JP2003016906A - Electron emitting element, electron source and image forming device - Google Patents

Electron emitting element, electron source and image forming device

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JP2003016906A
JP2003016906A JP2001200105A JP2001200105A JP2003016906A JP 2003016906 A JP2003016906 A JP 2003016906A JP 2001200105 A JP2001200105 A JP 2001200105A JP 2001200105 A JP2001200105 A JP 2001200105A JP 2003016906 A JP2003016906 A JP 2003016906A
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Japan
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electron
emitting device
emitting
electron emission
voltage
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JP2001200105A
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Takeshi Ichikawa
武史 市川
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field emission type electron emitting element capable of performing an efficient electron emission at a low voltage and being manufactured by an easy process, and having a large electron emitting area, an electron source and an image forming device. SOLUTION: An electron emission layer formed of an electron emitting material located within the opening of an insulating layer and arranged on a cathode electrode is formed so that the band gap of an electron injection part to come into contact with the cathode in the electron emission layer smaller than the band gap of the electron emission part on the opening side of the insulating layer in the electron emission layer, and the change rate dE/dW of the band gap of the electron emission material having a thickness directional distance W from the cathode electrode within the electron emission layer is not the maximum in the electron injection part.

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、電
子源、及び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, an electron source, and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型(以下、FE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, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron source is a field emission type (hereinafter referred to as FE type), metal / insulating layer /
There are a metal type (hereinafter referred to as MIM type), a surface conduction electron-emitting device, and the like.

【0003】FE型の例としてはW.P.Dyke &
W.W.Dolan、“Field Emissio
n”、Advance in Electron Ph
ysics、8、89 (1956) あるいはC.
A.Spindt、“PHYSICAL Proper
ties ofthin−film field em
ission 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。
As an example of the FE type, W. P. Dyke &
W. W. Dolan, "Field Emissio"
n ”, Advance in Electron Ph
ysics, 8, 89 (1956) or C.I.
A. Spindt, “PHYSICAL Proper
ties of thin-film field em
ision cathodes with molly
bdenium cones ", J. Appl. Phy
s. , 47, 5248 (1976) and the like are known.

【0004】MIM型の例としてはC.A.Mead、
“Operation of Tunnel−Emis
sion Devices”、J.Apply.Phy
s.、32、646(1961)等に開示されたものが
知られている。
An example of the MIM type is C.I. A. Mead,
"Operation of Tunnel-Emis
sion Devices ", J. Apply. Phy
s. , 32, 646 (1961) and the like are known.

【0005】また、最近の例では、Toshiaki.
Kusunoki、“Fluctuation−fre
e electron emission from
non−formed metal−insulato
r−metal(MIM)cathodes Fabr
icated by low current Ano
dic oxidation”、Jpn.J.App
l.Phys.vol.32(1993)pp.L16
95、Mutsumi suzuki etal“An
MIM−Cathode Array for Ca
thode luminescent Display
s”、IDW’96、(1996)pp.529等が研
究されている。
In a recent example, Toshiaki.
Kusunoki, "Fluctuation-fre
e electron emission from
non-formed metal-insulato
r-metal (MIM) cathodes Fabr
icated by low current Ano
dic oxidation ”, Jpn. J. App
l. Phys. vol. 32 (1993) pp. L16
95, Mutsumi Suzuki et al "An
MIM-Cathode Array for Ca
theode luminescent display
s ", IDW'96, (1996) pp. 529, etc. have been studied.

【0006】表面伝導型の例としては、エリンソンの報
告(M.I.Elinson Radio Eng.E
lectron Phys.、10(1965))に記
載のもの等があり、この表面伝導型電子放出素子は、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。表面伝導型素子では、前記のエリンソンの報告
に記載のSnO2薄膜を用いたもの、Au薄膜を用いた
もの、(G.Dittmer.Thin Solid
Films、9、317(1972))、In23/S
nO2薄膜によるもの(M.Hartwell and
C.G.Fonstad、IEEETrans.ED
Conf.、519(1983))等が報告されてい
る。
[0006] As an example of the surface conduction type, as reported by Elinson (MI Elinson Radio Eng. E.
electron Phys. 10 (1965)) and the like. In this surface conduction electron-emitting device, electrons are emitted by passing a current through a thin film of a small area formed on a substrate in parallel to the film surface. It utilizes the phenomenon. As the surface conduction type element, one using the SnO 2 thin film described in the above-mentioned report of Erinson, one using an Au thin film, (G. Dittmer. Thin Solid
Films, 9, 317 (1972)), In 2 O 3 / S
nO 2 thin film (M. Hartwell and
C. G. Fonstad, IEEE Trans. ED
Conf. 519 (1983)) and the like have been reported.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】電子放出素子を画像形
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り、低消費電力化のために放出電
流制御を低電圧で駆動できることが特に重要である。そ
して製造しやすいということも重要である。こういう観
点から画像形成装置には主に冷陰極電子源が開発されて
いる。しかしながら、以下の点でまだ課題があり、上記
の要求に十分に満足できる画像形成装置は作成できてい
ない。
In order to apply the electron-emitting device to the image forming apparatus, an emission current for causing the phosphor to emit light with sufficient brightness is required, and the emission current control is low for low power consumption. It is particularly important that it can be driven by voltage. It is also important to be easy to manufacture. From such a viewpoint, a cold cathode electron source has been mainly developed for the image forming apparatus. However, there are still problems in the following points, and an image forming apparatus that can sufficiently satisfy the above requirements has not been created.

【0008】MIM型は、下部電極(カソード電極層)
と上部電極(ゲート電極層)の間に絶縁層を配置し、両
電極間に電圧を印加して電子を取り出す構造である。内
部電界方向と放出される電子の方向が一致し、かつ放出
面での電位分布に歪みがないために、小さい電子ビーム
径が実現できるが、絶縁層と上部電極で電子の散乱が起
こるために効率が悪いのが一般的であり、低消費電力化
にはあまり好ましくない。
The MIM type is a lower electrode (cathode electrode layer)
In this structure, an insulating layer is arranged between the upper electrode and the upper electrode (gate electrode layer), and a voltage is applied between both electrodes to extract electrons. A small electron beam diameter can be realized because the direction of the internal electric field coincides with the direction of the emitted electrons and the potential distribution on the emission surface is not distorted, but electron scattering occurs at the insulating layer and the upper electrode. It is generally inefficient, which is not very preferable for low power consumption.

【0009】一方、従来のFE型の例としてSpind
t型の電子放出素子を図16に示す。図16において、
1は基板、2はカソード電極(低電位電極)、3は絶縁
層、4はゲート電極(高電位電極)、51はマイクロチ
ップ、61は等電位面である。曲率rを有するマイクロ
チップ51とゲート電極層4間にバイアスすると、マイ
クロチップ51先端の電界が集中する部分から電子が放
出されアノードに向かうため低電圧駆動が可能となる。
放出電子の量は、ゲート電極層4とマイクロチップ51
先端の距離d、ゲート電圧Vg及び放出部材料の仕事関
数により決定される。つまり、ゲート電極層4とマイク
ロチップ51間距離dを制御よく作製することが素子の
性能を決定する要素となる。
On the other hand, as an example of the conventional FE type, Spind
A t-type electron-emitting device is shown in FIG. In FIG.
1 is a substrate, 2 is a cathode electrode (low potential electrode), 3 is an insulating layer, 4 is a gate electrode (high potential electrode), 51 is a microchip, and 61 is an equipotential surface. When a bias is applied between the microchip 51 having the curvature r and the gate electrode layer 4, electrons are emitted from the portion of the tip of the microchip 51 where the electric field is concentrated and head toward the anode, so that low voltage driving is possible.
The amount of emitted electrons depends on the gate electrode layer 4 and the microchip 51.
It is determined by the tip distance d, the gate voltage Vg, and the work function of the emitting material. That is, the performance of the device is determined by controlling the distance d between the gate electrode layer 4 and the microchip 51 with good control.

【0010】Spindt型の電子放出素子の一般的な
製造工程を図17を示す。この図に沿って製造工程を説
明すると、まず、ガラス等からなる基板1上に、Nb等
からなるカソード電極層2、SiO2等からなる絶縁層
3、Nb等からなるゲート電極層4をこの順に積層す
る。
FIG. 17 shows a general manufacturing process of a Spindt type electron-emitting device. The manufacturing process will be described with reference to this figure. First, a cathode electrode layer 2 made of Nb or the like, an insulating layer 3 made of SiO 2 or the like, and a gate electrode layer 4 made of Nb or the like are formed on a substrate 1 made of glass or the like. Stack in order.

【0011】その後反応性イオンエッチング法により、
ゲート電極層4及び絶縁層3を貫通する円形の微細孔を
形成する(図17(a))。
Then, by the reactive ion etching method,
A circular fine hole penetrating the gate electrode layer 4 and the insulating layer 3 is formed (FIG. 17A).

【0012】その後、アルミニウム等からなる犠牲層7
1をゲート電極層4上に斜方蒸着等により成膜する(図
17(b))。
After that, the sacrificial layer 7 made of aluminum or the like is used.
1 is formed on the gate electrode layer 4 by oblique vapor deposition or the like (FIG. 17B).

【0013】このようにして形成した構造に、真空蒸着
法によりモリブデン等のマイクロチップ材料81を堆積
する。ここで犠牲層上の堆積物が堆積の進行とともに微
細孔を塞いでいき、微細孔内にマイクロチップ51が円
錐状に形成される(図17(c))。
A microchip material 81 such as molybdenum is deposited on the structure thus formed by a vacuum vapor deposition method. Here, the deposits on the sacrificial layer block the fine holes as the deposition progresses, and the microchips 51 are formed in a conical shape in the fine holes (FIG. 17C).

【0014】最後に犠牲層71を溶解することにより、
マイクロチップ材料81をリフトオフして、素子を完成
させる(図17(d))。
Finally, by melting the sacrificial layer 71,
The microchip material 81 is lifted off to complete the device (FIG. 17D).

【0015】しかし、このような製造方法では距離dを
再現よく制御することが困難であり、素子ごとに放出電
流量のバラツキが生じる。また、リフトオフの際に生じ
た金属片等がマイクロチップ51とゲート電極層4を短
絡し、駆動時にマイクロチップ51とゲート電極層4間
に電圧を印加すると短絡部で熱が発生し、短絡部及びそ
の周囲の破壊が起こる。このため有効な放出領域が減少
してしまう。上記のような素子ごとによるバラツキは例
えば画像形成装置として応用した場合に、輝度ムラを引
き起こし、非常に目障りなものとなる。
However, in such a manufacturing method, it is difficult to control the distance d with good reproducibility, and the amount of emission current varies from device to device. Further, a metal piece or the like generated during lift-off short-circuits the microchip 51 and the gate electrode layer 4, and when a voltage is applied between the microchip 51 and the gate electrode layer 4 during driving, heat is generated at the short-circuited portion, and the short-circuited portion is generated. And destruction of the surrounding area occurs. This reduces the effective emission area. The variation due to each element as described above causes unevenness of brightness when applied as an image forming apparatus, for example, and is very annoying.

【0016】さらに、この例では、1放出点から電子が
放出されるために、蛍光体を発光させるために放出電流
密度を大きくすると、電子放出部の熱的な破壊を誘起
し、FE素子の寿命を制限することになる。また、真空
中に存在するイオンがマイクロチップ先端を集中的にス
パッタし素子の寿命を縮めることもある。
Further, in this example, since electrons are emitted from one emission point, if the emission current density is increased in order to cause the phosphor to emit light, thermal destruction of the electron emission portion is induced and the FE element is It will limit the lifespan. In addition, the ions existing in a vacuum may sputter the tip of the microchip intensively to shorten the life of the device.

【0017】このようなFE素子の欠点を克服するため
に、個別の解決策として様々な例が提案されている。
In order to overcome such drawbacks of the FE element, various examples have been proposed as individual solutions.

【0018】例えばSpindt型のようなマイクロチ
ップを形成しないで、低電圧駆動を実現する方法があ
る。例えば、特開平8−096703号公報、特開平8
−096704号公報、特開平8−264109号公報
に記載されたものがある。
There is a method of realizing low voltage driving without forming a microchip such as a Spindt type. For example, JP-A-8-096703 and JP-A-8-096703.
No. 096704 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-264109 are available.

【0019】これは孔内に配置した薄膜から電子放出を
行わせる方法で、製造方法が比較的に簡易であるという
利点がある。さらに、電子放出が面で行われるために、
電界の集中がおきず、チップの破壊が起こらず、長寿命
である。
This is a method of emitting electrons from the thin film arranged in the hole, and has an advantage that the manufacturing method is relatively simple. Furthermore, since the electron emission is performed on the surface,
The concentration of the electric field does not occur, the chip does not break, and the life is long.

【0020】また、電子放出物質として低仕事関数の構
成材料を使用することで、マイクロチップを形成しなく
ても電子放出が可能であり、低駆動電圧が図れる。特に
最近ではこの低仕事関数の構成材料として電子親和力が
0に近いもしくは負であると言われるダイヤモンドや、
ダイヤモンドよりは仕事関数は大きいが作成方法が低温
化できるダイヤモンドライクカーボン等の炭素系材料が
注目され、各種電子放出素子として試みされている。
Further, by using a low work function constituent material as the electron emitting substance, electrons can be emitted without forming a microchip, and a low driving voltage can be achieved. In particular, recently, as a low work function constituent material, diamond whose electron affinity is said to be close to 0 or negative,
Carbon-based materials such as diamond-like carbon, which has a work function larger than that of diamond but can be produced at a low temperature, have been attracting attention and have been attempted as various electron-emitting devices.

【0021】しかしながらこのような低仕事関数材料を
用いても、金属材料であるカソード電極から電子を注入
し、最終的に真空に引き出すためにはエネルギーギャッ
プを何らかの形で乗り越えていかねばならず、例えばダ
イヤモンドの場合は電子注入が非常に難しいといわれて
いる。図18、19で簡単に説明する。
However, even if such a low work function material is used, the energy gap must be overcome in some way in order to inject electrons from the cathode electrode, which is a metal material, and finally draw it out into a vacuum. For example, in the case of diamond, electron injection is said to be extremely difficult. A brief description will be given with reference to FIGS.

【0022】図18はダイヤモンドを電子放出材料とし
た時のバンドギャップの模式図である。Ec,Ef,E
vはそれぞれ伝導体,フェルミ準位,価電子帯を表し、
Vacは真空準位を表す。(a)は電圧がかかっていな
い状態、(b)が表面側にプラスの電圧がかかっている
状態のバンド図である。この図から明らかなように電子
放出部ではEcがVacよりも高いところにあることか
ら、電子の障壁にはならず電子放出が容易ではあるが、
電子注入部で、メタル電極からダイヤモンドへの電子障
壁が非常に高く電子注入できないため結局電子は低電圧
では放出できない。
FIG. 18 is a schematic diagram of a band gap when diamond is used as an electron emitting material. Ec, Ef, E
v represents a conductor, a Fermi level, and a valence band,
Vac represents a vacuum level. (A) is a band diagram in a state where no voltage is applied, and (b) is a band diagram in a state where a positive voltage is applied to the surface side. As is clear from this figure, since Ec is higher than Vac in the electron emission portion, it does not serve as a barrier for electrons and electron emission is easy, but
At the electron injection part, the electron barrier from the metal electrode to the diamond is very high and the electron cannot be injected, so that the electron cannot be emitted at a low voltage.

【0023】図19はこの問題を解決するために特開平
11−154455に提案されているものである。ここ
では、電子注入部に比べて、電子放出部のバンドギャッ
プを広くすることで、低電圧で電子注入から電子放出ま
でを可能としている。しかしながら電子注入部ではまだ
電子障壁は残されており、低電圧で十分に電子放出を可
能とするものとしては満足のいくものではない。
FIG. 19 is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-154455 to solve this problem. Here, by making the band gap of the electron emission portion wider than that of the electron injection portion, it is possible to perform electron injection to electron emission at a low voltage. However, the electron barrier still remains in the electron injection part, and it is not satisfactory as a device that can sufficiently emit electrons at a low voltage.

【0024】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、低電
圧で高効率な電子放出が可能で、製造プロセスが容易な
電界放出型の電子放出素子、電子源、及び画像形成装置
を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a high-efficiency electron emission at a low voltage and a field emission type which is easy to manufacture. An object is to provide an electron-emitting device, an electron source, and an image forming apparatus.

【0025】[0025]

【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、カソード電極と、
前記カソード電極上に配置され、開口を有する絶縁層
と、前記絶縁層上に配置され、前記絶縁層の開口に連通
する開口を有するゲート電極と、前記絶縁層の開口内に
位置し、前記カソード電極上に配置された電子放出層
と、を有する電子放出素子において、前記電子放出層に
おけるカソード電極と接する電子注入部のバンドギャッ
プは、前記電子放出層における電子放出部のバンドギャ
ップより小さいことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electron-emitting device according to the present invention has a cathode electrode,
An insulating layer arranged on the cathode electrode and having an opening; a gate electrode arranged on the insulating layer and having an opening communicating with the opening of the insulating layer; and a cathode located in the opening of the insulating layer, the cathode In the electron emission device having an electron emission layer arranged on the electrode, the band gap of the electron injection part in contact with the cathode electrode in the electron emission layer is smaller than the band gap of the electron emission part in the electron emission layer. Characterize.

【0026】前記電子放出層内において、前記カソード
電極から膜厚方向の距離がWである位置のバンドギャッ
プEの変化率dE/dWが、前記電子注入部で最大でな
いことが好適である。
In the electron emission layer, it is preferable that the rate of change dE / dW of the band gap E at a position where the distance from the cathode electrode in the film thickness direction is W is not the maximum in the electron injection portion.

【0027】前記変化率dE/dWが前記電子注入部で
0もしくは負であってもよい。
The rate of change dE / dW may be 0 or negative in the electron injection section.

【0028】前記変化率dE/dWが前記電子放出層の
膜厚方向のほぼ中央部で最大値をとってもよい。
The rate of change dE / dW may take a maximum value in a substantially central portion of the electron emission layer in the film thickness direction.

【0029】前記変化率dE/dWが前記電子注入部で
最小となってもよい。
The rate of change dE / dW may be minimized in the electron injection section.

【0030】前記変化率dE/dWが連続的に変化して
もよい。
The rate of change dE / dW may change continuously.

【0031】前記変化率dE/dWが階段的に変化して
もよい。
The rate of change dE / dW may change stepwise.

【0032】前記変化率dE/dWが連続的に変化する
部分と階段的に変化する部分があってもよい。
There may be a portion where the change rate dE / dW changes continuously and a portion where the change rate changes stepwise.

【0033】前記電子放出層が炭素を主成分とすること
が好適である。
It is preferable that the electron emitting layer contains carbon as a main component.

【0034】前記電子放出層がグラファイトを主成分と
することが好適である。
It is preferable that the electron emission layer contains graphite as a main component.

【0035】前記電子放出層がダイヤモンドライクカー
ボン又はダイヤモンドを含んでいることが好適である。
It is preferable that the electron emission layer contains diamond-like carbon or diamond.

【0036】前記電子放出層は薄膜であり、前記電子放
出素子から放出された電子を加速、捕集するアノード電
極に略平行に配されていることを特徴とする。
The electron emission layer is a thin film and is arranged substantially parallel to the anode electrode for accelerating and collecting the electrons emitted from the electron emission element.

【0037】本発明の電子源にあっては、前記電子放出
素子を複数個配置したことを特徴とする。
The electron source of the present invention is characterized in that a plurality of the electron-emitting devices are arranged.

【0038】前記電子放出素子をマトリクス状に配置し
配線することが好適である。
It is preferable that the electron-emitting devices are arranged in a matrix and wired.

【0039】本発明の画像形成装置にあっては、前記電
子源と、該電子源から放出された電子によって画像を形
成する画像形成部材と、を備えることを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention is characterized by including the electron source and an image forming member for forming an image by the electrons emitted from the electron source.

【0040】前記画像形成部材は、電子の衝突によって
発光する蛍光体であることが好適である。
It is preferable that the image forming member is a phosphor that emits light by collision of electrons.

【0041】したがって、本発明の特徴を備えた電子放
出素子、電子源及び画像形成装置は低電圧駆動が可能と
なり、劣化の少ない低消費電力素子となる。
Therefore, the electron-emitting device, the electron source, and the image forming apparatus having the features of the present invention can be driven at a low voltage and become a low power consumption device with less deterioration.

【0042】[0042]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions of the components described in this embodiment,
Unless otherwise specified, the material, the shape, the relative arrangement, and the like are not intended to limit the scope of the present invention thereto.

【0043】図1は本発明の最も基本的な構成の電子放
出素子のバンド図である。図2は本発明の素子の断面的
模式図及び平面図である。また、図3はこの素子を駆動
させた場合(ON−OFF状態)の駆動電圧と電流の関
係を表した図である。
FIG. 1 is a band diagram of an electron-emitting device having the most basic structure of the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view and a plan view of the element of the present invention. Further, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the drive voltage and the current when this element is driven (ON-OFF state).

【0044】図2において、1は基板、2は第1の電極
であるカソード電極、3は絶縁層、4は第2の電極であ
るゲート電極、5は電子放出層である。
In FIG. 2, 1 is a substrate, 2 is a cathode electrode which is a first electrode, 3 is an insulating layer, 4 is a gate electrode which is a second electrode, and 5 is an electron emission layer.

【0045】また、W1はゲート電極4の開口幅(電子
放出層5も含む)であり、h1は絶縁層3の厚さ、Hは
アノード電極7とカソード電極の間の距離である。
W1 is the opening width of the gate electrode 4 (including the electron emission layer 5), h1 is the thickness of the insulating layer 3, and H is the distance between the anode electrode 7 and the cathode electrode.

【0046】Vgは、カソード電極2とゲート電極4
(電子放出層5も含む)の間に印加される電圧、Vaは
カソード電極2とアノード電極7間に印加されている電
圧、Ieは電子放出電流、EhはVgにより形成される
電界である。
Vg is the cathode electrode 2 and the gate electrode 4
The voltage applied between (including the electron emission layer 5), Va is the voltage applied between the cathode electrode 2 and the anode electrode 7, Ie is the electron emission current, and Eh is the electric field formed by Vg.

【0047】素子を駆動させるためにVg、Vaを印加
すると、電界Ehが形成され、Vg、W1、h1、形
状、絶縁層の誘電率等により孔内部の等電位面の形状が
定められる。孔の外では主にゲート電極4とアノード電
極7によりほぼ平行な等電位面となる。
When Vg and Va are applied to drive the device, an electric field Eh is formed, and the shape of the equipotential surface inside the hole is determined by Vg, W1, h1, the shape, the dielectric constant of the insulating layer and the like. Outside the hole, the gate electrode 4 and the anode electrode 7 mainly form substantially parallel equipotential surfaces.

【0048】図1について説明する。表記されている記
号は図18、19と同様である。(a)、(b)は図1
8、19と同様に(a)が無電圧状態、(b)が電圧印
加状態である。本実施の形態はダイヤモンドライクカー
ボンの例について説明する。本実施の形態では図1に示
すように電子注入部のバンドギャップよりも電子放出部
のバンドギャップのほうが大きく、かつそのバンドギャ
ップの変化の割合が異なる。即ち、電子注入部ではバン
ドギャップはそれほど変化せず、緩やかな変化量でバン
ドギャップは大きくなっている。それに対して電子放出
部では急速にバンドギャップが大きくなっており、最終
的に表面は真空準位に近づく。
Referring to FIG. The symbols shown are the same as those in FIGS. (A) and (b) are shown in FIG.
Similar to 8 and 19, (a) is a no-voltage state, and (b) is a voltage applied state. In this embodiment, an example of diamond-like carbon will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the band gap of the electron emitting portion is larger than the band gap of the electron injecting portion, and the rate of change of the band gap is different. That is, the bandgap does not change so much in the electron injection portion, and the bandgap increases with a gradual change amount. On the other hand, the band gap in the electron emission portion rapidly increases, and the surface finally approaches the vacuum level.

【0049】ここで、カソード電極から膜厚方向の距離
がWである電子放出材料のバンドギャップをEとし、そ
の変化率dE/dWについて着目してみる。
Here, let E be the bandgap of the electron-emitting material whose distance from the cathode electrode in the film thickness direction is W, and pay attention to its rate of change dE / dW.

【0050】図4にこの時に横軸に規格化した膜厚(0
が電子注入部、100が電子放出部)、縦軸に膜厚方向
のバンドギャップの変化率dE/dWを示す。電子注入
部でこの変化率は小さい。こうすることで、電子注入部
でトンネル電流が流れやすくなり、容易にダイヤモンド
ライクカーボン膜の伝導体に電子を注入することが可能
となる。さらに、最終的には電子放出部で仕事関数が小
さいため電子放出も低電界で行うことができ、総合的に
低電圧で電子放出が可能となる。
In FIG. 4, the film thickness (0
Is an electron injection part, 100 is an electron emission part), and the vertical axis represents the bandgap change rate dE / dW in the film thickness direction. This rate of change is small in the electron injection part. By doing so, a tunnel current easily flows in the electron injection portion, and it becomes possible to easily inject electrons into the conductor of the diamond-like carbon film. Furthermore, finally, since the work function of the electron emission portion is small, the electron emission can be performed in a low electric field, and the electron emission can be performed at a low voltage as a whole.

【0051】即ち、電子注入部での変化率dE/dWが
他の領域と比較して最大とならなければ、変化率dE/
dWが一定の場合と比較して、電子注入部でトンネル電
流が流れやすくなり、容易にダイヤモンドライクカーボ
ン膜の伝導体に電子を注入することが可能となる。
That is, if the rate of change dE / dW in the electron injection portion is not the maximum compared to other regions, the rate of change dE / d
As compared with the case where dW is constant, a tunnel current easily flows in the electron injection portion, and electrons can be easily injected into the conductor of the diamond-like carbon film.

【0052】図3は上記形成により作成したダイヤモン
ドライクカーボン膜の電圧電流特性のグラフであるが、
本発明と比較するために、電子注入部から電子放出部ま
で一様なバンドギャップになるようにダイヤモンドライ
クカーボンを形成した素子(X)、及び、電子注入部か
ら電子放出部までdE/dWを一定にしてバンドギャッ
プを徐々に広げて、かつ、電子放出部でのバンドギャッ
プが素子(X)の電子放出部でのバンドギャップと同じ
になるようにダイヤモンドライクカーボンを形成した素
子(Y)とを合わせて示す。本発明により低電圧で電子
を放出することができた。
FIG. 3 is a graph of voltage-current characteristics of the diamond-like carbon film formed by the above-mentioned formation.
For comparison with the present invention, an element (X) in which diamond-like carbon is formed so as to have a uniform band gap from the electron injection part to the electron emission part, and dE / dW from the electron injection part to the electron emission part A device (Y) in which the bandgap is gradually widened to a constant value and diamond-like carbon is formed so that the bandgap at the electron emission part is the same as the bandgap at the electron emission part of the device (X). Are also shown. According to the present invention, it was possible to emit electrons at a low voltage.

【0053】ここでは連続的にバンドギャップを変化さ
せる例で示しているが、特に限定されるわけでなく、連
続的であっても、階段状であってもかまわない。またそ
の両者が混在していてもかまわない。また、dE/dW
が電子注入部で0であっても本発明の骨子に反しないの
は言うまでもなく、さらに、dE/dWが負である場合
もかまわない。
Here, an example in which the band gap is continuously changed is shown, but the invention is not particularly limited, and it may be continuous or stepwise. Also, both may be mixed. Also, dE / dW
Needless to say, even if is 0 in the electron injection part, it does not violate the essence of the present invention, and further, dE / dW may be negative.

【0054】また、本発明の素子上の電子放出面積は電
子放出層5表面全体であり、電子放出面積が広いため
に、真空中に存在するイオン衝撃に対して耐久性が良
い。
Further, the electron emission area on the device of the present invention is the entire surface of the electron emission layer 5, and since the electron emission area is wide, it has good durability against ion bombardment existing in vacuum.

【0055】さらには、本発明の素子は積層を繰り返し
た非常に単純な構成であり、製造プロセスが容易であ
り、歩留まりよく製造できる。(製造方法は後述す
る)。
Furthermore, the device of the present invention has a very simple structure in which lamination is repeated, the manufacturing process is easy, and the device can be manufactured with high yield. (The manufacturing method will be described later).

【0056】以上述べた本発明の実施の形態に係る電子
放出素子について、さらに詳細に説明する。
The electron-emitting device according to the embodiment of the present invention described above will be described in more detail.

【0057】図5を参照して、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説明する。尚、この
製造方法に限定されないことは言うまでもない。
An example of a method of manufacturing the electron-emitting device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Needless to say, the manufacturing method is not limited to this.

【0058】まず予め、その表面を十分に洗浄した、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、シリコン基板等にスパッタ法等によりSi
2を積層した積層体、アルミナ等セラミックスの絶縁
性基板のうち、いずれか一つを基板1として用い、基板
1上にカソード電極2を積層する。
First, the surface of which is thoroughly washed in advance, quartz glass, glass in which the content of impurities such as Na is reduced,
Si on blue plate glass, silicon substrate, etc. by sputtering
Any one of a laminated body in which O 2 is laminated and an insulating substrate made of ceramics such as alumina is used as the substrate 1, and the cathode electrode 2 is laminated on the substrate 1.

【0059】カソード電極2は一般的に導電性を有して
おり、蒸着法、スパッタ法等の一般的真空成膜技術によ
り形成される。カソード電極2の材料は、例えば、B
e、Mg、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、
W、Al、Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Pd等の金
属又は合金材料、TiC、ZrC、HfC、TaC、S
iC、WC等の炭化物、HfB2、ZrB2、LaB6
CeB6、YB4、GdB4等の硼化物、TiN、Zr
N、HfN等の窒化物、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、ダイヤモンドを分散した炭素
及び炭素化合物等から適宜選択される。
The cathode electrode 2 is generally conductive and is formed by a general vacuum film forming technique such as a vapor deposition method and a sputtering method. The material of the cathode electrode 2 is, for example, B
e, Mg, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo,
Metal or alloy material such as W, Al, Cu, Ni, Cr, Au, Pt, Pd, TiC, ZrC, HfC, TaC, S
Carbides such as iC and WC, HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 ,
Borides such as CeB 6 , YB 4 and GdB 4 , TiN, Zr
It is appropriately selected from nitrides such as N and HfN, semiconductors such as Si and Ge, organic polymer materials, amorphous carbon, graphite, diamond-like carbon, carbon in which diamond is dispersed, and carbon compounds.

【0060】カソード電極2の厚さとしては、数十nm
から数mmの範囲で設定され、好ましくは数百nmから
数μmの範囲で選択される。
The thickness of the cathode electrode 2 is several tens nm.
To several mm, and preferably selected from several hundred nm to several μm.

【0061】ついで第5図(b)に示すようにカソード
電極2に続いて、絶縁層3を堆積する。絶縁層3は、ス
パッタ法等の一般的な真空成膜法、CVD法、真空蒸着
法で形成され、その厚さとしては、数nmから数μmの
範囲で設定され、好ましくは数十nmから数百nmの範
囲から選択される。望ましい材料としてはSiO2、S
iN、Al23、CaF、アンドープダイヤモンドなど
の高電界に耐えられる耐圧の高い材料が望ましい。
Then, as shown in FIG. 5B, an insulating layer 3 is deposited subsequent to the cathode electrode 2. The insulating layer 3 is formed by a general vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, or a vacuum vapor deposition method, and the thickness thereof is set in the range of several nm to several μm, preferably several tens nm. It is selected from the range of several hundred nm. Preferred materials are SiO 2 and S
A material having a high breakdown voltage capable of withstanding a high electric field such as iN, Al 2 O 3 , CaF, and undoped diamond is desirable.

【0062】さらに、絶縁層3に続きゲート電極4を堆
積する。ゲート電極4は、カソード電極2と同様に導電
性を有しており、蒸着法、スパッタ法等の一般的真空成
膜技術、フォトリソグラフィー技術により形成される。
ゲート電極4の材料は、例えば、Be、Mg、Ti、Z
r、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Al、Cu、N
i、Cr、Au、Pt、Pd等の金属又は合金材料、T
iC、ZrC、HfC、TaC、SiC、WC等の炭化
物、HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4、G
dB4等の硼化物、TiN、ZrN、HfN等の窒化
物、Si、Ge等の半導体、有機高分子材料等から適宜
選択される。ゲート電極4の厚さとしては、数nmから
数μmの範囲で設定され、好ましくは数nmから数百n
mの範囲で選択される。
Further, the gate electrode 4 is deposited subsequent to the insulating layer 3. The gate electrode 4 has conductivity like the cathode electrode 2, and is formed by a general vacuum film forming technique such as a vapor deposition method and a sputtering method, and a photolithography technique.
The material of the gate electrode 4 is, for example, Be, Mg, Ti, Z.
r, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Al, Cu, N
Metal or alloy material such as i, Cr, Au, Pt, Pd, T
Carbides such as iC, ZrC, HfC, TaC, SiC, and WC, HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB 4 , G
It is appropriately selected from borides such as dB 4 , nitrides such as TiN, ZrN and HfN, semiconductors such as Si and Ge, organic polymer materials and the like. The thickness of the gate electrode 4 is set in the range of several nm to several μm, preferably several nm to several hundreds n.
It is selected in the range of m.

【0063】尚、カソード電極2、ゲート電極4は、同
一材料でも異種材料でもよく、また、同一形成方法でも
異種方法でも良い。
The cathode electrode 2 and the gate electrode 4 may be made of the same material or different materials, and may be formed by the same method or different methods.

【0064】次に、図5(c)に示すように、フォトリ
ソグラフィー技術によりマスクパターン41を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 5C, a mask pattern 41 is formed by the photolithography technique.

【0065】そして、図5(d)に示すように、各絶縁
層3、ゲート電極4の一部がカソード電極2から取り除
かれた、積層構造が形成される。ただし、本エッチング
工程は、カソード電極2上で停止しても良いし、カソー
ド電極2の一部がエッチングされても良い。
Then, as shown in FIG. 5D, a laminated structure is formed in which each insulating layer 3 and part of the gate electrode 4 are removed from the cathode electrode 2. However, this etching process may be stopped on the cathode electrode 2, or a part of the cathode electrode 2 may be etched.

【0066】エッチング工程はそれぞれの各絶縁層3、
ゲート電極4及びカソード電極2の材料に応じて、エッ
チング方法を選択すれば良い。
In the etching process, each insulating layer 3,
The etching method may be selected according to the materials of the gate electrode 4 and the cathode electrode 2.

【0067】ついで図5(e)のように電子放出層5を
形成する。電子放出材料は蒸着法、スパッタ法、CVD
法等の一般的成膜技術により形成される。電子放出層5
の材料は、例えば、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、ダイヤモンドを分散
した炭素及び炭素化合物等やAlNやAlGaN等から
適宜選択される。好ましくは仕事関数の低いダイヤモン
ド薄膜、ダイヤモンドライクカーボン等が良い。電子放
出層5の膜厚としては、数nmから数百nmの範囲で設
定され、好ましくは数nmから数十nmの範囲で選択さ
れるここで本発明の構造を作成するために電子放出材料
のバンドギャップを変えて電子放出材料を形成する。電
子放出材料のバンドギャップを変化させる方法はさまざ
まであり、例えばダイヤモンドライクカーボンの場合は
膜形成方法にもよるが、温度を変化させたり、照射エネ
ルギーを変えたり(例えばM.Weier et.al. Physical Re
viewB、 Vol.53、 Number3 15/January 1996 P.159
4)、照射イオン密度を変えたり、ガスを用いる場合は
ガス種、ガス流量(例えばR.Kleber et.al.Diamond and
Related Materials、 2(1993) p.246)を変えたりして制
御することが可能であり、特に限定されない。いずれも
成膜中に各パラメーターを設定し制御することで可能と
なる。より精密に必要な場合はバンドギャップを測定し
ながらフィードバックをかけたりすることも可能であ
る。
Then, the electron emission layer 5 is formed as shown in FIG. Electron emitting materials are evaporation method, sputtering method, CVD
It is formed by a general film forming technique such as a method. Electron emission layer 5
The material is appropriately selected from, for example, amorphous carbon, graphite, diamond-like carbon, carbon and carbon compounds in which diamond is dispersed, AlN, AlGaN, and the like. A diamond thin film having a low work function, diamond-like carbon, etc. are preferable. The thickness of the electron emission layer 5 is set in the range of several nm to several hundred nm, and preferably selected in the range of several nm to several tens nm. Here, the electron emitting material for producing the structure of the present invention is selected. The electron emission material is formed by changing the band gap of the. There are various methods for changing the band gap of the electron-emitting material, for example, in the case of diamond-like carbon, depending on the film forming method, the temperature is changed or the irradiation energy is changed (for example, M. Weier et.al. Physical Re
viewB, Vol.53, Number3 15 / January 1996 P.159
4), the irradiation ion density is changed, and when a gas is used, the gas type and gas flow rate (for example, R. Kleber et.al. Diamond and
It can be controlled by changing Related Materials, 2 (1993) p.246) and is not particularly limited. Both can be achieved by setting and controlling each parameter during film formation. If more precise, it is possible to apply feedback while measuring the band gap.

【0068】また、ここで電子放出層5を堆積せずに、
孔を形成する前にカソード電極上に、電子放出層5を堆
積する場合もある。
Further, without depositing the electron emission layer 5 here,
In some cases, the electron emission layer 5 is deposited on the cathode electrode before forming the holes.

【0069】カソード電極2(電子放出層5も含む)に
おける絶縁層の開口部の幅W1は、素子を構成する材料
や抵抗値、カソード電極2の材料の仕事関数と駆動電
圧、必要とする電子放出ビームの形状により適宜設定さ
れる。通常、W1は数百nmから数百μmの範囲から選
択される。
The width W1 of the opening of the insulating layer in the cathode electrode 2 (including the electron emission layer 5) is determined by the material and resistance of the device, the work function and drive voltage of the material of the cathode electrode 2, and the required electron. It is appropriately set according to the shape of the emission beam. Usually, W1 is selected from the range of several hundred nm to several hundred μm.

【0070】また図14に示すように上記孔を複数個並
べて1画素を形成することもできる。絶縁膜の高さh1
や電子放出材料の厚さも素子を構成する材料や抵抗値、
電子放出素子の材料の仕事関数と駆動電圧、必要とする
電子放出ビームの形状により適宜設定される。通常、h
1は数百nmから数十μmの範囲から選択され電子放出
材料の厚さもh1にもよるが数百nmから数十μmの範
囲から選択される。
Further, as shown in FIG. 14, a plurality of the holes may be arranged to form one pixel. Insulation film height h1
The thickness of the electron emission material is also the material and the resistance value that make up the device,
The work function and drive voltage of the material of the electron-emitting device and the required shape of the electron-emitting beam are set as appropriate. Usually h
1 is selected from the range of several hundreds nm to several tens μm, and is selected from the range of several hundreds nm to several tens μm depending on the thickness of the electron emission material h1.

【0071】本発明を適用した電子放出素子の応用例に
ついて以下に述べる。本発明の電子放出素子の複数個を
基体上に配列し、例えば電子源、あるいは画像形成装置
が構成できる。
Application examples of the electron-emitting device to which the present invention is applied will be described below. By arranging a plurality of electron-emitting devices of the present invention on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be constructed.

【0072】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用される。一例として、電子放出素子をX方向及
びY方向に行列状に複数個配し、同じ行に配された複数
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した単純マトリクス
配置がある。以下単純マトリクス配置について詳述す
る。
Various arrangements of electron-emitting devices are adopted. As an example, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction, and the same column is used. There is a simple matrix arrangement in which the other of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the above is commonly connected to the wiring in the Y direction. The simple matrix arrangement will be described in detail below.

【0073】以下、本発明を適用可能な電子放出素子を
複数配して得られる電子源について、図6を用いて説明
する。図6において、61は電子源基体、62はX方向
配線、63はY方向配線である。64は本発明の電子放
出素子、65は結線である。
An electron source obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied will be described below with reference to FIG. In FIG. 6, 61 is an electron source substrate, 62 is an X-direction wiring, and 63 is a Y-direction wiring. Reference numeral 64 is an electron-emitting device of the present invention, and 65 is a wire connection.

【0074】m本のX方向配線62は、Dx1、Dx
2、…Dxmからなり、真空蒸着法、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。Y
方向配線63は、Dy1、Dy2、…Dynのn本の配
線よりなり、X方向配線62と同様に形成される。これ
らm本のX方向配線62とn本のY方向配線63との間
には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電
気的に分離している(m、nは、ともに正の整数)。
The m X-direction wirings 62 are Dx1 and Dx.
2, ... Dxm, and can be composed of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The wiring material, film thickness, and width are appropriately designed. Y
The directional wiring 63 is composed of n wirings Dy1, Dy2, ..., Dyn, and is formed similarly to the X-directional wiring 62. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-direction wirings 62 and the n Y-direction wirings 63 to electrically isolate the two (m and n are both. Positive integer).

【0075】不図示の層間絶縁層は、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。例えば、X方向配線62を形成した基体61の
全面あるいは一部に所望の形状で形成され、特に、X方
向配線62とY方向配線63の交差部の電位差に耐え得
るように、膜厚、材料、製法が適宜設定される。X方向
配線62とY方向配線63は、それぞれ外部端子として
引き出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the base body 61 on which the X-direction wiring 62 is formed, and in particular, the film thickness and material are set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 62 and the Y-direction wiring 63. The manufacturing method is set appropriately. The X-direction wiring 62 and the Y-direction wiring 63 are drawn out as external terminals.

【0076】電子放出素子64を構成する一対の電極
(不図示)は、m本のX方向配線62とn本のY方向配
線63と導電性金属等からなる結線(不図示)によって
電気的に接続されている。
A pair of electrodes (not shown) forming the electron-emitting device 64 are electrically connected by m wires in the X direction 62, n wires in the Y direction 63, and connections (not shown) made of a conductive metal or the like. It is connected.

【0077】X方向配線62とY方向配線63を構成す
る材料、結線を構成する材料及び一対の素子電極を構成
する材料は、その構成元素の一部あるいは全部が同一で
あっても、またそれぞれ異なっても良い。これら材料
は、例えば前述の素子電極(電極2、4)の材料より適
宜選択される。素子電極を構成する材料と配線材料が同
一である場合には、素子電極に接続した配線は素子電極
ということもできる。
The material forming the X-direction wiring 62 and the Y-direction wiring 63, the material forming the wire connection, and the material forming the pair of element electrodes may be the same or may be the same as some or all of the constituent elements. It can be different. These materials are appropriately selected, for example, from the materials of the device electrodes (electrodes 2 and 4) described above. When the material forming the element electrode and the wiring material are the same, the wiring connected to the element electrode can also be referred to as an element electrode.

【0078】X方向配線62には、X方向に配列した電
子放出素子64の行を、選択するための走査信号を印加
する不図示の走査信号印加手段が接続される。一方、Y
方向配線63には、Y方向に配列した電子放出素子64
の各列を入力信号に応じて、変調するための不図示の変
調信号発生手段が接続される。各電子放出素子に印加さ
れる駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調
信号の差電圧として供給される。
A scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of electron-emitting devices 64 arranged in the X direction is connected to the X-direction wiring 62. On the other hand, Y
The directional wiring 63 includes the electron-emitting devices 64 arranged in the Y direction.
A modulation signal generating means (not shown) is connected to modulate each column according to the input signal. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the device.

【0079】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。このような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について、図7を用い
て説明する。図7は、画像形成装置の表示パネルの一例
を示す模式図である。
In the above structure, individual elements can be selected and driven independently by using simple matrix wiring. An image forming apparatus configured by using an electron source having such a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a display panel of the image forming apparatus.

【0080】図7において、81は電子放出素子を複数
配した電子源基体、91は電子源基体を固定したリアプ
レート、96はガラス基体93の内面に画像形成部材で
ある蛍光体としての蛍光膜94とメタルバック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、支持枠92には、リアプレート91、フェースプレ
ート96がフリットガラス等を用いて接続されている。
97は外囲器であり、例えば大気中あるいは、窒素中
で、400〜500度の温度範囲で10分以上焼成する
ことで、封着して構成される。
In FIG. 7, 81 is an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged, 91 is a rear plate on which the electron source substrate is fixed, and 96 is a fluorescent film as a fluorescent material which is an image forming member on the inner surface of a glass substrate 93. The face plate 94 and the metal back 95 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.
Reference numeral 97 denotes an envelope, which is sealed and formed by baking in an atmosphere or nitrogen in a temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more.

【0081】84は、図1における電子放出素子に相当
する。62、63は、電子放出素子の一対の素子電極
2、4と接続されたX方向配線及びY方向配線である。
Reference numeral 84 corresponds to the electron-emitting device in FIG. Reference numerals 62 and 63 are an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to the pair of device electrodes 2 and 4 of the electron-emitting device.

【0082】外囲器97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は主に基体81の強度を補強する
目的で設けられるため、基体81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
きる。即ち、基体81に直接支持枠92を封着し、フェ
ースプレート96、支持枠92及び基体81で外囲器9
7を構成しても良い。一方、フェースプレート96、リ
アプレート91間に、スペーサーとよばれる不図示の支
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97を構成することもできる。
The envelope 97 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 base body 81, if the base body 81 itself has sufficient strength, the separate rear plate 91 can be omitted. That is, the support frame 92 is directly sealed to the base body 81, and the face plate 96, the support frame 92 and the base body 81 are used to seal the enclosure 9
7 may be configured. On the other hand, by installing a support member (not shown) called a spacer between the face plate 96 and the rear plate 91, it is possible to configure the envelope 97 having sufficient strength against atmospheric pressure.

【0083】尚、本発明の電子放出素子を用いた画像形
成装置では、放出した電子軌道を考慮して電子放出素子
84上部に蛍光体85(蛍光膜94)をアライメントし
て配置する。図8は、本件のパネルに使用した蛍光膜9
4を示す模式図である。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光
体の配列により図8(a)に示すブラックストライプあ
るいは図8(b)に示すブラックマトリクスなどとよば
れる黒色導電材86と蛍光体85とから構成した。
In the image forming apparatus using the electron-emitting device of the present invention, the phosphor 85 (fluorescent film 94) is aligned and arranged above the electron-emitting device 84 in consideration of the emitted electron trajectory. FIG. 8 shows the fluorescent film 9 used for the panel of the present case.
It is a schematic diagram which shows 4. In the case of a color fluorescent film, it is composed of a black conductive material 86 called a black stripe shown in FIG. 8A or a black matrix shown in FIG.

【0084】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、導電性があり、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 mixture, for example, inconspicuous by blackening the separately applied portions between the phosphors 85 of the three primary color phosphors required for color display. This is to suppress the decrease in contrast due to external light reflection at 94. As the material of the black stripe, in addition to a commonly used material containing graphite as a main component, a material having conductivity and having little light transmission and reflection can be used.

【0085】ガラス基板93に蛍光体を塗布する方法
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。蛍光膜94の内面側には、通常メタルバ
ック95が設けられる。メタルバックを設ける目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート9
6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、外囲器内で発生した負イオンの衝突によ
るダメージから蛍光体85を保護すること等である。メ
タルバック95は、蛍光膜作成後、蛍光膜の内面側表面
の平滑化処理(通常、「フィルミング」とよばれる。)
を行い、その後Alを真空蒸着等を用いて堆積させるこ
とで作成できる。
As a method for applying the phosphor to the glass substrate 93, a precipitation method, a printing method or the like can be adopted regardless of monochrome or color. A metal back 95 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 94. The purpose of providing a metal back is
Of the light emitted from the phosphor, the light to the inner surface side
To improve the brightness by mirror-reflecting to the 6 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to protect the phosphor 85 from damage due to collision of negative ions generated in the envelope. Etc. The metal back 95, after forming the fluorescent film, smoothes the inner surface of the fluorescent film (generally called “filming”).
And then depositing Al using vacuum deposition or the like.

【0086】フェースプレート96には、さらに蛍光膜
94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)を設けても良い。
On the face plate 96, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 94 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 94.

【0087】本発明においては、電子放出素子84の直
上に電子ビームが到達するため、電子放出素子84の直
上に蛍光膜94が配置されるように、位置あわせされて
構成される。
In the present invention, since the electron beam reaches directly above the electron-emitting device 84, the fluorescent film 94 is positioned and arranged directly above the electron-emitting device 84.

【0088】次に、封着工程を施した外囲器(パネル)
を封止する真空封止工程について説明する。
Next, the envelope (panel) which has been subjected to the sealing step.
The vacuum sealing step of sealing the will be described.

【0089】真空封止工程は、外囲器(パネル)97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などの排気装置によりの排気管
(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
きる。外囲器97の封止後の圧力を維持するために、ゲ
ッター処理を行うこともできる。これは、外囲器97の
封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高
周波加熱等を用いた加熱により、外囲器97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、該蒸着膜の吸着作用により、外囲器97内の雰
囲気を維持するものである。
In the vacuum sealing step, the envelope (panel) 97 is heated and kept at 80 to 250 ° C., and exhausted through an exhaust pipe (not shown) by an exhaust device such as an ion pump or a sorption pump. Then, after the atmosphere is made sufficiently low in organic substances, the exhaust pipe is heated by a burner to melt and seal. A getter process can be performed to maintain the pressure after the envelope 97 is sealed. This is because the getter placed at a predetermined position (not shown) in the envelope 97 is heated by resistance heating or high-frequency heating immediately before or after the envelope 97 is sealed. Then, it is a process of forming a vapor deposition film. The getter usually has Ba as a main component and maintains the atmosphere in the envelope 97 by the adsorption action of the vapor deposition film.

【0090】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Dx1〜Dxm、Dy1〜
Dyn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 source of the simple matrix arrangement manufactured by the above steps, the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dy1 to each electron emitting element are formed.
By applying a voltage via Dyn, electron emission occurs.

【0091】Vaは高圧端子を介してメタルバック9
5、あるいは透明電極(不図示)に高圧を印加し、電子
ビームを加速する。
Va is a metal back 9 via a high voltage terminal.
5 or a high voltage is applied to the transparent electrode (not shown) to accelerate the electron beam.

【0092】加速された電子は、蛍光膜94に衝突し、
発光が生じて画像が形成される。
The accelerated electrons collide with the fluorescent film 94,
Light emission occurs and an image is formed.

【0093】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、NTSC方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成
例について、図9を用いて説明する。図9において、1
301は画像表示表示パネル、1302は走査回路、1
303は制御回路、1304はシフトレジスタ、130
5はラインメモリ、1306は同期信号分離回路、13
07は変調信号発生器、Vx及びVaは直流電圧源であ
る。
Next, a configuration example of a drive circuit for performing television display based on an NTSC system television signal on a display panel constructed by using an electron source having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. . In FIG. 9, 1
301 is an image display panel, 1302 is a scanning circuit, 1
303 is a control circuit, 1304 is a shift register, 130
5 is a line memory, 1306 is a sync signal separation circuit, 13
Reference numeral 07 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0094】表示パネル1301は、端子Dox1乃至
Doxm、端子Doy1乃至Doyn、及び高圧端子H
vを介して外部の電気回路と接続している。端子Dox
1乃至Doxmには、表示パネル内に設けられている電
子源、即ち、M行N列の行列状にマトリクス配線された
電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順次駆動するため
の走査信号が印加される。
The display panel 1301 includes terminals Dox1 to Doxm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal H.
It is connected to an external electric circuit via v. Terminal Dox
1 to Doxm, a scanning signal for sequentially driving an electron source provided in the display panel, that is, an electron-emitting device group matrix-wired in a matrix of M rows and N columns row by row (N elements). Is applied.

【0095】端子Doy1乃至Doynには、前記走査
信号により選択された一行の電子放出素子の各素子の出
力電子ビームを制御するための変調信号が印加される。
高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例えば10k
[V]の直流電圧が供給されるが、これは電子放出素子
から放出される電子ビームに蛍光体を励起するのに十分
なエネルギーを付与するための加速電圧である。
A modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the electron-emitting devices in one row selected by the scanning signal is applied to the terminals Doy1 to Doyn.
The high-voltage terminal Hv receives, for example, 10 k from the DC voltage source Va.
A DC voltage of [V] is supplied, which is an accelerating voltage for giving enough energy to excite the phosphor to the electron beam emitted from the electron-emitting device.

【0096】走査回路1302について説明する。同回
路は、内部にM個のスイッチング素子を備えたもので
(図中、S1乃至Smで模式的に示している)ある。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0[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択
し、表示パネル1301の端子Dox1乃至Doxmと
電気的に接続される。S1乃至Smの各スイッチング素
子は、制御回路1303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。
The scanning circuit 1302 will be described. The circuit is provided with M switching elements inside (schematically shown by S1 to Sm in the figure). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level), and is electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the display panel 1301. Each of the switching elements S1 to Sm has a control signal Tscan output from the control circuit 1303.
), And can be configured by combining switching elements such as FETs.

【0097】直流電圧源Vxは、本例の場合に電子放出
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 example, the DC voltage source Vx causes the drive voltage applied to the element which is not scanned based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the electron emission element to be equal to or lower than the electron emission threshold voltage. It is set to output such a constant voltage.

【0098】制御回路1303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1303は、同
期信号分離回路1306より送られる同期信号Tsyn
cに基づいて、各部に対してTscan及びTsft及
びTmryの各制御信号を発生する。
The control circuit 1303 has a function of matching the operation of each unit so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 1303 receives the synchronization signal Tsyn sent from the synchronization signal separation circuit 1306.
Based on c, Tscan, Tsft, and Tmry control signals are generated for each unit.

【0099】同期信号分離回路1306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(フィルター)回路等を用いて構成できる。同期
信号分離回路1306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なるが、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。該DATA信号はシフトレジスタ1304
に入力される。
The sync signal separation circuit 1306 is a circuit for separating the sync signal component and the luminance signal component from the NTSC system television signal input from the outside, and uses a general frequency separation (filter) circuit or the like. Can be configured. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 1306 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync 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 represented as a DATA signal for convenience. The DATA signal is transferred to the shift register 1304.
Entered in.

【0100】シフトレジスタ1304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1303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1304のシフトクロックであるということもでき
る。)。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1304より出力される。
The shift register 1304 is for serial / parallel conversion of the DATA signal serially input in time series for each line of the image, and is based on the control signal Tsft sent from the control circuit 1303. The control signal Tsft can be said to be the shift clock of the shift register 1304. The serial / parallel converted image data for one line (corresponding to drive data for N electron emission elements) is output from the shift register 1304 as N parallel signals Id1 to Idn.

【0101】ラインメモリ1305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1303より送られる制御信号Tmry
にしたがって適宜Id1乃至Idnの内容を記憶する。
記憶された内容は、I’d1乃至I’dnとして出力さ
れ、変調信号発生器1307に入力される。
The line memory 1305 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and a control signal Tmry sent from the control circuit 1303.
Accordingly, the contents of Id1 to Idn are stored as appropriate.
The stored contents are output as I′d1 to I′dn and input to the modulation signal generator 1307.

【0102】変調信号発生器1307は、画像データ
I’d1乃至I’dnの各々に応じて電子放出素子の各
々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、端子Doy1乃至Doynを通じて表示パネル
1301内の電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 1307 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices according to each of the image data I'd1 to I'dn, and the output signal thereof is from the terminals Doy1 to Doy1. It is applied to the electron-emitting device in the display panel 1301 through Doyn.

【0103】前述したように、本発明を適用可能な電子
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。電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素
子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。
As described above, the electron-emitting device to which the present invention can be applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, a clear threshold voltage Vth is required for electron emission.
Therefore, electron emission occurs only when a voltage higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold value, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device.

【0104】このことから、本素子に電圧を印加する場
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。その際、印加電圧Vf
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、本素子にパルス電圧を印加
する場合、パルスの高さPhを変化させることにより電
子ビーム強度を、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。
From this, when a voltage is applied to this element, for example, electron emission does not occur even if a voltage below the electron emission threshold is applied, but when a voltage above the electron emission threshold is applied, an electron beam is emitted. Is output. At that time, the applied voltage Vf
It is possible to control the intensity of the output electron beam by changing. When a pulse voltage is applied to this element, the electron beam intensity can be controlled by changing the pulse height Ph, and the total amount of charges of the electron beam output can be controlled by changing the pulse width Pw. It is possible.

【0105】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。電圧変調方式を実施するに際
しては、変調信号発生器1307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。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method or the like can be adopted. When implementing the voltage modulation method, a circuit of the voltage modulation method is used as the modulation signal generator 1307, which generates a voltage pulse of a fixed length and appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data. be able to.

【0106】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1307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 1307, it is possible to use a circuit of a pulse width modulation system that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data.

【0107】シフトレジスタ1304やラインメモリ1
305は、デジタル信号式のものをもアナログ信号式の
ものをも採用できる。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われれば良いからである。
The shift register 1304 and the line memory 1
The digital signal type 305 and the analog signal type 305 can be adopted. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0108】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路1306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1306の出力部にA/
D変換器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ
1305の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かに
より、変調信号発生器1307に用いられる回路が若干
異なったものとなる。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1307には、例えば
D/A変換回路を用い、必要に応じて増幅回路などを付
加する。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 1306 into a digital signal.
A D converter may be provided. In connection with this, the circuit used for the modulation signal generator 1307 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 1305 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, for example, a D / A conversion circuit is used for the modulation signal generator 1307, and an amplification circuit or the like is added if necessary.

【0109】パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
1307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。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 1307 compares, for example, a high-speed oscillator and a counter for counting the number of waves output by the oscillator and the output value of the counter with the output value of the memory. A circuit is used that is a combination of comparators. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator up to the driving voltage of the electron-emitting device can be added.

【0110】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1307には、例えばオペアンプな
どを用いた増幅回路を採用でき、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。パルス幅変調方
式の場合には、例えば、電圧制御型発振回路(VCO)
を採用でき、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 voltage modulation method using an analog signal, the modulation signal generator 1307 can employ, for example, an amplifier circuit using an operational amplifier or the like, and a level shift circuit or the like can be added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage control type oscillation circuit (VCO)
Can be adopted, and an amplifier for amplifying the voltage up to the driving voltage of the electron-emitting device can be added if necessary.

【0111】このような構成をとり得る本発明を適用可
能な画像表示装置(図21)においては、各電子放出素
子に、容器外端子Dox1乃至Doxm、Doy1乃至
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。高圧端子Hvを介してメタルバック95、あ
るいは透明電極(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、
発光が生じて画像が形成される。
In the image display device (FIG. 21) to which the present invention having such a structure can be applied, a voltage is applied to each electron-emitting device through the terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn outside the container. Causes electron emission. A high voltage is applied to the metal back 95 or a transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 94,
Light emission occurs and an image is formed.

【0112】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、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方式など他、
これよりも、多数の走査線からなるTV信号(例えば、
MUSE方式をはじめとする高品位TV)方式をも採用
できる。
The configuration of the image forming apparatus described here is an example of the 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. As for the input signal, the NTSC system is mentioned, but the input signal is not limited to this, and the PAL, SECAM, etc.
More than this, TV signals (eg,
High-definition TV) systems such as the MUSE system can also be adopted.

【0113】本発明の画像形成装置は、テレビジョン放
送の表示装置、テレビ会議システムやコンピューター等
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 of the present invention can be used not only as a display apparatus for television broadcasting, a display apparatus such as a TV conference system and a computer, but also as an image forming apparatus as an optical printer constituted by using a photosensitive drum or the like. Can be used.

【0114】[0114]

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below.

【0115】(実施例1)図1に本実施例により作成し
た電子放出素子の断面図、及び図2に平面図の一例を、
図5に本実施例の電子放出素子の製造方法の一例を示し
た。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。
Example 1 FIG. 1 is a sectional view of an electron-emitting device prepared according to this example, and FIG. 2 is an example of a plan view.
FIG. 5 shows an example of a method for manufacturing the electron-emitting device of this embodiment. The manufacturing process of the electron-emitting device of this embodiment will be described in detail below.

【0116】(工程1)まず、図5(a)に示すよう
に、基板1に石英を用い、十分洗浄を行った後スパッタ
法によりカソード電極2として厚さ500nmのTaを
形成後した。
(Step 1) First, as shown in FIG. 5A, a substrate 1 made of quartz was sufficiently washed, and then Ta having a thickness of 500 nm was formed as a cathode electrode 2 by a sputtering method.

【0117】(工程2)次に、図5(b)に示すよう
に、絶縁層3として厚さ600nmのSiO2、ゲート
電極4として厚さ100nmのTiをこの順で堆積し
た。
(Step 2) Next, as shown in FIG. 5B, SiO 2 having a thickness of 600 nm was deposited as the insulating layer 3, and Ti having a thickness of 100 nm was deposited as the gate electrode 4 in this order.

【0118】(工程3)次に、図5(c)に示すよう
に、フォトリソグラフィーで、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し、現像し、マスク
パターン41を形成した。
(Step 3) Next, as shown in FIG. 5C, spin coating of a positive photoresist (AZ1500 / Clariant) and a photomask pattern are exposed by photolithography, developed, and masked. The pattern 41 was formed.

【0119】(工程4)次に、図5(d)に示すよう
に、マスクパターン41をマスクとして、Taのゲート
電極4及び絶縁層3をCF4ガスを用いてそれぞれドラ
イエッチングし、カソード電極2で停止させ、幅w1が
3μmの円形の孔を形成した。
(Step 4) Next, as shown in FIG. 5D, the gate electrode 4 of Ta and the insulating layer 3 are dry-etched using CF 4 gas with the mask pattern 41 as a mask to form the cathode electrode. After stopping at 2, a circular hole having a width w1 of 3 μm was formed.

【0120】(工程5)次に、図5(e)に示すよう
に、ホットフィラメントCVD(HFCVD)法により
ダイヤモンドライクカーボンの電子放出層5をカソード
電極2上に100nm程度堆積した。反応ガスはCH4
とH2の混合ガスを用いた。成膜の際にまずはカソード
にかかる電圧を−2KVとして、バンドギャップの狭い
ダイヤモンドライクカーボンを形成した後、連続的に電
圧を上げて、バンドギャップを大きくして成膜した。こ
の時、電圧変化ははじめはゆっくりと、後に急速に変化
させ、バンドギャップを急速に変化させる構造で作成し
た。
(Step 5) Next, as shown in FIG. 5E, an electron emission layer 5 of diamond-like carbon was deposited on the cathode electrode 2 to a thickness of about 100 nm by the hot filament CVD (HFCVD) method. Reaction gas is CH 4
A mixed gas of H 2 and H 2 was used. At the time of film formation, first, the voltage applied to the cathode was set to −2 KV to form diamond-like carbon having a narrow bandgap, and then the voltage was continuously increased to increase the bandgap for film formation. At this time, the voltage was changed slowly at first and then rapidly, and the band gap was changed rapidly.

【0121】(工程6)次に、図5(f)に示すよう
に、マスクパターン41を完全に除去し、本実施例の電
子放出素子を完成させた。
(Step 6) Next, as shown in FIG. 5F, the mask pattern 41 was completely removed, and the electron-emitting device of this example was completed.

【0122】以上のようにして作成した電子放出素子
を、図2のようにVaを配置して、駆動した。
The electron-emitting device produced as described above was driven with Va arranged as shown in FIG.

【0123】図3は上記形成により作成したダイヤモン
ドライクカーボン膜の電圧電流特性のグラフであるが、
本発明と比較するために、電子注入部から電子放出部ま
で一様なバンドギャップになるようにダイヤモンドライ
クカーボンを形成した素子(X)、及び、電子注入部か
ら電子放出部までdE/dWを一定にしてバンドギャッ
プを徐々に広げて、かつ、電子放出部でのバンドギャッ
プが素子(X)の電子放出部でのバンドギャップと同じ
になるようにダイヤモンドライクカーボンを形成した素
子(Y)とを合わせて示す。本発明により低電圧で電子
を放出することができた。
FIG. 3 is a graph of voltage-current characteristics of the diamond-like carbon film formed by the above-mentioned formation.
For comparison with the present invention, an element (X) in which diamond-like carbon is formed so as to have a uniform band gap from the electron injection part to the electron emission part, and dE / dW from the electron injection part to the electron emission part A device (Y) in which the bandgap is gradually widened to a constant value and diamond-like carbon is formed so that the bandgap at the electron emission part is the same as the bandgap at the electron emission part of the device (X). Are also shown. According to the present invention, it was possible to emit electrons at a low voltage.

【0124】実際の駆動電圧は、Vg=20V、Va=
10kV、電子放出素子とアノード12との距離D3を
1mmとして、電子源を形成することができた。
The actual drive voltage is Vg = 20V, Va =
An electron source could be formed with 10 kV and a distance D3 between the electron-emitting device and the anode 12 set to 1 mm.

【0125】ここでは、図2に示すように電子放出部を
ほぼ円形の孔で記述しているが特に限定されず、例えば
図10の平面図に示すように、ライン状に形成してもか
まわない。作成方法はパターニング形状を変えるだけ
で、全く同様である。ラインパターンを複数並べること
も可能で放出面積は大きくとることが可能となる。また
ここでは、電子放出材料がダイヤモンドライクカーボン
の例で示したが、ダイヤモンド含め他の材料でもかまわ
ないことはいうまでもない。
Here, the electron emitting portion is described as a substantially circular hole as shown in FIG. 2, but it is not particularly limited. For example, it may be formed in a line shape as shown in the plan view of FIG. Absent. The manufacturing method is exactly the same except that the patterning shape is changed. It is possible to arrange a plurality of line patterns, and a large emission area can be obtained. Although the electron-emitting material is diamond-like carbon in this example, it goes without saying that other materials including diamond may be used.

【0126】(実施例2)実施例2として、図10を用
いて説明する。図10は前記図1と同様に電子放出材料
のバンド図を示す。本実施例ではさらに注入効果を高め
るために電子注入部でのバンドギャップを、注入部から
離れるにしたがって小さくしている。製造方法は基本的
に実施例1と同様であり、HFCVD法にて形成した。
バンドの変化は成膜時の基板電圧を制御して作成してお
り、最初−2KVで成膜を開始した後、1度さらに電圧
を下げ、−3KVとし、その後−100Vまで電圧を制
御しながら変化させ図10のバンド構造をもつダイヤモ
ンドライクカーボンを形成した。
(Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a band diagram of the electron emitting material similarly to FIG. In this embodiment, in order to further enhance the injection effect, the band gap at the electron injection portion is made smaller as the distance from the injection portion increases. The manufacturing method is basically the same as that of the first embodiment and is formed by the HFCVD method.
The band change is created by controlling the substrate voltage during film formation. After the film formation is first started at -2KV, the voltage is further reduced once to -3KV, and then the voltage is controlled to -100V. It was changed to form diamond-like carbon having the band structure shown in FIG.

【0127】即ち、電子注入部での変化率dE/dWと
比較して、それより小さい変化率dE/dWになる電子
放出層を形成した後、電子放出部までdE/dWを一定
にしてバンドギャップが徐々に広がるようにダイヤモン
ドライクカーボンを形成した。
That is, as compared with the rate of change dE / dW at the electron injection portion, after forming an electron emission layer having a smaller rate of change dE / dW, the band is maintained at a constant dE / dW up to the electron emission portion. Diamond-like carbon was formed so that the gap gradually widened.

【0128】この構造は1度バンドギャップが小さくな
るために電位勾配を膜厚が薄い状況でいかに精度よく形
成できるかが鍵となる。作成方法としては若干難しい
が、効果は大きい。
Since this structure has a bandgap that decreases once, the key is how accurately the potential gradient can be formed in the situation where the film thickness is thin. It's a little difficult to create, but it's very effective.

【0129】(実施例3)実施例3として、図11を用
いて説明する。図11は前記図1と同様に電子放出材料
のバンド図を示す。本実施例ではさらに電子放出特性を
高めるために電子放出部でのバンドギャップの変化を小
さくして、電子放出部近傍でエネルギーを持てるように
設計し、電子放出特性を改善した。注入部は第1実施例
と同様なバンド構造とした。製造方法は基本的に第1実
施例と同様であり、HFCVD法にて形成した。バンド
の変化は成膜時の基板電圧を制御して作成しており、最
初−2KVで成膜を開始した後、1度さらに電圧を下
げ、−3KVとし、その後−100Vまで電圧を制御し
て特に最後の電子放出部付近では電圧変化を緩やかにし
て均一なバンドギャップとなるようにして図11のバン
ド構造をもつダイヤモンドライクカーボンを形成した。
(Third Embodiment) A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows a band diagram of the electron emitting material similarly to FIG. In this embodiment, in order to further improve the electron emission characteristic, the band gap change in the electron emission portion is made small and the electron emission characteristic is designed to have energy in the vicinity of the electron emission portion. The injection part had a band structure similar to that of the first embodiment. The manufacturing method is basically the same as that of the first embodiment, and is formed by the HFCVD method. The band change is created by controlling the substrate voltage during film formation. After starting film formation at -2KV, the voltage is further reduced once to -3KV, and then the voltage is controlled to -100V. Particularly, in the vicinity of the last electron emitting portion, diamond-like carbon having the band structure shown in FIG. 11 was formed by gradually changing the voltage so that the band gap becomes uniform.

【0130】即ち、バンドギャップの変化率dE/dW
が電子放出層の膜厚方向のほぼ中央部で最大となるよう
にダイヤモンドライクカーボンを形成した。
That is, the bandgap change rate dE / dW
The diamond-like carbon was formed so that the maximum value was at approximately the center of the electron emission layer in the film thickness direction.

【0131】この構造は実施例2と同様に膜厚制御は非
常に重要であり、電子放出特性の効率を上げることに大
きな効果がある。
Similar to the second embodiment, this structure is very important to control the film thickness, and has a great effect on improving the efficiency of electron emission characteristics.

【0132】(実施例4)図12、13を用いて実施例
4について説明する。本実施例では実施例1〜3と異な
り、電子放出材料のバンド構造が途中で不連続になって
いる例で説明する。図12、13は前記図1と同様に電
子放出材料のバンド図であり、同じ表記は同様な意味を
示す。本実施例ではプラズマアシステッドCVD(PA
CVD)法でダイヤモンドライクカーボン膜を形成し
た。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, unlike the first to third embodiments, an example in which the band structure of the electron emitting material is discontinuous on the way will be described. 12 and 13 are band diagrams of the electron emitting material similarly to FIG. 1, and the same notations have the same meanings. In this embodiment, plasma assisted CVD (PA
A diamond-like carbon film was formed by the CVD method.

【0133】図12では電子注入部ではC22ガスを用
い、負の変化率をもって2nmのダイヤモンドライクカ
ーボン膜を形成し、ついで、ガス種を変えCH4ガス、
2ガス及びN2ガスの混合ガスで温度も常温から600
℃まで変化させて広バンドギャップでn型のダイヤモン
ドライクカーボンからダイヤモンドに変化させて電子放
出材料を形成した。また図13は広バンドギャップ膜の
バンドギャップの変化の割合を電子注入部の変化率を小
さくして広バンドギャップ膜への注入を容易にしている
例である。
In FIG. 12, a C 2 H 2 gas is used in the electron injection part to form a diamond-like carbon film of 2 nm with a negative rate of change, and then the gas species is changed to CH 4 gas,
A mixed gas of H 2 gas and N 2 gas, the temperature of which is from room temperature to 600
The electron-emitting material was formed by changing the temperature from 0.degree. C. to n-type diamond-like carbon with wide bandgap and changing to diamond. Further, FIG. 13 shows an example in which the rate of change of the band gap of the wide band gap film is made small to make the injection rate into the wide band gap film easy.

【0134】ここでは、どちらの膜もバンドギャップは
徐々に変わっている例で示しているが特に限定されるわ
けでなく、バンドギャップが変化していない領域が合っ
ても本発明の趣旨にたがわず、また、2層構造の例で示
したが、これも特に限定されることなく、3層以上でも
かまわないのはいうまでもない。
Here, an example in which the band gap of both films is gradually changed is shown, but the invention is not particularly limited, and even if there is a region where the band gap is not changed, it is in accordance with the gist of the present invention. In addition, although an example of a two-layer structure is shown, it is needless to say that this is not particularly limited and three or more layers may be used.

【0135】また、本発明は本実施例に限らず従来例で
示したスピント型にも応用できることはいうまでもな
く、同様な効果が得られる。
Needless to say, the present invention can be applied not only to this embodiment but also to the Spindt type shown in the conventional example, and similar effects can be obtained.

【0136】(実施例5)次に、本発明の第5実施例を
示す。図15(a)は孔構造ではなく、凸構造を有して
おり、その最上部に電子放出層5が形成されている構成
である。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15A has a structure having a convex structure instead of a hole structure, and the electron emission layer 5 is formed on the uppermost part thereof.

【0137】電子放出素子を構成する材質、サイズは、
実施例1に準じw1=3μmとした。ただし、膜厚は、
アノード電極2は100nm、絶縁層3は500nm、
ゲート電極4は2μmとした。また、電子放出層5は、
アノード電極上部の全面に配置するのではなくw2なる
幅、本実施例では2μmとした。バンド構造は実施例1
で使用したものを使用した。本実施例では、ゲート電極
4は、絶縁層3を介して下部に存在するが、本発明に適
用可能な電子放出素子の駆動方法と同様に駆動すれば、
同様の効果が得られる。
The material and size of the electron-emitting device are
According to Example 1, w1 = 3 μm. However, the film thickness is
The anode electrode 2 is 100 nm, the insulating layer 3 is 500 nm,
The gate electrode 4 was 2 μm. Further, the electron emission layer 5 is
The width w2 is not arranged over the entire surface of the anode electrode, but is 2 μm in this embodiment. The band structure is Example 1
I used the one used in. In this embodiment, the gate electrode 4 is present in the lower part through the insulating layer 3, but if driven in the same manner as in the electron-emitting device driving method applicable to the present invention,
The same effect can be obtained.

【0138】(実施例6)実施例1〜4の電子放出素子
で画像形成装置を作成した。一例として、実施例1の素
子で作成した場合について示す。
(Example 6) An image forming apparatus was prepared using the electron-emitting devices of Examples 1 to 4. As an example, a case where the device of Example 1 is used is shown.

【0139】実施例1の素子を320×240のMTX
状に配置した。配線は、図7のようにX側を第1の電極
にY側を第2の電極に接続した。素子は、横300μ
m、縦300μmのピッチで配置した。素子上部には蛍
光体を配置した。階調は時間階調であり、ゲート電圧2
0Vで駆動した。低電圧で駆動できるために消費電力を
抑制でき、マトリクス駆動が可能で高精細な画像形成装
置が形成できた。
The device of Example 1 was replaced with 320 × 240 MTX.
Arranged in a shape. As for the wiring, as shown in FIG. 7, the X side was connected to the first electrode and the Y side was connected to the second electrode. Element is horizontal 300μ
m, and the length was 300 μm. A phosphor was placed on the top of the device. The gradation is a time gradation and the gate voltage is 2
It was driven at 0V. Since it can be driven at a low voltage, power consumption can be suppressed, matrix driving is possible, and a high-definition image forming apparatus can be formed.

【0140】[0140]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、低電圧
で高効率な電子放出が可能で、製造プロセスが容易で電
子放出面積が大きい電子放出素子を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electron-emitting device capable of emitting electrons with high efficiency at a low voltage, having an easy manufacturing process and having a large electron-emitting area.

【0141】また、このような電子放出素子を電子源や
画像形成装置に適用すると、消費電力の小さな、性能に
優れた電子源及び画像形成装置を実現できる。
Further, when such an electron-emitting device is applied to an electron source or an image forming apparatus, it is possible to realize an electron source and an image forming apparatus with low power consumption and excellent performance.

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

【図1】本発明に係る電子放出素子の構成を示すバンド
図である。
FIG. 1 is a band diagram showing a configuration of an electron-emitting device according to the present invention.

【図2】本発明に係る電子放出素子の構成を示す断面及
び平面図である。
2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view showing the structure of an electron-emitting device according to the present invention.

【図3】本発明に係る電子放出素子の電流−電圧特性を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing current-voltage characteristics of the electron-emitting device according to the present invention.

【図4】本発明に係る電子放出素子のバンド構造を説明
する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a band structure of an electron-emitting device according to the present invention.

【図5】本発明に係る電子放出素子の製造方法の一例を
示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention.

【図6】本発明に係る単純マトリクス配置の電子源を示
す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an electron source having a simple matrix arrangement according to the present invention.

【図7】本発明に係る単純マトリクス配置の電子源を用
いた画像形成装置を示す概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus using an electron source having a simple matrix arrangement according to the present invention.

【図8】本発明に係る画像形成装置における蛍光膜を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a fluorescent film in the image forming apparatus according to the present invention.

【図9】本発明に係る単純マトリクス配置の電子源を用
いた画像形成装置のブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram of an image forming apparatus using an electron source having a simple matrix arrangement according to the present invention.

【図10】本発明の他の実施例に係る電子放出素子のバ
ンド構造を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a band structure of an electron-emitting device according to another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の他の実施例に係る電子放出素子のバ
ンド構造を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a band structure of an electron-emitting device according to another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例に係る電子放出素子のバ
ンド構造を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a band structure of an electron-emitting device according to another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の他の実施例に係る電子放出素子のバ
ンド構造を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a band structure of an electron-emitting device according to another embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例に係る電子放出素子の平面図
である。
FIG. 14 is a plan view of an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の他の実施例に係る電子放出素子断面
図である。
FIG. 15 is a sectional view of an electron-emitting device according to another embodiment of the present invention.

【図16】従来のSpindt型電子放出素子の一例を
模式的に示した断面図である。
FIG. 16 is a sectional view schematically showing an example of a conventional Spindt-type electron-emitting device.

【図17】従来のSpindt型電子放出素子の製造方
法の一例を示した図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a method for manufacturing a conventional Spindt-type electron-emitting device.

【図18】従来の電子放出素子のバンド構造を説明する
図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a band structure of a conventional electron-emitting device.

【図19】従来の電子放出素子のバンド構造を説明する
図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a band structure of a conventional electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 カソード電極(カソード電極層) 3 絶縁層 4 ゲート電極(ゲート電極層) 5 電子放出層 6 制御回路 7 アノード電極 8 高圧電源 1 substrate 2 Cathode electrode (cathode electrode layer) 3 insulating layers 4 Gate electrode (gate electrode layer) 5 Electron emission layer 6 control circuit 7 Anode electrode 8 high voltage power supply

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】カソード電極と、 前記カソード電極上に配置され、開口を有する絶縁層
と、 前記絶縁層上に配置され、前記絶縁層の開口に連通する
開口を有するゲート電極と、 前記絶縁層の開口内に位置し、前記カソード電極上に配
置された電子放出層と、を有する電子放出素子におい
て、 前記電子放出層におけるカソード電極と接する電子注入
部のバンドギャップは、前記電子放出層における電子放
出部のバンドギャップより小さいことを特徴とする電子
放出素子。
1. A cathode electrode, an insulating layer disposed on the cathode electrode and having an opening, a gate electrode disposed on the insulating layer and having an opening communicating with the opening of the insulating layer, and the insulating layer. An electron emission layer located in the opening of the electron emission layer disposed on the cathode electrode, and a band gap of an electron injection portion in contact with the cathode electrode in the electron emission layer is An electron-emitting device characterized by having a band gap smaller than that of the emission portion.
【請求項2】前記電子放出層内において、 前記カソード電極から膜厚方向の距離がWである位置の
バンドギャップEの変化率dE/dWが、前記電子注入
部で最大でないことを特徴とする請求項1に記載の電子
放出素子。
2. The rate of change dE / dW of the band gap E at a position where the distance from the cathode electrode in the film thickness direction is W in the electron emission layer is not the maximum in the electron injection portion. The electron-emitting device according to claim 1.
【請求項3】前記変化率dE/dWが前記電子注入部で
0もしくは負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. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the rate of change dE / dW is 0 or negative in the electron injection part.
【請求項4】前記変化率dE/dWが前記電子放出層の
膜厚方向のほぼ中央部で最大値をとることを特徴とする
請求項1乃至3いずれか1項に記載の電子放出素子。
4. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the rate of change dE / dW has a maximum value at a substantially central portion of the electron-emitting layer in a film thickness direction.
【請求項5】前記変化率dE/dWが前記電子注入部で
最小となることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1
項に記載の電子放出素子。
5. The rate of change dE / dW is minimized in the electron injecting section.
An electron-emitting device according to item.
【請求項6】前記変化率dE/dWが連続的に変化する
ことを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載の
電子放出素子。
6. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the rate of change dE / dW changes continuously.
【請求項7】前記変化率dE/dWが階段的に変化する
ことを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項に記載の
電子放出素子。
7. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the change rate dE / dW changes stepwise.
【請求項8】前記変化率dE/dWが連続的に変化する
部分と階段的に変化する部分があることを特徴とする請
求項1乃至7いずれか1項に記載の電子放出素子。
8. The electron-emitting device according to claim 1, wherein there is a portion where the change rate dE / dW changes continuously and a portion where the change rate changes stepwise.
【請求項9】前記電子放出層が炭素を主成分とすること
を特徴とする請求項1乃至8いずれか1項に記載の電子
放出素子。
9. The electron emitting device according to claim 1, wherein the electron emitting layer contains carbon as a main component.
【請求項10】前記電子放出層がグラファイトを主成分
とすることを特徴とする請求項1乃至8いずれか1項に
記載の電子放出素子。
10. The electron emitting device according to claim 1, wherein the electron emitting layer contains graphite as a main component.
【請求項11】前記電子放出層がダイヤモンドライクカ
ーボン又はダイヤモンドを含んでいることを特徴とする
請求項1乃至10いずれか1項に記載の電子放出素子。
11. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the electron-emitting layer contains diamond-like carbon or diamond.
【請求項12】前記電子放出層は薄膜であり、前記電子
放出素子から放出された電子を加速、捕集するアノード
電極に略平行に配されていることを特徴とする請求項1
乃至11のいずれか1項に記載の電子放出素子。
12. The electron emission layer is a thin film, and is arranged substantially parallel to an anode electrode for accelerating and collecting electrons emitted from the electron emission device.
12. The electron-emitting device according to any one of items 1 to 11.
【請求項13】請求項1乃至12いずれか1項に記載の
電子放出素子を複数個配置したことを特徴とする電子
源。
13. An electron source comprising a plurality of electron-emitting devices according to claim 1 arranged therein.
【請求項14】前記電子放出素子をマトリクス状に配置
し配線したことを特徴とする請求項13に記載の電子
源。
14. The electron source according to claim 13, wherein the electron-emitting devices are arranged and wired in a matrix.
【請求項15】請求項13又は14に記載の電子源と、
該電子源から放出された電子によって画像を形成する画
像形成部材と、を備えることを特徴とする画像形成装
置。
15. An electron source according to claim 13 or 14,
And an image forming member that forms an image by electrons emitted from the electron source.
【請求項16】前記画像形成部材は、電子の衝突によっ
て発光する蛍光体であることを特徴とする請求項15に
記載の画像形成装置。
16. The image forming apparatus according to claim 15, wherein the image forming member is a phosphor that emits light by collision of electrons.
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