JP2853000B2 - Electron emitting device and method of manufacturing image forming apparatus - Google Patents

Electron emitting device and method of manufacturing image forming apparatus

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JP2853000B2
JP2853000B2 JP23596293A JP23596293A JP2853000B2 JP 2853000 B2 JP2853000 B2 JP 2853000B2 JP 23596293 A JP23596293 A JP 23596293A JP 23596293 A JP23596293 A JP 23596293A JP 2853000 B2 JP2853000 B2 JP 2853000B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J2201/30Cold cathodes
    • H01J2201/316Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
    • H01J2201/3165Surface conduction emission type cathodes

Landscapes

  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子の製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electron-emitting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子としては、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(FE)、金属/絶縁層/金属型(以
下、MIMと略す)や表面伝導型電子放出素子(SC
E)等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices, a thermionic electron source and a cold cathode electron source, are known. Field emission type (FE), metal / insulating layer / metal type (hereinafter abbreviated as MIM), and surface conduction type electron emitting device (SC) are used as cold cathode electron sources.
E).

【0003】電界放出型(FE)の例としては、W.
P.Dyke&W.W.Dolan,“Field e
mission”,Advance in Elect
ronPhysics、8、89(1956)および
C.A.Spindt、“Physical prop
erties of thin film−field
emission cathodes with mo
lybdenum cones”、J.Appl.Ph
ys.、47、5248(1976)等が知られてい
る。
[0003] An example of a field emission type (FE) is disclosed in W.S.
P. Dyke & W. W. Dolan, "Field e
mission ", Advance in Elect
ronPhysics, 8, 89 (1956) and C.I. A. Spindt, “Physical prop
artists of thin film-field
emission cathodes with mo
lybdenum cones ", J. Appl. Ph.
ys. , 47, 5248 (1976).

【0004】MIM型の例としては、C.A.Mea
d、“The tunnel−emission am
plifier、J.Appl.Phys.、32、6
46(1961)等が知られている。
As an example of the MIM type, C.I. A. Mea
d, "The tunnel-emission am
plier, J. et al. Appl. Phys. , 32, 6
46 (1961) and the like are known.

【0005】SCE型の例としては、M.I.Elin
son、Radio Eng. Electron P
ys.、10(1965)等がある。
As an example of the SCE type, M. I. Elin
son, Radio Eng. Electron P
ys. , 10 (1965).

【0006】SCE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。
[0006] The SCE utilizes a phenomenon in which electrons are emitted by passing a current through a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface.

【0007】この表面伝導型電子放出素子(SCE)と
しては、前記エリンソン等によるSnO2 薄膜を用いた
もの、Au薄膜によるもの[G.Dittmer:“T
hin Solid Films”、9、317(19
72)]、In23 /SnO2 薄膜によるもの[M.
Hartwell and C.G.Fonstad:
“IEEE Trans.ED Conf.”、519
(1975)]、カーボン薄膜によるもの[荒木久
他:真空、第26巻、第1号、22頁(1983)]等
が報告されている。
As the surface conduction electron-emitting device (SCE), a device using a SnO 2 thin film by Elinson et al., A device using an Au thin film [G. Dittmer: "T
Hin Solid Films ", 9, 317 (19
72)], a thin film of In 2 O 3 / SnO 2 [M.
Hartwell and C.M. G. FIG. Fonstad:
"IEEE Trans. ED Conf.", 519
(1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki]
Others: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983)] and the like.

【0008】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のM.ハートウェルの素子構成を
図3に示す。同図において1は絶縁性基板である。電子
放出部形成用薄膜2は、スパッタで形成されたH型形状
の金属酸化物薄膜等からなり、後述のフォーミングと呼
ばれる通電処理により電子放出部3が形成される。4は
電子放出部を含む薄膜である。
As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M.S. Hartwell device configuration
As shown in FIG . In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an insulating substrate. The electron emitting portion forming thin film 2 is formed of an H-shaped metal oxide thin film or the like formed by sputtering, and the electron emitting portion 3 is formed by an energization process called forming described later. Reference numeral 4 denotes a thin film including an electron emitting portion.

【0009】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成薄膜2を
予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出
部3を形成するのが一般的であった。即ち、フォーミン
グとは、前記電子放出部形成用薄膜2の両端に電圧を印
加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的に破壊、変形
もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子
放出部3を形成することである。尚、電子放出部3は電
子放出部形成用薄膜2の一部に亀裂が発生し、その亀裂
付近から電子放出が行なわれる場合もある。以下、フォ
ーミングにより発生した電子放出部を含む電子放出部形
成用薄膜を電子放出部を含む薄膜4と呼ぶ。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, the electron-emitting portion 3 is generally formed before the electron emission by performing an energizing process called forming on the electron-emitting portion forming thin film 2. . That is, the forming means that the voltage is applied to both ends of the electron-emitting portion forming thin film 2, and the electron-emitting portion forming thin film is locally destroyed, deformed or deteriorated, and is in an electrically high-resistance state. That is, forming the emission part 3. In the electron emitting portion 3, a crack may be generated in a part of the thin film 2 for forming the electron emitting portion, and the electron emission may be performed from the vicinity of the crack. Hereinafter, the thin film for forming the electron emitting portion including the electron emitting portion generated by the forming is referred to as a thin film 4 including the electron emitting portion.

【0010】前記フォーミング処理をした表面伝導型電
子放出素子は上述の電子放出部を含む薄膜4に電圧を印
加し、素子表面に電流を流すことにより、上述の電子放
出部3より電子を放出せしめるものである。
In the surface-conduction type electron-emitting device subjected to the forming treatment, a voltage is applied to the thin film 4 including the above-described electron-emitting portion, and a current is caused to flow through the surface of the device, thereby causing the electron-emitting portion 3 to emit electrons. Things.

【0011】このような電子放出素子を作製する場合、
特性のばらつきをできる限り少なくすることが重要であ
り、そのためには電子放出部を再現性よく形成すること
が必要である。
In manufacturing such an electron-emitting device,
It is important to reduce the variation in characteristics as much as possible. For that purpose, it is necessary to form the electron-emitting portion with good reproducibility.

【0012】その具体的な方法として、特開昭63−2
98934号公報には,薄膜の一部を高抵抗化した後、
通電処理をすることによって、通電方向に対する位置精
度および再現性を向上させるという技術が開示されてい
る。高抵抗化の方法としては、エッチングによる凹部形
成、マスク蒸着による方法、積層数を変える方法、高抵
抗物質を打ち込む方法が開示されている。
As a specific method, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-2
No. 98934 discloses that after a part of a thin film is increased in resistance,
There has been disclosed a technique for improving the positional accuracy and reproducibility with respect to the energizing direction by performing an energizing process. As a method of increasing the resistance, a method of forming a concave portion by etching, a method of depositing a mask, a method of changing the number of layers, and a method of implanting a high resistance material are disclosed.

【0013】また、特開平2−247940号公報に
は、基板に段差部を設けることによって、その近傍に電
子放出部を形成する技術が開示されている。段差形式の
方法としては、フォトリソエッチングによる方法が開示
されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-247940 discloses a technique in which a step is provided on a substrate to form an electron-emitting portion near the step. As a step type method, a method using photolithographic etching is disclosed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、電子放出部の形成の位置精度は十分でなくサ
ブミクロン程度にとどまるため、素子特性をさらに均一
化させる上で障害になっていた。
However, in the conventional method, the positional accuracy of the formation of the electron-emitting portion is not sufficient and is only on the order of submicrons, which is an obstacle to further uniforming the device characteristics.

【0015】本発明は、この様な従来技術の欠点を改善
するためになされたものであり、原子スケールの高い位
置精度で電子放出部を形成することを可能とした電子放
出素子の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in order to improve such disadvantages of the prior art, and has provided a method of manufacturing an electron-emitting device capable of forming an electron-emitting portion with high positional accuracy on an atomic scale. It is intended to provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、絶縁性
基板上に形成された導電性薄膜上に、走査型トンネル顕
微鏡の探針から離脱させた原子を付着する工程と、該原
子が付着された導電性薄膜に通電し、該導電性薄膜に電
子放出部を形成する工程とを有することを特徴とする電
子放出素子の製造方法である。また、本発明は、上記の
電子放出素子の製造方法を用いた画像形成装置の製造方
法である。
That is, the present invention provides an insulating material.
A scanning tunneling microscope is placed on the conductive thin film formed on the substrate.
Attaching the atoms detached from the probe of the microscope;
Current flows through the conductive thin film to which the
Forming an electron emitting portion.
This is a method for manufacturing an electron-emitting device. The present invention also provides the above
Method of manufacturing image forming apparatus using method of manufacturing electron-emitting device
Is the law.

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0020】実施例1 図1は本発明の電子放出素子の製造方法の一実施例を示
す工程図である。同図1に基づいて、下記の工程により
電子放出素子を製造する。
Embodiment 1 FIG. 1 is a process chart showing an embodiment of a method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention. The electron-emitting device is manufactured by the following steps based on FIG.

【0021】絶縁性基板11として石英基板を用い、こ
れを有機溶剤により充分に洗浄後、該絶縁性基板11面
上に、Niからなる素子電極12および13を形成す
る。(図1(a)参照)。この時、素子電極間隔Lは3
μmとし、素子電極の幅Wを500μm、その厚さdを
1000Åとする。
A quartz substrate is used as the insulating substrate 11, and after sufficiently washing the substrate with an organic solvent, device electrodes 12 and 13 made of Ni are formed on the surface of the insulating substrate 11. (See FIG. 1A). At this time, the element electrode interval L is 3
μm, the width W of the device electrode is 500 μm, and its thickness d is 1000 °.

【0022】次に、絶縁性基板11上に、有機パラジウ
ム(奥野製薬(株)製、ccp−4230)含有溶液を
塗布した後、300℃で10分間の加熱処理をして、酸
化パラジウム(PdO)微粒子(平均粒径:70Å)か
らなる導電性薄膜の微粒子膜14を形成する。ここで微
粒子膜14は、その幅(素子の幅)Wを300μmと
し、素子電極12、13のほぼ中央部に配置する。(図
1(b)参照)。また、この微粒子膜14の厚さは10
0Å程度、シート抵抗値は5×104 Ω/□程度であ
る。
Next, a solution containing organic palladium (ccp-4230, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) is applied onto the insulating substrate 11, and then heated at 300 ° C. for 10 minutes to form palladium oxide (PdO). 3.) A conductive thin film of fine particles (average particle size: 70 °) is formed. Here, the fine particle film 14 has a width (element width) W of 300 μm, and is disposed substantially at the center of the element electrodes 12 and 13. (See FIG. 1B). The thickness of the fine particle film 14 is 10
The sheet resistance is about 0 ° and about 5 × 10 4 Ω / □.

【0023】次に、あらかじめタングステン原子を付着
させた走査型トンネル顕微鏡の探針15を微粒子膜14
の中央に移動させ、トンネル電流を確認しながら探針を
ゆっくりと微粒子膜14に接触・離反させると、微粒子
膜14上に、タングステン微粒子16が形成される。
(図1(c)参照)。
Next, a probe 15 of a scanning tunneling microscope to which tungsten atoms have been previously attached is moved to a fine particle film 14.
When the probe is slowly moved in contact with and separated from the fine particle film 14 while checking the tunnel current, tungsten fine particles 16 are formed on the fine particle film 14.
(See FIG. 1 (c)).

【0024】次に、図2に示すようなパルス電圧を電極
12と電極13の間に印加して、通電処理(フォーミン
グ処理)を施すと、タングステン微粒子16の存在する
場所から微粒子膜の構造変化が起こり、亀裂からなる電
子放出部17が形成される。(図1(d)参照)。
Next, when a pulse voltage as shown in FIG. 2 is applied between the electrode 12 and the electrode 13 and an energizing process (forming process) is performed, the structural change of the fine particle film starts from the place where the tungsten fine particles 16 are present. Occurs, and an electron emission portion 17 formed of a crack is formed. (See FIG. 1 (d)).

【0025】ここで、図2中、T1 及びT2 は電圧波形
のパルス幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1 を1
ms、T2 を10msとし、三角波の波高値(フォーミ
ング時のピーク電圧)は5Vとし、フォーミング処理は
約1×10-6torrの真空雰囲気下で60秒間行う。
Here, in FIG. 2, T 1 and T 2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and T 1 is 1 in this embodiment.
ms, T 2 are 10 ms, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) is 5 V, and the forming process is performed in a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −6 torr for 60 seconds.

【0026】このようにした作成された電子放出部17
は、パラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置さ
れた状態となり、その微粒子の平均粒径は30Åであ
る。また、電子放出部の形成の位置精度は、走査型トン
ネル顕微鏡で測定すると、約100nmである。
The electron-emitting portion 17 thus formed
Is a state in which fine particles mainly composed of palladium element are dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles is 30 °. The positional accuracy of the formation of the electron-emitting portion is about 100 nm when measured with a scanning tunneling microscope.

【0027】以上のようにして作成された電子放出素子
について、その素子間に8V程度以上の電圧を印加する
と、亀裂17から顕著な電子放出が見られ、16V程度
の素子電圧の場合、1μA程度の電子放出が観測され
る。
When a voltage of about 8 V or more is applied between the electron-emitting devices manufactured as described above, remarkable electron emission is observed from the cracks 17. At a device voltage of about 16 V, about 1 μA is applied. Electron emission is observed.

【0028】この実施例においては、タングステン微粒
子を一箇所に配置したが、複数の場所に配置することも
可能であり、飛び石状・または線状に配置することもで
きる。この場合、製造に手間がかかるが、素子のばらつ
きをさらに少なくする効果がある。
In this embodiment, the tungsten fine particles are arranged at one place. However, they can be arranged at a plurality of places, and can be arranged in a stepping stone shape or a linear shape. In this case, it takes time and effort to manufacture, but there is an effect of further reducing the variation of the elements.

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【0037】[0037]

【0038】[0038]

【0039】[0039]

【0040】[0040]

【0041】[0041]

【0042】走査型トンネル顕微鏡の探針としては、通
常の材質例えば、タングステン、白金等を用いることが
できる。
As a probe of the scanning tunneling microscope, a usual material such as tungsten, platinum or the like can be used.

【0043】本発明による電子放出素子の製造方法は、
以上述べてきた実施例における、絶縁性基板、導電性薄
膜,きっかけとなる微粒子、電極の材料に限定されるも
のでないことはもちろんである。特に、電子放出部を含
む導電性薄膜の具体例を挙げるならば、Pd,Ru,A
g,Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,S
n,Ta,W,Pb等の金属、PdO,SnO2 ,In
23 ,PbO,Sb23 等の酸化物、HfB2 ,Z
rB2 ,LaB6 ,CeB6 ,YB4 ,GdB4等の硼
化物、TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC
等の炭化物、Tin,ZrN,HfN等の窒化物、S
i,Ge等の半導体、カーボン、AgMg,NiCu,
Pb,Sn等である。
The method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention comprises:
Of course, the materials of the insulating substrate, the conductive thin film, the fine particles serving as triggers, and the electrodes in the above-described embodiments are not limited. In particular, if a specific example of a conductive thin film including an electron emitting portion is given, Pd, Ru, A
g, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, S
metals such as n, Ta, W, Pb, PdO, SnO 2 , In
Oxides such as 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , HfB 2 , Z
borides such as rB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC
Carbide such as Tin, nitride such as Tin, ZrN, HfN, S
semiconductors such as i, Ge, carbon, AgMg, NiCu,
Pb, Sn and the like.

【0044】そして、電子放出部を含む導電性薄膜は真
空蒸着法,スパッタ法,化学的気相堆積法,分散塗布
法,ディッピング法,スピナー法等によって形成され
る。
The conductive thin film including the electron-emitting portion is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, a dipping method, a spinner method, or the like.

【0045】以上の実施例では、1個の電子放出素子の
作成方法について説明してきたが、本発明の方法を用い
れば複数の電子放出素子を作製することもできる。複数
の電子放出素子を平面上に配置することにより、平面型
ディスプレイ装置を構成することができる。
In the above embodiment, a method of manufacturing one electron-emitting device has been described. However, a plurality of electron-emitting devices can be manufactured by using the method of the present invention. By arranging a plurality of electron-emitting devices on a plane, a flat display device can be configured.

【0046】以下にその実施例を示す。The embodiment will be described below.

【0047】実施例2 次に、本発明の製造方法を用いた、表示装置等の画像形
成装置の製造方法について図4に基づいて説明する。
Embodiment 2 Next, a method of manufacturing an image forming apparatus such as a display device using the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG .

【0048】上述の図1の(a)〜(c)の製造工程に
て、X方向配線105及びY方向配線106に結線され
た複数のフォーミング処理のされていない電子放出素子
104を、基板101上に配置した電子源基板をリアプ
レート102上に固定した後、基板101の5mm上方
に、フェースプレート110(ガラス基板107の内面
に蛍光膜108とメタルバック109が形成されて構成
される)を支持枠103を介し配置し、フェーストプレ
ート110、支持枠103、リアプレート102の接合
部にフッリトガラスを塗布し、大気中あるいは窒素雰囲
気中で400℃ないし500℃で10分以上焼成するこ
とで封着する(図4参照)。
In the above-described manufacturing steps of FIGS. 1A to 1C, a plurality of unformed forming electron-emitting devices 104 connected to the X-direction wiring 105 and the Y-direction wiring 106 are connected to the substrate 101. After fixing the electron source substrate disposed on the rear plate 102, a face plate 110 (formed by forming a fluorescent film 108 and a metal back 109 on the inner surface of a glass substrate 107) is formed 5 mm above the substrate 101. It is disposed with the support frame 103 interposed therebetween. Frit glass is applied to the joint between the faced plate 110, the support frame 103, and the rear plate 102, and sealed by baking at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more in the air or a nitrogen atmosphere. (See FIG. 4 ).

【0049】また、リアプレート102への基板101
の固定もフリットガラスで行なった。図4において、1
04は電子放出素子、105,106はそれぞれX方向
及びY方向の配線電極である。本態様では上述の如く、
フェースプレート110、支持枠103、リアプレート
102で外囲器111を構成したが、リアプレート10
2は主に基板101の強度を補強する目的で設けられる
ため、基板101自体で十分な強度を持つ場合は別体の
リアプレート102は不要であり、基板101に直接支
持枠103を封着し、フェースプレート110、支持枠
103、基板101にて外囲器111を構成しても良
い。
Also, the substrate 101 on the rear plate 102
Was also fixed with frit glass. In FIG. 4 , 1
04 is an electron-emitting device, 105 and 106 are wiring electrodes in the X and Y directions, respectively. In this embodiment, as described above,
The envelope 111 is composed of the face plate 110, the support frame 103, and the rear plate 102.
2 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 101. Therefore, when the substrate 101 itself has sufficient strength, the separate rear plate 102 is unnecessary, and the support frame 103 is directly sealed to the substrate 101. , The face plate 110, the support frame 103, and the substrate 101 may constitute the envelope 111.

【0050】蛍光膜108は、モノクロームの場合は蛍
光体のみから成るが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体
の配列によりブラックストライプあるいはブラックマト
リクスなどと呼ばれる黒色導伝材112と蛍光体113
とで構成される。ブラックストライプ、ブラックマトリ
クスが設けられる目的は、カラー表示の場合必要となる
三原色蛍光体の、各蛍光体113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10
8における外光反射によるコントラストの低下を抑制す
ることである。本態様例では蛍光体はストライプ形状を
採用し、先にブラックストライプを形成し、その間隙部
に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜108を作製した。ブラ
ックストライプの材料として通常良く用いられている黒
鉛を主成分とする材料を用いたが、導電性があり、光の
透過及び反射が少ない材料であればこれに限るものでは
ない。
The fluorescent film 108 is composed of only a phosphor in the case of monochrome, but in the case of a color fluorescent film, a black conductive material 112 called a black stripe or a black matrix and a phosphor 113 depending on the arrangement of the phosphors.
It is composed of The purpose of providing the black stripe and the black matrix is to make the three-color phosphors necessary for the color display black between the phosphors 113 so that the color mixture and the like become inconspicuous.
8 is to suppress a decrease in contrast due to external light reflection. In the present embodiment, the fluorescent material adopts a stripe shape, a black stripe is formed first, and the fluorescent material of each color is applied to the gap, thereby forming the fluorescent film 108. As the material of the black stripe, a material mainly containing graphite, which is generally used, is used. However, the material is not limited to this as long as it is conductive and has little light transmission and reflection.

【0051】ガラス基板107に蛍光体を塗布する方法
はモノクロームの場合は沈澱法や印刷法が用いられる
が、カラーである本態様例では、スラリー法を用いる。
カラーの場合にも印刷法を用いても同等の塗布膜が得ら
れる。また、蛍光膜108の内面側には通常メタルバッ
ク109が設けられる。メタルバックの目的は、蛍光体
の発光のうち内面側への光をフェースプレート110側
へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、電子ビ
ーム加速電圧を印加するための電極として作用するこ
と、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージ
からの蛍光体の保護等である。メタルバックは、蛍光膜
作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常フィル
ミングと呼ばれる)を行い、その後A1を真空蒸着する
ことで作製する。
As a method of applying the phosphor on the glass substrate 107, a precipitation method or a printing method is used in the case of monochrome, but in the present embodiment which is a color, a slurry method is used.
Even in the case of color printing, the same coating film can be obtained by using the printing method. A metal back 109 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 108. The purpose of the metal back is to improve the brightness by mirror-reflecting the light emitted from the phosphor toward the inner surface side to the face plate 110 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, This is to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the enclosure. The metal back is manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then performing vacuum deposition of A1.

【0052】フェースプレート110には、更に蛍光膜
108の導電性を高めるため、蛍光膜108の外面側に
透明電極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施
態様では、メタルバックのみで十分な導電性が得られた
ので省略した。前述の封着を行なう際、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけな
いため、十分な位置合わせを行なう。
The face plate 110 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 108 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 108, but in this embodiment, only a metal back is used. Omitted because sufficient conductivity was obtained. When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices, so that sufficient alignment is performed.

【0053】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dxlないし
DxmとDylないしDynを通じ配線105,106
間に電圧を印加し、図1の(d)にて上述したフォーミ
ングを行い、電子放出部が形成された電子放出素子10
4を作製する。
The atmosphere in the glass container completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminals Dxl to Dxm and Dyl to Dyn. Wiring 105, 106 through
A voltage is applied in between, and the above-described forming is performed in FIG.
4 is produced.

【0054】最後に10-6Torr程度の真空度で、不
図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲
器の封止を行う。最後に封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行う。これは、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の加熱法
により、画像表示装置内の所定の位置(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、真空度を維持するものである。
Finally, the exhaust pipe (not shown) is welded by heating with a gas burner at a degree of vacuum of about 10 -6 Torr to seal the envelope. Finally, a getter process is performed to maintain the degree of vacuum after sealing. In this method, a getter disposed at a predetermined position (not shown) in an image display device is heated by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating immediately before or after sealing to form a deposited film. Processing. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and maintains the degree of vacuum by the adsorption action of the deposited film.

【0055】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子DxlないしDx
m,DylないしDynを通じ、電圧を印加することに
より、電子放出させ、高圧端子Hvを通じ、メタルバッ
ク109、あるいは透明電極(不図示)に数kV以上の
高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜108に衝
突させ、励起・発光させることで画像を表示する。
In the image forming apparatus completed as described above, the external terminals Dxl to Dx
Electrons are emitted by applying a voltage through m, Dyl or Dyn, and a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 109 or a transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam, An image is displayed by colliding with the fluorescent film 108 to excite and emit light.

【0056】以上述べた構成は、画像形成装置を作製す
る上での概略構成であり、例えば各部材の材料等、詳細
な部分は上述内容に限られるものではなく、さらに、複
数の電子放出素子104の基板101上での配置形態
は、一対の配線電極間に複数の電子放出素子を結線した
素子列を、複数列配置した形態であっても良く、この場
合には、これら素子列と直交する方向に、蛍光体の発光
をさせる素子の選択を行う制御電極(通常、グリッドと
呼ぶ)が配置される。このように画像形成装置の用途に
適するよう適宜選択する。
The configuration described above is a schematic configuration for producing an image forming apparatus. For example, the detailed parts such as the materials of each member are not limited to those described above. The arrangement form of the element 104 on the substrate 101 may be a form in which a plurality of element rows in which a plurality of electron-emitting elements are connected between a pair of wiring electrodes are arranged. In this case, the element rows are orthogonal to the element rows. A control electrode (usually called a grid) for selecting an element that causes the phosphor to emit light is arranged in the direction in which the light is emitted. As described above, the selection is appropriately made so as to be suitable for the use of the image forming apparatus.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導電性薄膜の一部を走査型トンネル顕微鏡の探針を用い
て加工した後、導電性薄膜に通電処理を行うことによ
り、探針による加工場所をきっかけとして、原子スケー
ルの位置精度で電子放出部を形成することができ、素子
作製ばらつきを著しく低下させることができるという効
果がある。
As described above, according to the present invention,
After processing a part of the conductive thin film using the probe of the scanning tunneling microscope, the conductive thin film is energized, and the processing location of the probe triggers the electron emission unit with atomic-scale positional accuracy. Can be formed, and there is an effect that variation in element fabrication can be significantly reduced.

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

【図1】本発明の電子放出素子の製造方法の一実施例を
示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing one embodiment of a method for manufacturing an electron-emitting device of the present invention.

【図2】本発明の実施例1におけるフォーミング処理時
の電圧パルスの波形を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a waveform of a voltage pulse during a forming process according to the first embodiment of the present invention.

【図3】従来例の表面伝導型電子放出素子の構成を示すFIG. 3 shows a configuration of a conventional surface conduction electron-emitting device.
説明図である。FIG.

【図4】単純マトリクス方式ディスプレイパネルの構成FIG. 4 is a configuration of a simple matrix type display panel.
を示す概略構成図である。FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 2 電子放出部形成用薄膜 3 電子放出部 4 電子放出部を含む薄膜 11 絶縁性基板 12 素子電極 13 素子電極 14 導電性薄膜 15 走査型トンネル顕微鏡の探針 16 微粒子 17 電子放出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 Thin film for electron emission part formation 3 Electron emission part 4 Thin film including electron emission part 11 Insulating substrate 12 Element electrode 13 Element electrode 14 Conductive thin film 15 Scanning tunnel microscope probe 16 Fine particles 17 Electron emission part

フロントページの続き (72)発明者 杉岡 秀行 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 (72)発明者 奥田 昌宏 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 (72)発明者 松谷 茂樹 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 (72)発明者 長田 芳幸 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 (56)参考文献 特開 昭63−298934(JP,A) 特開 平4−355914(JP,A) 細木茂行・長谷川剛、”走査型トンネ ル顕微鏡を用いた表面装飾−二硫化モリ ブデンなどの原子操作−”、応用物理、 1993年2月、第62巻、第2号、p.155 〜159 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 9/02 H01J 1/30 H01J 37/30 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (72) Inventor Hideyuki Sugioka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Masahiro Okuda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Shigeki Matsuya 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Yoshiyuki 3-30-2 Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (56) Reference References JP-A-63-298934 (JP, A) JP-A-4-355914 (JP, A) Shigeyuki Hosoki and Tsuyoshi Hasegawa, "Surface Decoration Using Scanning Tunneling Microscope-Atomic Manipulation of Molybdenum Disulfide- "Applied Physics, February 1993, Vol. 62, No. 2, p. 155 to 159 (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 9/02 H01J 1/30 H01J 37/30 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上に形成された導電性薄膜上1. On a conductive thin film formed on an insulating substrate
に、走査型トンネル顕微鏡の探針から離脱させた原子をThen, the atoms detached from the tip of the scanning tunneling microscope are
付着する工程と、該原子が付着された導電性薄膜に通電Attachment step and energizing the conductive thin film to which the atoms are attached
し、該導電性薄膜に電子放出部を形成する工程とを有すForming an electron emitting portion on the conductive thin film.
ることを特徴とする電子放出素子の製造方法。A method for manufacturing an electron-emitting device.
【請求項2】 請求項1記載の電子放出素子の製造方法2. A method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1.
を用いた画像形成装置の製造方法。And a method of manufacturing an image forming apparatus using the same.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
細木茂行・長谷川剛、"走査型トンネル顕微鏡を用いた表面装飾−二硫化モリブデンなどの原子操作−"、応用物理、1993年2月、第62巻、第2号、p.155〜159

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