JPH1116519A - Electron beam apparatus and image forming apparatus - Google Patents

Electron beam apparatus and image forming apparatus

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JPH1116519A
JPH1116519A JP16572997A JP16572997A JPH1116519A JP H1116519 A JPH1116519 A JP H1116519A JP 16572997 A JP16572997 A JP 16572997A JP 16572997 A JP16572997 A JP 16572997A JP H1116519 A JPH1116519 A JP H1116519A
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electron
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spacer
emitting device
electron beam
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam apparatus and an image forming apparatus using a spacer with high stability that a coating thickness is not required to be extremely thin and a coating thickness is easily controlled. SOLUTION: An electron beam apparatus is composed by facing a first substrate forming an electron emitting element and a second substrate to which electrons discharged from the electron emitting element are irradiated through a spacer. The spacer has a plurality of conductive membranes 2 formed and electrically separated in the approximately right angle direction against an electric field generated in a space between the first and second substrates and a resistance membrane 3 with a specific resistance of 10<8> Ωcm or less that alternately connects the both ends of the conductive membrane being adjacent so that each conductive membrane is connected in series.

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、電子線装置および
その応用である表示装置等の画像形成装置に関するもの
であり、特にスペーサに帯電防止膜を施した電子線装置
および画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus and an image forming apparatus such as a display apparatus to which the present invention is applied, and more particularly to an electron beam apparatus in which an antistatic film is provided on a spacer and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極型
と冷陰極型の2種類が知られている。このうち冷陰極型
電子放出素子では、たとえば表面伝導型電子放出素子
や、電界放出型電子放出素子(以下FE型と記す)や、
金属/絶縁層/金属型電子放出素子(以下MIM型と記
す)、などが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices, a hot cathode type and a cold cathode type, are known. Among them, the cold cathode type electron-emitting devices include, for example, a surface conduction type electron-emitting device, a field emission type electron-emitting device (hereinafter referred to as FE type),
A metal / insulating layer / metal-type electron-emitting device (hereinafter referred to as MIM type) and the like are known.

【0003】表面伝導型電子放出素子としては、たとえ
ば、M.I.Elinson, Radio Eng.Electron Phys.,10,1290,
(1965)や、後述する他の例が知られている。
As a surface conduction electron-emitting device, for example, MIElinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290,
(1965) and other examples described later.

【0004】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。この
表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等に
よるSnO2薄膜を用いたものの他に、Au薄膜による
もの[G.Dittmer:"Thin Solid Films",9,317(1972)]
や、In23/SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell a
nd C.G.Fonstad:"IEEE Trans. ED Conf.",519(197
5)]や、カーボン薄膜によるもの[荒木久 他:真空、
第26巻、第1号、22(1983)]等が報告されて
いる。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Films", 9, 317 (1972)] is used in addition to the device using the SnO 2 thin film by Elinson et al.
And those based on In 2 O 3 / SnO 2 thin films [M. Hartwell a
nd CGFonstad: "IEEE Trans. ED Conf.", 519 (197
5)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum,
26, No. 1, 22 (1983)].

【0005】これらの表面伝導型電子放出素子の素子構
成の典型的な例として、図18に前述のM.Hartw
ellらによる素子の平面図を示す。同図において、3
001は基板で、3004はスパッタで形成された金属
酸化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜3004
は図示のようにH字形の平面形状に形成されている。該
導電性薄膜3004に後述の通電フォーミングと呼ばれ
る通電処理を施すことにより、電子放出部3005が形
成される。図中の間隔Lは、0.5〜1[mm],W
は、0.1[mm]で設定されている。尚、図示の便宜
から、電子放出部3005は導電性薄膜3004の中央
に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、
実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわ
けではない。
As a typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. Hartw
1 shows a plan view of an element by ell et al. In FIG.
001 is a substrate, and 3004 is a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. Conductive thin film 3004
Is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 3004. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], W
Is set to 0.1 [mm]. For convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one.
It does not faithfully represent the actual position and shape of the electron-emitting portion.

【0006】M.Hartwellらによる素子をはじ
めとして上述の表面伝導型電子放出素子においては、電
子放出を行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミン
グと呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部30
05を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フ
ォーミングとは、前記導電性薄膜3004の両端に一定
の直流電圧、もしくは、例えば1V/分程度の非常にゆ
っくりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電
し、導電性薄膜3004を局所的に破壊もしくは変形も
しくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部
3005を形成することである。尚、局所的に破壊もし
くは変形もしくは変質した導電性薄膜3004の一部に
は、亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性
薄膜3004に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀
裂付近において電子放出が行われる。
[0006] M. In the above-described surface conduction electron-emitting device including the device by Hartwell et al., The electron-emitting portion 30 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before electron emission.
05 was common. In other words, the energization forming means that a constant DC voltage or a DC voltage that increases at a very slow rate of, for example, about 1 V / min is applied to both ends of the conductive thin film 3004 to energize the conductive thin film 3004. Is locally destroyed, deformed, or altered to form an electron emitting portion 3005 in a state of high electrical resistance. Note that a crack is generated in a part of the conductive thin film 3004 that is locally broken, deformed, or altered. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 3004 after the energization forming, electron emission is performed in the vicinity of the crack.

【0007】また、FE型の例は、たとえば、W.P.Dyke
&W.W.Dolan, "Field emission", Advance in Electron
Physics,8,89(1956)や、あるいは、 C.A.Spindt, "Phys
icalproperties of thin-film field emission cathode
s with molybdenium cones",J.Appl.Phys.,47,5248(197
6)などが知られている。
An example of the FE type is, for example, WPDyke
& W.W.Dolan, "Field emission", Advance in Electron
Physics, 8, 89 (1956) or CASpindt, "Phys
icalproperties of thin-film field emission cathode
s with molybdenium cones ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (197
6) are known.

【0008】FE型の素子構成の典型的な例として、図
19に前述のC.A.Spindtらによる素子の断面
図を示す。同図において、3010は基板で、3011
は導電材料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタ
コーン、3013は絶縁層、3014はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極3
014の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン3012の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。
As a typical example of the FE type device configuration, FIG. A. 1 shows a cross-sectional view of a device by Spindt et al. In the figure, reference numeral 3010 denotes a substrate;
Is an emitter wiring made of a conductive material, 3012 is an emitter cone, 3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. This device comprises an emitter cone 3012 and a gate electrode 3
By applying an appropriate voltage during 014, field emission is caused from the tip of the emitter cone 3012.

【0009】また、FE型の他の素子構成として、図1
9のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ
平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
As another element configuration of the FE type, FIG.
There is also an example in which the emitter and the gate electrode are arranged on the substrate almost in parallel with the substrate plane, instead of the laminated structure as shown in FIG.

【0010】また、MIM型の例としては、たとえば、
C.A.Mead,"Operation of tunnel-emission Devices,J.A
ppl.Phys.,32,646(1961)などが知られている。図20は
MIM型の素子構成の典型的な例を示す断面図であり、
同図において、3020は基板で、3021は金属より
なる下電極、3022は厚さ100オングストローム程
度の薄い絶縁層、3023は厚さ80〜300オングス
トローム程度の金属よりなる上電極である。MIM型に
おいては、上電極3023と下電極3021の間に適宜
の電圧を印加することにより、上電極3023の表面よ
り電子放出を起こさせるものである。
As an example of the MIM type, for example,
CAMead, "Operation of tunnel-emission Devices, JA
ppl.Phys., 32, 646 (1961) and the like are known. FIG. 20 is a cross-sectional view showing a typical example of the MIM type device configuration.
In the figure, 3020 is a substrate, 3021 is a lower electrode made of a metal, 3022 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 Å, and 3023 is an upper electrode made of a metal having a thickness of about 80 to 300 Å. In the MIM type, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 3023 by applying an appropriate voltage between the upper electrode 3023 and the lower electrode 3021.

【0011】上述の冷陰極型電子放出素子は、熱陰極型
電子放出素子と比較して低温で電子放出を得ることがで
きるため、加熱用ヒーターを必要としない。したがっ
て、熱陰極型電子放出素子よりも構造が単純であり、微
細な素子を作成可能である。また、基板上に多数の素子
を高い密度で配置しても、基板の熱溶融などの問題が発
生しにくい。また、熱陰極型電子放出素子がヒーターの
加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、
冷陰極型電子放出素子の場合には応答速度が速いという
利点もある。
The above-mentioned cold cathode type electron-emitting device can obtain electrons at a lower temperature than the hot cathode type electron-emitting device, and therefore does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode type electron-emitting device, and a fine device can be manufactured. Further, even when a large number of elements are arranged on a substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. Also, unlike the hot cathode type electron-emitting device that operates by heating the heater, the response speed is slow,
In the case of the cold cathode type electron-emitting device, there is also an advantage that the response speed is high.

【0012】このため、冷陰極型電子放出素子を応用す
るための研究が盛んに行われてきている。たとえば、表
面伝導型電子放出素子は、冷陰極型電子放出素子のなか
でも特に構造が単純で製造も容易であることから、大面
積にわたり多数の素子を形成できる利点がある。そこ
で、たとえば本出願人による特開昭64−31332号
公報において開示されるように、多数の素子を配列して
駆動するための方法が研究されている。
For this reason, research for applying the cold cathode type electron-emitting device has been actively conducted. For example, the surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among the cold cathode electron-emitting devices. Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 by the present applicant, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.

【0013】また、表面伝導型電子放出素子の応用につ
いては、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの
画像形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。
With respect to applications of the surface conduction electron-emitting device, for example, image forming devices such as image display devices and image recording devices, and charged beam sources have been studied.

【0014】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人による米国特許第5,066,883号
や特開平2−257551号公報や特開平4−2813
7号公報において開示されているように、表面伝導型電
子放出素子と電子ビームの照射により発光する蛍光体と
を組み合わせて用いた画像表示装置が研究されている。
表面伝導型電子放出素子と蛍光体とを組み合わせて用い
た画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置より
も優れた特性が期待されている。たとえば、近年普及し
てきた液晶表示装置と比較しても、自発光型であるため
バックライトを必要としない点や、視野角が広い点が優
れていると言える。
Particularly, as an application to an image display device, for example, US Pat. No. 5,066,883, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-257551, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-2813 by the present applicant.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 7-107, an image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor that emits light when irradiated with an electron beam has been studied.
An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle.

【0015】また、FE型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人による米国特許第4,904,
895号に開示されている。また、FE型を画像表示装
置に応用した例として、たとえば、R.Meyer ら
により報告された平板型表示装置が知られている[R.Me
yer:" Recent Development on Micro-tips Display at
LETI",Tech.Digest of 4th Int. Vacuum Microele-ctro
nics Conf.,Nagahama,pp.6〜9(1991)]。
A method of driving a large number of FE types is disclosed in, for example, US Pat.
No. 895. Further, as an example in which the FE type is applied to an image display device, for example, R.F. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known [R.Me.
yer: "Recent Development on Micro-tips Display at
LETI ", Tech.Digest of 4th Int.Vacuum Microele-ctro
nics Conf., Nagahama, pp. 6-9 (1991)].

【0016】また、MIM型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平3−
55738号公報に開示されている。
An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 5,557,838.

【0017】上記のような電子放出素子を用いた画像形
成装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペ
ースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置
に置き換わるものとして注目されている。
Among the image forming apparatuses using the above-described electron-emitting devices, a flat display device having a small depth has been attracting attention as a replacement for a cathode-ray tube display device because of its space saving and light weight. .

【0018】図21は平面型の画像表示装置をなす表示
パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示すた
めにパネルの一部を切り欠いて示している。
FIG. 21 is a perspective view showing an example of a display panel portion forming a flat-panel image display device, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0019】図中、3115はリアプレート、3116
は側壁、3117はフェースプレートであり、リアプレ
ート3115、側壁3116およびフェースプレート3
117により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器(気密容器)を形成している。
In the figure, 3115 is a rear plate, 3116
Denotes a side wall, 3117 denotes a face plate, and a rear plate 3115, a side wall 3116, and a face plate 3
117 forms an envelope (airtight container) for maintaining the inside of the display panel in a vacuum.

【0020】リアプレート3115には基板3111が
固定されているが、この基板3111上には冷陰極型電
子放出素子3112が、N×M個形成されている(N、
Mは2以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に
応じて適宜設定される。)。また、前記N×M個の冷陰
極型電子放出素子3112は、図21に示すとおり、M
本の行方向配線3113とN本の列方向配線3114に
より配線されている。これら基板3111、冷陰極型電
子放出素子3112、行方向配線3113および列方向
配線3114によって構成される部分をマルチ電子ビー
ム源と呼ぶ。また、行方向配線3113と列方向配線3
114の少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁
層(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれて
いる。
A substrate 3111 is fixed to the rear plate 3115, and N × M cold cathode type electron-emitting devices 3112 are formed on the substrate 3111 (N, M).
M is a positive integer of 2 or more, and is appropriately set according to the target number of display pixels. ). Further, as shown in FIG. 21, the N × M cold cathode type electron-emitting devices 3112
The row wirings 3113 and the N column wirings 3114 are wired. The portion composed of the substrate 3111, the cold cathode type electron-emitting device 3112, the row direction wiring 3113, and the column direction wiring 3114 is called a multi electron beam source. In addition, the row direction wiring 3113 and the column direction wiring 3
An insulating layer (not shown) is formed between the two wirings at least at the crossing portions of 114, so that electrical insulation is maintained.

【0021】フェースプレート3117の下面には、蛍
光体からなる蛍光膜3118が形成されており、赤
(R)、緑(G)、育(B)の3原色の蛍光体(不図
示)が塗り分けられている。また、蛍光膜3118をな
す上記各色蛍光体の間には黒色体(不図示)が設けてあ
り、さらに蛍光膜3118のリアプレート3115側の
面には、Al等からなるメタルバック3119が形成さ
れている。
On the lower surface of the face plate 3117, a phosphor film 3118 made of a phosphor is formed, and phosphors (not shown) of three primary colors of red (R), green (G), and growth (B) are applied. Divided. A black body (not shown) is provided between the phosphors of the respective colors constituting the fluorescent film 3118, and a metal back 3119 made of Al or the like is formed on the surface of the fluorescent film 3118 on the rear plate 3115 side. ing.

【0022】Dx1〜DxmおよびDy1〜Dynおよ
びHvは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気
的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子で
ある。Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行方向配
線3113と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビーム源の
列方向配線3114と、Hvはメタルバック3119と
各々電気的に接続している。
Dx1 to Dxm, Dy1 to Dyn and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are electrically connected to the row direction wiring 3113 of the multi-electron beam source, Dy1 to Dyn are electrically connected to the column direction wiring 3114 of the multi-electron beam source, and Hv is electrically connected to the metal back 3119.

【0023】また、上記気密容器の内部は10-6Tor
r程度の真空に保持されており、画像表示装置の表示面
積が大きくなるにしたがい、気密容器内部と外部の気圧
差によるリアプレート3115およびフェースプレート
3117の変形あるいは破壊を防止する手段が必要とな
る。リアプレート3115およびフェースプレート31
17を厚くすることによる方法は、画像表示装置の重量
を増加させるのみならず、斜め方向から見たときに画像
のゆがみや視差を生ずる。これに対し、図21において
は、比較的薄いガラス板からなり大気圧を支えるための
構造支持体(スペーサあるいはリブと呼ばれる)312
0が設けられている。このようにして、マルチビーム電
子源が形成された基板3111と蛍光膜3118が形成
されたフェースプレート3117間は通常サブミリない
し数ミリに保たれ、前述したように気密容器内部は高真
空に保持されている。
The inside of the airtight container is 10 -6 Torr.
r, and as the display area of the image display device increases, means for preventing deformation or destruction of the rear plate 3115 and the face plate 3117 due to a pressure difference between the inside and the outside of the airtight container is required. . Rear plate 3115 and face plate 31
The method of increasing the thickness of not only increases the weight of the image display device, but also causes image distortion and parallax when viewed from an oblique direction. On the other hand, in FIG. 21, a structural support (called a spacer or a rib) 312 made of a relatively thin glass plate and supporting the atmospheric pressure is used.
0 is provided. In this manner, the distance between the substrate 3111 on which the multi-beam electron source is formed and the face plate 3117 on which the fluorescent film 3118 is formed is usually kept at a sub-millimeter to several millimeters, and the inside of the airtight container is kept at a high vacuum as described above. ing.

【0024】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Dx1ないしDxm、Dy1ないし
Dynを通じて各冷陰極型電子放出素子3112に電圧
を印加すると、各冷陰極型電子放出素子3112から電
子が放出される。それと同時にメタルバック3119に
容器外端子Hvを通じて数百[V]ないし数[kV]の
高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フェー
スプレート3117の内面に衝突させる。これにより、
蛍光膜3118をなす各色の蛍光体が励起されて発光
し、画像が表示される。
In the image display apparatus using the display panel described above, when a voltage is applied to each of the cold cathode electron-emitting devices 3112 through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn, the cold cathode electron-emitting devices 3112 Electrons are emitted. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back 3119 through the external terminal Hv to accelerate the emitted electrons and cause them to collide with the inner surface of the face plate 3117. This allows
The phosphor of each color constituting the fluorescent film 3118 is excited and emits light, and an image is displayed.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】以上説明した画像表示
装置の表示パネルにおいては、以下のような問題点が生
ずる場合があった。
In the display panel of the image display device described above, the following problems may occur.

【0026】第1に、スペーサ3120の近傍から放出
された電子の一部がスペーサ3120に当たることによ
り、あるいは放出電子の作用でイオン化したイオンがス
ペーサに付着することにより、スペーサ帯電をひきおこ
す可能性がある。このスペーサの帯電により冷陰極型電
子放出素子3112から放出された電子はその軌道を曲
げられ、蛍光体上の正規な位置とは異なる場所に到達
し、スペーサ近傍の画像がゆがんで表示される。
First, there is a possibility that spacer charging may be caused by a part of the electrons emitted from the vicinity of the spacer 3120 hitting the spacer 3120 or by ionization of the ion by the action of the emitted electrons to adhere to the spacer. is there. The electrons emitted from the cold-cathode electron-emitting devices 3112 due to the charging of the spacer are bent in their trajectories, reach a position different from the normal position on the phosphor, and an image near the spacer is distorted and displayed.

【0027】第2に、冷陰極型電子放出素子3112か
らの放出電子を加速するためにマルチビーム電子源とフ
ェースプレート3117との間には数百V以上の高電圧
(即ち1kV/mm以上の高電界)が印加されるため、
スペーサ3120表面での沿面放電が懸念される。特
に、上記のようにスペーサが帯電している場合は、放電
が誘発される可能性がある。
Second, in order to accelerate electrons emitted from the cold cathode type electron-emitting device 3112, a high voltage of several hundred V or more (ie, 1 kV / mm or more) is applied between the multi-beam electron source and the face plate 3117. High electric field) is applied,
There is concern about surface discharge on the surface of the spacer 3120. In particular, when the spacer is charged as described above, discharge may be induced.

【0028】この問題点を解決するために、スペーサに
微小電流が流れるようにして帯電を除去する提案がなさ
れている(特開昭57-118355号公報、特開昭61-124031号
公報)。そこでは絶縁性のスペーサの表面に高抵抗薄膜
を形成することにより、スペーサ表面に微小電流が流れ
るようにしている。ここで用いられている帯電防止膜は
酸化スズ、あるいは酸化スズと酸化インジウム混晶薄膜
や金属膜である。
In order to solve this problem, it has been proposed to remove a charge by causing a minute current to flow through the spacer (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 57-118355 and 61-124031). There, a high-resistance thin film is formed on the surface of an insulating spacer so that a minute current flows on the surface of the spacer. The antistatic film used here is tin oxide or a mixed crystal thin film of tin oxide and indium oxide or a metal film.

【0029】上記提案に使用された酸化スズ等の半導体
型薄膜はガスセンサに応用されるほど酸素等のガスに敏
感なため雰囲気でその抵抗値が変化しやすい。また、こ
れらの材料あるいは金属膜は比抵抗が小さいために高抵
抗化するには島状に成膜したり、極めて薄膜化する必要
がある。すなわち、従来の高抵抗膜は成膜の再現性が難
しかったり、ディスプレイ作製工程でのフリット封着や
ベーキングといった熱工程で抵抗値が変化しやすいとい
う欠点がある。この場合、部分的に帯電が異なるため、
スペーサに沿う方向のビームの軌道の一部が曲げられる
場合がある。また、基板からの不純物の拡散によっても
抵抗値が変化する。このような抵抗変化は、導電性膜全
体に均一に生じるのではなく、該導電性膜中で部分的に
抵抗変化が生じたり、方向性をもって変化したりするこ
とがあった。例えば、青板ガラス上に導電性膜を形成し
た場合がある。すなわち、マルチビーム電子源とフェー
スプレートの間に印加される数百V以上の高電界のため
に、青板ガラス中のアルカリ成分、特にナトリウムが電
界拡散し、導電性膜の抵抗値が電界方向に分布をもつよ
うになることがあった。
The semiconductor type thin film such as tin oxide used in the above proposal is sensitive to a gas such as oxygen so that it is applied to a gas sensor, so that its resistance value is easily changed in an atmosphere. In addition, since these materials or metal films have low specific resistance, it is necessary to form them in an island shape or to make them extremely thin in order to increase the resistance. That is, the conventional high-resistance film has drawbacks in that the reproducibility of film formation is difficult, and the resistance value is easily changed in a heat process such as frit sealing or baking in a display manufacturing process. In this case, since the charging is partially different,
A part of the trajectory of the beam in the direction along the spacer may be bent. Further, the resistance value also changes due to diffusion of impurities from the substrate. Such a resistance change does not occur uniformly in the entire conductive film, but may partially change in the conductive film or change in a direction. For example, a conductive film may be formed on blue sheet glass. That is, due to a high electric field of several hundred V or more applied between the multi-beam electron source and the face plate, the alkali component, particularly sodium, in the blue plate glass diffuses in the electric field, and the resistance value of the conductive film increases in the direction of the electric field. May have a distribution.

【0030】本発明は上記従来スペーサの欠点を克服す
るものであり、極端に膜厚を薄くする必要がなく、膜厚
制御が容易で、かつ安定性が高いスペーサを用いた電子
線装置および画像形成装置を提供するものである。
The present invention overcomes the above disadvantages of the conventional spacer, and does not require an extremely thin film thickness. The electron beam apparatus and the image forming apparatus using the spacer which is easy to control the film thickness and has high stability. A forming apparatus is provided.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明の電子線装置は、
電子放出素子を形成した第1の基板と該電子放出素子か
ら放出された電子が照射される第2の基板とをスペーサ
を介して対向させてなる電子線装置において、前記スペ
ーサは、絶縁面上に、前記第1及び第2の基板間の空間
に生じた電界の方向に対して略直角な方向に電気的に分
割されて形成された複数の導電性膜と、各導電性膜が直
列接続されるように隣接する導電性膜の両端部を交互に
接続する、比抵抗が108Ωcm以下の抵抗膜と、を有
するスペーサであることを特徴とするものである。
An electron beam apparatus according to the present invention comprises:
In an electron beam apparatus in which a first substrate on which an electron-emitting device is formed and a second substrate irradiated with electrons emitted from the electron-emitting device are opposed to each other via a spacer, the spacer is formed on an insulating surface. A plurality of conductive films electrically divided in a direction substantially perpendicular to a direction of an electric field generated in a space between the first and second substrates, and each of the conductive films is connected in series; And a resistance film having a specific resistance of 10 8 Ωcm or less, which alternately connects both ends of adjacent conductive films as described above.

【0032】本発明の画像形成装置は、電子放出素子を
形成した第1の基板と画像形成部材を形成した第2の基
板とをスペーサを介して対向させてなり、前記第1及び
第2の基板間の空間に生じた電界により、前記電子放出
素子から放出された電子が前記画像形成部材に入射する
画像形成装置において、前記スペーサは、絶縁面上に、
前記第1及び第2の基板間に生じた電界の方向に対して
略直角な方向に電気的に分割されて形成された複数の導
電性膜と、各導電性膜が直列接続されるように隣接する
導電性膜の両端部を交互に接続する、比抵抗が108Ω
cm以下の抵抗膜と、を有するスペーサであることを特
徴とするものである。
In the image forming apparatus of the present invention, the first substrate on which the electron-emitting devices are formed and the second substrate on which the image forming member is formed are opposed to each other via a spacer, and the first and second substrates are formed. In an image forming apparatus in which electrons emitted from the electron-emitting devices are incident on the image forming member due to an electric field generated in a space between the substrates, the spacer is disposed on an insulating surface.
A plurality of conductive films formed by being electrically divided in a direction substantially perpendicular to the direction of the electric field generated between the first and second substrates, and the respective conductive films are connected in series. Alternately connects both ends of adjacent conductive films, specific resistance is 10 8 Ω
cm.

【0033】本発明の電子線装置は、以下のような形態
を有するものであってもよい。 (1) 電子線装置は、第2の基板に電子放出素子より放
出された電子を加速する加速電極を有し、入力信号に応
じて前記電子放出素子から放出された電子を前記画像形
成部材に照射して画像を形成する画像形成装置をなす。
特に、前記画像形成部材が蛍光体である画像表示装置を
なす。 (2) 前記電子放出素子は、冷陰極型電子放出素子であ
り、特に好ましくは電子放出部を含む導電性膜を一対の
電極間に有する表面伝導型電子放出素子である。 (3) 前記電子放出素子は、複数の行方向配線と複数の
列方向配線とでマトリクス配線された複数の冷陰極型電
子放出素子を有する単純マトリクス状配置の電子源をな
す。 (4) 前記電子放出素子は、並列に配置した複数の冷陰
極型電子放出素子の個々を両端で接続した冷陰極型電子
放出素子の行を複数配し(行方向と呼ぶ)、この配線と
直交する方向(列方向と呼ぶ)に沿って、冷陰極型電子
放出素子の上方に配した制御電極(グリッドとも呼ぶ)
により、冷陰極型電子放出素子からの電子を制御するは
しご状配置の電子源をなす。 (5) 前記電子放出素子より放出された電子を制御する
電極を有する。 (6) また、本発明の思想によれば、表示用として好適
な画像形成装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光
ダイオード等で構成された光プリンタの発光ダイオード
等の代替の発光源として、上述の画像形成装置を用いる
こともできる。またこの際、上述のm本の行方向配線と
n本の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状発
光源だけでなく、2次元状の発光源としても応用でき
る。この場合、画像形成部材としては、以下の実施例で
用いる蛍光体のような直接発光する物質に限るものでは
なく、電子の帯電による潜像画像が形成されるような部
材を用いることもできる。
The electron beam apparatus of the present invention may have the following form. (1) The electron beam device has an acceleration electrode for accelerating electrons emitted from the electron-emitting device on the second substrate, and emits the electrons emitted from the electron-emitting device in response to an input signal to the image forming member. The image forming apparatus forms an image by irradiation.
In particular, an image display device in which the image forming member is a phosphor is provided. (2) The electron-emitting device is a cold-cathode electron-emitting device, particularly preferably a surface conduction electron-emitting device having a conductive film including an electron-emitting portion between a pair of electrodes. (3) The electron-emitting device forms a simple matrix arrangement of electron sources having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices arranged in a matrix with a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings. (4) The electron-emitting device includes a plurality of rows of cold-cathode-type electron-emitting devices each having a plurality of cold-cathode-type electron-emitting devices arranged in parallel and connected at both ends (referred to as a row direction). A control electrode (also called a grid) arranged above the cold cathode type electron-emitting devices along a direction perpendicular to the direction (called a column direction).
Thereby, an electron source in a ladder arrangement for controlling electrons from the cold cathode type electron-emitting device is formed. (5) An electrode for controlling electrons emitted from the electron-emitting device is provided. (6) Further, according to the idea of the present invention, the present invention is not limited to an image forming apparatus suitable for display, and may be used as an alternative light source such as a light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode. Alternatively, the above-described image forming apparatus can be used. In this case, by appropriately selecting the above-mentioned m row-directional wirings and n column-directional wirings, the present invention can be applied not only to a linear light emitting source but also to a two-dimensional light emitting source. In this case, the image forming member is not limited to a substance that emits light directly, such as a phosphor used in the following embodiments, and a member that forms a latent image by electron charging can also be used.

【0034】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合につ
いても、本発明は適用できる。従って、本発明は被照射
部材を特定しない一般的電子線装置としての形態もとり
うる。
Further, according to the concept of the present invention, the present invention is applicable to a case where a member to be irradiated with electrons emitted from an electron source is other than an image forming member such as a phosphor, as in an electron microscope. Is applicable. Therefore, the present invention can also take a form as a general electron beam apparatus that does not specify a member to be irradiated.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】本発明は表面に電気的に分割され
た導電性薄膜を有し、かつ、それぞれの導電性薄膜がそ
れより高抵抗で、比抵抗108Ωcm以下の抵抗薄膜で接
続されている帯電防止膜を有するスペーサを用いる。図
1は本発明に用いるスペーサの模式図であり、1は帯電
防止が施される絶縁性部材、2は絶縁性部材1の表面に
形成した電気的に分割された帯電防止導電性薄膜、3は
分割された該帯電防止膜を接続する抵抗膜である。図2
は帯電防止導電性薄膜と抵抗薄膜との接続の仕方を示す
図、図3は本発明に用いるスペーサの製造方法を示す図
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention has an electrically divided conductive thin film on the surface, and each conductive thin film is connected by a resistive thin film having a higher resistance and a specific resistance of 10 8 Ωcm or less. A spacer having an antistatic film is used. FIG. 1 is a schematic view of a spacer used in the present invention. Reference numeral 1 denotes an insulating member to which antistatic treatment is applied; 2, an electrically divided antistatic conductive thin film formed on the surface of the insulating member 1; Is a resistance film connecting the divided antistatic films. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a method of connecting the antistatic conductive thin film and the resistive thin film, and FIG. 3 is a diagram showing a method of manufacturing a spacer used in the present invention.

【0036】また、本発明の電子線装置としては上記ス
ペーサを用いた平面型の表示装置があり、図4にその構
造概略を示す(詳細は後述する。)。図5は図4のA−
A’断面図、図6はスペーサの断面図である。
As an electron beam device of the present invention, there is a flat display device using the above-mentioned spacer, and FIG. 4 shows a schematic structure thereof (the details will be described later). FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the spacer.

【0037】図4に示すように、複数の冷陰極型電子放
出素子1012を形成した基板1011と発光材料であ
る蛍光膜1018を形成した透明なフェースプレート1
017とをスペーサ1020を介して対向させた構造を
有する表示装置であり、スペーサ1020が絶縁部材の
表面に電気的に分割された導電性薄膜を有し、かつ、そ
れぞれの導電性薄膜がそれより高抵抗で、比抵抗108Ω
cm以下の抵抗薄膜で接続されている表示装置である。
As shown in FIG. 4, a substrate 1011 on which a plurality of cold cathode type electron-emitting devices 1012 are formed and a transparent face plate 1 on which a fluorescent film 1018 as a light emitting material is formed.
177 is a display device having a structure in which a conductive thin film is electrically opposed to a conductive thin film on a surface of an insulating member. High resistance, specific resistance 10 8 Ω
It is a display device connected by a resistive thin film of not more than cm.

【0038】本発明による表示装置において、上記スペ
ーサ1020の一方の辺は冷陰極型電子放出素子を形成
した基板1011上の配線に電気的に接続されている。
また、その対向する辺は冷陰極型電子放出素子より放出
した電子を高いエネルギで発光材料(蛍光膜1018)
に衝突させるための加速電極(メタルバック1019)
に電気的接続される。すなわち、スペーサの表面に形成
された帯電防止膜にはほぼ加速電圧を帯電防止膜の抵抗
値で除した電流が流される。
In the display device according to the present invention, one side of the spacer 1020 is electrically connected to wiring on the substrate 1011 on which the cold cathode type electron-emitting device is formed.
On the opposite side, electrons emitted from the cold-cathode electron-emitting device are emitted with a high energy by a light emitting material (fluorescent film 1018).
Electrode to collide with the metal (metal back 1019)
Is electrically connected to That is, a current obtained by substantially dividing the acceleration voltage by the resistance value of the antistatic film flows through the antistatic film formed on the surface of the spacer.

【0039】そこで、スペーサの抵抗値Rsは帯電防止お
よび消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電
防止の観点から抵抗膜1020c(以下、低抵抗膜10
20dとの区別のために高抵抗膜1020cと記す。)
の表面抵抗(シート抵抗)Rsは1012Ω以下であることが
好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには1011Ω以
下がさらに好ましい。表面抵抗の下限はスペーサ形状と
スペーサ間に印加される電圧により左右されるが、105
Ω以上であることが好ましい。
Therefore, the resistance value Rs of the spacer is set in a desirable range from the viewpoint of antistatic and power consumption. From the viewpoint of preventing static charge, the resistance film 1020c (hereinafter referred to as the low resistance film 10
In order to distinguish it from 20d, it is referred to as a high resistance film 1020c. )
The surface resistance (sheet resistance) Rs is preferably 10 12 Ω or less. In order to obtain a sufficient antistatic effect, the resistance is more preferably 10 11 Ω or less. The lower limit of the surface resistance depends on the voltage applied between the spacers shape and spacers, 10 5
It is preferably Ω or more.

【0040】絶縁材料上に形成された高抵抗膜1020
cの厚みtは10nm〜1μmの範囲が望ましい。材料の表面
エネルギーおよび基板との密着性や基板温度によっても
異なるが、一般的に10nm以下の薄膜は島状に形成され、
抵抗が不安定で再現性に乏しい。一方膜厚tが1μm以上
では膜応力が大きくなって膜はがれの危険性が高まり、
かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪い。従って、膜
厚は50〜500nmであることが望ましい。
High resistance film 1020 formed on insulating material
The thickness t of c is preferably in the range of 10 nm to 1 μm. Although it depends on the surface energy of the material, the adhesion to the substrate, and the substrate temperature, thin films of 10 nm or less are generally formed in islands,
Resistance is unstable and poor reproducibility. On the other hand, when the film thickness t is 1 μm or more, the film stress increases and the risk of film peeling increases,
In addition, productivity is poor because the deposition time is long. Therefore, the film thickness is desirably 50 to 500 nm.

【0041】表面抵抗Rsはρ/tであり、以上に述べたR
sとtの好ましい範囲から、帯電防止膜の比抵抗ρは0.1
〜108Ωcmが好ましい。さらに表面抵抗と膜厚のより
好ましい範囲を実現するためには、ρは102〜106Ωcm
とするのが良い。
The surface resistance Rs is ρ / t, and R
From the preferred range of s and t, the specific resistance ρ of the antistatic film is 0.1
~ 10 8 Ωcm is preferred. Further, in order to realize a more preferable range of the surface resistance and the film thickness, ρ is 10 2 to 10 6 Ωcm.
Good to be.

【0042】スペーサは上述したようにその上に形成し
た高抵抗膜1020cを電流が流れることにより、ある
いはディスプレイ全体が動作中に発熱することによりそ
の温度が上昇する。帯電防止膜の抵抗温度係数が大きな
負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、ス
ペーサに流れる電流が増加し、さらに温度上昇をもたら
す。そして電流は電源の限界を越えるまで増加しつづけ
る。このような電流の暴走が発生する抵抗温度係数の値
は経験的に負の値で絶対値が1%以上である。すなわ
ち、帯電防止膜の抵抗温度係数は-1%未満であることが
望ましい。
As described above, the temperature of the spacer rises when a current flows through the high resistance film 1020c formed thereon or when the entire display generates heat during operation. If the resistance temperature coefficient of the antistatic film is a large negative value, the resistance value decreases when the temperature increases, the current flowing through the spacer increases, and the temperature further increases. And the current continues to increase until the power supply limit is exceeded. The value of the temperature coefficient of resistance at which such a runaway of current occurs is empirically a negative value and the absolute value is 1% or more. That is, the resistance temperature coefficient of the antistatic film is desirably less than -1%.

【0043】帯電防止膜の材料として、分割された導電
性薄膜については一般的な金属であれば基本的に何でも
用いることができる。要は抵抗値が十分に低ければよ
い。一方、これら分割された導電性薄膜を接続する高抵
抗膜は金属酸化物、金属窒化物が望ましい。特に、電子
放出素子から放出された電子がスペーサにあたる場合、
この高抵抗膜自身が帯電しにくいことが望ましい。その
意味で金属酸化物の場合であれば、クロム、ニッケル、
銅の酸化物が好ましい材料である。その理由はこれらの
酸化物は二次電子放出効率が比較的小さく、電子放出素
子から放出された電子がスペーサに当たった場合におい
ても帯電しにくいと考えられるからである。金属窒化物
の場合であればアルミと遷移金属の窒化物が望ましい。
アルミと遷移金属合金の窒化物は遷移金属の組成を調整
することにより、良伝導体から絶縁体まで広い範囲に抵
抗値を制御できる。さらには後述する表示装置作製の工
程において抵抗値の変化が少なく安定な材料である。か
つ、その抵抗温度係数が-1%未満であり、実用的に使い
やすい材料である。遷移金属元素としてはTi,Cr,Ta等が
あげられる。
As the material of the antistatic film, any general conductive metal can be used for the divided conductive thin film. The point is that the resistance value should be sufficiently low. On the other hand, the high resistance film connecting these divided conductive thin films is preferably a metal oxide or a metal nitride. In particular, when electrons emitted from the electron-emitting device hit the spacer,
It is desirable that the high resistance film itself is difficult to be charged. In that sense, if it is a metal oxide, chromium, nickel,
Copper oxide is a preferred material. The reason is that these oxides have a relatively low secondary electron emission efficiency, and are considered to be hard to be charged even when electrons emitted from the electron emission element hit the spacer. In the case of a metal nitride, a nitride of aluminum and a transition metal is desirable.
By adjusting the composition of the transition metal, the resistance of the nitride of aluminum and the transition metal alloy can be controlled in a wide range from a good conductor to an insulator. Further, it is a stable material that has a small change in resistance value in a display device manufacturing process described later. In addition, the material has a temperature coefficient of resistance of less than -1% and is practically easy to use. Examples of the transition metal element include Ti, Cr, and Ta.

【0044】本発明に用いる帯電防止膜は図1および図
2に示すようにスペーサ表面にいくつかに分割された導
電性薄膜とそれらを接続する高抵抗膜からなっている
が、スペーサのベースとなるガラスなどの絶縁部材が導
電性薄膜の間から露出している。そのためこの露出部分
は電子放出素子からの電子によって電荷がたまりやすく
なる。そこで、できるだけこの露出部分を少なくするこ
とが好ましく、導電性薄膜の面積に対しこの露出部分の
面積を1割以下にするのが望ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the antistatic film used in the present invention comprises a conductive thin film divided into several parts on the surface of the spacer and a high-resistance film connecting them. An insulating member such as glass is exposed from between the conductive thin films. For this reason, electric charges easily accumulate in this exposed portion due to electrons from the electron-emitting device. Therefore, it is preferable to reduce the exposed portion as much as possible, and it is desirable that the area of the exposed portion be 10% or less of the area of the conductive thin film.

【0045】導電性薄膜を接続する高抵抗膜は、図1に
示すようにスペーサの側面に配置され、導電性薄膜と導
電性薄膜を接続し、他の抵抗膜とは絶縁されている。パ
ターニングは導電性薄膜と高抵抗膜を成膜した後、レー
ザーでトリミングし、所望のパターニングを得るなどの
方法やコンベショナルなフォトリソプロセスによって作
製することも可能である。
The high resistance film for connecting the conductive thin films is disposed on the side surface of the spacer as shown in FIG. 1, connects the conductive thin films to each other, and is insulated from the other resistance films. The patterning can be performed by forming a conductive thin film and a high-resistance film and then trimming with a laser to obtain a desired patterning, or by a conventional photolithography process.

【0046】導電性薄膜、および高抵抗膜(金属酸化
膜、金属窒化膜など)はスパッタ、(窒素ガス雰囲気中
での)反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレー
ティング、イオンアシスト蒸着法、CVD法、アルコキ
シド塗布法等の薄膜形成手段により絶縁性部材上に形成
される。
The conductive thin film and the high-resistance film (metal oxide film, metal nitride film, etc.) are formed by sputtering, reactive sputtering (in a nitrogen gas atmosphere), electron beam evaporation, ion plating, ion assisted evaporation, CVD It is formed on the insulating member by a thin film forming means such as a method and an alkoxide coating method.

【0047】本発明に用いるスペーサの帯電防止膜は、
図1〜図4に示すように基板間の空間に生じた電界の方
向に対して略直角な方向に電気的に分割されて形成され
た複数の導電性薄膜と、各導電性膜が直列接続されるよ
うに隣接する導電性薄膜の両端部を交互に接続する、比
抵抗が108Ωcm以下の高抵抗膜とからなる。
The antistatic film of the spacer used in the present invention is
As shown in FIGS. 1 to 4, a plurality of conductive thin films formed by being electrically divided in a direction substantially perpendicular to the direction of an electric field generated in the space between the substrates and each conductive film are connected in series. And a high-resistance film having a specific resistance of 10 8 Ωcm or less, which alternately connects both ends of adjacent conductive thin films.

【0048】導電性薄膜が電界の方向に対して略直角な
方向に電気的に分割されて形成されるのは、スペーサに
水平な方向(高圧電界の方向と略直角な方向)の電位は
導電性薄膜を用いることで等電位性を向上させるためで
あり、隣接する導電性薄膜の両端部を高抵抗膜で交互に
接続するのは、垂直方向(高圧電界方向)の電界を高抵
抗膜を分割することで等電界に維持するためである。
The conductive thin film is formed by being electrically divided in a direction substantially perpendicular to the direction of the electric field because the potential in the horizontal direction (direction substantially perpendicular to the direction of the high-voltage electric field) is applied to the spacer. The purpose of using a conductive thin film to improve the equipotential is to alternately connect both ends of adjacent conductive thin films with a high-resistance film by applying a vertical (high-voltage electric field) electric field to the high-resistance film. This is for maintaining an equal electric field by dividing.

【0049】このような帯電防止膜を有するスペーサを
用いることにより、スペーサの抵抗分布は導電性膜の抵
抗変化(経時やプロセスによる)の影響を受け難く、安
定した電界制御が可能となり、電子ビーム軌道も安定す
る。また、スペーサ両面のリアプレートからの高さにお
ける電位が同じにすれば、スペーサ両面の除電に差が生
じにくい。さらに、導電性薄膜については材料依存が小
さいので、材料の選択の幅が広がる。
By using a spacer having such an antistatic film, the resistance distribution of the spacer is hardly affected by a change in resistance of the conductive film (depending on time or process), and stable electric field control becomes possible. The orbit also stabilizes. Further, if the potentials at the height from the rear plate on both sides of the spacer are the same, there is little difference in the charge removal on both sides of the spacer. Further, since the conductive thin film is less dependent on the material, the range of choice of the material is widened.

【0050】スペーサの形状は板状のものに限定され
ず、「L」字状、「+」字状、「田」字状等であっても
よい。
The shape of the spacer is not limited to a plate shape, but may be an "L" shape, a "+" shape, a "" shape, or the like.

【0051】また、図4では、高抵抗膜はスペーサのY
方向の側面に設けているが、スペーサのX方向の側面
(広い面積側の側面)の一部に高抵抗膜を形成し、この
部分で導電性薄膜を接続してもよい。
In FIG. 4, the high-resistance film is formed of the spacer Y.
Although it is provided on the side surface in the direction, a high resistance film may be formed on a part of the side surface in the X direction (side surface on the wide area side) of the spacer, and a conductive thin film may be connected at this part.

【0052】なお、ここでは導電性薄膜は互いに平行と
なるように分割されているが、空間の電界が均一でない
場合には、電界の方向に対して略直角な方向に電気的に
分割されるように電界分布に合わせて分割してよい。
Here, the conductive thin films are divided so as to be parallel to each other, but when the electric field in the space is not uniform, the conductive thin films are electrically divided in a direction substantially perpendicular to the direction of the electric field. As described above, the division may be performed according to the electric field distribution.

【0053】本発明に用いる帯電防止防止膜は平面型の
表示装置のスペーサ帯電防止用に好適に用いられるが、
これに限らず他の用途における帯電防止膜として使用で
きることができる。
The antistatic film used in the present invention is suitably used for preventing the spacer from being charged in a flat display device.
The present invention is not limited to this, and can be used as an antistatic film in other applications.

【0054】次に、本発明を適用した画像表示装置の表
示パネルの構成と製造法について、具体的な例を示して
説明する。
Next, the structure and manufacturing method of a display panel of an image display device to which the present invention is applied will be described with reference to specific examples.

【0055】図4は、実施例に用いた表示パネルの斜視
図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠
いて示している。
FIG. 4 is a perspective view of the display panel used in the embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0056】図中、1015はリアプレート、1016
は側壁、1017はフェースプレートであり、1015
〜1017により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着を行うが、たとえばフリットガラスを
接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏
400〜500度で10分以上焼成することにより封着
を達成した。気密容器内部を真空に排気する方法につい
ては後述する。また、上記気密容器の内部は10-6[T
orr]程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の
衝撃などによる気密容器の破壊を防止する目的で、耐大
気圧構造体として、スペーサ1020が設けられてい
る。
In the figure, 1015 is a rear plate, 1016
Is a side wall, 1017 is a face plate, and 1015
An airtight container for maintaining the inside of the display panel at a vacuum is formed by 1017 to 1017. In assembling the airtight container, sealing is performed to maintain sufficient strength and airtightness at the joints of the members. For example, frit glass is applied to the joints, and in the air or a nitrogen atmosphere, 400 to 100 degrees Celsius. Sealing was achieved by baking at 500 degrees for 10 minutes or more. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later. Further, the inside of the airtight container is 10 −6 [T
orr], a spacer 1020 is provided as an anti-atmospheric structure for the purpose of preventing the hermetic container from being broken by the atmospheric pressure or an unexpected impact.

【0057】リアプレート1015には、基板1011
が固定されているが、該基板上には冷陰極型電子放出素
子1012がN×M個形成されている(N,Mは2以上
の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜
設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目
的とした表示装置においては、N=3000,M=10
00以上の数を設定することが望ましい。)。前記N×
M個の冷陰極型電子放出素子は、M本の行方向配線10
13とN本の列方向配線1014により単純マトリクス
配線されている。前記、1011〜1014によって構
成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。
The rear plate 1015 has a substrate 1011
Are fixed on the substrate, and N × M cold cathode type electron-emitting devices 1012 are formed on the substrate (N and M are positive integers of 2 or more, and correspond to the target number of display pixels. For example, in a display device for displaying high-definition television, N = 3000 and M = 10
It is desirable to set the number to 00 or more. ). N ×
The M cold cathode type electron-emitting devices are provided with M row-directional wirings 10.
Simple matrix wiring is performed by 13 and N column-directional wirings 1014. The portion constituted by 1011 to 1014 is called a multi-electron beam source.

【0058】本発明による画像表示装置に用いるマルチ
電子ビーム源は、冷陰極型電子放出素子を単純マトリク
ス配線した電子源であれば、冷陰極型電子放出素子の材
料や形状あるいは製法に制限はない。したがって、たと
えば表面伝導型電子放出素子やFE型、あるいはMIM
型などの冷陰極型電子放出素子を用いることができる。
The multi-electron beam source used in the image display device according to the present invention is not limited as long as it is an electron source in which cold cathode type electron-emitting devices are arranged in a simple matrix wiring. . Therefore, for example, a surface conduction electron-emitting device, FE type, or MIM
A cold cathode type electron-emitting device such as a mold can be used.

【0059】次に、冷陰極型電子放出素子として表面伝
導型電子放出素子(後述)を基板上に配列して単純マト
リクス配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べ
る。
Next, a structure of a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices (described later) as cold cathode electron-emitting devices are arranged on a substrate and arranged in a simple matrix wiring will be described.

【0060】図15に示すのは、図4の表示パネルに用
いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板1011
上には、後述の図8で示すものと同様な表面伝導型電子
放出素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極1
003と列方向配線電極1004により単純マトリクス
状に配線されている。行方向配線電極1003と列方向
配線電極1004の交差する部分には、電極間に絶縁層
(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれて
いる。
FIG. 15 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. Substrate 1011
On the upper side, surface conduction type electron-emitting devices similar to those shown in FIG. 8 described later are arranged.
003 and the column-directional wiring electrodes 1004 are wired in a simple matrix. An insulating layer (not shown) is formed between the row-directional wiring electrodes 1003 and the column-directional wiring electrodes 1004 where they intersect, so that electrical insulation is maintained.

【0061】図15のB−B’に沿った断面を、図16
に示す。
FIG. 16 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
Shown in

【0062】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極1003、列方向配
線電極1004、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型電子放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した
後、行方向配線電極1003および列方向配線電極10
04を介して各素子に給電して通電フォーミング処理
(後述)と通電活性化処理(後述)を行うことにより製
造した。
Incidentally, the multi-electron source having such a structure is as follows.
After the row direction wiring electrode 1003, the column direction wiring electrode 1004, the interelectrode insulating layer (not shown), the device electrode of the surface conduction electron-emitting device, and the conductive thin film are formed on the substrate in advance, the row direction wiring electrode 1003, Column direction wiring electrode 10
The device was manufactured by supplying power to each element via an element 04 and performing an energization forming process (described below) and an energization activation process (described below).

【0063】本実施例においては、気密容器のリアプレ
ート1015にマルチ電子ビーム源の基板1011を固
定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板101
1が十分な強度を有するものである場合には、気密容器
のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板101
1自体を用いてもよい。
In the present embodiment, the substrate 1011 of the multi-electron beam source is fixed to the rear plate 1015 of the airtight container.
When the substrate 1 has a sufficient strength, the substrate 101 of the multi-electron beam source is used as a rear plate of the hermetic container.
1 itself may be used.

【0064】また、フェースプレート1017の下面に
は、蛍光膜1018が形成されている。本実施例はカラ
ー表示装置であるため、蛍光膜1018の部分にはCR
Tの分野で用いられる赤、緑、青、の3原色の蛍光体が
塗り分けられている。各色の蛍光体は、たとえば図7
(a)に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光
体のストライプの間には黒色の導電体1010が設けて
ある。黒色の導電体1010を設ける目的は、電子ビー
ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにすることや、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜
のチャージアップを防止することなどである。黒色の導
電体1010には、黒鉛を主成分として用いたが、上記
の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いても
良い。
A fluorescent film 1018 is formed on the lower surface of the face plate 1017. Since the present embodiment is a color display device, a CR film
Phosphors of three primary colors of red, green, and blue used in the field of T are separately applied. The phosphor of each color is, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, a black conductor 1010 is provided between stripes of the phosphor, which are separately applied in stripes. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from being shifted even if there is a slight shift in the electron beam irradiation position, and to prevent the reflection of external light to prevent a decrease in display contrast. And preventing charge-up of the fluorescent film by the electron beam. Although graphite is used as a main component for the black conductor 1010, any other material may be used as long as it is suitable for the above purpose.

【0065】また、3原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図7(a)に示したストライプ状の配列に限られるもの
ではなく、たとえば図7(b)に示すようなデルタ状配
列や、それ以外の配列であってもよい。
The method of applying the three primary color phosphors is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 7A, but may be, for example, a delta arrangement as shown in FIG. Other arrangements may be used.

【0066】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜1018に用い
ればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。
When a monochrome display panel is manufactured, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1018, and a black conductive material may not be necessarily used.

【0067】また、蛍光膜1018のリアプレート側の
面には、CRTの分野では公知のメタルバック1019
を設けてある。メタルバック1019を設けた目的は、
蛍光膜1018が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させることや、負イオンの衝突から蛍光膜10
18を保護することや、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や、蛍光膜1018を
励起した電子の導電路として作用させることなどであ
る。メタルバック1019は、蛍光膜1018をフェー
スプレート基板1017上に形成した後、蛍光膜表面を
平滑化処理し、その上にAlを真空蒸着する方法により
形成した。なお、蛍光膜1018に低電圧用の蛍光体材
料を用いた場合には、メタルバック1019は用いな
い。
A metal back 1019 known in the field of CRT is provided on the surface of the fluorescent film 1018 on the rear plate side.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1019 is
A part of the light emitted from the fluorescent film 1018 is specularly reflected to improve the light utilization rate, or the fluorescent film
The protective film 18 serves as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and serves as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 1018. The metal back 1019 was formed by forming the fluorescent film 1018 on the face plate substrate 1017, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon. Note that when a fluorescent material for low voltage is used for the fluorescent film 1018, the metal back 1019 is not used.

【0068】また、本実施例では用いなかったが、加速
電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェ
ースプレート基板1017と蛍光膜1018との間に、
たとえばITOを材料とする透明電極を設けてもよい。
Although not used in the present embodiment, the gap between the face plate substrate 1017 and the fluorescent film 1018 is used for applying an acceleration voltage and improving the conductivity of the fluorescent film.
For example, a transparent electrode made of ITO may be provided.

【0069】図5は図4のA−A’の断面模式図であ
り、各部の番号は図4に対応している。スペーサ102
0は絶縁牲部材1020aの表面に帯電防止を目的とし
た導電性薄膜1020b、高抵抗膜1020cを成膜
し、かつフェースプレート1017の内側(メタルバッ
ク1019等)及び基板1011の表面(行方向配線1
013または列方向配線1014)に面したスペーサの
当接面に低抵抗膜1020dを成膜した部材からなるも
ので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要
な間隔をおいて配置され、フェースプレートの内側およ
び基板1011の表面に接合材1040により固定され
る。
FIG. 5 is a schematic sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 4, and the numbers of the respective parts correspond to those of FIG. Spacer 102
Numeral 0 denotes a conductive thin film 1020b and a high-resistance film 1020c formed on the surface of the insulating member 1020a for the purpose of preventing electrification, and the inside of the face plate 1017 (metal back 1019 and the like) and the surface of the substrate 1011 (row direction wiring). 1
013 or the column-directional wiring 1014) is made of a member in which a low-resistance film 1020d is formed on the contact surface of the spacer facing the column-directional wiring 1014), and is arranged in a necessary number and at a necessary interval to achieve the above object. Then, it is fixed to the inside of the face plate and the surface of the substrate 1011 by a bonding material 1040.

【0070】また、高抵抗膜1020cは、絶縁性部材
1020aの表面のうち、少なくとも気密容器内の真空
中に露出している面に成膜されており、スペーサ102
0上の低抵抗膜1020dおよび接合材1040を介し
て、フェースプレート1017の内側(メタルバック1
019等)及び基板1011の表面(行方向配線101
3または列方向配線1014)に電気的に接続される。
ここで説明される態様においては、スペーサ1020の
形状は薄板状とし、行方向配線1013に平行に配置さ
れ、行方向配線1013に電気的に接続されている。
The high-resistance film 1020c is formed on at least the surface of the insulating member 1020a that is exposed to vacuum in the hermetic container.
Through the low resistance film 1020d and the bonding material 1040 on the inside of the face plate 1017 (the metal back 1).
019 etc.) and the surface of the substrate 1011 (the row direction wiring 101).
3 or the column direction wiring 1014).
In the embodiment described here, the shape of the spacer 1020 is a thin plate, is arranged in parallel with the row wiring 1013, and is electrically connected to the row wiring 1013.

【0071】スペーサ1020としては、基板1011
上の行方向配線1013および列方向配線1014とフ
ェースプレート1017内面のメタルバック1019と
の間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、
かつスペーサ1020の表面への帯電を防止する程度の
導電性を有することが求められる。この点に関しては、
既に述べた通りである。
As the spacer 1020, the substrate 1011
Has insulating properties enough to withstand high voltage applied between the upper row direction wiring 1013 and column direction wiring 1014 and the metal back 1019 on the inner surface of the face plate 1017;
In addition, it is required that the spacer 1020 has conductivity enough to prevent the surface of the spacer 1020 from being charged. In this regard,
As described above.

【0072】スペーサ1020の絶縁性部材1020a
としては、例えば石英ガラス、Na等の不純物含有量を減
少したガラス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラ
ミックス部材等が挙げられる。なお、絶縁性部材102
0aはその熱膨張率が気密容器および基板1011を成
す部材と近いものが好ましい。
The insulating member 1020a of the spacer 1020
Examples thereof include quartz glass, glass having a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, and ceramic members such as alumina. The insulating member 102
It is preferable that Oa has a coefficient of thermal expansion close to that of the member forming the airtight container and the substrate 1011.

【0073】また、高抵抗膜1020cとしては、既に
述べたように帯電防止効果の維持及びリーク電流による
消費電力抑制を考慮して、その表面抵抗値が105[Ω/
□]から1012[Ω/□]の範囲のものであることが好
ましく、その材料としては、前述の各種の材料が用いら
れる。
As described above, the surface resistance of the high resistance film 1020c is 10 5 [Ω / cm] in consideration of maintaining the antistatic effect and suppressing the power consumption due to the leak current.
[□] to 10 12 [Ω / □], and the various materials described above are used as the material.

【0074】また、導電性薄膜1020bおよび低抵抗
膜1020dは、高抵抗膜1020cに比べ十分に低い
抵抗値を選択すればよく、Ni,Cr,Au,Mo,W,Pt,T
i,Al,Cu,Pd等の金属、あるいは合金、及びPd,Ag,A
u,RuO2、Pd−Ag等の金属や金属酸化物とガラス等から
構成される印刷導体、あるいはIn2O3−SnO2等の透明導
体及びポリシリコン等の半導体材料等より適宜選択され
る。
The conductive thin film 1020b and the low-resistance film 1020d may be selected to have sufficiently lower resistance than the high-resistance film 1020c, and may be selected from Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, and T.
Metals or alloys such as i, Al, Cu, Pd, and Pd, Ag, A
It is appropriately selected from a printed conductor composed of a metal such as u, RuO 2 , Pd-Ag, or a metal oxide and glass, or a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 and a semiconductor material such as polysilicon. .

【0075】接合材1040はスペーサ1020が行方
向配線1013およびメタルバック1019と電気的に
接続するように、導電性をもたせることが求められる。
すなわち、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを
添加したフリットガラスが好適である。
The bonding material 1040 is required to have conductivity so that the spacer 1020 is electrically connected to the row wiring 1013 and the metal back 1019.
That is, frit glass to which a conductive adhesive, metal particles, or a conductive filler is added is preferable.

【0076】また、Dx1〜DxmおよびDy1〜Dynおよび
Hvは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的
に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子であ
る。Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線10
13と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビーム源の列方向配線
1014と、Hvはフェースプレートのメタルバック1
019と電気的に接続している。
Dx1 to Dxm, Dy1 to Dyn, and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are the row wirings 10 of the multi-electron beam source.
13, Dy1 to Dyn are column direction wirings 1014 of the multi-electron beam source, and Hv is the metal back 1 of the face plate.
019 electrically.

【0077】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を10-7[Torr]程度
の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、
気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前ある
いは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜(不
図示)を形成する。ゲッター膜とは、たとえばBaを主
成分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱
により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜
の吸着作用により気密容器内は1×10-5ないしは1×
10-7[Torr]の真空度に維持される。
To evacuate the inside of the hermetic container, after assembling the hermetic container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the hermetic container is evacuated to a degree of vacuum of about 10 -7 [Torr]. Exhaust until After that, the exhaust pipe is sealed,
In order to maintain the degree of vacuum in the airtight container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after sealing. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating, and the inside of the hermetic container is 1 × 10 −5 or 1 × by the adsorption action of the getter film.
The degree of vacuum is maintained at 10 -7 [Torr].

【0078】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Dx1ないしDxm、Dy1ないし
Dynを通じて各冷陰極型電子放出素子1012に電圧
を印加すると、各冷陰極型電子放出素子1012から電
子が放出される。それと同時にメタルバック1019に
容器外端子Hvを通じて数百[V]ないし数[kV]の
高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フェー
スプレート1017の内面に衝突させる。これにより、
蛍光膜1018をなす各色の蛍光体が励起されて発光
し、画像が表示される。
In the image display apparatus using the display panel described above, when a voltage is applied to each of the cold cathode electron-emitting devices 1012 through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn, the cold cathode electron-emitting devices 1012 Electrons are emitted. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back 1019 through the external terminal Hv to accelerate the emitted electrons and collide with the inner surface of the face plate 1017. This allows
The phosphor of each color forming the fluorescent film 1018 is excited to emit light, and an image is displayed.

【0079】通常、冷陰極型電子放出素子である表面伝
導型電子放出素子1012への印加電圧は12〜16
[V]程度、メタルバック1019と冷陰極型電子放出
素子1012との距離dは0.1[mm]から8[m
m]程度、メタルバック1019と冷陰極型電子放出素
子1012間の電圧は0.1[kV]から10[kV]
程度である。
Normally, the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device 1012, which is a cold cathode electron-emitting device, is 12 to 16
[V], the distance d between the metal back 1019 and the cold cathode type electron-emitting device 1012 is from 0.1 [mm] to 8 [m].
m], and the voltage between the metal back 1019 and the cold cathode type electron-emitting device 1012 is 0.1 [kV] to 10 [kV].
It is about.

【0080】以上、本発明の実施例の表示パネルの基本
構成と製法、および画像表示装置の概要を説明した。
The basic structure and manufacturing method of the display panel according to the embodiment of the present invention and the outline of the image display device have been described above.

【0081】次に、前記実施例の表示パネルに用いたマ
ルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発明
による画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷
陰極型電子放出素子を単純マトリクス配線した電子源で
あれば、冷陰極型電子放出素子の材料や形状あるいは製
法に制限はない。したがって、たとえば表面伝導型電子
放出素子やFE型、あるいはMIM型などの冷陰極型電
子放出素子を用いることができる。
Next, a method of manufacturing the multi-electron beam source used for the display panel of the above embodiment will be described. The multi-electron beam source used in the image display device according to the present invention is not limited as long as it is an electron source in which cold-cathode electron-emitting devices are arranged in a simple matrix wiring. Therefore, for example, a cold cathode electron-emitting device such as a surface conduction electron-emitting device, an FE type, or an MIM type can be used.

【0082】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
型電子放出素子の中でも、表面伝導型電子放出素子が特
に好ましい。すなわち、FE型ではエミッタコーンとゲ
ート電極の相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右
するため、極めて高精度の製造技術を必要とするが、こ
れは大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な
要因となる。また、MIM型では、絶縁層と上電極の膜
厚を薄くてしかも均一にする必要があるが、これも大面
積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因とな
る。その点、表面伝導型電子放出素子は、比較的製造方
法が単純なため、大面積化や製造コストの低減が容易で
ある。また、発明者らは、表面伝導型電子放出素子の中
でも、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成したものがとりわけ電子放出特性に優れ、しかも製造
が容易に行えることを見いだしている。したがって、高
輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用
いるには、最も好適であると言える。そこで、上記実施
例の表示パネルにおいては、電子放出部もしくはその周
辺部を微粒子膜から形成した表面伝導型電子放出素子を
用いた。そこで、まず好適な表面伝導型電子放出素子に
ついて基本的な構成と製法および特性を説明し、その後
で多数の素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビー
ム源の構造について述べる。 〔表面伝導型電子放出素子の好適な素子構成と製法〕電
子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成する表
面伝導型電子放出素子の代表的な構成には、平面型と垂
直型の2種類があげられる。(平面型の表面伝導型電子
放出素子)まず最初に、平面型の表面伝導型電子放出素
子の素子構成と製法について説明する。
However, in a situation where a display device having a large display screen and an inexpensive display device is required, a surface conduction type electron-emitting device is particularly preferable among these cold cathode type electron-emitting devices. That is, in the FE type, since the relative position and shape of the emitter cone and the gate electrode greatly affect the electron emission characteristics, extremely high-precision manufacturing technology is required, but this achieves a large area and a reduction in manufacturing cost. Is a disadvantageous factor. In the case of the MIM type, it is necessary to make the thicknesses of the insulating layer and the upper electrode thin and uniform, which is also a disadvantageous factor in achieving a large area and a reduction in manufacturing cost. On the other hand, since the surface conduction electron-emitting device has a relatively simple manufacturing method, it is easy to increase the area and reduce the manufacturing cost. The inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have particularly excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance, large-screen image display device. Therefore, in the display panel of the above embodiment, a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method, and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which many devices are arranged in a simple matrix will be described. [Suitable device configuration and manufacturing method of surface conduction electron-emitting device] The surface-conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film has two typical types, a flat type and a vertical type. Is raised. (Flat-Type Surface-Conduction-Type Electron-Emitting Device) First, the device configuration and manufacturing method of a flat-type surface-conduction-type electron-emitting device will be described.

【0083】図8(a)は平面型の表面伝導型電子放出
素子の構成を説明するための平面図、図8(b)はその
断面図である。図中、1101は基板、1102と11
03は素子電極、1104は導電性薄膜、1105は通
電フォーミング処理により形成した電子放出部、111
3は通電活性化処理により形成した薄膜である。
FIG. 8A is a plan view for explaining the structure of a planar surface conduction electron-emitting device, and FIG. 8B is a sectional view thereof. In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 11
03, a device electrode; 1104, a conductive thin film; 1105, an electron-emitting portion formed by an energization forming process;
Reference numeral 3 denotes a thin film formed by the activation process.

【0084】基板1101としては、たとえば、石英ガ
ラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、ア
ルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上
述の各種基板上にたとえばSiO2 を材料とする絶縁層
を積層した基板、などを用いることができる。
As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is formed on the various substrates described above. A laminated substrate or the like can be used.

【0085】また、基板1101上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極1102と1103は、導電
性を有する材料によって形成されている。たとえば、N
i,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,Pd,
Ag等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはIn23 −SnO2 をはじめとする金属
酸化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜
材料を選択して用いればよい。電極を形成するには、た
とえば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィ
ー、エッチングなどのパターニング技術を組み合わせて
用いれば容易に形成できるが、それ以外の方法(たとえ
ば印刷技術)を用いて形成してもさしつかえない。
The device electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 so as to be parallel to the substrate surface are formed of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
A material such as Ag or the like, an alloy of these metals, a metal oxide such as In 2 O 3 —SnO 2 , or a semiconductor such as polysilicon may be appropriately selected and used. . An electrode can be easily formed by using a combination of a film forming technique such as vacuum evaporation and a patterning technique such as photolithography and etching. However, the electrode can be formed by other methods (for example, printing technique). I can't wait.

【0086】素子電極1102と1103の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Lは通常は数百オングストローム
から数百μmの範囲から適当な数値を選んで設計される
が、なかでも表示装置に応用するために好ましいのは数
μmより数十μmの範囲である。また、素子電極の厚さ
dについては、通常は数百オングストロームから数μm
の範囲から適当な数値が選ばれる。
The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device.
Generally, the electrode interval L is usually designed by selecting an appropriate numerical value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of μm. Range. Also, the thickness d of the device electrode is usually from several hundred angstroms to several μm.
An appropriate numerical value is selected from the range.

【0087】また、導電性薄膜1104の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜(島状の集合体も含む)
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微
粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに
重なり合った構造が観測される。
A fine particle film is used for the conductive thin film 1104. The fine particle film mentioned here is a film containing many fine particles as a constituent element (including an island-shaped aggregate).
I mean If you examine the microparticle film microscopically, usually
A structure in which the individual fine particles are spaced apart, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other is observed.

【0088】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは10オングスト
ロームから200オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極11
02あるいは1103と電気的に良好に接続するのに必
要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに
必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の
値にするために必要な条件、などである。具体的には、
数オングストロームから数千オングストロームの範囲の
なかで設定するが、なかでも好ましいのは10オングス
トロームから500オングストロームの間である。
The particle size of the fine particles used in the fine particle film is in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and preferably in the range of 10 Angstroms to 200 Angstroms. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the device electrode 11
02, or 1103, conditions necessary for satisfactorily performing energization forming described later, conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later. , And so on. In particular,
The setting is made in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and a preferable value is between 10 Angstroms and 500 Angstroms.

【0089】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、たとえば、Pd,Pt,Ru,Ag,
Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pb,などをはじめとする金属や、PdO,S
nO2 ,In23 ,PbO,Sb23 ,などをはじ
めとする酸化物や、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,C
eB6 ,YB4 ,GdB4 ,などをはじめとする硼化物
や、TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC,
などをはじめとする炭化物や、TiN,ZrN,Hf
N,などをはじめとする窒化物や、Si,Ge,などを
はじめとする半導体や、カーボン、などがあげられ、こ
れらの中から適宜選択される。
Materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag,
Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb, and other metals, PdO, S
Oxides such as nO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , etc .; HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , C
Borides such as eB 6 , YB 4 , GdB 4 , etc., TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC,
And other carbides, TiN, ZrN, Hf
Nitrides such as N, etc., semiconductors such as Si, Ge, etc., carbon, and the like are listed, and are appropriately selected from these.

【0090】以上述べたように、導電性薄膜1104を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
103から107[オーム/sq]の範囲に含まれるよう
設定した。
As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film.
It was set to be included from 10 3 to a range of 10 7 ohms / sq].

【0091】なお、導電性薄膜1104と素子電極11
02および1103とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図8の例においては、下
から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電
極、の順序で積層してもさしつかえない。
The conductive thin film 1104 and the device electrode 11
Since it is desirable that the wires 02 and 1103 be electrically connected well, they have a structure in which a part of each overlaps with the other. In the example of FIG. 8, the overlapping is performed in the order of the substrate, the element electrode, and the conductive thin film from the bottom, but in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the element electrode are stacked in the order of the bottom. I can't wait.

【0092】また、電子放出部1105は、導電性薄膜
1104の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜1104に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数オングストロームから数百オングストローム
の粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電
子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困
難なため、図8においては模式的に示した。
The electron-emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has an electrically higher resistance than the surrounding conductive thin film. The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 1104. Fine particles having a particle size of several Angstroms to several hundred Angstroms may be arranged in the crack. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG.

【0093】また、薄膜1113は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部1105およびその
近傍を被覆している。薄膜1113は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。
The thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound, and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.

【0094】薄膜1113は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は500[オングストロ
ーム]以下とするが、300[オングストローム]以下
とするのがさらに好ましい。
The thin film 1113 is made of any one of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a film thickness of 500 Å or less, but 300 Å or less. Is more preferred.

【0095】なお、実際の薄膜1113の位置や形状を
精密に図示するのは困難なため、図8においては模式的
に示した。
Since it is difficult to accurately show the actual position and shape of the thin film 1113, it is schematically shown in FIG.

【0096】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施例においては以下のような素子を用いた。
The basic structure of the preferred elements has been described above. In the examples, the following elements were used.

【0097】すなわち、基板1101には青板ガラスを
用い、素子電極1102と1103にはNi薄膜を用い
た。素子電極の厚さdは1000[オングストロー
ム]、電極間隔Lは2[μm]とした。
That is, blue glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [μm].

【0098】微粒子膜の主要材料としてPdもしくはP
dOを用い、微粒子膜の厚さは約100[オングストロ
ーム]、幅Wは100[μm]とした。
Pd or P as the main material of the fine particle film
Using dO, the thickness of the fine particle film was about 100 [angstrom], and the width W was 100 [μm].

【0099】次に、好適な平面型の表面伝導型電子放出
素子の製造方法について説明する。図9(a)〜(e)
は、表面伝導型電子放出素子の製造工程を説明するため
の断面図で、各部材の表記は前記図8と同一である。 1) まず、図9(a)に示すように、基板1101上
に素子電極1102および1103を形成する。
Next, a description will be given of a method of manufacturing a preferred flat surface conduction electron-emitting device. 9 (a) to 9 (e)
Is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and the notation of each member is the same as in FIG. 1) First, as shown in FIG. 9A, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 1101.

【0100】形成するにあたっては、あらかじめ基板1
101を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる(堆積する方法としては、
たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を用
ればよい。)。その後、堆積した電極材料を、フォトリ
ソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニング
し、図9(a)に示した一対の素子電極1102と11
03を形成する。 2) 次に、図9(b)に示すように、導電性薄膜11
04を形成する。
Before forming, the substrate 1
After sufficiently washing 101 with a detergent, pure water and an organic solvent,
The material for the device electrode is deposited (as a deposition method,
For example, a vacuum film forming technique such as an evaporation method or a sputtering method may be used. ). Thereafter, the deposited electrode material is patterned using a photolithography / etching technique, and a pair of device electrodes 1102 and 1102 shown in FIG.
03 is formed. 2) Next, as shown in FIG.
04 is formed.

【0101】形成するにあたっては、まず素子電極11
02と1103を形成した図9(a)の基板に有機金属
溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子膜を成
膜した後、フォトリソグラフィー・エッチングにより所
定の形状にパターニングする。ここで、有機金属溶液と
は、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を主要元素とする
有機金属化合物の溶液である。具体的には、本実施例で
は主要元素としてPdを用いた。また、実施例では塗布
方法として、ディッピング法を用いたが、それ以外のた
とえばスピンナー法やスプレー法を用いてもよい。
In forming, first, the device electrode 11 is formed.
An organic metal solution is applied to the substrate of FIG. 9A on which 02 and 1103 are formed, dried, heated and baked to form a fine particle film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. Here, the organometallic solution is a solution of an organometallic compound whose main element is a material of fine particles used for the conductive thin film. Specifically, in this example, Pd was used as a main element. In the embodiment, the dipping method is used as a coating method, but other methods such as a spinner method and a spray method may be used.

【0102】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施例で用いた有機金属溶液の塗布
による方法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ法、
あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。 3) 次に、図9(c)に示すように、フォーミング用
電源1110から素子電極1102と1103の間に適
宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行って、電
子放出部1105を形成する。
As a method for forming a conductive thin film made of a fine particle film, a method other than the method of applying an organometallic solution used in this embodiment, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method,
Alternatively, a chemical vapor deposition method or the like may be used. 3) Next, as shown in FIG. 9C, an appropriate voltage is applied between the device electrodes 1102 and 1103 from the forming power supply 1110, and the energization forming process is performed to form the electron emission portions 1105.

【0103】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜1104に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好
適な構造に変化した部分(すなわち電子放出部110
5)においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。
なお、電子放出部1105が形成される前と比較する
と、形成された後は素子電極1102と1103の間で
計測される電気抵抗は大幅に増加する。
The energization forming treatment is to energize the conductive thin film 1104 made of a fine particle film and to appropriately break, deform, or alter a part of the conductive thin film 1104 to change into a structure suitable for emitting electrons. This is the process that causes A portion of the conductive thin film made of a fine particle film that has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, the electron emitting portion 110
In 5), an appropriate crack is formed in the thin film.
Note that the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 is significantly increased after the formation of the electron emission portions 1105 as compared to before the formation.

【0104】通電方法をより詳しく説明するために、図
10に、フォーミング用電源1110から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄
膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施例の場合には同図に示したようにパルス幅
T1の三角波パルスをパルス間隔T2で連続的に印加し
た。その際には、三角波パルスの波高値Vpfを、順次
昇圧した。また、電子放出部1105の形成状況をモニ
ターするためのモニターパルスPmを適宜の間隔で三角
波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計1
111で計測した。
FIG. 10 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110 in order to explain the energization method in more detail. When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulsed voltage is preferable. In the case of this embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously generated at a pulse interval T2 as shown in FIG. Was applied. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. Also, monitor pulses Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 1105 are inserted at appropriate intervals between the triangular-wave pulses, and the current flowing at that time is measured by the ammeter 1.
It was measured at 111.

【0105】本実施例においては、たとえば10-5[t
orr]程度の真空雰囲気下において、たとえばパルス
幅T1を1[ミリ秒]、パルス間隔T2を10[ミリ
秒]とし、波高値Vpfを1パルスごとに0.1[V]
ずつ昇圧した。そして、三角波を5パルス印加するたび
に1回の割りで、モニターパルスPmを挿入した。フォ
ーミング処理に悪影響を及ぼすことがないように、モニ
ターパルスの電圧Vpmは0.1[V]に設定した。そ
して、素子電極1102と1103の間の電気抵抗が1
×10-6[オーム]になった段階、すなわちモニターパ
ルス印加時に電流計1111で計測される電流が1×1
-7[A]以下になった段階で、フォーミング処理にか
かわる通電を終了した。
In this embodiment, for example, 10 −5 [t
orr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond], the pulse interval T2 is 10 [millisecond], and the peak value Vpf is 0.1 [V] for each pulse.
The pressure was increased. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of one every time five triangular waves were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. The electric resistance between the device electrodes 1102 and 1103 is 1
When the current reaches × 10 −6 [Ohm], that is, when the monitor pulse is applied, the current measured by the ammeter 1111 is 1 × 1.
At the stage when the value became 0 -7 [A] or less, the energization related to the forming process was terminated.

【0106】なお、上記の方法は、本実施例の表面伝導
型電子放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば
微粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Lなど表
面伝導型電子放出素子の設計を変更した場合には、それ
に応じて通電の条件を適宜変更するのが望ましい。 4) 次に、図9(d)に示すように、活性化用電源1
112から素子電極1102と1103の間に適宜の電
圧を印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の
改善を行う。
The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and thickness of the fine particle film or the element electrode interval L is determined. If it is changed, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly. 4) Next, as shown in FIG.
Appropriate voltage is applied from 112 to the device electrodes 1102 and 1103, and the activation process is performed to improve the electron emission characteristics.

【0107】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部1105に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである(図9(d)において
は、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材11
13として模式的に示した。)。なお、通電活性化処理
を行うことにより、行う前と比較して、同じ印加電圧に
おける放出電流を典型的には100倍以上に増加させる
ことができる。
The energization activation process is a process of energizing the electron-emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity thereof (FIG. 9). In (d), a deposit made of carbon or a carbon compound is deposited on the member 11.
13 is schematically shown. ). Note that by performing the energization activation process, the emission current at the same applied voltage can be typically increased by 100 times or more as compared with before the energization activation process.

【0108】具体的には、10-4ないし10-5[tor
r]の範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に
印加することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合
物を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。
堆積物1113は、単結晶グラファイト、多結晶グラフ
ァイト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその
混合物であり、膜厚は500[オングストローム]以
下、より好ましくは300[オングストローム]以下で
ある。
Specifically, 10 -4 to 10 -5 [tor
r], a voltage pulse is periodically applied in a vacuum atmosphere to deposit carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere.
The deposit 1113 is any one of single-crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500 Å or less, more preferably 300 Å or less.

【0109】通電方法をより詳しく説明するために、図
11(a)に、活性化用電源1112から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施例においては、一定電
圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行った
が、具体的には、矩形波の電圧Vacは14[V],パ
ルス幅T3は1[ミリ秒],パルス間隔T4は10[ミ
リ秒]とした。なお、上述の通電条件は、本実施例の表
面伝導型電子放出素子に関する好ましい条件であり、表
面伝導型電子放出素子の設計を変更した場合には、それ
に応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
FIG. 11A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112 in order to explain the energization method in more detail. In the present embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave of a constant voltage. Specifically, the voltage Vac of the rectangular wave is 14 [V], and the pulse width T3 is 1 [mm]. Second] and the pulse interval T4 is 10 [milliseconds]. Note that the above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly. .

【0110】図9(d)に示す1114は該表面伝導型
電子放出素子から放出される放出電流Ieを捕捉するた
めのアノード電極で、直流高電圧電源1115および電
流計1116が接続されている(なお、基板1101
を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う
場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極1114
として用いる。)。
An anode electrode 1114 shown in FIG. 9D is for capturing an emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, and is connected to a DC high-voltage power supply 1115 and an ammeter 1116 (FIG. 9D). The substrate 1101
When the activation process is performed after the display panel is incorporated into the display panel, the phosphor screen of the display panel is connected to the anode electrode 1114.
Used as ).

【0111】活性化用電源1112から電圧を印加する
間、電流計1116で放出電流Ieを計測して通電活性
化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源1112
の動作を制御する。電流計1116で計測された放出電
流Ieの一例を図11(b)に示すが、活性化電源11
12からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過と
ともに放出電流Ieは増加するが、やがて飽和してほと
んど増加しなくなる。このように、放出電流Ieがほぼ
飽和した時点で活性化用電源1112からの電圧印加を
停止し、通電活性化処理を終了する。
While the voltage is applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation process, and the activation power supply 1112 is monitored.
Control the operation of. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.
When the application of the pulse voltage starts from 12, the emission current Ie increases with the passage of time, but eventually saturates and hardly increases. As described above, when the emission current Ie is substantially saturated, the application of the voltage from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process ends.

【0112】なお、上述の通電条件は、本実施例の表面
伝導型電子放出素子に関する好ましい条件であり、表面
伝導型電子放出素子の設計を変更した場合には、それに
応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions are appropriately changed accordingly. It is desirable.

【0113】以上のようにして、図9(e)に示す平面
型の表面伝導型電子放出素子を製造した。 (垂直型の表面伝導型電子放出素子)次に、電子放出部
もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面伝導型電
子放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち垂直
型の表面伝導型電子放出素子の構成について説明する。
As described above, the flat surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 9E was manufactured. (Vertical surface conduction electron-emitting device) Next, another typical configuration of a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, a vertical surface-conduction electron-emitting device. The configuration of the element will be described.

【0114】図12は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の1201は基板、1
202と1203は素子電極、1206は段差形成部
材、1204は微粒子膜を用いた導電性薄膜、1205
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、1
213は通電活性化処理により形成した薄膜、である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of a vertical type. In FIG.
202 and 1203 are device electrodes, 1206 is a step forming member, 1204 is a conductive thin film using a fine particle film, 1205
Are electron-emitting portions formed by an energization forming process;
213 is a thin film formed by the activation process.

【0115】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、一方の素子電極1202が段差形成部材1206上
に設けられており、導電性薄膜1204が段差形成部材
1206の側面を被覆している点にある。したがって、
前記図8の平面型における素子電極間隔Lは、垂直型に
おいては段差形成部材1206の段差高Lsとして設定
される。なお、基板1201、素子電極1202および
1203、微粒子膜を用いた導電性薄膜1204、につ
いては、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に用
いることが可能である。また、段差形成部材1206に
は、たとえばSiO2 のような電気的に絶縁性の材料を
用いることができる。
The difference between the vertical type and the flat type described above is that one element electrode 1202 is provided on the step forming member 1206, and the conductive thin film 1204 covers the side surface of the step forming member 1206. On the point. Therefore,
The element electrode interval L in the planar type shown in FIG. 8 is set as the step height Ls of the step forming member 1206 in the vertical type. Note that for the substrate 1201, the element electrodes 1202 and 1203, and the conductive thin film 1204 using a fine particle film, the materials listed in the description of the planar type can be used in the same manner. Further, for the step forming member 1206, an electrically insulating material such as SiO 2 can be used.

【0116】次に、垂直型の表面伝導型電子放出素子の
製法について説明する。図13(a)〜(f)は、製造
工程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図
12と同一である。 1) まず、図13(a)に示すように、基板1201
上に素子電極1203を形成する。 2) 次に、図13(b)に示すように、段差形成部材
を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層は、たとえ
ばSiO2 をスパッタ法で積層すればよいが、たとえば
真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いてもよ
い。 3) 次に、図13(c)に示すように、絶縁層の上に
素子電極1202を形成する。 4) 次に、図13(d)に示すように、絶縁層の一部
を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素子電極1
203を露出させる。 5) 次に、図13(e)に示すように、微粒子膜を用
いた導電性薄膜1204を形成する。形成するには、前
記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法などの成膜技
術を用いればよい。 6) 次に、前記平面型の場合と同じく、通電フォーミ
ング処理を行い、電子放出部を形成する(図9(c)を
用いて説明した平面型の通電フォーミング処理と同様の
処理を行えばよい。)。 7) 次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処
理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を
堆積させる(図9(d)を用いて説明した平面型の通電
活性化処理と同様の処理を行えばよい。)。
Next, a method of manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIGS. 13A to 13F are cross-sectional views for explaining the manufacturing process, and the notation of each member is the same as that in FIG. 1) First, as shown in FIG.
An element electrode 1203 is formed thereover. 2) Next, as shown in FIG. 13B, an insulating layer for forming a step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by stacking, for example, SiO 2 by a sputtering method, but another film forming method such as a vacuum evaporation method or a printing method may be used. 3) Next, as shown in FIG. 13C, an element electrode 1202 is formed on the insulating layer. 4) Next, as shown in FIG. 13D, a part of the insulating layer is removed using, for example, an etching method, and the device electrode 1 is removed.
Expose 203. 5) Next, as shown in FIG. 13E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For the formation, as in the case of the flat type, a film forming technique such as a coating method may be used. 6) Next, similarly to the case of the planar type, the energization forming process is performed to form an electron emission portion (the same process as the planar type energization forming process described with reference to FIG. 9C may be performed). .). 7) Next, as in the case of the planar type, the energization activation process is performed to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity of the electron emission portion (the planar type energization activation process described with reference to FIG. 9D). The same processing as described above may be performed.)

【0117】以上のようにして、図13(f)に示す垂
直型の表面伝導型電子放出素子を製造した。 (表示装置に用いた表面伝導型電子放出素子の特性)以
上、平面型と垂直型の表面伝導型電子放出素子について
素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用いた素
子の特性について述べる。
As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 13F was manufactured. (Characteristics of Surface Conduction Electron-Emitting Device Used in Display Device) The device configuration and manufacturing method of the planar and vertical surface-conduction electron-emitting devices have been described above. Next, the characteristics of the device used in the display device will be described. State.

【0118】図14に、表示装置に用いた素子の、(放
出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特性、および(素
子電流If)対(素子印加電圧Vf)特性の典型的な例
を示す。なお、放出電流Ieは素子電流Ifに比べて著
しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、
これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータ
を変更することにより変化するものであるため、2本の
グラフは各々任意単位で図示した。表示装置に用いた素
子は、放出電流Ieに関して以下に述べる3つの特性を
有している。
FIG. 14 shows typical examples of (emission current Ie) versus (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) versus (device applied voltage Vf) characteristics of the device used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, and it is difficult to show the same current on the same scale.
Since these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the element, the two graphs are shown in arbitrary units. The element used for the display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie.

【0119】第一に、ある電圧(これを閾値電圧Vth
と呼ぶ)以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に
放出電流Ieが増加するが、一方、閾値電圧Vth未満
の電圧では放出電流Ieはほとんど検出されない。
First, a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage Vth
When a voltage of the above magnitude is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is hardly detected.

【0120】すなわち、放出電流Ieに関して、明確な
閾値電圧Vthを持った非線形素子である。
That is, the non-linear element has a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0121】第二に、放出電流Ieは素子に印加する電
圧Vfに依存して変化するため、電圧Vfで放出電流I
eの大きさを制御できる。
Secondly, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie varies with the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.

【0122】第三に、素子に印加する電圧Vfに対して
素子から放出される電流Ieの応答速度が速いため、電
圧Vfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。
Third, since the response speed of the current Ie emitted from the device is faster than the voltage Vf applied to the device, the amount of charge of the electrons emitted from the device depends on the length of time during which the voltage Vf is applied. Can control.

【0123】以上のような特性を有するため、表面伝導
型電子放出素子を表示装置に好適に用いることができ
た。たとえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設
けた表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示
画面を順次走査して表示を行うことが可能である。
Because of the characteristics described above, the surface conduction electron-emitting device can be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen.

【0124】すなわち、駆動中の素子には所望の発光輝
度に応じて閾値電圧Vth以上の電圧を適宜印加し、非
選択状態の素子には閾値電圧Vth未満の電圧を印加す
る。駆動する素子を順次切り替えてゆくことにより、表
示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。
That is, a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is appropriately applied to the element under driving according to the desired light emission luminance, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the element in the non-selected state. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.

【0125】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。 (多数素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム
源の構造)次に、上述の表面伝導型電子放出素子を基板
上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム
源の構造について述べる。
Further, since the emission luminance can be controlled by using the second characteristic or the third characteristic, gradation display can be performed. (Structure of a multi-electron beam source in which a large number of devices are arranged in a simple matrix) Next, a structure of a multi-electron beam source in which the above-described surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and arranged in a simple matrix will be described.

【0126】図15に示すのは、前記図4の表示パネル
に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上に
は、前記図8で示したものと同様な表面伝導型電子放出
素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極100
3と列方向配線電極1004により単純マトリクス状に
配線されている。行方向配線電極1003と列方向配線
電極1004の交差する部分には、電極間に絶縁層(不
図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれてい
る。
FIG. 15 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. On the substrate, surface conduction electron-emitting devices similar to those shown in FIG. 8 are arranged.
3 and the column-direction wiring electrodes 1004 are wired in a simple matrix. An insulating layer (not shown) is formed between the row-directional wiring electrodes 1003 and the column-directional wiring electrodes 1004 where they intersect, so that electrical insulation is maintained.

【0127】図15のB−B’に沿った断面を、図16
に示す。
FIG. 16 is a sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
Shown in

【0128】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極1003、列方向配
線電極1004、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型電子放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した
後、行方向配線電極1003および列方向配線電極10
04を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と
通電活性化処理を行うことにより製造した。(画像形成
装置の駆動回路構成および駆動方法)図17は、NTS
C方式のテレビ信号に基づいてテレビジョン表示を行う
為の駆動回路の概略構成をブロック図で示したものであ
る。同図中、表示パネル1701は前述した表示パネル
に相当するもので、前述した様に製造され、動作する。
また、走査回路1702は表示ラインを走査し、制御回
路1703は走査回路へ入力する信号等を生成する。シ
フトレジスタ1704は1ライン毎のデータをシフト
し、ラインメモリ1705は、シフトレジスタ1704
からの1ライン分のデータを変調信号発生器1707に
入力する。同期信号分離回路1706はNTSC信号か
ら同期信号を分離する。
Incidentally, the multi-electron source having such a structure is as follows.
After the row direction wiring electrode 1003, the column direction wiring electrode 1004, the interelectrode insulating layer (not shown), the device electrode of the surface conduction electron-emitting device, and the conductive thin film are formed on the substrate in advance, the row direction wiring electrode 1003, Column direction wiring electrode 10
The device was manufactured by supplying current to each element via the element 04 and performing an energization forming process and an energization activation process. (Driving Circuit Configuration and Driving Method of Image Forming Apparatus) FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit for performing television display based on a C-system television signal. In the figure, a display panel 1701 corresponds to the above-described display panel, and is manufactured and operates as described above.
The scanning circuit 1702 scans a display line, and the control circuit 1703 generates a signal to be input to the scanning circuit. The shift register 1704 shifts data for each line, and the line memory 1705 stores the shift register 1704.
Is input to the modulation signal generator 1707. The synchronization signal separation circuit 1706 separates the synchronization signal from the NTSC signal.

【0129】以下、図17の装置各部の機能を詳しく説
明する。
Hereinafter, the function of each unit of the apparatus shown in FIG. 17 will be described in detail.

【0130】まず表示パネル1701は、端子Dx1ない
しDxmおよび端子Dy1ないしDyn、および高圧端子Hv
を介して外部の電気回路と接続されている。このうち、
端子Dx1ないしDxmには、表示パネル1701内に設け
られているマルチ電子ビーム源、すなわちm行n列の行
列状にマトリクス配線された冷陰極型電子放出素子を1
行(n素子)ずつ順次駆動してゆく為の走査信号が印加
される。一方、端子Dy1ないしDynには、前記走査信号
により選択された1行分のn個の各素子の出力電子ビー
ムを制御する為の変調信号が印加される。また、高圧端
子Hvには、直流電圧源Vaより、たとえば5[kV]
の直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子ビーム源
より出力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為の加速電圧である。
First, the display panel 1701 includes terminals Dx1 to Dxm and terminals Dy1 to Dyn, and a high voltage terminal Hv.
Connected to an external electric circuit via this house,
The terminals Dx1 to Dxm are connected to a multi-electron beam source provided in the display panel 1701, that is, a cold cathode type electron-emitting device wired in a matrix of m rows and n columns.
A scanning signal for sequentially driving each row (n elements) is applied. On the other hand, to the terminals Dy1 to Dyn, a modulation signal for controlling the output electron beams of the n elements for one row selected by the scanning signal is applied. The high voltage terminal Hv is connected to the DC voltage source Va by, for example, 5 kV.
This is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam output from the multi-electron beam source to excite the phosphor.

【0131】次に、走査回路1702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(図中、
S1ないしSmで模式的に示されている)を備えるもの
で、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1701の端子Dx1ないしDxmと電
気的に接続するものである。S1ないしSmの各スイッチ
ング素子は、制御回路1703が出力する制御信号Tsc
anに基づいて動作するものだが、実際にはたとえばFE
Tのようなスイッチング素子を組合わせることにより容
易に構成することが可能である。なお、前記直流電圧源
Vxは、図14に例示した電子放出素子の特性に基づき
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Vth電圧以下となるよう、一定電圧を出
力するよう設定されている。
Next, the scanning circuit 1702 will be described. This circuit has m switching elements inside (in the figure,
S1 to Sm), each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level), and switches the display panel 1701. It is electrically connected to terminals Dx1 to Dxm. Each of the switching elements S1 to Sm is provided with a control signal Tsc output from the control circuit 1703.
It works based on an, but in fact, for example, FE
It can be easily configured by combining switching elements such as T. The DC voltage source Vx outputs a constant voltage so that the driving voltage applied to the unscanned element is equal to or lower than the electron emission threshold voltage Vth based on the characteristics of the electron emission element illustrated in FIG. Is set to

【0132】また、制御回路1703は、外部より入力
する画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように
各部の動作を整合させる働きをもつものである。次に説
明する同期信号分離回路1706より送られる同期信号
Tsyncに基づいて、各部に対してTscanおよびTsftお
よびTmryの各制御信号を発生する。同期信号分離回路
1706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為
の回路で、良く知られているように周波数分離(フィル
タ)回路を用いれば容易に構成できるものである。同期
信号分離回路1706により分離された同期信号は、良
く知られるように垂直同期信号と水平同期信号より成る
が、ここでは説明の便宜上、Tsync信号として図示し
た。一方、前記テレビ信号から分離された画像の輝度信
号成分を便宜上DATA信号と表すが、同信号はシフト
レジスタ1704に入力される。
The control circuit 1703 has a function of coordinating the operation of each unit so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. Based on a synchronization signal Tsync sent from a synchronization signal separation circuit 1706, which will be described next, each control unit generates Tscan, Tsft, and Tmry control signals. The synchronizing signal separating circuit 1706 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC system television signal input from the outside. As is well known, a frequency separating (filter) circuit is used. It can be easily configured. The synchronization signal separated by the synchronization signal separation circuit 1706 is composed of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal as is well known, but is shown here as a Tsync signal for convenience of explanation. On the other hand, a luminance signal component of an image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience, and this signal is input to a shift register 1704.

【0133】シフトレジスタ1704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1703より送られる制御信号Tsftに基づい
て動作する。すなわち、制御信号Tsftは、シフトレジ
スタ1704のシフトクロックであると言い換えること
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する)の
データは、Id1ないしIdnのn個の信号として前記シフ
トレジスタ1704より出力される。
A shift register 1704 is for serially / parallel-converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal Tsft sent from the control circuit 1703. Works. That is, the control signal Tsft can be rephrased as a shift clock of the shift register 1704. The data for one line of the image that has been subjected to the serial / parallel conversion (corresponding to the drive data for n electron-emitting devices) is output from the shift register 1704 as n signals Id1 to Idn.

【0134】ラインメモリ1705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為の記憶装置であ
り、制御回路1703より送られる制御信号Tmryにした
がって適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶され
た内容は、I'd1ないしI'dnとして出力され、変調信号
発生器1707に入力される。
A line memory 1705 is a storage device for storing data for one line of an image for a necessary time only, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from a control circuit 1703. The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to the modulation signal generator 1707.

【0135】変調信号発生器1707は、前記画像デー
タI'd1ないしI'dnの各々に応じて、電子放出素子10
12の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、その出
力信号は、端子Dy1ないしDynを通じて表示パネル17
01内の電子放出素子1012に印加される。
The modulation signal generator 1707 controls the electron-emitting device 10 according to each of the image data I'd1 to I'dn.
12 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the output signals of the display panel 17 through terminals Dy1 to Dyn.
01 is applied to the electron-emitting device 1012.

【0136】図14を用いて説明したように、本発明に
関わる表面伝導型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。すなわち、電子放出には
明確な閾値電圧Vth(後述する実施例の表面伝導型電
子放出素子では8[V])があり、閾値Vth以上の電
圧を印加された時のみ電子放出が生じる。また、電子放
出閾値Vth以上の電圧に対しては、図14のグラフの
ように電圧の変化に応じて放出電流Ieも変化する。こ
のことから、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、
たとえば電子放出閾値Vthより小さい電圧を印加して
も電子放出は生じないが、電子放出閾値Vth以上の電
圧を印加する場合には表面伝導型電子放出素子から電子
ビームが出力される。その際、パルスの波高値Vmを変
化させることにより出力電子ビームの強度を制御するこ
とが可能である。また、パルスの幅Pwを変化させるこ
とにより出力される電子ビームの電荷の総量を制御する
ことが可能である。
As described with reference to FIG. 14, the surface conduction electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth (8 [V] in a surface conduction electron-emitting device of an embodiment described later), and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than the threshold Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold Vth, the emission current Ie also changes according to the change in the voltage as shown in the graph of FIG. From this, when applying a pulsed voltage to this element,
For example, when a voltage lower than the electron emission threshold Vth is applied, electron emission does not occur. However, when a voltage higher than the electron emission threshold Vth is applied, an electron beam is output from the surface conduction electron-emitting device. At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw.

【0137】従って、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1707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。
Accordingly, as a method of modulating the electron-emitting device in accordance with the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be employed. When performing the voltage modulation method, a circuit of the voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 1707. be able to.

【0138】また、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1707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 the pulse width modulation method is performed, the modulation signal generator 1707 generates a voltage pulse having a constant peak value and modulates the width of the voltage pulse appropriately according to input data. A pulse width modulation circuit can be used.

【0139】シフトレジスタ1704やラインメモリ1
705は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式の
ものでも採用できる。すなわち、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よいから
である。
The shift register 1704 and the line memory 1
Reference numeral 705 may be a digital signal type or an analog signal type. That is, the serial /
This is because parallel conversion and storage may be performed at a predetermined speed.

【0140】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路1706の出力信号DATAをデジタル信号
化する必要があるが、これには同期信号分離回路170
6の出力部にA/D変換器を設ければよい。これに関連
してラインメモリ115の出力信号がデジタル信号かア
ナログ信号かにより、変調信号発生器に用いられる回路
が若干異なったものとなる。すなわち、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1707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 synchronization signal separation circuit 1706 into a digital signal.
An A / D converter may be provided at the output unit 6. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator differs slightly depending on whether the output signal of the line memory 115 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 as the modulation signal generator 1707, and an amplification circuit and the like are added as necessary.

【0141】パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
1707には、例えば高速の発振器および発振器の出力
する波数を計数する計数器(カウンタ)および計数器の
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 1707 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparison between the output value of the counter and the output value of the memory. A circuit in which a comparator (comparator) is combined is used. If necessary, an amplifier for amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0142】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1707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、必要に応じてシフトレ
ベル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, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier can be used as the modulation signal generator 1707, and a shift level circuit and the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage controlled oscillator (VCO)
And, if necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0143】このような構成をとりうる本発明を適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Dx1乃至Dxm、Dy1乃至Dynを介して電圧を印加
することにより、電子放出が生じる。高圧端子Hvを介
してメタルバック1019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1018に衝突し、発光が生じて画像が形
成される。
In the image display apparatus to which the present invention can be applied, which has such a configuration, by applying a voltage to each of the electron-emitting devices via the terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn outside the container, the electron-emitting device can emit electrons. Occurs. Metal back 1019 or transparent electrode (not shown) via high voltage terminal Hv
To apply a high voltage to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 1018 and emit light to form an image.

【0144】ここで述べた画像表示装置の構成は、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るも
のではなく、PAL、SECAM方式など他、これらよ
り多数の走査線からなるTV信号(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 display apparatus described here is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the concept of the present invention. The input signal is described in the NTSC system. However, the input signal is not limited to the NTSC system, but may be a PAL or SECAM system or a TV signal (MUSE system or other high-definition TV) system including a larger number of scanning lines. Can also be adopted.

【0145】[0145]

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳述
する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0146】以下に述べる各実施例においては、マルチ
電子ビーム源として、前述した、電極間の導電性微粒子
膜に電子放出部を有するタイプのN×M個(N=307
2、M=1024)の表面伝導型電子放出素子を、M本
の行方向配線とN本の列方向配線とによりマトリクス配
線(図4および図15参照)したマルチ電子ビーム源を
用いた。 (実施例1)本実施例で用いる第1のスペーサを以下の
ように作製した。スペーササイズは40mm×4mm×
0.2mmとし、絶縁性基板として青板ガラスを用い、
これを洗剤、純水および有機溶剤により十分洗浄する
(図3(a))。
In each of the embodiments described below, as the multi-electron beam source, N × M (N = 307) of the above-described type having an electron emission portion in the conductive fine particle film between the electrodes is used.
A multi-electron beam source was used in which the surface conduction electron-emitting devices (2, M = 1024) were matrix-wired (see FIGS. 4 and 15) by M row-directional wirings and N column-directional wirings. (Example 1) A first spacer used in this example was manufactured as follows. Spacer size is 40mm x 4mm x
0.2 mm, using blue plate glass as the insulating substrate,
This is sufficiently washed with a detergent, pure water and an organic solvent (FIG. 3A).

【0147】まず、導電性薄膜は導電性を有するもので
あればどのようなものでもよいが、本実施例ではPtを
用いた。電子ビーム蒸着を用いて、膜厚が500nmに
なるまでスペーサの側面(40mm×4mmの面)の両
面を蒸着した(図3(b))。この時、高抵抗膜を成膜
する面は治具で覆い、Ptが回り込まないように成膜し
た。
First, any conductive thin film may be used as long as it has conductivity. In this embodiment, Pt is used. By using electron beam evaporation, both sides (40 mm × 4 mm) of the spacer were evaporated until the film thickness became 500 nm (FIG. 3B). At this time, the surface on which the high-resistance film was formed was covered with a jig, and the film was formed so that Pt did not flow around.

【0148】次に横の側面(4mm×0.2mmの面)
に高抵抗膜を成膜する。高抵抗膜にはSiO2−Crを
用いた。スパッタ装置内にPtを成膜したスペーサを横
の側面(4mm×0.2mm)が成膜できるようにセッ
トした。Ar圧力0.6Paのもとで、金属Crのター
ゲットに20Wの高周波電力を投入し、同時にターゲッ
トのSiO2に500Wの高周波電力を投入し、膜厚500
nmになるまでCrとSiO2の混合膜を成膜した。この
混合膜は体積比率でCrが45vol%、SiO2が5
5vol%の組成比,比抵抗1.5×103Ωcmとな
っている。この後、反対側の横の側面も同様に成膜し
た。
Next, the side surface (4 mm × 0.2 mm surface)
Then, a high resistance film is formed. SiO 2 -Cr was used for the high resistance film. A spacer on which Pt was formed was set in a sputtering apparatus so that a lateral side surface (4 mm × 0.2 mm) could be formed. Under an Ar pressure of 0.6 Pa, a high frequency power of 20 W is applied to the metal Cr target, and at the same time, a high frequency power of 500 W is applied to the target SiO 2 to obtain a film thickness of 500 μm.
A mixed film of Cr and SiO 2 was formed to a thickness of nm. This mixed film has a volume ratio of 45 vol% Cr and 5 vol% SiO 2.
The composition ratio is 5 vol% and the specific resistance is 1.5 × 10 3 Ωcm. Thereafter, a film was formed on the opposite side surface in the same manner.

【0149】このようにして4面を成膜したスペーサを
レーザーを用いてパターニングした。レーザーはYAG
Uレーザーを用いた(波長:第2高調波535nm、出力40m
W、50ミクロンスリット使用)。
The spacer on which the four surfaces were formed was patterned by using a laser. Laser is YAG
U laser (wavelength: second harmonic 535nm, output 40m)
W, using a 50 micron slit).

【0150】パターンは図3(d),(e)に示すよう
に分割された膜が平行になるように9分割し、電気的接
続が導電性膜→高抵抗膜→導電性膜→高抵抗膜→ …
となるようにレーザーを走査した。フェースプレートと
リアプレートに接続する両端の導電性薄膜は40mm×
0.225mmで、中の方の導電性薄膜の40mm×
0.45mmに比べて幅が狭くなっている。
As shown in FIGS. 3D and 3E, the pattern is divided into nine so that the divided films become parallel, and the electrical connection is made from a conductive film → a high resistance film → a conductive film → a high resistance. Membrane →…
The laser was scanned so that The conductive thin film on both ends connected to the face plate and the rear plate is 40 mm x
0.225 mm, 40 mm of the middle conductive thin film
The width is smaller than 0.45 mm.

【0151】これは、後述するフェースプレートやリア
プレートの電位をスペーサ接続部でできるだけ水平に保
つためである。レーザーによって除去された部分の幅は
約50μmで、導電性薄膜を成膜した面の下地ガラスの
露出面積の割合は、金属面の面積に対して約10%であ
る。
This is to keep the potential of the face plate and the rear plate described later as horizontal as possible at the spacer connection portion. The width of the portion removed by the laser is about 50 μm, and the ratio of the exposed area of the base glass on the surface on which the conductive thin film is formed is about 10% with respect to the area of the metal surface.

【0152】以上のようにして作製したスペーサ1つの
抵抗は約1.5×108Ωであった。次に、このアズデ
ポスペーサを大気中で500℃1時間のアニール処理を
した。アニール処理後のスペーサ抵抗は約2×109Ω
であった。なお、ここでいうスペーサ抵抗はスペーサ全
体の抵抗値である。
The resistance of one spacer manufactured as described above was about 1.5 × 10 8 Ω. Next, this as-deposited spacer was annealed at 500 ° C. for 1 hour in the air. Spacer resistance after annealing is about 2 × 10 9 Ω
Met. Here, the spacer resistance is a resistance value of the entire spacer.

【0153】次に、形成したスペーサを用いて図4に示
す表示パネルを作製した。以下、図4および図5を用い
て詳述する。まず、あらかじめ基板上に行方向配線電極
1013、列方向配線電極1014、電極間絶縁層(不
図示)、および表面伝導型電子放出素子の素子電極と導
電性薄膜を形成した基板1011を、リアプレート10
15に固定した。
Next, the display panel shown in FIG. 4 was manufactured using the formed spacer. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. First, a substrate 1011 on which a row direction wiring electrode 1013, a column direction wiring electrode 1014, an interelectrode insulating layer (not shown), an element electrode of a surface conduction electron-emitting device and a conductive thin film are formed in advance, is placed on a rear plate. 10
It was fixed to 15.

【0154】次に、ソーダライムガラスからなる絶縁性
部材1020aの表面のうち、気密容器内に露出する4
面に後述の導電性薄膜1020b及び高抵抗膜1020
cを成膜加工し、当接面に低抵抗膜1020dを形成し
たスペーサ1020(高さ4mm、板厚200μm、長
さ40mm)を基板1011の行方向配線1013上に
等間隔で、行方向配線1013と平行に固定した。
Next, the surface of the insulating member 1020a made of soda lime glass, which is exposed in the airtight container,
A conductive thin film 1020b and a high-resistance film 1020 to be described later
c, and a spacer 1020 (4 mm in height, 200 μm in thickness, 40 mm in length) having a low-resistance film 1020 d formed on the contact surface is arranged on the row-direction wiring 1013 of the substrate 1011 at equal intervals in the row-direction wiring. It was fixed parallel to 1013.

【0155】その後、基板1011の4mm上方に、内
面に蛍光膜1018とメタルバック1019が付設され
たフェースプレート1017を側壁1016を介し配置
し、リアプレー卜1015、フェースプレート101
7、側壁1016およびスペーサ1020の各接合部を
固定した。基板1011とリアプレート1015の接合
部、リアプレート1015と側壁1016の接合部、お
よびフェースプレート1017と側壁1016の接合部
は、フリットガラス(不図示)を塗布し、大気中で400
℃乃至500℃で10分以上焼成することで封着した。
Thereafter, a face plate 1017 having a fluorescent film 1018 and a metal back 1019 on its inner surface is disposed via a side wall 1016 4 mm above the substrate 1011, and the rear plate 1015 and the face plate 101
7. The joints of the side wall 1016 and the spacer 1020 were fixed. The joint between the substrate 1011 and the rear plate 1015, the joint between the rear plate 1015 and the side wall 1016, and the joint between the face plate 1017 and the side wall 1016 are coated with frit glass (not shown).
Sealing was performed by baking for 10 minutes or more at 500 to 500 ° C.

【0156】また、スペーサ1020は、基板1011
側では行方向配線1013(線幅300[μm])上に、フ
ェースプレート1017側ではメタルバック1019面
上に、導電性のフィラーあるいは金属等の導電材を混合
した導電性フリットガラス(不図示)を介して配置し、
上記気密容器の封着と同時に、大気中で400℃乃至500℃
で10分以上焼成することで、接着しかつ電気的な接続
も行った。
The spacer 1020 is provided on the substrate 1011.
A conductive frit glass (not shown) in which a conductive material such as a conductive filler or metal is mixed on the row direction wiring 1013 (line width 300 [μm]) on the side and on the metal back 1019 surface on the face plate 1017 side. Placed through,
400 ° C to 500 ° C in air at the same time as sealing the airtight container
By baking for 10 minutes or more, bonding and electrical connection were also performed.

【0157】なお、本実施例においては、蛍光膜101
8は、図7に示すように、各色蛍光体(R、G、B)が列
方向(Y方向)に延びるストライプ形状を採用し、黒色
の導電体1010は各色蛍光体(R、G、B)間だけでな
く、Y方向の各画素間をも分離するように配置された蛍
光膜が用いられ、スペーサ1020は、行方向(X方
向)に平行な黒色の導電体1010領域(線幅300[μ
m])内にメタルバック1019を介して配置された。
なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光体と基板10
11上に配置された各素子とを対応させなくてはいけな
いため、リアプレート1015、フェースプレート10
17およびスペーサ1020は十分な位置合わせを行っ
た。
In this embodiment, the fluorescent film 101 is used.
8 adopts a stripe shape in which each color phosphor (R, G, B) extends in the column direction (Y direction) as shown in FIG. 7, and a black conductor 1010 is used for each color phosphor (R, G, B). ), A phosphor film arranged so as to separate each pixel in the Y direction is used, and the spacer 1020 is provided in a black conductor 1010 region (line width 300) parallel to the row direction (X direction). [μ
m]) via a metal back 1019.
When performing the above-described sealing, the phosphors of each color and the substrate 10
11 must be associated with each element arranged on the rear plate 1015 and the face plate 10
17 and the spacer 1020 were sufficiently aligned.

【0158】以上のようにして完成した気密容器内を排
気管(不図示)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Dx1〜DxmとDy1〜Dynを通
じ、行方向配線電極1013および列方向配線電極10
14を介して各素子に給電して前述の通電フォーミング
処理と通電活性化処理を行うことによりマルチ電子ビー
ム源を製造した。
The inside of the airtight container completed as described above is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the airtight container is discharged through terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn outside the container. Direction wiring electrode 1013 and column direction wiring electrode 10
A multi-electron beam source was manufactured by supplying power to each element via the device 14 and performing the above-described energization forming process and energization activation process.

【0159】次に、10-6[Torr]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
(気密容器)の封止を行った。
Next, at a degree of vacuum of about 10 −6 [Torr], an exhaust pipe (not shown) was heated and welded by a gas burner to seal the envelope (airtight container).

【0160】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。
Finally, getter processing was performed to maintain the degree of vacuum after sealing.

【0161】以上のように完成した、図4および図5に
示されるような表示パネルを用いた画像表示装置におい
て、各冷陰極型電子放出素子(表面伝導型電子放出素
子)1012には、容器外端子Dx1〜Dxm、Dy1〜Dynを通
じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段より
それぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバ
ック1019には、高圧端子Hvを通じて高圧を印加す
ることにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜1018
に電子を衝突させ、各色蛍光体(図7のR、G、B)を励
起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧端子
Hvへの印加電圧Vaは3[kV]ないし10[k
V]、各配線1013、1014間への印加電圧Vfは
14[V]とした。このとき、スペーサ1020に近い
位置にある冷陰極型電子放出素子1012からの放出電
子による発光スポットも含め、2次元状に等間隔の発光
スポット列が形成され、経時的にも安定して鮮明で色再
現性のよいカラー画像表示ができた。このことは、スペ
ーサ1020を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよう
な電界の乱れは発生しなかったことを示している。 (実施例2)高抵抗膜にAl23−Cr膜を用いても実
施例1と同様なスペーサが作製できる。作製法はSiO
2−Crと同様で、Ar中のスパッタを用いた。組成比
をAl23が75vol%、Crが25vol%とする
ことで、スペーサ抵抗が2×109Ω(アニール処理後
の値)が得られた。
In the image display device using the display panel as shown in FIGS. 4 and 5 completed as described above, each cold cathode type electron-emitting device (surface conduction type electron-emitting device) 1012 has a container. By applying a scanning signal and a modulation signal from signal generation means (not shown) through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn, electrons are emitted, and a high voltage is applied to the metal back 1019 through the high voltage terminal Hv. The emitted electron beam is accelerated, and the fluorescent film 1018 is accelerated.
An image was displayed by causing electrons to collide with each other to excite and emit phosphors of each color (R, G, B in FIG. 7). The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3 [kV] to 10 [k].
V], and the applied voltage Vf between the wirings 1013 and 1014 was 14 [V]. At this time, a two-dimensional array of light-emitting spots including light-emitting spots generated by electrons emitted from the cold-cathode electron-emitting devices 1012 near the spacers 1020 is formed at two-dimensional intervals, and is stable and clear over time. A color image with good color reproducibility could be displayed. This indicates that even when the spacer 1020 was provided, no electric field disturbance affecting the electron trajectory occurred. (Example 2) The Al 2 O 3 -Cr film to a high-resistance film similar spacer can be produced as in Example 1 be used. Fabrication method is SiO
Similar to 2- Cr, sputtering in Ar was used. By setting the composition ratio to 75 vol% for Al 2 O 3 and 25 vol% for Cr, a spacer resistance of 2 × 10 9 Ω (value after annealing treatment) was obtained.

【0162】実施例1と同様に上記のスペーサを表示パ
ネルに組み込み、同じ製造方法で作製された画像表示装
置で画像表示を行ったところ、2次元状に等間隔の発光
スポット列が形成され、経時的にも安定して鮮明で色再
現性のよいカラー画像表示ができた。 (実施例3)高抵抗膜に金属と窒化物の混合物を用いた
場合について以下に示す。
When the above spacers were incorporated into a display panel in the same manner as in Example 1, and an image was displayed on an image display device manufactured by the same manufacturing method, two-dimensionally spaced light emitting spot arrays were formed. Clear and stable color images with good color reproducibility were obtained over time. (Embodiment 3) A case where a mixture of a metal and a nitride is used for a high resistance film will be described below.

【0163】スペーサの作製法は実施例1と同様で、導
電性薄膜にPt、高抵抗膜にはCr−Al−Nを用い
た。スパッタ装置内にPtを成膜したスペーサを横の側
面(4mm×0.2mm)が成膜できるようにセットし
た。CrおよびAlのターゲットを高周波で同時スパッ
タすることにより、Cr−Al合金窒化膜を形成した。
スパッタガスはAr:N2が7:3の混合ガスで全圧力
は4mTorrである。CrおよびAlのターゲットに加える
高周波電力を調整し、Crがおよそ20vol%で比抵
抗3×103Ωcmの高抵抗膜を得た。この後、反対側の横
の側面も同様に成膜した。パターニングは実施例1と同
様である。
The method of fabricating the spacers was the same as in Example 1, except that Pt was used for the conductive thin film and Cr-Al-N was used for the high-resistance film. A spacer on which Pt was formed was set in a sputtering apparatus so that a lateral side surface (4 mm × 0.2 mm) could be formed. A Cr—Al alloy nitride film was formed by simultaneously sputtering high frequency Cr and Al targets.
The sputtering gas is a mixed gas of Ar: N 2 of 7: 3 and the total pressure is 4 mTorr. The high-frequency power applied to the Cr and Al targets was adjusted to obtain a high-resistance film with a specific resistance of 3 × 10 3 Ωcm and a Cr content of about 20 vol%. Thereafter, a film was formed on the opposite side surface in the same manner. The patterning is the same as in the first embodiment.

【0164】以上のようにして作製したスペーサのスペ
ーサ抵抗は約3×108Ωであった。
The spacer resistance of the spacer manufactured as described above was about 3 × 10 8 Ω.

【0165】次に、このアズデポスペーサを大気中で5
00℃1時間のアニール処理をした。アニール処理後の
スペーサ抵抗は約4×109Ωであった。
Next, this as-deposited spacer was placed in air at 5
Annealing treatment was performed at 00 ° C. for 1 hour. The spacer resistance after the annealing was about 4 × 10 9 Ω.

【0166】実施例1と同様に上記のスペーサを表示パ
ネルに組み込み、同じ製造方法で作製された画像表示装
置で画像表示を行ったところ、2次元状に等間隔の発光
スポット列が形成され、経時的にも安定して鮮明で色再
現性のよいカラー画像表示ができた。 (比較例)比較例として、スペーサの側面(4mm×
0.2mmの面)に高抵抗膜を均一に成膜したものを用
いて画像表示装置を作製した例について示す。ガラス基
板としては青板ガラスを用い、高抵抗膜にはSiO2
Crを用い、青板ガラス基板上に直接成膜した。スパッ
タ装置内にスペーサを側面(4mm×0.2mm)が成
膜できるようにセットした。Ar圧力0.6Paのもと
で、金属Crのターゲットに12Wの高周波電力を投入
し、同時にターゲットのSiO2に500Wの高周波電
力を投入し、膜厚500nmになるまでCrとSiO2の混合
膜を成膜した。この混合膜の比抵抗は2×105Ωcm
で、体積比率でCrが35vol%、SiO2が65v
ol%の組成比となっている。この後、反対側の横の側
面も同様に成膜した。スペーサ抵抗はおよそ1×109
Ωである。
The above spacers were incorporated into a display panel in the same manner as in Example 1, and an image was displayed on an image display device manufactured by the same manufacturing method. As a result, two-dimensionally spaced light emitting spot arrays were formed. Clear and stable color images with good color reproducibility were obtained over time. (Comparative Example) As a comparative example, the side surface of the spacer (4 mm ×
An example in which an image display device is manufactured using a high-resistance film uniformly formed on a (0.2 mm surface) will be described. Blue glass is used as the glass substrate, and SiO 2
A film was formed directly on a blue glass substrate using Cr. The spacer was set in the sputtering apparatus so that the side surface (4 mm × 0.2 mm) could be formed into a film. At an Ar pressure of 0.6 Pa, a high-frequency power of 12 W is applied to the metal Cr target, and simultaneously a high-frequency power of 500 W is applied to the target SiO 2 , and a mixed film of Cr and SiO 2 until the film thickness becomes 500 nm. Was formed. The specific resistance of this mixed film is 2 × 10 5 Ωcm
35% by volume of Cr and 65% by volume of SiO 2
ol%. Thereafter, a film was formed on the opposite side surface in the same manner. Spacer resistance is about 1 × 10 9
Ω.

【0167】このようにして作製したスペーサを実施例
4と同様に表示パネルに配置、接続し、画像表示装置を
作製した。各端子に電圧を印加し、画像表示させたとこ
ろ、表示直後は2次元状に発光スポットが形成された
が、時間の経過とともにスペーサの片側に隣接する一部
のスポットがスペーサ側にやや吸い込まれる様子が部分
的に見られた。これは、青板ガラスからのアルカリ成分
の拡散によって、高抵抗膜の一部の抵抗が変化し、スペ
ーサ近傍の一部の電界が乱れたために生じたものと思わ
れる。
The spacer thus produced was arranged and connected to a display panel in the same manner as in Example 4, to produce an image display device. When a voltage was applied to each terminal and an image was displayed, immediately after the display, a two-dimensional light-emitting spot was formed, but with the passage of time, some spots adjacent to one side of the spacer were slightly sucked into the spacer side. The situation was partially seen. This is probably because the diffusion of the alkali component from the blue plate glass changed the resistance of a part of the high-resistance film, and the electric field in the vicinity of the spacer was disturbed.

【0168】[0168]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導電性膜を分割し、その構造でスペーサ表面の抵抗分布
を制御することでスペーサ近傍の電界を制御した。すな
わち、スペーサに水平な方向の電位は(高圧電界とは直
行)は導電性薄膜を用いることで等電位性を向上させ、
垂直方向の電界(高圧電界方向)は抵抗膜(高抵抗膜)
を分割することで等電界を維持した。よって、スペーサ
の抵抗分布は導電性膜の抵抗変化(経時やプロセスによ
る)の影響を受け難く、安定した電界制御が可能とな
り、電子ビーム軌道も安定する。また、スペーサ両面の
リアプレートからの高さにおける電位を同じにすること
ができるので、スペーサ両面の除電に差が生じにくくで
きる。さらに、導電性膜については材料依存が小さいの
で、材料の選択の幅が広がる。
As described above, according to the present invention,
The electric field near the spacer was controlled by dividing the conductive film and controlling the resistance distribution on the spacer surface with the structure. In other words, the potential in the direction horizontal to the spacer (perpendicular to the high-voltage electric field) improves the equipotential by using a conductive thin film,
The vertical electric field (high-voltage electric field direction) is a resistive film (high resistance film)
, The isoelectric field was maintained. Therefore, the resistance distribution of the spacer is hardly affected by a change in resistance of the conductive film (depending on time or process), stable electric field control is possible, and the electron beam orbit is stabilized. Further, since the electric potential at the height from the rear plate on both surfaces of the spacer can be made the same, a difference can be hardly generated in the charge elimination on both surfaces of the spacer. Further, since the conductive film is less dependent on the material, the range of material selection is widened.

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

【図1】本発明に用いるスペーサの一構成例の概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one configuration example of a spacer used in the present invention.

【図2】帯電防止導電性薄膜と高抵抗薄膜との接続を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a connection between an antistatic conductive thin film and a high-resistance thin film.

【図3】本発明に用いるスペーサの製造方法の概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view of a method of manufacturing a spacer used in the present invention.

【図4】本発明の実施例である画像表示装置の、表示パ
ネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of an image display device according to an embodiment of the present invention, in which a part of a display panel is cut away.

【図5】本発明の実施例である表示パネルのA−A’断
面図である
FIG. 5 is a sectional view taken along line AA ′ of the display panel according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の画像表示装置のスペーサの断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view of a spacer of the image display device of the present invention.

【図7】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を
例示した平面図である。
FIG. 7 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of the display panel.

【図8】(a)は実施例で用いた平面型の表面伝導型電
子放出素子の平面図、(b)はその断面図である。
FIG. 8A is a plan view of a planar surface conduction electron-emitting device used in an example, and FIG. 8B is a cross-sectional view thereof.

【図9】平面型の表面伝導型電子放出素子の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the flat surface conduction electron-emitting device.

【図10】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形図
である。
FIG. 10 is a waveform diagram of an applied voltage in the energization forming process.

【図11】(a)は通電活性化処理の際の印加電圧波形
を示す図、(b)は放出電流Ieの変化を示す図であ
る。
11A is a diagram showing an applied voltage waveform at the time of energization activation processing, and FIG. 11B is a diagram showing a change in emission current Ie.

【図12】実施例で用いた垂直型の表面伝導型電子放出
素子の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device used in an example.

【図13】垂直型の表面伝導型電子放出素子の製造工程
を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a manufacturing process of the vertical surface conduction electron-emitting device.

【図14】実施例で用いた表面伝導型電子放出素子の典
型的な特性を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing typical characteristics of a surface conduction electron-emitting device used in Examples.

【図15】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
平面図である。
FIG. 15 is a plan view of a substrate of the multi-electron beam source used in the example.

【図16】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
一部断面図である。
FIG. 16 is a partial cross-sectional view of the substrate of the multi-electron beam source used in the example.

【図17】本発明の実施例である画像表示装置の駆動回
路の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drive circuit of an image display device according to an embodiment of the present invention.

【図18】従来の表面伝導型電子放出素子の一例を示す
平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing an example of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図19】従来のFE型電子放出素子の一例を示す断面
図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional FE-type electron-emitting device.

【図20】従来のMIM型電子放出素子の一例を示す断
面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of a conventional MIM type electron-emitting device.

【図21】画像表示装置の表示パネルの一部を切り欠い
て示した斜視図である。
FIG. 21 is a perspective view in which a part of a display panel of the image display device is cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性部材 2 帯電防止導電性薄膜 3 高抵抗膜 1011 基板 1012 冷陰極型電子放出素子 1013 行方向配線電極 1014 列方向配線電極 1015 リアプレー卜 1016 側壁 1017 フェースプレート 1018 蛍光膜 1019 メタルバック 1020 スペーサ 1020a 絶縁性部材 1020b 高抵抗膜 1020c 導電膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating member 2 Antistatic conductive thin film 3 High resistance film 1011 Substrate 1012 Cold cathode type electron-emitting device 1013 Row direction wiring electrode 1014 Column direction wiring electrode 1015 Rear plate 1016 Side wall 1017 Face plate 1018 Fluorescent film 1019 Metal back 1020 Spacer 1020a Insulating member 1020b High resistance film 1020c Conductive film

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子放出素子を形成した第1の基板と該
電子放出素子から放出された電子が照射される第2の基
板とをスペーサを介して対向させてなる電子線装置にお
いて、 前記スペーサは、絶縁面上に、前記第1及び第2の基板
間の空間に生じた電界の方向に対して略直角な方向に電
気的に分割されて形成された複数の導電性膜と、各導電
性膜が直列接続されるように隣接する導電性膜の両端部
を交互に接続する、比抵抗が108Ωcm以下の抵抗膜
と、を有するスペーサであることを特徴とする電子線装
置。
1. An electron beam apparatus comprising: a first substrate on which an electron-emitting device is formed; and a second substrate to which electrons emitted from the electron-emitting device are irradiated. A plurality of conductive films formed on an insulating surface by being electrically divided in a direction substantially perpendicular to a direction of an electric field generated in a space between the first and second substrates; An electron beam apparatus comprising: a spacer having a resistive film having a specific resistance of 10 8 Ωcm or less, which alternately connects both ends of adjacent conductive films so that conductive films are connected in series.
【請求項2】 前記複数の導電性膜と前記抵抗膜とは異
なる面内に形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の電子線装置。
2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the plurality of conductive films and the resistance film are formed in different planes.
【請求項3】 前記複数の導電性膜の全面積に対する、
それぞれの導電性膜を分離する領域の全面積の割合が1
割以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載の電子線装置。
3. The method according to claim 1, wherein the total area of the plurality of conductive films is
The ratio of the total area of the region separating each conductive film is 1
The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the electron beam apparatus is equal to or less than a percentage.
【請求項4】 各導電性膜が互いに平行であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれかの請求項に記載の電子
線装置。
4. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the conductive films are parallel to each other.
【請求項5】 前記抵抗膜が金属と酸化物の混合物ある
いは金属と窒化物の混合物であることを特徴とする請求
項1〜4のいずれかの請求項に記載の電子線装置。
5. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the resistance film is a mixture of a metal and an oxide or a mixture of a metal and a nitride.
【請求項6】 前記電子放出素子は冷陰極型電子放出素
子であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの請
求項に記載の電子線装置。
6. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein said electron-emitting device is a cold cathode type electron-emitting device.
【請求項7】 前記冷陰極型電子放出素子が表面伝導型
電子放出素子であることを特徴とする請求項6に記載の
電子線装置。
7. The electron beam apparatus according to claim 6, wherein said cold cathode type electron-emitting device is a surface conduction type electron-emitting device.
【請求項8】 電子放出素子を形成した第1の基板と画
像形成部材を形成した第2の基板とをスペーサを介して
対向させてなり、前記第1及び第2の基板間の空間に生
じた電界により、前記電子放出素子から放出された電子
が前記画像形成部材に入射する画像形成装置において、 前記スペーサは、絶縁面上に、前記第1及び第2の基板
間に生じた電界の方向に対して略直角な方向に電気的に
分割されて形成された複数の導電性膜と、各導電性膜が
直列接続されるように隣接する導電性膜の両端部を交互
に接続する、比抵抗が108Ωcm以下の抵抗膜と、を
有するスペーサであることを特徴とする画像形成装置。
8. A first substrate on which an electron-emitting device is formed and a second substrate on which an image forming member is formed are opposed to each other via a spacer, and are formed in a space between the first and second substrates. In the image forming apparatus in which electrons emitted from the electron-emitting devices are incident on the image forming member due to the applied electric field, the direction of the electric field generated between the first and second substrates is on an insulating surface. A plurality of conductive films formed by being electrically divided in a direction substantially perpendicular to the conductive film, and alternately connecting both ends of adjacent conductive films so that the conductive films are connected in series. An image forming apparatus comprising: a spacer having a resistance film having a resistance of 10 8 Ωcm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007027025A (en) * 2005-07-21 2007-02-01 Sony Corp Flat display device, spacer, and manufacturing method of the same
JP2008041422A (en) * 2006-08-07 2008-02-21 Sony Corp Flat type display apparatus and spacer

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