first electrode 2 and the second electrode 4 and forming an electron-emitting portion in the gap 6 is performed.

【0075】そのために、さらに導電性膜5が、第1電
極2と第2電極4とによる凹凸構造に沿って形成される
(図4(e))。
For this purpose, a conductive film 5 is further formed along the uneven structure formed by the first electrode 2 and the second electrode 4 (FIG. 4E).

【0076】導電性膜5の材料は、Pd、Pt、Ru、
Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、S
n、Ta、W、Pd等の金属、Pt−Pd、Pd−Ag
等の合金、PdO、SnO2、In23、PbO、Sb2
3等の酸化物、HfB2、ZrB2、LaB6等の硼化
物、TiC、ZrC、SiC、WC等の炭化物、Ti
N、ZrN、HfN等の窒素物、Si、Ge等の半導
体、有機高分子材料、アモルファスカーボン、グラファ
イト、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素及び炭素化
合物から適宜選択される。
The material of the conductive film 5 is Pd, Pt, Ru,
Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, S
metal such as n, Ta, W, Pd, Pt-Pd, Pd-Ag
Alloys such as PdO, SnO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2
Oxide such as O 3 , boride such as HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , carbide such as TiC, ZrC, SiC, WC, Ti
It is appropriately selected from nitrogen such as N, ZrN, and HfN, semiconductors such as Si and Ge, organic polymer materials, carbon and carbon compounds such as amorphous carbon, graphite, and diamond-like carbon.

【0077】導電性膜5の膜厚は、数Åから数100n
mの範囲で設定されるが、抵抗値とステップカバレージ
とともに設計される。
The thickness of the conductive film 5 ranges from several Å to several hundreds n.
m, but is designed with resistance and step coverage.

【0078】さらに、第1電極2及び第2電極4間に電
圧を印加して、通電フォーミング工程と呼ばれる工程を
行い、間隙6を形成する(図4(f))。
Further, a voltage is applied between the first electrode 2 and the second electrode 4 to perform a step called an energization forming step to form a gap 6 (FIG. 4F).

【0079】通電フォーミングにおいては、電圧波形
は、パルス波形が好ましい。通電フォーミングは、後の
活性化工程と同様に真空雰囲気において行われてもよ
い。
In the energization forming, the voltage waveform is preferably a pulse waveform. The energization forming may be performed in a vacuum atmosphere as in the subsequent activation step.

【0080】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔中に導電性膜5が破壊しない程度に電圧を印加して電
流を測定し、その抵抗を検知して抵抗値が1MΩ以上の
抵抗となった時に柊了される。
The energization forming process is terminated when a voltage is applied to the extent that the conductive film 5 is not destroyed during the pulse interval, the current is measured, and the resistance is detected. When the resistance becomes 1 MΩ or more, Hiiragi is over.

【0081】通電フオーミング工程は、通電フオーミン
グに限らず、導電性膜5に局所的な高抵抗状態を形成す
る処理を包含するものである。
The energization forming step is not limited to the energization forming but includes a process for forming a local high resistance state on the conductive film 5.

【0082】さらに、このようにして作製した電子放出
素子を、真空容器に配置して排気し、真空雰囲気にした
後に活性化、安定化工程を行う場合がある。
Further, there is a case where the activation and stabilization steps are performed after the electron-emitting device manufactured as described above is placed in a vacuum vessel and evacuated to a vacuum atmosphere.

【0083】活性化工程とは、素子電流If、放出電流
Ieを著しく変化させ、低電圧で電子放出が可能な形状
を形成する工程であり、炭素及び炭素化合物を前記フオ
ーミング工程で形成した間隙6に椎積することである。
The activation step is a step in which the element current If and the emission current Ie are remarkably changed to form a shape capable of emitting electrons at a low voltage, and carbon and a carbon compound are formed in the gap 6 formed in the forming step. It is to pile up.

【0084】活性化工程は、例えば有機ガスの供給源か
ら有機ガスを真空容器に導入し、有機物質のガスを含有
する雰囲気下で、第1電極2及び第2電極4に電圧を印
加し、電圧波形はパルス波形で繰り返し印加される。こ
れには、パルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に
印加する方法や、パルス波高値を増加させながら電圧パ
ルスを印加する方法がある。
In the activation step, for example, an organic gas is introduced into a vacuum vessel from an organic gas supply source, and a voltage is applied to the first electrode 2 and the second electrode 4 in an atmosphere containing an organic substance gas. The voltage waveform is applied repeatedly as a pulse waveform. For this, there are a method of continuously applying a pulse having a pulse peak value of a constant voltage, and a method of applying a voltage pulse while increasing the pulse peak value.

【0085】前記炭素を生成する際の好ましい有機物質
のガス分圧は、前記炭素の形態、真空容器の形状や有機
物質の種類等により異なるため、場合に応じて適宜設定
される。
The preferable gas partial pressure of the organic substance when producing the carbon varies depending on the form of the carbon, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case.

【0086】適当な有機物質としては、アルカン、アル
ケンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコー
ル類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノー
ル、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等で、具体的に
は、メタン、エタン、プロパン等のCn2n+2で表され
る飽和炭化水素、エチレン、プロピレン等のCn2n
の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエ
ン、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
アミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロ
ピオン酸等が使用できる。
Suitable organic substances include aliphatic hydrocarbons of alkanes and alkenes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, and organic acids such as phenol, carboxylic acid and sulfonic acid. Specifically, saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 such as methane, ethane and propane; unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene; benzene , Toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like.

【0087】さらに、活性化工程の後には、安定化工程
と呼ばれる処理が行われる。本工程は、真空容器内の有
機物質を排気する工程で、その真空容器内の圧力は、
1.3×10-5Pa以下が好ましく、さらに1.3×1
-6Pa以下が特に好ましい。
Further, after the activation step, a process called a stabilization step is performed. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum vessel, and the pressure in the vacuum vessel is
1.3 × 10 −5 Pa or less is preferable, and 1.3 × 1 −5 Pa or less is more preferable.
0 -6 Pa or less is particularly preferred.

【0088】真空容器内を排気する場合は、装置から発
生するオイル等か混入し、素子特性に影響を与えないよ
うに、ソープションポンプ、イオンポンプ等のオイルを
用いない真空排気系が好ましい。
When the inside of the vacuum vessel is evacuated, a vacuum evacuation system using no oil, such as a sorption pump or an ion pump, is preferable so that oil or the like generated from the apparatus is mixed and does not affect the element characteristics.

【0089】さらに、真空容器を排気する場合は、真空
容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子に
吸着した有様物質分子を排気しやすくすることが好まし
い。
Further, when the vacuum container is evacuated, it is preferable to heat the entire vacuum container to facilitate evacuating the inner wall of the vacuum container and the like substance molecules adsorbed on the electron-emitting device.

【0090】この時の加熱温度は、80℃から200℃
で5時間以上が望ましいが、特にこの条件に限るもので
はなく、真空容器の大きさ、形状、電子放出素子の構成
等により適宜選択される。
The heating temperature at this time is from 80 ° C. to 200 ° C.
Is preferably 5 hours or more, but is not particularly limited to this condition, and is appropriately selected depending on the size and shape of the vacuum vessel, the configuration of the electron-emitting device, and the like.

【0091】本実施の形態における電子放出素子の作用
について図5、図6、図17、図18を用いて説明す
る。
The operation of the electron-emitting device in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5, 6, 17, and 18.

【0092】まず、本実施の形態の一般的な作用として
の高効率化とビームサイズ縮小化について説明する。そ
のために、本実施の形態を従来の平面型の表面伝導型電
子放出素子と比較して説明する。さらに、本実施の形態
の効果を詳細に説明するために、まず、凹構造、凸構造
それぞれのサイズ効果を説明し、さらに、本実施の形態
による複数の凹凸構造を有する場合の特有の作用につい
て説明する。
First, a description will be given of high efficiency and reduction of the beam size as general functions of the present embodiment. For this reason, the present embodiment will be described in comparison with a conventional flat surface conduction electron-emitting device. Further, in order to explain the effects of the present embodiment in detail, first, the size effect of each of the concave structure and the convex structure will be described, and further, a specific operation in the case of having a plurality of uneven structures according to the present embodiment. explain.

【0093】まず、本実施の形態における電子放出素子
の一般的な効率の向上の作用について説明する。これ
は、本発明において、間隙6が凹凸構造の側壁に存在
し、前記間隙6を挟んで高電位電極(第2電極4)がア
ノード電極8側に、低電位電極(第1電極2)がその逆
にあるために生じる効果である。
First, the general effect of improving the efficiency of the electron-emitting device in the present embodiment will be described. This is because, in the present invention, the gap 6 exists on the side wall of the uneven structure, the high-potential electrode (second electrode 4) is on the anode electrode 8 side, and the low-potential electrode (first electrode 2) is located across the gap 6. This is the effect of the opposite.

【0094】その比較のために、従来の平面型の表面伝
導聖電子放出素子の効率について説明する。
For comparison, the efficiency of a conventional planar surface conduction electron-emitting device will be described.

【0095】図17は、従来の表面伝導型電子放出素子
の図であり、図18は、従来の表面伝導聖電子放出素
子の電位分布と電子到達位置を示す図である。図17、
図18において、101は基板、102、103は電
極、104は導電性膜、105は間隙、106はアノー
ド電極である。
FIG. 17 is a diagram of a conventional surface conduction electron-emitting device, and FIG. 18 is a conventional surface conduction electron-emitting device.
FIG. 3 is a diagram showing a potential distribution of a child and an electron arrival position. FIG.
In FIG. 18, 101 is a substrate, 102 and 103 are electrodes, 104 is a conductive film, 105 is a gap, and 106 is an anode electrode.

【0096】SID'98Digest,Okuda,
et alによると、対向する電極の間にはnmオーダ
ーの間隙105があり、この素子に駆動電圧Vfを印加
すると低電位電極の先端から対向する高電位電極に電子
が放出(あるいは基板を通して注入)され、電子が高電
位電極の先端部で再び電子が等方的に散乱することが分
かっている(正確には高電位電極の先端部から電子が等
方的に放出されると仮定すると、実験と数値計算予測と
が矛盾なく一致することが分かっている。)。
SID '98 Digest, Okuda,
According to et al, there is a gap 105 on the order of nm between opposing electrodes, and when a driving voltage Vf is applied to this element, electrons are emitted from the tip of the low potential electrode to the opposing high potential electrode (or injected through the substrate). It is known that the electrons are isotropically scattered again at the tip of the high-potential electrode (assuming that the electrons are emitted isotropically from the tip of the high-potential electrode. And numerical calculation predictions are found to be consistent.)

【0097】低電位電極から放出された電子の多くは高
電位電極上で数回の弾性散乱(多重散乱)が繰り返さ
れ、特徴距離Xsを越えた電子がアノード電極106に
到達する。
Most of the electrons emitted from the low potential electrode are repeatedly elastically scattered (multiple scattering) several times on the high potential electrode, and electrons exceeding the characteristic distance Xs reach the anode electrode 106.

【0098】前記特徴距離Xsは、 Xs=D/2√(1+(2H・Vf/πVa・D)2) ≒(H・Vf)/(π・Va) …(1)式 で表され、Hは電子放出素子とアノード電極106間の
距離、πは円周率、Dは電子放出部に形成された間隙
幅、Vfは駆動電圧、Vaはアノード電極106の電圧
である。
The characteristic distance Xs is represented by the following expression: Xs = D / 2√ (1+ (2H · Vf / πVa · D) 2) ≒ (H · Vf) / (π · Va) (1) Is a distance between the electron-emitting device and the anode electrode 106, π is a circular constant, D is a gap width formed in the electron-emitting portion, Vf is a driving voltage, and Va is a voltage of the anode electrode 106.

【0099】上記(1)式の二番目の近似は、Vf/D
≫Va/Hの場合(通常の表面伝導型電子放出素子の場
合では十分に成立する。)に成立する。
The second approximation of the above equation (1) is Vf / D
It is satisfied in the case of で は Va / H (it is sufficiently satisfied in the case of a normal surface conduction electron-emitting device).

【0100】前記特徴距離Xsは、図18に示すよう
に、電子放出部を基点として、真空中に現れる等電位分
布において、高電位電極と同電位の面が、高電位電極上
に交わる点までの距離として表される。
As shown in FIG. 18, the characteristic distance Xs is, as shown in FIG. 18, from the electron emission portion to the point where the surface at the same potential as the high potential electrode intersects the high potential electrode in the equipotential distribution appearing in vacuum. Expressed as the distance of

【0101】電子放出効率は、間隙105から放出され
た電子が前記Xsを越えるまでの間に、多重散乱によっ
て高電位電極に一部吸収されることによる電子数の減少
に支配されている。数十eV程度の電子の衝突に伴い散
乱される割合(散乱係数)βについては明らかではない
が、一回の散乱につき0.1から0.5程度と見積もら
れている。このような散乱機構で、βが1以下であるこ
とから、真空中に取り出される電子の量は、散乱回数の
増加に従い、べき乗で減少していくことが分かる。
The electron emission efficiency is governed by a decrease in the number of electrons due to the fact that the electrons emitted from the gap 105 are partially absorbed by the high potential electrode by multiple scattering until the electrons exceed the Xs. Although the ratio (scattering coefficient) β scattered by the collision of electrons of about several tens eV is not clear, it is estimated to be about 0.1 to 0.5 per one scattering. Since β is equal to or less than 1 in such a scattering mechanism, it can be seen that the amount of electrons extracted in a vacuum decreases with a power as the number of scattering increases.

【0102】したがって、図17のような従来の表面伝
導型電子放出素子では、図18に示すように、間隙10
5から放出した電子が、上記Xs内で対向する高電位電
極上を少なくとも一回、多くの電子は複数回散乱するた
め、高電位電極中に取り込まれ消滅する電子の数が増大
し電子放出効率が低下する。
Therefore, in the conventional surface conduction electron-emitting device as shown in FIG. 17, as shown in FIG.
5 are scattered at least once on the opposing high-potential electrode within Xs, and many electrons are scattered a plurality of times. As a result, the number of electrons taken in and disappearing in the high-potential electrode increases, and the electron emission efficiency increases. Decrease.

【0103】上述の機構から、電子放出効率の高効率化
は、放出電子の散乱の抑制により可能となることが分か
る。
From the above-described mechanism, it can be understood that the electron emission efficiency can be increased by suppressing the scattering of the emitted electrons.

【0104】一方、本実施の形態の電子放出素子におけ
る電子放出の効率の向上について説明する。
On the other hand, an improvement in the efficiency of electron emission in the electron-emitting device of the present embodiment will be described.

【0105】図1、図2に示した本実施の形態の電子放
出素子では、第1電極2と絶縁層3と第2電極4が積層
された構成である。従来の電子放出素子と同様に第1電
極2と第2電極3間には、電子放出素子を駆動するため
の駆動電圧Vfが印加され、素子電流Ifが流れる。
The electron-emitting device of this embodiment shown in FIGS. 1 and 2 has a structure in which the first electrode 2, the insulating layer 3, and the second electrode 4 are stacked. As in the conventional electron-emitting device, a drive voltage Vf for driving the electron-emitting device is applied between the first electrode 2 and the second electrode 3, and an element current If flows.

【0106】この時、間隙6をはさんで、導電性膜5と
第1電極2側が低電位電極に、同様に導電性膜5と第2
電極4が高電位電極になっている。
At this time, the conductive film 5 and the first electrode 2 side are connected to the low potential electrode with the gap 6 therebetween, and similarly, the conductive film 5 and the second electrode
The electrode 4 is a high potential electrode.

【0107】そして、前述の従来の表面伝導型電子放出
素子と同様に、低電位電極の先端から対向する高電位電
極に電子が放出(あるいは絶縁層3を通して注入)さ
れ、電子が高電位電極の先端部で再び電子が等方的に散
乱した後、電子は電子放出素子とアノード電極8間に印
加された電圧Vaによりアノード電極8に引きあげられ
てアノード電極8に捕捉され、放出電流Ieが流れる。
As in the case of the above-mentioned conventional surface conduction electron-emitting device, electrons are emitted (or injected through the insulating layer 3) from the tip of the low-potential electrode to the opposing high-potential electrode. After the electrons are isotropically scattered again at the tip, the electrons are pulled up by the anode electrode 8 by the voltage Va applied between the electron-emitting device and the anode electrode 8 and captured by the anode electrode 8, and the emission current Ie flows. .

【0108】図5は、本実施の形態における電子放出素
子の散乱回数を説明する図である。本実施の形態におけ
る電子放出素子においても放出された電子は、間隙6か
ら高電位側に形成された導電性膜5及び第2電極4によ
る高電位電極上を散乱した後にアノード電極8へと向か
う。
FIG. 5 is a diagram for explaining the number of times of scattering of the electron-emitting device in the present embodiment. Also in the electron-emitting device of the present embodiment, emitted electrons are scattered on the high potential electrode by the conductive film 5 and the second electrode 4 formed on the high potential side from the gap 6 and then travel to the anode electrode 8. .

【0109】ここで、間隙6から第2電極4の頂上まで
の距離T1が短いため、電子が電子放出素子近傍の高電
位電極と低電位電極の電界で支配される電位分布の領域
から少ない散乱回数で脱出できる回数が増加する。
Here, since the distance T1 from the gap 6 to the top of the second electrode 4 is short, electrons are less scattered from the region of the potential distribution dominated by the electric field between the high potential electrode and the low potential electrode near the electron-emitting device. The number of times you can escape increases with the number of times.

【0110】さらに、間隙6から第2電極4頂上までの
距離T1が電子の散乱距離T2よりも短い場合には、電
子は散乱すること無しで電子放出素子上部に到達でき、
電子放出効率が大幅に向上する。
When the distance T1 from the gap 6 to the top of the second electrode 4 is shorter than the electron scattering distance T2, the electrons can reach the upper part of the electron-emitting device without scattering.
The electron emission efficiency is greatly improved.

【0111】この散乱した電子の飛行距離T2は、最大
で間隙幅Dの200倍程度と見積もられており、この場
合、T1の距離がT1<D×200若しくはXs以下の
条件で電子の散乱を抑制できる。また、間隔Dは数nm
〜数十nm程度である。
It is estimated that the flight distance T2 of the scattered electrons is at most about 200 times the gap width D. In this case, the scattering distance of T1 is less than T1 <D × 200 or Xs or less. Can be suppressed. The interval D is several nm.
To about several tens nm.

【0112】望ましい高電位電極(第2電極4)の厚さ
としては、できるだけ薄い方が効率の点からは望ましい
が、膜厚が薄い場合には、抵抗が高くなり、電子放出素
子近傍にかかる電圧が寄生抵抗のために減少してしま
う。また、膜が薄い場合には、電子放出素子に発生する
熱の放熱性が悪く、耐熱性のない材料の場合、駆動時に
膜の後退が起こる。
As a desirable thickness of the high-potential electrode (second electrode 4), it is desirable that the thickness is as thin as possible from the viewpoint of efficiency. The voltage decreases due to the parasitic resistance. In addition, when the film is thin, heat dissipation of heat generated in the electron-emitting device is poor, and when the material does not have heat resistance, the film retreats during driving.

【0113】以上の観点より、第2電極4の膜厚は数n
mから数百nmの範囲で設定され、さらに好ましくは数
十nm程度の範囲である。
From the above viewpoint, the film thickness of the second electrode 4 is several n
It is set in the range of m to several hundred nm, and more preferably in the range of about several tens nm.

【0114】このように、本実施の形態においては、第
1、第2電極2,4と絶縁層3を積層した垂直型の電子
放出素子とすることで、高電位電極を低電位電極よりも
アノード電極8側に配置できる。かつ、算2電極4の厚
みを考慮することで、T1を十分に減少させた構成とす
ることができ、電子放出の高効率な電子放出素子が構成
可能となっている。
As described above, in the present embodiment, a high-potential electrode is made smaller than a low-potential electrode by forming a vertical electron-emitting device in which the first and second electrodes 2 and 4 and the insulating layer 3 are laminated. It can be arranged on the anode electrode 8 side. In addition, by taking the thickness of the second electrode 4 into consideration, a configuration in which T1 is sufficiently reduced can be achieved, and an electron-emitting device with high electron emission efficiency can be configured.

【0115】次に、電子ビームの形状及び幅について説
明する。
Next, the shape and width of the electron beam will be described.

【0116】まず、従来の平面型の表面伝導聖電子放出
素子についての電子ビームについて説明する。図18に
従来の電子放出素子の電子の到達位置を示した。
First, an electron beam of a conventional planar surface conduction electron emitting device will be described. FIG. 18 shows the arrival positions of electrons in a conventional electron-emitting device.

【0117】図18に示したように、電子ビームは電子
放出素子上部の特徴距離Xsに到達した時点で放出位置
から大きくずれ、上部の歪んだ電場により大きくずれて
しまう。
As shown in FIG. 18, when the electron beam reaches the characteristic distance Xs in the upper part of the electron-emitting device, it largely deviates from the emission position, and is largely deviated by the distorted electric field in the upper part.

【0118】また、電子ビーム径は、電子放出部の直上
から、電子ビームの主たる到達位置までのずれ量にほぼ
等しく、したがって、電子ビーム径はSID,98Di
gest,Okuda,et alより、 Lh≒4KhH√(Vf/Va)…(2)式 Lw≒2KwH√(Vf/Va)…(3)式 で記述できることが知られている。
The electron beam diameter is almost equal to the amount of shift from immediately above the electron emission portion to the main arrival position of the electron beam. Therefore, the electron beam diameter is SID, 98Di.
It is known from Gest, Okuda, et al that Lh {4KhH} (Vf / Va) ... (2) Equation Lw {2KwH} (Vf / Va) ... (3) Equation

【0119】ここで、前記Lhは電子ビームの縦方向
(y方向)、Lwは電子ビームの横方向(x方向)のサ
イズを示している。また、Kh、Kwは素子構造によっ
て若干ことなる場合があるが0.8〜1.0の範囲であ
り、ほとんどの場合1で近似できる。
Here, Lh indicates the size of the electron beam in the vertical direction (y direction), and Lw indicates the size of the electron beam in the horizontal direction (x direction). Kh and Kw may vary slightly depending on the element structure, but are in the range of 0.8 to 1.0, and can be approximated by 1 in most cases.

【0120】一方、一般的な垂直型の電子放出素子での
電子ビーム形状について説明する。
On the other hand, an electron beam shape in a general vertical type electron-emitting device will be described.

【0121】まず、高電位電極及び低電位電極が両側に
無限大に引き続く場合に、1つの間隙6からの電子ビー
ム形状について図5に示した。
First, the shape of the electron beam from one gap 6 when the high potential electrode and the low potential electrode continue infinitely on both sides is shown in FIG.

【0122】この場合、従来の平面型の電子放出素子と
ほぼ同様の電子軌道で電子はアノード電極8に到達する
ため、電子の主たる到達位置は従来の平面型と何ら変わ
りない。ただし、電子ビーム形状は、間隙位置によって
その分布が変わる。そのために前述の(2),(3)式
のKh、Kwは1以下になるがその値は構造によって異
なる。
In this case, since the electrons reach the anode electrode 8 in an electron trajectory substantially similar to that of the conventional flat-type electron-emitting device, the main arrival position of the electrons is not different from the conventional flat-type electron-emitting device. However, the distribution of the electron beam shape changes depending on the gap position. Therefore, Kh and Kw in the above equations (2) and (3) become 1 or less, but their values differ depending on the structure.

【0123】次に、本実施の形態による凹構造及び凸構
造の形状等のサイズによる電子放出効率及び電子ビーム
形状の変化について説明する。
Next, changes in the electron emission efficiency and the electron beam shape depending on the size of the concave structure and the convex structure according to the present embodiment will be described.

【0124】図7(a)にそれぞれの凹凸構造の電子放
出効率が凹部及び凸部の幅のサイズお応じる効果の模式
的なグラフを示した。グラフ中、51は凹構造の特性を
示し、52は凸構造の特性を示している。
FIG. 7A is a schematic graph showing the effect that the electron emission efficiency of each concavo-convex structure depends on the size of the width of the concave and convex portions. In the graph, 51 indicates the characteristic of the concave structure, and 52 indicates the characteristic of the convex structure.

【0125】本実施の形態における凹凸構造では、凹部
及び凸部の幅が小さくなった時に、それぞれに違いが現
れる。凹部及び凸部の幅が大きい場合は、電子放出部
(間隙6)は従来の高電位と低電位の2電位に挟まれた
電位構成と同一とみなせるが、凹部及び凸部の幅が小さ
くなる場合は、各電子放出部において、外側の凹部又は
凸部の電位構成の影響が無視できなくなり3電位にみな
される。
In the concavo-convex structure according to the present embodiment, a difference appears when the width of the concave portion and the convex portion is reduced. When the width of the concave portion and the convex portion is large, the electron emission portion (gap 6) can be regarded as the same as the conventional potential configuration sandwiched between the high potential and the low potential, but the width of the concave portion and the convex portion becomes small. In this case, in each electron-emitting portion, the influence of the potential configuration of the outer concave portion or convex portion cannot be ignored and is regarded as three potentials.

【0126】3電位は、凹構造では+−+の電子ビーム
発散型の電位構成に、凸構成では−+−の電子ビーム収
束型の電位構成に形成される。
The three potentials are formed in a +-+ electron beam divergence type potential configuration in the concave structure, and in a-++-electron beam convergence type potential configuration in the convex configuration.

【0127】電子放出素子は、電子ビーム収束型では発
散型に比べ、周囲に存在する電位が減速電位を形成する
ために一般的に電子放出効率が悪くなってしまうといえ
る。
It can be said that the electron-emitting device generally has lower electron emission efficiency in the electron beam converging type than in the diverging type because the potential existing around it forms a decelerating potential.

【0128】図6に、それぞれの凹凸構造による電子ビ
ームの模式図を示した。なお、間隙6は凹凸構造の両側
壁に2つ存在するものとして電子ビーム径Lw_xを定
めた。
FIG. 6 is a schematic view of an electron beam having each of the concavo-convex structures. Note that the electron beam diameter Lw_x is determined assuming that two gaps 6 exist on both side walls of the uneven structure.

【0129】本実施の形態においては、凹凸構造は、x
軸に対して作られた構造であり、電位もx方向に変調さ
れたものである。したがって、本実施の形態において
は、x方向に電位変調の効果が大きく現れる。
In the present embodiment, the uneven structure is represented by x
The structure is made with respect to the axis, and the electric potential is also modulated in the x direction. Therefore, in the present embodiment, the effect of the potential modulation appears largely in the x direction.

【0130】一方、y方向には、電位の変調がない。し
かし、y方向にも電子ビームのサイズ効果は現れ、特に
凹部及び凸部の幅が小さくなった時にはその効果も大き
い。
On the other hand, there is no potential modulation in the y direction. However, the size effect of the electron beam also appears in the y direction, and especially when the width of the concave portion and the convex portion is reduced.

【0131】ただし、本実施の形態においては、周期構
造の変調方向であるx方向の電子ビーム形状に対しての
み考える。
However, in the present embodiment, only the electron beam shape in the x direction, which is the modulation direction of the periodic structure, will be considered.

【0132】図6より、凹構造、凸構造で、w1及びw
3が∞及び十分大きい時には、 Lw_x=2×Lw+w1 凹構造 Lw_x=2×Lw−w3 凸構造 となっている。
FIG. 6 shows that w1 and w have a concave structure and a convex structure.
When 3 is ∞ and sufficiently large, Lw_x = 2 × Lw + w1 concave structure Lw_x = 2 × Lw−w3 convex structure

【0133】図7(b)にそれぞれの構造の電子ビーム
形状の凹部及び凸部の幅の変更による効果の模式的なグ
ラフを示した。51は凹構造の特性を示し、52は凸構
造の特性を示している。
FIG. 7B is a schematic graph showing the effect of changing the width of the concave and convex portions of the electron beam shape of each structure. 51 indicates the characteristic of the concave structure, and 52 indicates the characteristic of the convex structure.

【0134】電子ビーム形状においても、凹部及び凸部
の幅が小さくなると、電子ビーム径に関しても変化が現
れる。この変化し始めるサイズは、前記効率の変化の起
こる凹部及び凸部の幅と一致している。
In the electron beam shape, as the width of the concave and convex portions becomes smaller, the electron beam diameter also changes. The size at which the change starts coincides with the width of the concave portion and the convex portion where the efficiency changes.

【0135】凸構造では、凹部及び凸部の幅の減少効果
により、収束電位の影響で、電子ビームの縮小化が顕著
になる。
In the convex structure, the reduction of the electron beam becomes remarkable due to the effect of the convergence potential due to the effect of reducing the width of the concave portion and the convex portion.

【0136】凹構造では、電位そのものは発散電位であ
るが、凹部及び凸部の幅の変更による減少効果では、対
面電位により電子放出部付近の電位分布の平坦化が起こ
り、発散が抑えられる。ただし、凸構造程の収束効果は
ない。
In the concave structure, the potential itself is a divergent potential. However, in the reduction effect by changing the width of the concave portion and the convex portion, the potential distribution near the electron emitting portion is flattened by the facing potential, and divergence is suppressed. However, the convergence effect is not as high as that of the convex structure.

【0137】さらに、凹部及び凸部の幅を小さくする
と、凸構造の収束電位構成では、電子が放出できなくな
ってしまう場合がある。
Further, when the widths of the concave portion and the convex portion are reduced, electrons may not be emitted in the convergent potential configuration of the convex structure.

【0138】以上のことから、凹部及び凸部の幅の変更
による効果としては、typeを3つに分けて考えると
分かりやすい。即ち、凹部及び凸部の幅が十分大きく、
電子放出部が高電位と低電位の2電位のみで構成される
電位の影響をうける領域(type1)、電子放出部が
高電位と低電位及びその外側の電位の3電位の影響を受
ける領域(type2)、凸構造で電子ビームが放出さ
れなくなるサイズの小さな領域(type3)である。
From the above, the effect of changing the width of the concave portion and the convex portion can be understood easily by dividing the type into three types. That is, the width of the concave portion and the convex portion is sufficiently large,
A region in which the electron-emitting portion is affected by a potential composed of only two potentials, a high potential and a low potential (type 1), and a region in which the electron-emitting portion is affected by three potentials, a high potential, a low potential, and a potential outside the region ( (type 2), a small-sized region (type 3) in which the electron beam is not emitted due to the convex structure.

【0139】検討の結果、各typeの境界は、前述の
特徴距離Xsを指針として見積もられることが分かっ
た。type1とtype2の境界は、概ねXsの10
倍であり、type2とtype3の境界は、概ねXs
の1/4であることが分かった。
As a result of the study, it has been found that the boundary of each type can be estimated using the above-mentioned characteristic distance Xs as a guideline. The boundary between type1 and type2 is approximately 10s of Xs.
And the boundary between type2 and type3 is approximately Xs
Was found to be 1/4.

【0140】これは、単独の凹凸構造の際の目安であ
り、凹部及び凸部が周期的に繋がる場合には、その幅の
変更による効果は正確ではない。ただし、その場合で
も、どのtypeに属するかで、その効果は推定でき
る。
This is a guideline for a single concavo-convex structure, and when the concave and convex portions are connected periodically, the effect of changing the width is not accurate. However, even in that case, the effect can be estimated depending on which type it belongs to.

【0141】したがって、本実施の形態による凹凸構造
では、これらのtype別に、それら凹部及び凸部の幅
を変更して構成を工夫することで、電子放出の効率が高
いものや、電子ビーム径の収束したものや、それらの性
能の複合した電子放出特性が所望となる電子放出素子が
得られることになる。
Therefore, in the concavo-convex structure according to the present embodiment, by changing the width of the concave portion and the convex portion for each type, the structure is devised, so that the electron emission efficiency is high and the electron beam diameter is small. An electron-emitting device that converges or has a desired electron-emitting characteristic having a combination of those performances can be obtained.

【0142】即ち、凹部及び凸部の幅を変更することに
よって間隙6付近の電位配置が変化することを用いて、
電場の状態を規定して間隙6から放出される電子の電子
放出特性を設定できるので、凹部及び凸部の幅を変更し
た電子放出素子を設計して、電子放出特性、例えば電子
放出効率や、放出電子ビーム径を所望の設定とすること
ができる。
That is, by using the fact that the potential arrangement near the gap 6 changes by changing the width of the concave and convex portions,
Since the electron emission characteristics of the electrons emitted from the gap 6 can be set by defining the state of the electric field, an electron emission element in which the width of the concave portion and the convex portion is changed is designed so that the electron emission characteristics, for example, the electron emission efficiency, The emission electron beam diameter can be set as desired.

【0143】次に、図8、図9、図10、図11を用
い、上述した電子放出素子を複数配置して得られる電子
源及びそれを用いた画像形成装置について説明する。
Next, an electron source obtained by disposing a plurality of the above-described electron-emitting devices and an image forming apparatus using the same will be described with reference to FIGS. 8, 9, 10, and 11. FIG.

【0144】図8は、上述した多数個の電子放出素子を
m×nのマトリックス状に配置し、形成した電子源の配
線図である。
FIG. 8 is a wiring diagram of an electron source formed by arranging a large number of electron-emitting devices in an m × n matrix.

【0145】x方向にはm本のx方向配線(Dx1、D
x2、、Dxm)61が交互に配置され、y方向には、
n本のy方向配線(Dy1、Dy2、Dy3、Dyn)
62から形成される。電子放出素子を構成する第1電極
2、第2電極4はそれぞれx方向配線61とy方向配線
62に電気的に接続されている。60は電子放出素子を
複数配置した電子源基板である。
In the x-direction, m x-direction wirings (Dx1, Dx
x2, Dxm) 61 are arranged alternately, and in the y direction,
n y-directional wirings (Dy1, Dy2, Dy3, Dyn)
62 are formed. The first electrode 2 and the second electrode 4 constituting the electron-emitting device are electrically connected to an x-direction wiring 61 and a y-direction wiring 62, respectively. Reference numeral 60 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged.

【0146】本発明の画像形成装置では、一般的に、上
述した電子放出素子を単純マトリクス配置として配列す
る。即ち、x方向及びy方向に行列状に複数個配し、同
じ列に配された複数の電子放出素子の電極の一方をx方
向の配線に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子
放出素子の電極の他方をy方向の配線に共通に接続す
る。
In the image forming apparatus of the present invention, the above-described electron-emitting devices are generally arranged in a simple matrix arrangement. That is, a plurality of electrodes arranged in a matrix in the x direction and the y direction, one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to a wiring in the x direction, and a plurality of electrodes arranged in the same column. The other electrode of the electron-emitting device is commonly connected to a wiring in the y-direction.

【0147】単純マトリクス配置構成以外の配列も採用
できる。例えば、並列に配置した複数の電子放出素子の
個々の両端で接続し、電子放出素子の行を多数個配し
(行方向)、この配線と直交する方向(列方向)で、電
子放出素子の上方に配した制御電極(グリッド電極)に
より、電子放出素子からの電子を制御駆動する梯子状配
置のものもある。
An array other than the simple matrix arrangement can be adopted. For example, connection is made at each end of a plurality of electron-emitting devices arranged in parallel, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (row direction), and the electron-emitting devices are arranged in a direction orthogonal to the wiring (column direction). There is also a ladder-like arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by a control electrode (grid electrode) arranged above.

【0148】図9は、上述した多数個の電子放出素子を
単純マトリクス配置した一例を示す図である。図8と同
様の部材には同様の番号を付した。
FIG. 9 is a diagram showing an example in which a large number of the above-mentioned electron-emitting devices are arranged in a simple matrix. The same members as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.

【0149】x方向には複数本のx方向配線61、及び
y方向には複数本のy方向配線62が形成される。一
方、x方向配線61とy方向配線62との間には、図8
に示す絶縁層63より、両者配線61,62を電気的に
分離している。電子放出素子を構成する第1電極2、第
2電極4にはそれぞれx方向配線61とy方向配線62
とが電気的に接続されている。
A plurality of x-direction wirings 61 are formed in the x direction, and a plurality of y-direction wirings 62 are formed in the y direction. On the other hand, between the x direction wiring 61 and the y direction wiring 62, FIG.
The wirings 61 and 62 are electrically separated from each other by an insulating layer 63 shown in FIG. An x-direction wiring 61 and a y-direction wiring 62 are respectively provided on the first electrode 2 and the second electrode 4 constituting the electron-emitting device.
And are electrically connected.

【0150】x方向配線61、y方向配線62は、真空
蒸書法、印刷法、スパッタ法等を用いて形成された導電
性金属等で構成することができる。配線の材料、膜厚、
幅は適宜設計される。
The x-directional wiring 61 and the y-directional wiring 62 can be made of a conductive metal or the like formed by a vacuum evaporation method, a printing method, a sputtering method, or the like. Wiring material, film thickness,
The width is appropriately designed.

【0151】絶縁層63は、電子放出素子の第1電極2
と第2電極4間の絶縁層3と同じものであってもいい
し、また、それとは別に設けてもいい。絶縁層63とし
ては、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等を用いて形成
されたSiO2等で構成される。その厚さ及び形状は、
特に配線間の交差部の電位差に耐え得るように適宜設定
される。
The insulating layer 63 is the first electrode 2 of the electron-emitting device.
It may be the same as the insulating layer 3 between the first and second electrodes 4, or may be provided separately therefrom. The insulating layer 63 is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. Its thickness and shape are
In particular, it is set appropriately so as to withstand the potential difference at the intersection between the wirings.

【0152】x方向配線61とy方向配線62を構成す
る材料、及び第1、第2電極2,4は、その構成元素の
一部、或いは全部が同一であっても、またそれぞれが異
なっていても良い。これらの材料は、例えば前述した電
極の材料より適宜選択される。第1、2電極を構成する
材料と配線材料が同一である場合には、電極に接続した
配線は当該電極であると言うこともできる。
The materials forming the x-direction wiring 61 and the y-direction wiring 62, and the first and second electrodes 2 and 4 may be partially or entirely the same or different. May be. These materials are appropriately selected from, for example, the above-described electrode materials. When the material forming the first and second electrodes and the wiring material are the same, it can be said that the wiring connected to the electrodes is the electrode.

【0153】本実施の形態における電子放出素子からの
放出電子は、しきい値電圧以下では電極間に印加するパ
ルス状電圧の波高値と幅で制御できる。一方、しきい値
電圧以下では、ほとんど放出されない。
In the present embodiment, the electrons emitted from the electron-emitting device can be controlled by the peak value and the width of the pulse-like voltage applied between the electrodes when the electrons are below the threshold voltage. On the other hand, when the voltage is equal to or lower than the threshold voltage, almost no light is emitted.

【0154】この特性によれば、多数の電子放出素子を
配置した場合にはおいても、個々の電子放出素子にパル
ス状電圧を適宜印加すれば、入力信号に応じて電子放出
素子を選択して電子放出量を制御できる。
According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulse-like voltage is appropriately applied to each of the electron-emitting devices, the electron-emitting device can be selected according to the input signal. The amount of electron emission can be controlled.

【0155】したがって、上記構成において、単純マト
リクス配線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動
することができる。
Therefore, in the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using simple matrix wiring.

【0156】次に、図10を用いて、上述した電子源を
用いた画像形成装置について説明する。
Next, an image forming apparatus using the above-described electron source will be described with reference to FIG.

【0157】図10において、60は電子放出素子を複
数配した電子源基板、91は電子源基板60を固定した
リアプレート、96はガラス基板93の内面に蛍光膜9
4とメタルパック95等が形成されたフェースプレート
である。92は、支持枠であり、該支持枠92には、リ
アプレート91、フェースプレート96がフリットガラ
スなどを用いて接続される。
In FIG. 10, reference numeral 60 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged, 91 denotes a rear plate on which the electron source substrate 60 is fixed, and 96 denotes a fluorescent film 9 on the inner surface of a glass substrate 93.
4 and a face plate on which metal packs 95 and the like are formed. Reference numeral 92 denotes a support frame, and a rear plate 91 and a face plate 96 are connected to the support frame 92 using frit glass or the like.

【0158】外囲器(パネル)98は、上述の如く、フ
ェースプレート96、支持枠92、リアプレート91で
構成される。リアプレート91は主に電子源基板60の
強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板60
自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート91
は不要とすることができ、電子源基板60とリアプレー
ト91が一体構成の部材であっても構わない。
The envelope (panel) 98 is composed of the face plate 96, the support frame 92, and the rear plate 91 as described above. Since the rear plate 91 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 60, the electron source substrate 60
Separate rear plate 91 if sufficient strength by itself
May be unnecessary, and the electron source substrate 60 and the rear plate 91 may be integrally formed members.

【0159】蛍光膜94とメタルバック95とを内側に
配置したフェースプレート96とリアプレート91とが
支持枠92に接合する接着面にフリットガラスを塗布
し、フェースプレート96と支持枠92とリアプレート
91とを、所定の位置で合わせ、固定し、加熱して焼成
し封着する。
Frit glass is applied to the bonding surface where the face plate 96 and the rear plate 91 in which the fluorescent film 94 and the metal back 95 are disposed inside are joined to the support frame 92, and the face plate 96, the support frame 92 and the rear plate are coated. 91 is fixed at a predetermined position, fixed, heated, fired and sealed.

【0160】また、焼成し数着する加熱手段は、赤外線
ランプ等を用いたランプ加熱、ホットプレート等、種々
のものが採用でき、これらに限定されるものではない。
Various heating means such as lamp heating using an infrared lamp or the like, a hot plate and the like can be adopted as the heating means for firing and garmenting, but are not limited to these.

【0161】また、外囲器98を構成する複数の部材を
加熱接着する接着材料は、フリットガラスに限るもので
はなく、封着工程後、充分な真空雰囲気を形成できる材
料であれば種々の接着材料を採用することができる。
The bonding material for heating and bonding the plurality of members constituting the envelope 98 is not limited to frit glass, but may be any bonding material that can form a sufficient vacuum atmosphere after the sealing step. Materials can be adopted.

【0162】上述した外囲器98は、本発明の一実施態
様であり、限定されるものではなく、種々のものが採用
できる。
The above-described envelope 98 is an embodiment of the present invention, and is not limited, and various types can be adopted.

【0163】他の例として、電子源基板60に直接支持
枠92を封着し、フェースプレート96、支持枠92及
び電子源基板60で外囲器98を構成しても良い。ま
た、フェースプレート96とリアプレート91間に、ス
ペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置することによ
り、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器98を構成
することもできる。
As another example, the support frame 92 may be directly sealed to the electron source substrate 60, and the envelope 98 may be constituted by the face plate 96, the support frame 92, and the electron source substrate 60. Further, by providing a support (not shown) called a spacer between the face plate 96 and the rear plate 91, an envelope 98 having sufficient strength against atmospheric pressure can be formed.

【0164】また、図11(a)、(b)にフェースプ
レート96に形成された蛍光膜94を模式図で示す。蛍
光膜94は、モノクロームの場合は蛍光体のみから構成
することができる。カラーの蛍光膜94の場合は、蛍光
体の配列により、図11(a)に示すブラックストライ
プ、或いは図11(b)に示すブラックマトリクスなど
と呼ばれる黒色導電材86と蛍光体85とから構成する
ことができる。
FIGS. 11A and 11B are schematic views of the fluorescent film 94 formed on the face plate 96. FIG. The fluorescent film 94 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of the color fluorescent film 94, it is composed of a black conductive material 86 called a black stripe shown in FIG. 11A or a black matrix shown in FIG. be able to.

【0165】ブラックストライプ、ブラックマトリクス
を設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色
蛍光体の各蛍光体85間の塗り分け部を黒くすることで
混色等を目立たなくすることと、蛍光膜94における外
光反射によるコントラストの低下を抑制することにあ
る。ブラックストライプの材料としては、通常用いられ
ている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性があって光
の透過及び反射が少ない材料を用いることができる。
The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color separation between the phosphors 85 of the necessary three primary color phosphors black in the case of color display so that color mixing and the like become inconspicuous. The object of the present invention is to suppress a decrease in contrast caused by external light reflection at 94. As a material of the black stripe, a material having conductivity and low light transmission and reflection can be used in addition to a commonly used material mainly containing graphite.

【0166】ガラス基板93に蛍光膜94を塗布する方
法は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法、印刷法
等が採用できる。
As a method of applying the fluorescent film 94 on the glass substrate 93, a precipitation method, a printing method, and the like can be adopted regardless of monochrome or color.

【0167】蛍光膜94の電子源側には、通常メタルバ
ック95が設けられる。メタルバック95を設ける目的
は、蛍光膜94の発光のうち電子源側への光をフェース
プレート96側へ鏡面反射させることにより輝度を向上
させること、電子ビーム加速電圧を印加するための電極
として作用させること、外囲器98内で発生した負イオ
ンの衝突によるダメージから蛍光膜94を保護すること
等である。
On the electron source side of the fluorescent film 94, a metal back 95 is usually provided. The purpose of providing the metal back 95 is to improve the brightness by mirror-reflecting the light emitted from the fluorescent film 94 toward the electron source toward the face plate 96, and to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage. And protecting the fluorescent film 94 from damage due to the collision of negative ions generated in the envelope 98.

【0168】メタルバック95は、蛍光膜94作製後、
蛍光膜94の電子源側表面の平滑化処理(通常、「フィ
ルミング」と呼ばれる。)を行い、その後真空蒸着等を
用いてAlを堆積させることで作製できる。
The metal back 95 is formed after the fluorescent film 94 is formed.
The fluorescent film 94 can be manufactured by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the electron source side surface of the fluorescent film 94 and then depositing Al using vacuum deposition or the like.

【0169】フェースプレート96には、更に蛍光膜9
4の導電性を高めるため、蛍光膜94の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 96 is further provided with a fluorescent film 9.
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 94 in order to increase the conductivity of No. 4.

【0170】次に、封着工程を施した外囲器(パネル)
98を封止する真空封止工程について説明する。
Next, the envelope (panel) subjected to the sealing step
A vacuum sealing step for sealing 98 will be described.

【0171】真空封止工程は、外囲器(パネル)98を
加熱して、80℃〜250℃に保持しながら、イオンポ
ンプ、ソープションポンプ等の排気装置の排気管(不図
示)を通じて排気し、有機物質の十分少ない雰囲気にし
た後、排気管をバーナーで熱して溶解させて封じる。
In the vacuum sealing step, the envelope (panel) 98 is heated and kept at 80 ° C. to 250 ° C., and exhausted through an exhaust pipe (not shown) of an exhaust device such as an ion pump and a sorption pump. Then, after the atmosphere is made sufficiently low in organic substances, the exhaust pipe is heated and melted by a burner and sealed.

【0172】外囲器98の封止後の圧力を維持するため
に、ゲッター処理を行なうこともできる。これは、外囲
器98の封止を行う直前或いは封止後に、抵抗加熱或い
は高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器98内の所
定の位置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸
着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ba等が主
成分であり、蒸着膜の吸着作用により外囲器98内の雰
囲気を維持するものである。
In order to maintain the pressure after the envelope 98 is sealed, a getter process may be performed. This is because the getter disposed at a predetermined position (not shown) in the envelope 98 is heated by heating using resistance heating or high-frequency heating immediately before or after the envelope 98 is sealed. This is a process for forming a deposited film. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and maintains the atmosphere in the envelope 98 by the adsorption action of the deposited film.

【0173】以上の工程によって製造された単純マトリ
クス配置の電子源を用いて構成した画像形成装置は、各
電子放出素子に、容器外端子Dox1〜Doxm、Do
y1〜Doynを介して電圧を印加することにより、電
子放出が生ずる。
In the image forming apparatus constructed by using the electron sources of the simple matrix arrangement manufactured by the above steps, the external terminals Dox1 to Doxm, Dox
By applying a voltage via y1 to Doyn, electron emission occurs.

【0174】高圧端子97を介してメタルバック95或
いは透明電極(不図示)に高圧を印加し、電子ビームを
加速する。加速された電子は、蛍光膜94に衝突し、発
光して画像が形成される。
A high voltage is applied to the metal back 95 or the transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal 97 to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 94 and emit light to form an image.

【0175】図12は、NTSC方式のテレビ信号に応
じて表示を行うための駆動回路の一例を示すブロック図
である。
FIG. 12 is a block diagram showing an example of a drive circuit for performing display according to an NTSC television signal.

【0176】この駆動回路は、内部にm個のスイッチン
グ素子を備えたものである(図中、S1乃至Smで模式
的に示している)。各スイッチング素子は、直流電圧源
Vxの出力電圧もしくは0V(グランドレベル)のいず
れか一方を選択し、画像形成装置としての表示パネル1
341の容器外端子Dox1乃至Doxmと電気的に接
続される。
This drive circuit has m switching elements inside (in the figure, S1 to Sm are schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 V (ground level), and the display panel 1 as an image forming apparatus
341 is electrically connected to the external terminals Dox1 to Doxm.

【0177】S1乃至Smの各スイッチング素子は、制
御回路1343が出力する制御信号TSCANに基づい
て動作するものであり、例えばFETのようなスイッチ
ング素子を組み合わせることにより構成することができ
る。
Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal TSCAN output from the control circuit 1343, and can be configured by combining switching elements such as FETs.

【0178】直流電圧源Vxは、本実施の形態の場合に
は電子放出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に基づ
き、走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子
放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力する
よう設定されている。
In the case of the present embodiment, the DC voltage source Vx uses a drive voltage applied to an unscanned element based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the electron emission element. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the voltage.

【0179】制御回路1343は、外部より入力する画
像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部の
動作を整合させる機能を有する。制御回路1343は、
同期信号分離回路1346より送られる同期信号TSY
NCに基づいて、各部に対してTSCAN、TSFT及
びTMRYの各制御信号を発信する。
The control circuit 1343 has a function of matching the operation of each section so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 1343 is
Synchronization signal TSY sent from synchronization signal separation circuit 1346
Based on the NC, each unit transmits TSCAN, TSFT, and TMRY control signals to each unit.

【0180】同期信号分離回路1346は、外部から入
力されるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と
輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波
数分離回路(フィルター)等を用いて構成できる。
A synchronizing signal separating circuit 1346 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating circuit (filter) or the like. Can be configured.

【0181】同期信号分離回路1346により分離され
た同期信号は、垂直同期信号と水平同期信号より成る
が、ここでは説明の便宜上TSYNC信号として図示し
た。前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分
は便宜上DATA信号と表した。DATA信号はシフト
レジスタ1344に入力される。
The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 1346 is composed of a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is shown here as a TSYNC signal for convenience of explanation. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. The DATA signal is input to the shift register 1344.

【0182】シフトレジスタ1344は、時系列的にシ
リアルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライ
ン毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記
制御回路1343より送られる制御信号TSFTに基づ
いて動作する(即ち、制御信号TSFTは、シフトレジ
スタ1344のシフトクロックであるということもでき
る。)。
A shift register 1344 is for serially / parallel-converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal TSFT sent from the control circuit 1343. (Ie, the control signal TSFT can be said to be a shift clock of the shift register 1344).

【0183】シリアル/パラレル変換された画像1ライ
ン分(電子放出素子n素子分の駆動データに相当)のデ
ータは、Id1乃至Idnのn個の並列信号として前記
シフトレジスタ1344より出力される。
The serial / parallel converted data for one line of the image (corresponding to drive data for n electron-emitting devices) is output from the shift register 1344 as n parallel signals Id1 to Idn.

【0184】ラインメモリ1345は、画像1ライン分
のデータを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置で
あり、制御回路1343より送られる制御信号TMRY
に従って適宜Id1乃至Idnの内容を記憶する。
The line memory 1345 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time only, and a control signal TMRY sent from the control circuit 1343.
, The contents of Id1 to Idn are stored as appropriate.

【0185】記憶された内容は、Id´1乃至Id´n
として出力され、変調信号発生器1347に入力され
る。
The stored contents are Id′1 to Id′n
And output to the modulation signal generator 1347.

【0186】変調信号発生器1347は、画像データI
d´1乃至Id´nの各々に応じて本実施の形態の各々
の電子放出素子を適切に駆動変調するための信号源であ
り、その出力信号は、容器外端子Doy1乃至Doyn
を通じて表示パネル1341内の電子放出素子に印加さ
れる。
The modulation signal generator 1347 outputs the image data I
The signal source is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices of the present embodiment according to each of d′ 1 to Id′n, and the output signals thereof are external terminals Doy1 to Doyn.
Through the display panel 1341 to the electron-emitting devices.

【0187】前述したように、本実施の形態の電子放出
素子は放出電流Ieに対して以下の基本特性を有してい
る。即ち、電子放出には明確なしきい値電圧Vthがあ
り、Vth以上の電圧を印加された時のみ電子放出が生
じる。
As described above, the electron-emitting device of this embodiment has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth, and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied.

【0188】電子放出しきい値以上の電圧に対しては、
電子放出素子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変
化する。このことから、電子放出素子にパルス状の電圧
を印加する場合、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加
しても電子放出は生じないが、電子放出閾値以上の電圧
を印加する場合には電子ビームが出力される。
For voltages above the electron emission threshold,
The emission current also changes according to the change in the voltage applied to the electron-emitting device. From this, when a pulse-like voltage is applied to the electron-emitting device, for example, electron emission does not occur even when a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied. Is output.

【0189】その際、パルスの波高値Vmを変化させる
ことにより出力電子ビームの強度を制御することが可能
である。また、パルスの幅Pwを変化させることにより
出力される電子ビームの電荷の総量を制御することが可
能である。
At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw.

【0190】したがって、入力信号に応じて、電子放出
素子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅
変調方式等が採用できる。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device in accordance with the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be employed.

【0191】電圧変調方式を実施するに際しては、変調
信号発生器1347として、一定長さの電圧パルスを発
生し、入力されるデータに応じて適宜パルスの波高値を
変調するような電圧変調方式の回路を用いることができ
る。
When implementing the voltage modulation method, the modulation signal generator 1347 generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately in accordance with input data. A circuit can be used.

【0192】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器1347として、一定の波高値の電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パル
スの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用い
ることができる。
When implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 1347, a pulse width modulation circuit that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data can be used.

【0193】シフトレジスタ1344やラインメモリ1
345は、デジタル信号式或いはアナログ信号式のもの
を採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や記
憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。
The shift register 1344 and the line memory 1
345 can be a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0194】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路1346の出力信号DATAをデジタル信号
化する必要があるが、これには同期信号分離回路134
6の出力部にA/D変換器を設ければ良い。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 1346 into a digital signal.
An A / D converter may be provided at the output unit 6.

【0195】これに関連してラインメモリ1345の出
力信号がデジタル信号又はアナログ信号により、変調信
号発生器1347に用いられる回路が若干異なったもの
となる。
In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 1347 differs slightly depending on whether the output signal of the line memory 1345 is a digital signal or an analog signal.

【0196】即ち、デジタル信号を用いた電圧変調方式
の場合、変調信号発生器1347には、例えばD/A変
換回路を用いる。そして必要に応じて増幅回路等を付加
する。
That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, for example, a D / A conversion circuit is used as the modulation signal generator 1347. Then, an amplifier circuit and the like are added as needed.

【0197】パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
1347には、例えば高速の発振器及び発振器の出力す
る波数を計数する計数器(カウンタ)及び計数器の出力
値と前記メモリの出力値を比較する比較器(コンパレー
タ)を組み合せた回路を用いる。そして必要に応じて、
比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放
出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付
加することもできる。
In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 1347 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparison between the output value of the counter and the output value of the memory. A circuit in which a comparator (comparator) is combined is used. And if necessary,
It is also possible to add an amplifier for amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device.

【0198】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器1347には、例えばオペアンプ等
を用いた増幅回路を採用できる。そして必要に応じてレ
ベルシフト回路などを付加することもできる。
In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 1347. Then, a level shift circuit or the like can be added as needed.

【0199】パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
1347には、例えば電圧制御型発振回路(VCO)を
採用できる。そして必要に応じて、電子放出素子の駆動
電圧まで電圧増幅するための増幅器を付加することもで
きる。
In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) can be used as the modulation signal generator 1347. If necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0200】ここで述べた駆動回路の構成は、本発明を
適用可能な画像形成装置についての一例であり、本発明
の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。入力信
号については、NTSC方式を挙げたが入力信号はこれ
に限られるものではなく、PAL,SECAM方式等の
他、これよりも多数の走査線からなるTV信号(例え
ば、MUSE方式を始めとする高品位TV方式)をも採
用できる。
The configuration of the driving circuit described here is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. The input signal is described in the NTSC system. However, the input signal is not limited to the NTSC system. In addition to the PAL and SECAM systems, a TV signal including a larger number of scanning lines (for example, MUSE system and the like) High-definition TV system) can also be adopted.

【0201】また画像形成装置は、表示パネル等の表示
装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリン
ターとしての画像形成装置等としても用いることができ
る。
The image forming apparatus can be used not only as a display device such as a display panel, but also as an image forming device as an optical printer including a photosensitive drum or the like.

【0202】[0202]

【実施例】以下、実施例によって本発明をより詳細に説
明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0203】(実施例1)ここでは、実施の形態で用い
た図1〜図3の電子放出素子の平面図及び断面図、図4
の電子放出素子の製造方法を用いて説明を行なう。
(Example 1) Here, a plan view and a sectional view of the electron-emitting device shown in FIGS.
The description will be made using the method for manufacturing an electron-emitting device described above.

【0204】実施例1では、type1の領域での電子
放出素子について説明する。そのために、凹構造の素子
Aと凸構造の素子Bとを作製する。
In Example 1, an electron-emitting device in the type 1 region will be described. For this purpose, an element A having a concave structure and an element B having a convex structure are manufactured.

【0205】以下に、本実施例の電子放出素子の製造工
程を詳細に説明する。
Hereinafter, the manufacturing process of the electron-emitting device of this embodiment will be described in detail.

【0206】(工程1)基板1に石英を用い、十分洗浄
した後、スパッタ法により第1電極2として厚さ250
nmのTaを堆積する。
(Step 1) Quartz was used for the substrate 1 and after sufficient cleaning, the first electrode 2 having a thickness of 250 was formed by sputtering.
Deposit nm Ta.

【0207】(工程2)引き続き絶縁層3として厚さ8
0nmのSiO2を堆積し、第2電極4として厚さ50
nmのTaを堆積する。
(Step 2) The insulating layer 3 having a thickness of 8
0 nm of SiO 2 is deposited, and the second electrode 4 has a thickness of 50 nm.
Deposit nm Ta.

【0208】(工程3)その後、フォトリソグラフィー
工程で、ポジ型フォトレジスト(AZ1500/クラリ
アント社製)のスピンコーティング、フォトマスクパタ
ーンを露光、現像し、マスクパターンを転写する。その
後、パターニングした前記フォトレジストをマスクとす
る。
(Step 3) Thereafter, in a photolithography step, spin coating of a positive photoresist (AZ1500 / manufactured by Clariant), exposure and development of a photomask pattern are performed, and the mask pattern is transferred. Thereafter, the patterned photoresist is used as a mask.

【0209】(工程4)絶縁層3、第2電極4をCF4
ガスを用いてドライエッチングし、第1電極2で停止さ
せる。
(Step 4) The insulating layer 3 and the second electrode 4 are made of CF 4
Dry etching is performed using a gas, and stopped at the first electrode 2.

【0210】ここで、素子Aは、図1に示す凹構造の素
子であり、凹部w1=20μm、凸部w2=30μm、
ピッチP1=50μmで、長さL1=50μmの3周期
分の構造とした。
Here, the element A is an element having a concave structure shown in FIG. 1, and the concave part w1 = 20 μm, the convex part w2 = 30 μm,
The pitch P1 = 50 μm and the length L1 = 50 μm for three periods.

【0211】素子Bは、図2に示す凸構造の素子であ
り、凸部w3=20μm、凹部w4=30μm、ピッチ
P2=50μmで、長さL1=50μmの3周期分の構
造とした。
The element B is an element having a convex structure shown in FIG. 2, and has a structure of three periods of a convex part w3 = 20 μm, a concave part w4 = 30 μm, a pitch P2 = 50 μm, and a length L1 = 50 μm.

【0212】(工程5)次に、厚さ5nmのPt−Pd
導電性膜5を前記構造の一部に堆積した。この時、Pt
−Pdの堆積した長さL2は30μmとした。前記Pt
−Pd導電性膜は、フォトリソグラフィー技術を用いて
マスクし、イオンスパッタ法で選択的に堆積した。
(Step 5) Next, a 5 nm-thick Pt-Pd
A conductive film 5 was deposited on part of the structure. At this time, Pt
The length L2 where Pd was deposited was 30 μm. The Pt
The Pd conductive film was selectively deposited by an ion sputtering method using a mask using a photolithography technique.

【0213】(工程6)第1電極2及び第2電極4に1
5Vのパルス電圧(ON時間:1msec/OFF時
間:9msec)を印加し、前記Pt−Pd導電性膜5
に通電し、前記フォーミング工程により隙間6を形成す
る。フォーミングは、上下電極間の抵抗が10MΩとな
った時点で終了した。
(Step 6) The first electrode 2 and the second electrode 4
A pulse voltage of 5 V (ON time: 1 msec / OFF time: 9 msec) is applied to the Pt-Pd conductive film 5.
And a gap 6 is formed by the forming step. The forming was terminated when the resistance between the upper and lower electrodes became 10 MΩ.

【0214】(工程7)次に、前記素子を真空容器中に
配置し、真空排気後に、BN(ベンゾニトリル),2.
7×10-4Pa雰囲気中で第1電極2及び第2電極4に
前記フォーミング工程と同様のパルス電圧を印加し、間
隙6に炭素を生成した。この活性化工程は、活性化工程
中に流れる電流が飽和した時点で終了した。この結果、
Pt−Pd膜を堆積した領域にのみ間隙6が形成でき
た。この間隙幅Dは6nmであった。
(Step 7) Next, the above element was placed in a vacuum vessel, and after evacuation, BN (benzonitrile), 2.
The same pulse voltage as in the forming step was applied to the first electrode 2 and the second electrode 4 in an atmosphere of 7 × 10 −4 Pa to generate carbon in the gap 6. This activation step was completed when the current flowing during the activation step was saturated. As a result,
The gap 6 could be formed only in the area where the Pt-Pd film was deposited. This gap width D was 6 nm.

【0215】以上のようにして作製した素子を、同真空
容器内で6.7×10-5Pa以上に再排気し、素子近傍
で150℃となるように保ち3時間以上加熱した後に、
室温に戻した。この時、真空度は、1.3×10-6Pa
であった。
The device fabricated as described above was evacuated again to 6.7 × 10 −5 Pa or more in the same vacuum vessel, and kept at 150 ° C. in the vicinity of the device and heated for 3 hours or more.
Return to room temperature. At this time, the degree of vacuum is 1.3 × 10 −6 Pa
Met.

【0216】以上の工程で電子放出素子A,Bが完成し
た。
Through the above steps, the electron-emitting devices A and B were completed.

【0217】本素子を真空容器内で駆動する。駆動電圧
は、Vf=15Vとし、第1電極2に0V、第2電極4
に15Vを印加した。
This device is driven in a vacuum vessel. The driving voltage is Vf = 15V, the first electrode 2 has 0V, the second electrode 4
Was applied with 15V.

【0218】アノード電圧はVa=10kV、電子放出
素子とアノード電極8との距離H=2mmとした。そし
て、アノード電極8として蛍光体を塗布した電極を用
い、電子ビームのサイズを観察した。ここで言う電子ビ
ームサイズとは、発光した蛍光体のピーク輝度の10%
の領域までのサイズとした。
The anode voltage was set to Va = 10 kV, and the distance H between the electron-emitting device and the anode electrode 8 was set to 2 mm. Then, the size of the electron beam was observed using an electrode coated with a phosphor as the anode electrode 8. The electron beam size referred to here is 10% of the peak luminance of the emitted phosphor.
Up to the size of the area.

【0219】その結果、素子A,B両者は、ビーム径、
電子放出効率共にほぼ同様の特性を示した。電子放出効
率Ie/Ifは、1.0%であった。
As a result, both elements A and B have the beam diameter,
The electron emission efficiency showed almost the same characteristics. The electron emission efficiency Ie / If was 1.0%.

【0220】本実施例においては、駆動条件等から求ま
る特徴距離Xs=0.95μmと算出できるが、本構造
では凹凸部のいずれもがXsの10倍以上であり、図7
で説明したtype1の領域に相当する。
In the present embodiment, it is possible to calculate the characteristic distance Xs = 0.95 μm obtained from the driving conditions and the like. However, in this structure, each of the concave and convex portions is 10 times or more of Xs.
Corresponds to the area of type 1 described above.

【0221】したがって、凹凸構造の周期に拘らず、電
子放出効率は変わらなかった。また、y方向の電子ビー
ム径は、280μmとほとんど変わらず、x方向に関し
ては素子A,Bで電子ビームの重なり方が異なる不均一
な電子ビームが観察されたが、電子ビーム外形では約5
00μmの電子ビームとなり、その差はほとんど変わら
なかった。
Therefore, the electron emission efficiency did not change regardless of the period of the uneven structure. The electron beam diameter in the y direction was almost the same as 280 μm, and in the x direction, non-uniform electron beams having different electron beam overlaps were observed in the elements A and B.
The electron beam became 00 μm, and the difference was almost the same.

【0222】(実施例2)実施例2では、type2の
領域の電子放出素子について説明する。そのために、凹
凸幅が等しい素子C、凹構造の素子Dと凸構造の素子E
とを、同じピッチで作製した。
Embodiment 2 In Embodiment 2, an electron-emitting device in the type 2 region will be described. Therefore, the element C, the element D having the concave structure and the element E having the convex structure have the same concavo-convex width.
And were produced at the same pitch.

【0223】素子Cは、凹部w1=2μm、凸部w2=
2μm、ピッチP1=4μmで、長さL1=50μmの
3周期分の構造とした。
In the element C, the concave portion w1 = 2 μm and the convex portion w2 =
The structure was 2 μm, pitch P1 = 4 μm, and length L1 = 50 μm for three periods.

【0224】素子Dは、凹部w1=0.5μm、凸部w
2=3.5μm、ピッチP1=4μmで、長さL1=5
0μmの3周期分の構造とした。
In the element D, the concave portion w1 = 0.5 μm and the convex portion w
2 = 3.5 μm, pitch P1 = 4 μm, length L1 = 5
The structure has three periods of 0 μm.

【0225】素子Eは、凸部w3=3.5μm、凹部w
4=0.5μm、ピッチP2=4μmで、長さL1=5
0μmの3周期分の構造とした。
In the element E, the projection w3 = 3.5 μm and the depression w
4 = 0.5 μm, pitch P2 = 4 μm, length L1 = 5
The structure has three periods of 0 μm.

【0226】本実施例の電子放出素子は、レジストのマ
スクパターンのサイズを変形させた以外は、実施例1と
同様の製造工程により作製された。
The electron-emitting device of this example was manufactured by the same manufacturing process as in Example 1 except that the size of the resist mask pattern was changed.

【0227】各々の電子放出素子C,D,Eを実施例1
と同様の駆動条件で駆動した。
Each of the electron-emitting devices C, D, and E was used in Example 1.
Driving was performed under the same driving conditions.

【0228】その結果、素子C,D,Eの3つは電子ビ
ーム径、電子放出効率が異なったが、素子Cは、素子D
と素子Eの中庸な特性となった。
As a result, the three devices C, D, and E differed in the electron beam diameter and the electron emission efficiency.
And the element E had moderate characteristics.

【0229】素子Cは、電子放出効率Ie/Ifは、
0.9%であり、電子ビーム径はx方向が300μm、
y方向が280μmであった。
The device C has an electron emission efficiency Ie / If:
0.9%, the electron beam diameter is 300 μm in the x direction,
The y direction was 280 μm.

【0230】素子Dは、素子Cに比べて電子放出効率が
よく、電子放出効率Ie/Ifは、1.2%であった。
また、電子ビーム径は素子Cとy方向は変わらず、x方
向は250μmであった。
The device D had a higher electron emission efficiency than the device C, and the electron emission efficiency Ie / If was 1.2%.
The electron beam diameter was the same as that of the element C in the y direction, and was 250 μm in the x direction.

【0231】素子Eは、素子Cに比べて電子放出効率は
悪く、電子放出効率Ie/Ifは、0.8%であった。
また、電子ビーム径は素子Cとy方向は変わらず、x方
向は190μmであった。 本実施例においても、駆動
条件等から求まる特徴距離Xs=0.95μmと算出で
きるが、本構造では、凹凸部のいずれもが特徴距離Xs
と同程度のサイズであり、図7で説明したtype2の
領域に相当する。
The device E had lower electron emission efficiency than the device C, and the electron emission efficiency Ie / If was 0.8%.
The electron beam diameter was the same as that of the element C in the y direction, and was 190 μm in the x direction. Also in the present embodiment, it is possible to calculate the characteristic distance Xs = 0.95 μm obtained from the driving conditions and the like.
And is equivalent to the type 2 area described with reference to FIG.

【0232】したがって、凹凸構造における凹部及び凸
部の比率で、電子放出効率及びx方向の電子ビーム径が
変化する。このため、画像形成装置として使用する場合
には、その仕様に合わせて周期構造の比を可変できるの
で、設計のパラメータとして利用可能となる。
Therefore, the electron emission efficiency and the electron beam diameter in the x direction change depending on the ratio of the concave and convex portions in the concave and convex structure. Therefore, when used as an image forming apparatus, the ratio of the periodic structure can be varied according to the specifications, and can be used as a design parameter.

【0233】(実施例3)実施例3では、type3の
領域の電子放出素子について説明する。
(Embodiment 3) In Embodiment 3, an electron-emitting device in a type 3 region will be described.

【0234】まず、周期構造ではなく単独な凹凸構造
で、凹部及び凸部のサイズが0.15μmの素子を作製
した。
First, an element having a concave-convex structure and a concave-convex structure having a size of 0.15 μm was manufactured, instead of a periodic structure.

【0235】作製方法は、膜の積層方法までは実施例2
と同様の手法を用い、その後の工程を工夫した。
The manufacturing method is the same as that of Example 2 until the film laminating method.
The following steps were devised using the same method as that described above.

【0236】凹構造は、凹部をFIB法で削る方法を用
いた。また、凸部は、実施例2のフォトリソグラフィー
工程の手法でマスク幅が0.5μmのマスクを作製し、
エッチングの際のサイドエッチを利用してさらに幅を狭
めた。
As the concave structure, a method of shaving the concave portion by the FIB method was used. Further, for the protruding portion, a mask having a mask width of 0.5 μm was produced by the method of the photolithography process of Example 2,
The width was further narrowed using side etching during etching.

【0237】本素子を、実施例2と同条件で駆動したと
ころ、凹部の素子では、電子放出効率1.5%、電子ビ
ーム径x方向300μm、y方向280μmとなった
が、凸構造の素子では、電子の放出が確認できなかっ
た。
When this device was driven under the same conditions as in Example 2, the device in the concave portion had an electron emission efficiency of 1.5%, an electron beam diameter of 300 μm in the x direction, and 280 μm in the y direction. Did not confirm the emission of electrons.

【0238】駆動条件等から求まる特徴距離Xs=0.
95μmと算出できるが、本構造では、凹部及び凸部の
サイズが0.15μmであり、約Xsの4分の1であ
る。したがって、図7で説明したtype3の領域に相
当し、凸構造で電子はほとんど放出されない。
The characteristic distance Xs = 0.
Although it can be calculated as 95 μm, in the present structure, the size of the concave and convex portions is 0.15 μm, which is about 4 of Xs. Therefore, it corresponds to the region of type 3 described with reference to FIG. 7, and almost no electrons are emitted in the convex structure.

【0239】さらに、このサイズで周期的な凹凸構造を
作製した。
Further, a periodic concavo-convex structure of this size was manufactured.

【0240】作製方法は、FIB法を用い、w1=0.
15μm、w2=0.15μm、ピッチP1=0.3μ
m、10周期の素子を作製した。
The FIB method was used, and w1 = 0.
15 μm, w2 = 0.15 μm, pitch P1 = 0.3 μ
m, a device having 10 periods was produced.

【0241】そして、実施例2と同様の駆動を行った。Then, the same driving as in the second embodiment was performed.

【0242】この場合、電子放出効率Ie/Ifは、
1.2%であった。
In this case, the electron emission efficiency Ie / If is
1.2%.

【0243】この領域では、単独の凸構造で電子は放出
しないが、周期構造にすることで、凸幅のサイズが小さ
く、隣接する凹幅も短くなるために、電子放出ができる
ことが分かった。ただし、電子ビーム径は、x方向31
0μm、y方向280μmと広かった。
In this region, electrons were not emitted by a single convex structure. However, it was found that by forming a periodic structure, the size of the convex width was small and the adjacent concave width was short, so that electrons could be emitted. However, the electron beam diameter is 31 in the x direction.
It was as wide as 0 μm and 280 μm in the y direction.

【0244】以上、説明したように、本発明による電子
放出素子では、周期構造とすることで、小さいサイズか
ら、大きいサイズまでの所望の周期的な凹凸構造の素子
が比較的簡単に形成でき、所望の電子放出素子が作製で
きることが分かる。
As described above, in the electron-emitting device according to the present invention, by forming a periodic structure, a device having a desired periodic uneven structure from a small size to a large size can be formed relatively easily. It can be seen that a desired electron-emitting device can be manufactured.

【0245】さらに、以下の実施例で、これらの領域別
のサイズ効果を利用した、さらに高電子放出効率化と電
子ビーム径を小さくするのに効果的な実施例を説明す
る。
Further, in the following embodiment, an embodiment which utilizes these size effects for each region and is effective for further improving the electron emission efficiency and reducing the electron beam diameter will be described.

【0246】(実施例4)実施例4には、前記実施例2
及び3、即ちtype2,3の素子を利用して、効率よ
く電子ビームを収束する素子について説明する。
(Embodiment 4) Embodiment 4 includes Embodiment 2 described above.
An element that efficiently converges an electron beam by using elements of type 2 and type 3, that is, elements 2 and 3 will be described.

【0247】図13に、本構造の例を示す。本構造で
は、周期構造の終端が、第1電極2で形成されている。
FIG. 13 shows an example of the present structure. In this structure, the end of the periodic structure is formed by the first electrode 2.

【0248】凹凸構造としては、実施例2の素子Dと同
様に、凹部w1=0.5μm、凸部w2=3.5μm、
ピッチP1=4μmで、長さL1が50μmとし、周期
は4周期とした。
As the concave-convex structure, similarly to the element D of Example 2, the concave portion w1 = 0.5 μm, the convex portion w2 = 3.5 μm,
The pitch P1 was 4 μm, the length L1 was 50 μm, and the cycle was four.

【0249】その素子を駆動したところ、電子放出効率
Ie/Ifは、1.0%であり、x方向電子ビーム径は
220μmであった。これは、周期の両端が、第1電極
2で終端されており、この低電位に挟まれた収束作用に
より、電子ビームの広がりが抑えられたためである。
When the device was driven, the electron emission efficiency Ie / If was 1.0%, and the electron beam diameter in the x direction was 220 μm. This is because both ends of the period are terminated by the first electrode 2, and the spread of the electron beam is suppressed by the convergence effect sandwiched between the low potentials.

【0250】(実施例5)次に本発明の示す電子放出素
子をマトリックス配置した実施例を示す。電子放出素子
は実施例4の図13で示した素子を使用する。電子源の
配線図及び電子源配置による画像形成装置は、実施の形
態で用いた図8〜図10を用いる。
Example 5 Next, an example in which the electron-emitting devices according to the present invention are arranged in a matrix will be described. As the electron-emitting device, the device shown in FIG. 13 of the fourth embodiment is used. The image forming apparatus using the wiring diagram of the electron source and the arrangement of the electron sources uses FIGS. 8 to 10 used in the embodiment.

【0251】図13において、電子放出素子の作製は実
施例4と同様である。図8に示すように、素子をマトリ
ックス配置した場合、x方向配線61は、第1電極2を
兼ねているが、第2電極4は、y方向配線62と接続さ
れて形成されている。また、x方向配線61とy方向配
線62の交点の容量を低減するために、y方向配線62
の部分に選択的に1μmの厚い絶縁層63を積層してい
る。
In FIG. 13, the fabrication of the electron-emitting device is the same as that of the fourth embodiment. As shown in FIG. 8, when the elements are arranged in a matrix, the x-directional wiring 61 also serves as the first electrode 2, but the second electrode 4 is connected to the y-directional wiring 62. In order to reduce the capacitance at the intersection of the x-direction wiring 61 and the y-direction wiring 62, the y-direction wiring 62
Is selectively laminated with a thick insulating layer 63 of 1 μm.

【0252】ただし、y方向配線62は第2電極4と同
電位、即ち高電位となることから、実施例4において、
収束のための低電位部を第1電極2もしくはx方向配線
61の露出により構成しようとする場合には、図13に
示したw6の長さが重要である。w6の長さは、これま
での議論で凹凸構造により、電位の影響を受けなくなる
距離、即ち前述の駆動条件で決定される特徴距離Xsの
10倍以上が望ましく、ここでは、w6=20μmとし
た。
However, since the y-direction wiring 62 has the same potential as the second electrode 4, that is, a high potential,
When the low potential portion for convergence is to be formed by exposing the first electrode 2 or the x-direction wiring 61, the length of w6 shown in FIG. 13 is important. The length of w6 is desirably a distance that is not affected by the potential due to the uneven structure in the above discussion, that is, 10 times or more of the characteristic distance Xs determined under the above-described driving conditions. .

【0253】これにより、実施例4と同様の素子特性を
もつ電子放出素子で、図10に示すようなマトリックス
配置の画像形成装置が構成できた。
As a result, an image forming apparatus having a matrix arrangement as shown in FIG. 10 was constructed with electron-emitting devices having the same element characteristics as those of the fourth embodiment.

【0254】(実施例6)次に、実施例4よりさらに電
子ビーム径を小さくする実施例を説明する。
(Embodiment 6) An embodiment in which the electron beam diameter is further reduced than in Embodiment 4 will be described.

【0255】図14は本実施例6の図である。本構造で
は、間隙6が周期構造の中央部にのみ形成されるよう
に、導電性膜5が選択的に形成されている。
FIG. 14 is a diagram of the sixth embodiment. In this structure, the conductive film 5 is selectively formed so that the gap 6 is formed only in the central portion of the periodic structure.

【0256】凹凸構造としては、実施例2の素子Dと同
様に、凹部w1=0.5μm、凸部w2=3.5μm、
ピッチP1=4μmで、長さL1=50μmとし、周期
は4周期とした。
As for the concave-convex structure, similarly to the element D of Example 2, the concave portion w1 = 0.5 μm, the convex portion w2 = 3.5 μm,
The pitch P1 was 4 μm, the length L1 was 50 μm, and the period was four.

【0257】また導電性膜5は、中央の2周期分に選択
的に作製した。
The conductive film 5 was selectively formed in two cycles at the center.

【0258】その素子を駆動したところ、電子放出効率
Ie/Ifは、1.2%であり、x方向電子ビーム径は
200μmであった。これは、周期の両端が、第1電極
2で終端されており、この低電位の収束作用により、電
子ビームの広がりが抑えらるという実施例4の効果がよ
り有効に働いているためである。
When the device was driven, the electron emission efficiency Ie / If was 1.2% and the electron beam diameter in the x direction was 200 μm. This is because both ends of the cycle are terminated by the first electrode 2, and the effect of the fourth embodiment that the spread of the electron beam is suppressed by the convergence action of the low potential works more effectively. .

【0259】即ち、実施例4で、x方向に一番広がりを
有してしたのは、いずれも両端の最終段の側面の電子放
出部から放出された電子である。この部分の電子放出を
なくすことで、広がりが抑えられる。
That is, in the fourth embodiment, the electrons having the largest spread in the x direction are the electrons emitted from the electron emission portions on the side surfaces of the last stage at both ends. Eliminating the electron emission at this portion suppresses the spread.

【0260】本実施例において、周期を短くすること
は、サイズ効果による効率の向上に有効である。また、
両端の最終段の側面の電子放出部のみをなくすだけでな
く、電子放出部をごく中央部に限定することは、電子放
出の効率向上及び電子ビームの収束のどちらの特性をも
向上させる効果がある。
In this embodiment, shortening the period is effective for improving the efficiency due to the size effect. Also,
Not only eliminating the electron emission portion on the side surface of the last stage at both ends but also limiting the electron emission portion to the very center portion has the effect of improving both the efficiency of electron emission and the convergence of the electron beam. is there.

【0261】(実施例7)次に、type3の領域で、
電子放出密度の高い電子放出素子を得る場合について説
明する。
(Embodiment 7) Next, in the area of type 3,
A case where an electron-emitting device having a high electron emission density is obtained will be described.

【0262】図15は実施例7を示す図である。FIG. 15 shows the seventh embodiment.

【0263】凹凸構造としては、実施例3の素子と同様
に、凹部及び凸部がw1,w2=0.15μm、ピッチ
P1=0.3μmで、長さL1=5μmとし、周期は1
0周期とした。
As in the case of the device of Example 3, the concave and convex portions have w1, w2 = 0.15 μm, pitch P1 = 0.3 μm, length L1 = 5 μm, and a period of 1
0 period was set.

【0264】本実施例では、導電性膜5の範囲をy方向
に5μmに限定することで、y方向の長さL2を30μ
mとした、他の実施例より、y方向の電子ビーム径を小
さくすることができる。
In this embodiment, the length L2 in the y direction is 30 μm by limiting the range of the conductive film 5 to 5 μm in the y direction.
m, the electron beam diameter in the y direction can be made smaller than in the other examples.

【0265】通常の構成では、y方向のサイズを小さく
すると、放出面積が小さくなるため、1素子からの放出
量が減少してしまう、しかし、本実施例のように凹凸構
成であれば放出ライン(電子放出部)を増やすことがで
きる。
In a normal configuration, when the size in the y direction is reduced, the emission area is reduced, so that the amount of emission from one element is reduced. (Electron emission portions) can be increased.

【0266】本実施例の場合、10周期分で20ライン
の電子放出部があり、合計すると100μmの放出ライ
ンが確保できる。したがって、y方向を限定しても、他
の実施例と同様の電子放出量を確保でき、電子放出量を
減少させない設計とすることができる。
In the case of this embodiment, there are 20 lines of electron emitting portions for 10 periods, and a total of 100 μm emitting lines can be secured. Therefore, even if the y direction is limited, the same amount of electron emission as in the other embodiments can be ensured, and the design can be made so as not to reduce the amount of electron emission.

【0267】即ち、本構成にすれば、電子放出密度の高
い素子を得ることができ、かつ、1画素の電子ビーム形
状として、x方向及びy方向の形を所望の形にすること
もできる。
That is, according to this structure, an element having a high electron emission density can be obtained, and the shape of the electron beam in one pixel in the x-direction and the y-direction can be made desired.

【0268】また、本実施例の別の効果としては、図1
5に示すように、通常、電子ビームはx軸上に到達確率
の高い点ができやすいが、本実施例の構造とすることで
x方向で分布が1点に集中せず、分布を広げることがで
き、蛍光体の損傷を受けにくい、画像形成装置を形成す
ることができる。
Another advantage of the present embodiment is that FIG.
Normally, as shown in FIG. 5, the electron beam tends to have a point with a high probability of arrival on the x-axis. However, by adopting the structure of this embodiment, the distribution is not concentrated at one point in the x-direction, and the distribution is broadened. Thus, an image forming apparatus which is hardly damaged by the phosphor can be formed.

【0269】(実施例8)次に、type2の領域で、
電子ビーム径の小さな素子を得る実施例を説明する。
(Embodiment 8) Next, in the area of type2,
An embodiment for obtaining an element having a small electron beam diameter will be described.

【0270】図16は実施例8を示す図である。FIG. 16 shows the eighth embodiment.

【0271】本領域では、凹凸構造のサイズがある程度
大きければ、凹凸部による側面のいずれかを選択的に電
子放出部を形成することができることを利用した実施例
である。
In this region, an embodiment utilizing the fact that an electron emission portion can be selectively formed on one of the side surfaces by the uneven portion if the size of the uneven structure is large to some extent.

【0272】凹凸構造は、凸構造であり、w3=1μ
m、w4=P3=90μmとした。導電性膜5はそれぞ
れの外側に選択的に作製して、間隙6を作製した。
The concave-convex structure is a convex structure, and w3 = 1 μm
m, w4 = P3 = 90 μm. The conductive films 5 were selectively formed on the outside of each, and the gaps 6 were formed.

【0273】type2の領域では、凹構造でも凸構造
でも、電子ビームの到達位置が近くなっている。また、
この到達距離にあわせてピッチをあわせると比較的小さ
なピッチで電子ビーム位置を合わせることができる。
In the type 2 region, the arrival position of the electron beam is close in both the concave structure and the convex structure. Also,
When the pitch is adjusted according to the reach distance, the electron beam position can be adjusted at a relatively small pitch.

【0274】したがって、1画素のサイズをあまり大き
くしないで、電子放出量を2倍に増やすことができる。
Therefore, the electron emission amount can be doubled without increasing the size of one pixel.

【0275】また、凹構造とし、内側の側面に間隙6を
設ける例でも、わずかにピッチが大きくなるが、同様の
効果を得ることができる。
Also, in the case of the concave structure, in which the gap 6 is provided on the inner side surface, the same effect can be obtained although the pitch slightly increases.

【0276】以上のように、凹凸構造で、しかもtyp
e2の領域の素子でピッチをずらして2つの電子放出部
を設けることで、電子ビームを1点に収束し、かつ電子
放出量を増やす構成とすることができる。
As described above, the uneven structure and the type
By providing two electron-emitting portions at different pitches in the element in the region e2, it is possible to converge the electron beam at one point and increase the amount of electron emission.

【0277】[0277]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第1電
極上に絶縁層を介して第2電極を積層した凸部を複数配
置して凹凸構造を設け、凹凸構造の凹部及び凸部の幅を
変更することによって間隙付近の電位配置が変化するこ
とを用いて、電場の状態を規定して間隙から放出される
電子の電子放出特性を設定したことで、凹部及び凸部の
幅を変更による電位の変調構造が高密度で容易に作製で
き、電子放出の効率化と放出電子ビーム径の収束の両者
に対し効果を発揮するように所望の設定の電子放出素子
の製造が可能となる。
As described above, according to the present invention, an uneven structure is provided by arranging a plurality of convex portions in which a second electrode is laminated on a first electrode with an insulating layer interposed therebetween. By changing the potential distribution near the gap by changing the width of the gap, by setting the state of the electric field and setting the electron emission characteristics of the electrons emitted from the gap, the width of the concave and convex portions is reduced. The modulation structure of the potential by the change can be easily manufactured at a high density, and it becomes possible to manufacture an electron-emitting device having a desired setting so as to exert effects on both the efficiency of electron emission and the convergence of the diameter of the emitted electron beam. .

【0278】そして、本発明による電子放出素子を用い
れば、電子ビーム径を収束させて焦点率の高い画像形成
装置が構成できたり、電子放出率を向上させて電気消費
の効率のよい画像形成装置が構成できたり、放出された
電子によって発光する蛍光体の劣化が少なく耐久性に優
れる画像形成装置が構成できたり、といった種々の性能
を向上した画像形成装置ができる。
By using the electron-emitting device according to the present invention, it is possible to form an image forming apparatus having a high focus rate by converging the electron beam diameter, or to improve the electron emission rate to achieve an image forming apparatus having high power consumption. Or an image forming apparatus with reduced deterioration of a phosphor that emits light due to emitted electrons and an excellent durability can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るの電子放出素子を示
す断面図及び平面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view illustrating an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係るの電子放出素子を示
す断面図及び平面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view and a plan view showing an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に係る電子放出素子の駆動
状態を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a driving state of the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態に係る電子放出素子の製造
方法の一例を示す工程図である。
FIG. 4 is a process chart showing an example of a method for manufacturing an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係る電子放出素子の高効
率の作用を説明するための電子放出素子の断面図と電子
ビームを説明するための説明図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the electron-emitting device and a diagram for explaining an electron beam for explaining a high-efficiency operation of the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態に係る電子放出素子の作用
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an operation of the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態に係る電子放出素子の作用
を説明するグラフである。
FIG. 7 is a graph illustrating an operation of the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明により作製された電子放出素子を結線し
てマトリクス状に配置した電子源の一例を示す説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of an electron source in which electron-emitting devices manufactured according to the present invention are connected and arranged in a matrix.

【図9】本発明の実施の形態に係る電子放出素子を用い
た単純マトリクス配置の電子源の一例を示す配線図であ
る。
FIG. 9 is a wiring diagram showing an example of an electron source in a simple matrix arrangement using the electron-emitting devices according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の一
例を示す外観斜視図である。
FIG. 10 is an external perspective view illustrating an example of an image display device according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態に係る画像表示装置に用
いた蛍光膜を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a fluorescent film used in the image display device according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態に係る画像表示装置にテ
レビ信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例を示
すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a driving circuit for performing display according to a television signal on the image display device according to the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例4に係る電子放出素子を示す
平面図及び断面図である。
FIG. 13 is a plan view and a sectional view showing an electron-emitting device according to Example 4 of the present invention.

【図14】本発明の実施例6に係る電子放出素子を示す
平面図及び断面図である。
FIG. 14 is a plan view and a cross-sectional view illustrating an electron-emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施例7に係る電子放出素子を示す
平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing an electron-emitting device according to Example 7 of the present invention.

【図16】本発明の実施例8に係る電子放出素子の駆動
状態を示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a driving state of an electron-emitting device according to Example 8 of the present invention.

【図17】従来の電子放出素子を示す断面図及び平面図
である。
FIG. 17 is a cross-sectional view and a plan view showing a conventional electron-emitting device.

【図18】従来の電子放出素子の電位分布と電子ビーム
軌道を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a potential distribution and an electron beam trajectory of a conventional electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 第1電極 3、63 絶縁層 4 第2電極 5 導電性膜 6 間隙 8 アノード電極 9,10 電源 21 レジストパターン 60 電子源基板 61 x方向配線 62 y方向配線 85 蛍光体 86 黒色導電材 91 リアプレート 92 支持枠 93 ガラス基板 94 蛍光膜 95 メタルバック 96 フェースプレート 97 高圧端子 98 外囲器 Reference Signs List 1 substrate 2 first electrode 3, 63 insulating layer 4 second electrode 5 conductive film 6 gap 8 anode electrode 9, 10 power supply 21 resist pattern 60 electron source substrate 61 x-direction wiring 62 y-direction wiring 85 phosphor 86 black conductive material 91 rear plate 92 support frame 93 glass substrate 94 fluorescent film 95 metal back 96 face plate 97 high voltage terminal 98 envelope

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 健夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 5C036 EF01 EF06 EF08 EG02 EG12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takeo Tsukamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 5C036 EF01 EF06 EF08 EG02 EG12

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に設けられた低電位の第1電極と、 該第1電極よりも基板から離れた位置に設けられた高電
位の第2電極と、 前記第1電極と前記第2電極の間で電気的に接続され、
一部に電子が放出される間隙を有する導電性膜と、を備
えた電子放出素子において、 前記第1電極上に絶縁層を介して前記第2電極を積層し
た凸部を複数配置して凹凸構造を設け、 前記凹凸構造の凹部及び凸部の幅を変更することによっ
て前記間隙付近の電位配置が変化することを用いて、電
場の状態を規定して前記間隙から放出される電子の電子
放出特性を設定したことを特徴とする電子放出素子。
A first electrode having a low potential provided on the substrate; a second electrode having a high potential provided at a position further away from the substrate than the first electrode; and the first electrode and the second electrode. Electrically connected between the electrodes,
A conductive film having a gap from which electrons are partially emitted, comprising: a plurality of protrusions in which the second electrode is stacked on the first electrode via an insulating layer; A structure is provided, and by changing the potential arrangement near the gap by changing the width of the concave and convex portions of the concave-convex structure, the state of the electric field is defined, and the electron emission of electrons emitted from the gap is defined. An electron-emitting device having characteristics set.
【請求項2】前記凹凸構造は周期的に凹部と凸部が連続
する周期構造であることを特徴とする請求項1に記載の
電子放出素子。
2. The electron-emitting device according to claim 1, wherein said concave-convex structure is a periodic structure in which a concave portion and a convex portion are continuously provided periodically.
【請求項3】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、 該アノード電極にアノード電圧Vaを与えると共に、前
記第1電極及び前記第2電極間に駆動電圧Vfを与える
場合に、 特徴距離Xs=(H・Vf)/(π・Va)とすると、 前記間隙から前記第2電極までの距離が、前記間隙幅の
200倍未満若しくは特徴距離Xs以下であることを特
徴とする請求項1又は2に記載の電子放出素子。
3. An anode electrode disposed at a distance H from the first electrode, wherein an anode voltage Va is applied to the anode electrode and a drive voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. In this case, when the characteristic distance Xs = (H · Vf) / (π · Va), the distance from the gap to the second electrode is less than 200 times the gap width or equal to or less than the characteristic distance Xs. The electron-emitting device according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、 該アノード電極にアノード電圧Vaを与えると共に、前
記第1電極及び前記第2電極間に駆動電圧Vfを与える
場合に、 特徴距離Xs=(H・Vf)/(π・Va)とすると、 凹部及び凸部の幅を特徴距離Xsの10倍より小さく設
けると共に、凹部の幅と凸部の幅の比を1以下に設けた
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子放出素
子。
4. An anode electrode disposed at a distance H from the first electrode, wherein an anode voltage Va is applied to the anode electrode and a drive voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. In this case, when the characteristic distance Xs = (H · Vf) / (π · Va), the width of the concave portion and the convex portion is set to be smaller than 10 times the characteristic distance Xs, and the ratio of the width of the concave portion to the width of the convex portion is set. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the number is one or less.
【請求項5】前記凹凸構造の両端を凹部である第1電極
で終端したことを特徴とする請求項1又は2に記載の電
子放出素子。
5. The electron-emitting device according to claim 1, wherein both ends of the concave-convex structure are terminated by first electrodes that are concave portions.
【請求項6】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、 該アノード電極にアノード電圧Vaを与えると共に、前
記第1電極及び前記第2電極間に駆動電圧Vfを与える
場合に、 特徴距離Xs=(H・Vf)/(π・Va)とすると、 前記凹凸構造の両端を終端した第1電極の幅は特徴距離
Xsの10倍以上に亘って設けられたことを特徴とする
請求項5に記載の電子放出素子。
6. An anode electrode disposed at a distance H from the first electrode, wherein an anode voltage Va is applied to the anode electrode, and a drive voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. In this case, assuming that the characteristic distance Xs = (H · Vf) / (π · Va), the width of the first electrode that terminates both ends of the concavo-convex structure is provided over 10 times the characteristic distance Xs. The electron-emitting device according to claim 5, wherein:
【請求項7】前記凹凸構造の中央領域だけに限定して前
記導電性膜の前記間隙を設けたことを特徴とする請求項
1又は2に記載の電子放出素子。
7. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the gap of the conductive film is provided only in a central region of the concavo-convex structure.
【請求項8】前記第1電極から距離Hだけ離れて配置さ
れたアノード電極を備え、 該アノード電極にアノード電圧Vaを与えると共に、前
記第1電極及び前記第2電極間に駆動電圧Vfを与える
場合に、 特徴距離Xs=(H・Vf)/(π・Va)とすると、 凹部及び凸部の幅が特徴距離Xsの4分の1より小さく
設けられると共に、凹部の幅と凸部の幅の比が1以下に
設けられたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電
子放出素子。
8. An anode electrode provided at a distance H from the first electrode, wherein an anode voltage Va is applied to the anode electrode and a drive voltage Vf is applied between the first electrode and the second electrode. In this case, when the characteristic distance Xs = (H · Vf) / (π · Va), the width of the concave portion and the convex portion is provided to be smaller than 4 of the characteristic distance Xs, and the width of the concave portion and the width of the convex portion The electron-emitting device according to claim 1, wherein the ratio is set to 1 or less.
【請求項9】電子放出素子から放出された電子が到達す
るアノード電極を備え、 前記凹凸構造に凸部を2つ設け、 凸部の側壁の内前記凹凸構造の両端側の側壁に前記導電
性膜の前記間隙を設け、 設けられた2つの前記間隙は、前記アノード電極で前記
間隙から放出された電子が略1点に到達するように離れ
て配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の
電子放出素子。
9. An anode electrode to which electrons emitted from an electron-emitting device reach, wherein two projections are provided in the uneven structure, and the conductive film is provided on both side walls of the uneven structure among the side walls of the projection. The gap of a film is provided, and the two gaps provided are spaced apart such that electrons emitted from the gap at the anode electrode reach substantially one point. 3. The electron-emitting device according to item 2.
【請求項10】請求項1乃至9のいずれか一つに記載の
電子放出素子を基板上に複数配置したことを特徴とする
電子源。
10. An electron source, wherein a plurality of the electron-emitting devices according to claim 1 are arranged on a substrate.
【請求項11】請求項1乃至9のいずれか一つに記載の
電子放出素子をマトリクス配線して複数配置したことを
特徴とする電子源。
11. An electron source comprising a plurality of the electron-emitting devices according to claim 1 arranged in a matrix.
【請求項12】第1電極と、 該第1電極上に形成された絶縁層と、 該絶縁層上に形成された第2電極と、 前記第1電極に接続し、前記絶縁層上に配置された第1
導電膜と、 前記第2電極に接続し、前記絶縁層上に配置され、前記
第1導電膜と間隙を置いて対向する第2導電膜と、 を有する積層体を、前記第1電極が基板上に配置される
ように、複数配置してなり、 前記第1電極に印加される電圧よりも高い電圧を第2電
極に印加する電圧印加手段を有する電子源であって、 前記複数の積層体は間隙を置いて前記基板上に配置され
ており、 隣接する前記積層体の各々を構成する前記第2導電膜同
士が接続してなることを特徴とする電子源。
12. A first electrode, an insulating layer formed on the first electrode, a second electrode formed on the insulating layer, and connected to the first electrode and arranged on the insulating layer. The first
A laminate comprising: a conductive film; and a second conductive film connected to the second electrode and disposed on the insulating layer and opposed to the first conductive film with a gap therebetween. An electron source, comprising: a plurality of stacked bodies, wherein the plurality of stacked bodies are arranged so as to be disposed on the first electrode, the plurality of stacked bodies including a voltage application unit configured to apply a voltage higher than a voltage applied to the first electrode to a second electrode. An electron source, which is disposed on the substrate with a gap therebetween, wherein the second conductive films constituting each of the adjacent stacked bodies are connected to each other.
【請求項13】前記第2導電膜同士が、前記基板上にお
いて接続してなることを特徴とする請求項12に記載の
電子源。
13. The electron source according to claim 12, wherein said second conductive films are connected on said substrate.
【請求項14】第1電極と、 該第1電極上に形成された絶縁層と、 該絶縁層上に形成された第2電極と、 前記第1電極に接続し、前記絶縁層上に配置された第1
導電膜と、 前記第2電極に接続し、前記絶縁層上に配置され、前記
第1導電膜と間隙を置いて対向する第2導電膜と、 を有する積層体を、前記第1電極が基板上に配置される
ように、複数配置してなり、 前記第1電極に印加される電圧よりも高い電圧を第2電
極に印加する電圧印加手段を有する電子源であって、 前記複数の積層体は間隙を置いて前記基板上に配置され
ており、 隣接する前記積層体間の間隔と、該間隔方向における前
記第2電極の幅をが異なることを特徴とする電子源。
14. A first electrode, an insulating layer formed on the first electrode, a second electrode formed on the insulating layer, connected to the first electrode, and disposed on the insulating layer. The first
A laminate comprising: a conductive film; and a second conductive film connected to the second electrode and disposed on the insulating layer and opposed to the first conductive film with a gap therebetween. An electron source, comprising: a plurality of stacked bodies, wherein the plurality of stacked bodies are arranged so as to be disposed on the first electrode, the plurality of stacked bodies including a voltage application unit configured to apply a voltage higher than a voltage applied to the first electrode to a second electrode. An electron source, wherein the electron source is disposed on the substrate with a gap therebetween, and the interval between the adjacent stacked bodies is different from the width of the second electrode in the interval direction.
【請求項15】請求項1乃至9のいずれか一つに記載の
電子放出素子と、画像形成部材と、を備えたことを特徴
とする画像形成装置。
15. An image forming apparatus comprising: the electron-emitting device according to claim 1; and an image forming member.
【請求項16】前記電子放出素子から放出される電子か
ら成る電子線を情報信号に応じて制御する駆動装置を備
えたことを特徴とする請求項15に記載の画像形成装
置。
16. An image forming apparatus according to claim 15, further comprising a driving device for controlling an electron beam composed of electrons emitted from said electron-emitting device in accordance with an information signal.
【請求項17】電子源と、画像形成部材とを有する画像
形成装置であって、 前記電子源が請求項12又は13に記載の電子源である
ことを特徴とする画像形成装置。
17. An image forming apparatus having an electron source and an image forming member, wherein the electron source is the electron source according to claim 12.
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