JP2000123764A - Image forming device using electron emitting element - Google Patents

Image forming device using electron emitting element

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JP2000123764A
JP2000123764A JP29570398A JP29570398A JP2000123764A JP 2000123764 A JP2000123764 A JP 2000123764A JP 29570398 A JP29570398 A JP 29570398A JP 29570398 A JP29570398 A JP 29570398A JP 2000123764 A JP2000123764 A JP 2000123764A
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JP
Japan
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electron
voltage
substrate
emitting device
surface conduction
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Application number
JP29570398A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Mogi
聡史 茂木
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize the orbit of an electron beam by preventing the center of a luminescent spot by the radiation of the electron beam on a phosphor target from being located in the normal line direction of the insulation face on an electron substrate. SOLUTION: The drift quantity ΔX1 to the tip section of a luminescent spot 78, the drift quantity ΔX2 to the tail section of the luminescent spot 78 and the size in the direction Y of an electron beam spot on an image forming member face can be expressed by parameters of Va, Vf and H based on the study of the shape and size of the luminescent spot 78 and the position drift in the direction X from the vertical above of an electron emission section 74 (Va is an electron accelerating power supply, Vf is an element driving power supply and H is the distance of an electron source substrate). When Vf, Va and H are properly selected or the electron source substrate is formed so that the coordinates ΔX of the center of the obtained base point are not located in the normal line direction of the insulation face of the electron source substrate, the disturbance of an image or the deterioration of an element caused by an electric discharge can be prevented. The orbit of an electron beam can be stabilized by properly determining Va, Vf, H or the structure of the electron source substrate.

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、多数個の表面伝導
型電子放出素子を備える電子源を用いた、画像表示装置
などの画像形成装置に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image forming apparatus such as an image display apparatus using an electron source having a plurality of surface conduction electron-emitting devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては、大別
して、熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子とを用いた
2種類のものが知られている。特に、冷陰極電子放出素
子には電界放出型(以下、「FE型」という)、金属/
絶縁層/金属型(以下、「MIM型」という)や表面伝
導型電子放出素子などがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices using a thermionic electron-emitting device and a cold-cathode electron-emitting device have been known. In particular, cold-cathode electron-emitting devices include a field emission type (hereinafter, referred to as an “FE type”),
There are an insulating layer / metal type (hereinafter, referred to as “MIM type”) and a surface conduction electron-emitting device.

【0003】FE型の例としては、W.P.Dyke
& W.W.Dolan,“Field emissi
on”,Advance in Electron P
hysics,8,89(1956)あるいはC.A.
Spindt,“PHYSICAL Properti
es of thin−film field emi
ssion cathodes with molyb
denium cones”,J.Appl.Phy
s.,47,5248(1976)などに開示されたも
のが知られている。
[0003] As an example of the FE type, W. P. Dyke
& W. W. Dolan, "Field emissi
on ", Advance in Electron P
physics, 8, 89 (1956) or C.I. A.
Spindt, “PHYSICAL Propertyi
es of thin-film field emi
session cathodes with mollyb
denium cones ", J. Appl. Phys.
s. , 47, 5248 (1976).

【0004】また、MIM型の例としては、C.A.M
ead“Operation ofTunnel−Em
ission Devices”,J.Apply.P
hys.,32,646(1961)などに開示された
ものが知られている。
As an example of the MIM type, C.I. A. M
ead “Operation of Tunnel-Em
issue Devices ", J. Apply. P.
hys. , 32, 646 (1961).

【0005】更に、表面伝導型電子放出素子型の例とし
ては、M.I.Elinson,Recio Eng.
Electron Phys.,10,1290,(1
965)などに開示されたものがある。
Further, as an example of the surface conduction type electron-emitting device type, M.S. I. Elinson, Recio Eng.
Electron Phys. , 10, 1290, (1
965).

【0006】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、前記エリンソンな
どによるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるも
の[G.Dittmer:“Thin SolidFi
lms”,9,317(1972)]、In2 3 /S
nO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and
C.G.Fonstad:“IEEE Trans.
ED Conf.”519(1975)]、カーボン薄
膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第1号、
22頁(1983)]などが報告されている。
[0006] The surface conduction electron-emitting device utilizes the phenomenon that electron emission occurs when a current flows through a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson and the like and a device using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin SolidFi
lms ", 9,317 (1972)] , In 2 O 3 / S
nO 2 thin film [M. Hartwell and
C. G. FIG. Fonstad: "IEEE Trans.
ED Conf. "519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1,
22 (1983)].

【0007】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、前述のM.ハートウェルの素子構成を図1
に模式的に示す。図1において、符号1は基板であり、
4は導電性薄膜で、H型形状のパターンに、スパッタで
形成された金属酸化物薄膜などからなり、後述の通電フ
ォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部5が形
成される。なお、図中の素子電極間隔Lは、0.5〜1
mm、Wは0.1mmで設定されている。
As a typical example of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M.P. Figure 1 shows the device configuration of Hartwell
Is shown schematically in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate,
Reference numeral 4 denotes a conductive thin film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering in an H-shaped pattern, and the electron emission portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later. Note that the element electrode interval L in the figure is 0.5 to 1
mm and W are set to 0.1 mm.

【0008】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に、導電性薄膜4に、予
め、通電フォーミングと呼ばれる通電処理を行って、電
子放出部5を形成するのが一般的であった。即ち、通電
フォーミングとは、前記導電性薄膜4の両端に直流電圧
あるいは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば、1V/
分程度を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形
もしくは変質させ、電気的に高抵抗な状態にした電子放
出部5を形成することである。なお、電子放出部5と
は、亀裂を発生した導電性薄膜4の一部であって、その
亀裂付近から電子放出を行われる。このような通電フォ
ーミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、上述の
導電性薄膜4に電圧を印加し、素子に電流を流すことに
より、前記電子放出部5より電子を放出させるものであ
る。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, an electron-emitting portion 5 is formed by performing an energization process called energization forming on the conductive thin film 4 before performing electron emission. Was common. That is, the energization forming means a DC voltage or a very slowly increasing voltage, for example, 1 V /
This means that the conductive thin film is locally destroyed, deformed or deteriorated by applying a current for about a minute to form the electron emitting portion 5 in an electrically high resistance state. Note that the electron-emitting portion 5 is a part of the conductive thin film 4 in which a crack has occurred, and emits electrons from the vicinity of the crack. The surface conduction type electron-emitting device that has been subjected to such an energization forming process is one in which a voltage is applied to the above-described conductive thin film 4 and a current is caused to flow through the device to cause the electron-emitting portion 5 to emit electrons.

【0009】上述の表面伝導型電子放出素子は、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、
多数素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特
徴を生かせるような、いろいろな応用が研究されてい
る。例えば、荷電ビーム源、表示装置などがあげられ
る。特に、画像表示装置などの画像形成装置において
は、近年、液晶を用いた平板型表示装置が、CRTに代
わって普及してきたが、自発光型でないため、バックラ
イトを持たなければならないなどの問題点があり、自発
光型の表示装置の開発が望まれてきた。この点、自発光
型表示装置としては、上述の、表面伝導型電子放出素子
を多数配置した電子源と、この電子源より放出された電
子によって可視光を発光させる蛍光体とを組み合わせ
た、所謂、画像表示装置である画像形成装置が有利であ
る(例えば、米国特許第5,066,883号明細書を
参照)。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture.
There is an advantage that a large number of elements can be arranged and formed. Therefore, various applications that can take advantage of this feature are being studied. For example, there are a charged beam source and a display device. In particular, in an image forming apparatus such as an image display apparatus, a flat panel display apparatus using a liquid crystal has been widely used in place of a CRT in recent years. However, since it is not a self-luminous type, it is necessary to have a backlight. Therefore, development of a self-luminous display device has been desired. In this regard, a self-luminous display device is a combination of the above-described electron source having a large number of surface conduction electron-emitting devices and a phosphor that emits visible light by electrons emitted from the electron source. An image forming apparatus which is an image display apparatus is advantageous (see, for example, US Pat. No. 5,066,883).

【0010】図7は、表面伝導型電子放出素子を用いた
画像形成装置の基本構成図である。図7において、符号
21は電子放出素子を作成した電子源基板、31は電子
源基板21を固定したリアプレート、36はガラス基板
33の内面に蛍光膜34やメタルバック35などが形成
されたフェースプレートであり、更に、32は支持枠で
あって、リアプレートとフェースプレートは、距離Hを
隔てて、外囲器37を構成する。また、図7において、
符号24は図1における電子放出部に相当し、また、符
号22、23は表面伝導型電子放出素子の一対の素子電
極と接続されたX方向配線およびY方向配線である。
FIG. 7 is a basic configuration diagram of an image forming apparatus using a surface conduction electron-emitting device. 7, reference numeral 21 denotes an electron source substrate on which an electron-emitting device is formed, 31 denotes a rear plate to which the electron source substrate 21 is fixed, and 36 denotes a face on which a fluorescent film 34 and a metal back 35 are formed on the inner surface of a glass substrate 33. Reference numeral 32 denotes a support frame, and the rear plate and the face plate constitute an envelope 37 at a distance H. Also, in FIG.
Reference numeral 24 corresponds to the electron-emitting portion in FIG. 1, and reference numerals 22 and 23 are X-direction wiring and Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0011】前記画像形成装置において、メタルバック
35に加速電圧Vaを印加し、同時に電極2、3間に所
定の電圧Vfを印加すれば、電子放出部24から電子ビ
ームが放出され、蛍光体ターゲットが発光する。
In the above-described image forming apparatus, when an acceleration voltage Va is applied to the metal back 35 and a predetermined voltage Vf is applied between the electrodes 2 and 3 at the same time, an electron beam is emitted from the electron emission portion 24 and the phosphor target Emits light.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面伝
導型電子放出素子を用いた画像形成装置の場合、電子ビ
ームの軌道が、必ずしも安定ではなく、蛍光体の発光ス
ポットの形状が変化するために、表示画像の品位が低下
し、不都合であった。これは、表面伝導型電子放出素子
の設けられた絶縁性基板1の電位が不安定であり、電子
ビームがその影響を受けるためである。
However, in the case of an image forming apparatus using a surface conduction electron-emitting device, the trajectory of the electron beam is not always stable, and the shape of the luminescent spot of the phosphor changes. The quality of the displayed image deteriorates, which is inconvenient. This is because the potential of the insulating substrate 1 provided with the surface conduction electron-emitting device is unstable, and the electron beam is affected by the unstable potential.

【0013】この電位の不安定性の原因については、未
だ不明な点はあるが、表面伝導型電子放出素子から放出
された電子による帯電、あるいは、表面伝導型電子放出
素子を構成する部材から発生したイオンによる帯電など
が原因と考えられている。この問題を解決するために、
電子放出素子周辺の絶縁基板表面に、表面電位を規定す
る電位規定手段を設けて、基板表面の電位を安定させ、
電子ビームの軌道を安定させる方法が既に提案されてい
る(特開平1−283735号公報を参照)。
Although the cause of the potential instability is still unknown, it is caused by charging by electrons emitted from the surface conduction electron-emitting device, or generated by members constituting the surface conduction electron-emitting device. It is considered that the charge is caused by ions. to solve this problem,
On the insulating substrate surface around the electron-emitting device, a potential regulating means for regulating the surface potential is provided to stabilize the potential of the substrate surface,
A method for stabilizing the trajectory of an electron beam has already been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-283735).

【0014】しかし、表面伝導型電子放出素子を多数配
置した電子源基板を用いた画像形成装置の場合、配線間
の絶縁の維持、あるいは、大面積に形成することによる
製造技術上の位置精度の限界から、絶縁面の全面に電位
規定手段を設けることは、事実上、困難であった。この
ため、電子源基板上で絶縁面の露出が避けられず、電子
ビームの軌道が不安定となることがあった。
However, in the case of an image forming apparatus using an electron source substrate on which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, insulation between wirings is maintained, or positional accuracy in manufacturing technology is increased by forming the wiring in a large area. From the limit, it was practically difficult to provide the potential regulating means on the entire insulating surface. For this reason, exposure of the insulating surface on the electron source substrate is unavoidable, and the trajectory of the electron beam may become unstable.

【0015】また、フェースプレートに電子が照射され
ると、フェースプレートに吸着していた不純物分子によ
るガス放出・イオン化によって、正にイオン化した分子
が電子加速用電源Vaによる電界中で、法線方向に加速
される。この正イオンが電子源基板上の絶縁面を帯電さ
せることが観測されている。この帯電量は、フェースプ
レートの電子照射位置の法線方向の絶縁面上で著しく大
きく、この位置からの距離によって急激に減少する。電
子照射によるフェースプレート上の輝点が電子放出部の
法線方向近傍に位置すれば、その法線方向の電子源基板
上は、電極や電子放出部形成用薄膜などの導電性材料で
被覆されているため、電子源基板の帯電が抑えられる。
When the face plate is irradiated with electrons, the positively ionized molecules are released in the electric field by the electron acceleration power supply Va due to gas release and ionization by the impurity molecules adsorbed on the face plate. Accelerated. It has been observed that the positive ions charge the insulating surface on the electron source substrate. This charge amount is extremely large on the insulating surface in the direction normal to the electron irradiation position of the face plate, and rapidly decreases depending on the distance from this position. If the bright spot on the face plate due to the electron irradiation is located near the normal direction of the electron emitting portion, the electron source substrate in the normal direction is covered with a conductive material such as an electrode or a thin film for forming the electron emitting portion. Therefore, charging of the electron source substrate is suppressed.

【0016】しかしながら、表面伝導型電子放出素子に
おいては、電位加速用電源Vaによる電界が、素子駆動
用電源Vfによる電界で歪められるために、フェースプ
レート上の電子の照射位置が電子放出部の法線方向に形
成されない。従って、電子照射による輝点の位置が、電
子源基板の絶縁面の法線方向に位置すると、絶縁面の帯
電が著しくなり、電子ビームの軌道が不安定となる。特
に、薄型の画像形成装置においては、フェースプレート
と電子源基板の距離Hが著しく接近しているため、帯電
による電位上昇が著しく、最悪の場合、放電によって素
子の劣化をもたらしていた。
However, in the surface conduction electron-emitting device, the electric field generated by the potential accelerating power supply Va is distorted by the electric field generated by the device driving power supply Vf. Not formed in the line direction. Therefore, if the position of the luminescent spot due to electron irradiation is located in the normal direction of the insulating surface of the electron source substrate, the charging of the insulating surface becomes remarkable, and the trajectory of the electron beam becomes unstable. Particularly, in a thin image forming apparatus, since the distance H between the face plate and the electron source substrate is extremely close, the potential rise due to charging is remarkable, and in the worst case, the element is deteriorated by the discharge.

【0017】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、電子照射によるフェー
スプレート上の輝点位置がVa、Vf、Hによって決定
されることに着目して、電子ビームの軌道を安定した画
像形成装置を提供しようとするものである。
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and an object thereof is to focus on the fact that the position of a luminescent spot on a face plate by electron irradiation is determined by Va, Vf, and H. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus having a stable electron beam trajectory.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
基板上に設けられた複数の表面伝導型電子放出素子を有
する電子源基板と、該表面伝導型電子放出素子からの電
子ビームの照射を受ける対向する蛍光体ターゲットを有
するフェースプレートからなる画像形成装置において、
該蛍光体ターゲット上の該電子ビームの照射による輝点
の輝度中心が、該基板上の絶縁面の法線方向に位置しな
いことを特徴とする。
Therefore, in the present invention,
1. An image forming apparatus comprising: an electron source substrate having a plurality of surface conduction electron-emitting devices provided on a substrate; and a face plate having opposing phosphor targets to be irradiated with electron beams from the surface conduction electron-emitting devices. At
The luminance center of a luminescent spot on the phosphor target due to the irradiation of the electron beam is not located in a direction normal to an insulating surface on the substrate.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を具体的に説明する。図1は本発明を適
用可能な表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式図で
あり、図1の(a)は平面図、(b)は断面図である。
図1において、符号1は基板、2と3は素子電極、4は
導電性薄膜、5は電子放出部である。なお、基板1とし
ては、石英ガラス、Naなどの不純物含有量を減少した
ガラス、青板ガラス、青板ガラスにスパッタ法などによ
って形成した、SiO2 を積層したガラス基板、アルミ
ナなどのセラミックス、および、Si基板などを用いる
ことができる。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied. FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b) is a cross-sectional view.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate, 2 and 3 denote device electrodes, 4 denotes a conductive thin film, and 5 denotes an electron emitting portion. The substrate 1 is made of quartz glass, glass having a reduced impurity content such as Na, blue plate glass, a glass substrate formed by laminating SiO 2 on a blue plate glass by sputtering, ceramics such as alumina, and Si. A substrate or the like can be used.

【0020】また、対向する素子電極2、3の材料とし
ては、一般的な導体材料を用いることができる。これ
は、例えば、Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、T
i、Al、Cu、Pdなどの金属あるいはその合金、お
よび、Pd、Ag、Au、RuO 2 、Pd−Agなどの
金属あるいはその金属酸化物とガラスなどから構成され
る印刷導体、In2 3 −SnO2 などの透明導電体お
よびポリシリコンなどの半導体材料などから適宜選択す
ることができる。
The material of the opposing device electrodes 2 and 3 is
In this case, a general conductor material can be used. this
Is, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, T
metals such as i, Al, Cu, Pd or alloys thereof, and
And Pd, Ag, Au, RuO Two, Pd-Ag, etc.
Consists of metal or its metal oxide and glass
Printed conductor, InTwoOThree-SnOTwoSuch as transparent conductors
And semiconductor materials such as polysilicon.
Can be

【0021】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
薄膜4の形状などは、応用される形態などを考慮して設
計される。素子電極間隔Lは、好ましくは、数百nmか
ら数百μmの範囲とすることができ、より好ましくは、
数μmから数十μmの範囲とすることができる。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 4, and the like are designed in consideration of the form to be applied. The element electrode interval L can be preferably in the range of several hundred nm to several hundred μm, more preferably,
It can be in the range of several μm to several tens μm.

【0022】素子電極長さWは、電極の抵抗値、電子放
出特性を考慮して、数μmから数百μmの範囲とするこ
とができる。また、素子電極2、3の膜厚dは、数十n
mから数μmの範囲とすることができる。なお、図1に
示した構成だけでなく、基板1上に、導電性薄膜4、対
向する素子電極2、3の順に積層した構成とすることも
できる。
The length W of the device electrode can be in the range of several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics. The film thickness d of the device electrodes 2 and 3 is several tens n.
m to several μm. In addition, not only the configuration shown in FIG. 1 but also a configuration in which the conductive thin film 4 and the opposing element electrodes 2 and 3 are laminated on the substrate 1 in this order.

【0023】導電性薄膜4には、良好な電子放出特性を
得るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが
好ましい。その膜厚は、素子電極2、3へのステップカ
バレージ、素子電極2、3間の抵抗値、および、後述す
るフォーミング条件などを考慮して適宜設定されるが、
通常は、0.1nmの数倍から数百nmの範囲とするの
が好ましく、より好ましくは、1nmより50nmの範
囲とするのが良い。その抵抗値は、Rsが102から1
07Ω/□の値である。なおRsは、厚さがt、幅がw
で、長さがlの薄膜の抵抗Rを、R=Rs(l/w)と
した時、現れる量である。ここでは、フォーミング処理
について、通電処理を事例に挙げて説明しているが、こ
のフォーミング処理は、これに限られるものではなく、
膜に亀裂を生じさせて、高抵抗状態を形成するための処
理を包含するものである。
As the conductive thin film 4, a fine particle film composed of fine particles is preferably used in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of the step coverage to the device electrodes 2 and 3, the resistance value between the device electrodes 2 and 3, the forming conditions described later, and the like.
Usually, it is preferably in the range of several times 0.1 nm to several hundred nm, more preferably in the range of 1 nm to 50 nm. The resistance value of Rs is 102 to 1
It is a value of 07Ω / □. Rs has a thickness t and a width w.
This is the amount that appears when the resistance R of the thin film having a length of 1 is R = Rs (l / w). Here, the forming process has been described using the energizing process as an example, but the forming process is not limited to this.
It includes a process for forming a high resistance state by causing a crack in the film.

【0024】導電性薄膜4を構成する材料はPd、P
t、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、F
e、Zn、Sn、Ta、W、Pdなどの金属、PdO、
SnO2、In2 3 、PbO、Sb2 3 などの酸化
物、HfB2 、ZrB2 、LaB 6 、CeB6 、Y
4 、GdB4 などの硼化物、TiC、ZrC、Hf
C、Ta、C、SiC、WCなどの炭化物、TiN、Z
rN、HfNなどの窒化物、Si、Geなどの半導体、
カーボンなどの中から適宜選択される。
The material constituting the conductive thin film 4 is Pd, P
t, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
e, Zn, Sn, Ta, W, Pd and other metals, PdO,
SnOTwo, InTwoOThree, PbO, SbTwoOThreeSuch as oxidation
Object, HfBTwo, ZrBTwo, LaB 6, CeB6, Y
BFour, GdBFourBoride such as TiC, ZrC, Hf
Carbides such as C, Ta, C, SiC, WC, TiN, Z
nitrides such as rN and HfN, semiconductors such as Si and Ge,
It is appropriately selected from carbon and the like.

【0025】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態、あるいは、微粒子が互いに隣接ある
いは重なり合った状態(いくつかの微粒子が集合し、全
体として島状構造を形成している場合も含む)を成して
いる。微粒子の粒径は、0.1nmの数倍から数百nm
の範囲、好ましくは、1nmから20nmの範囲であ
る。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure in a state in which the fine particles are individually dispersed or arranged, or in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (some fine particles). Gather together to form an island-like structure as a whole). The particle size of the fine particles is from several times 0.1 nm to several hundred nm.
, Preferably in the range of 1 nm to 20 nm.

【0026】なお、ここでは頻繁に「微粒子」という言
葉を用いるので、その意味について説明する。即ち、小
さな粒子を「微粒子」と呼び、これよりも小さなものを
「超微粒子」と呼ぶ。そして、「超微粒子」よりも更に
小さく、原子の数が数百個程度以下のものを「クラスタ
ー」と呼ぶことは一般に広く行われている。
Here, since the word "fine particles" is frequently used, its meaning will be described. That is, small particles are called “fine particles”, and smaller ones are called “ultra fine particles”. In general, it is widely known that a particle having a size smaller than that of the “ultra-fine particles” and having a number of atoms of about several hundreds or less is referred to as a “cluster”.

【0027】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どのような性質に注目して分類するかによ
り、異なるものとなる。また「微粒子」と「超微粒子」
を一括して「微粒子」と呼ぶ場合もあり、ここでの記述
は、これに沿ったものである。これを詳述すると、「実
験物理学講座14 表面・微粒子」(木下是雄 編、共
立出版 1986年9月1日発行)では次のように記述
されている。即ち、「本稿で微粒子と言うときには、そ
の直径が大体2〜3μm程度から10nm程度までと
し、特に、超微粒子というときは、粒径が10nm程度
から2〜3nm程度までを意味することにする。両者を
一括して、単に微粒子と書くこともあって、けっして厳
密なものではなく、だいたいの目安である。粒子を構成
する原子の数が2個から数十〜数百個程度の場合は、ク
ラスターと呼ぶ。」(195ページ22〜26行目)と
記述されている。
However, the boundaries are not strict and differ depending on what kind of property is focused on. Also, “fine particles” and “ultra fine particles”
May be collectively referred to as “fine particles”, and the description herein is in line with this. This is described in detail in "Experimental Physics Course 14: Surfaces and Particles" (edited by Yoshio Kinoshita, published by Kyoritsu Shuppan, September 1, 1986). In other words, "the term" fine particles "used herein means a diameter of about 2 to 3 μm to about 10 nm, and especially the term" ultrafine particles "means a particle size of about 10 nm to about 2 to 3 nm. Since both are collectively written as particles, they are not exact and are only a rough guide.If the number of atoms constituting a particle is from 2 to several tens to several hundreds, It is referred to as a cluster. "(Pages 195 to 226).

【0028】更に付言すると、新技術開発事業団の“林
・超微粒子プロジェクト”での「超微粒子」の定義で
は、粒径の下限が更に小さく規定され、次のようなもの
であった。即ち、「創造科学技術推進制度の“超微粒子
プロジェクト”(1981〜1986)では、粒子の大
きさ(径)が、およそ1〜100nmの範囲のものを
“超微粒子”(ultra fine particl
e)と呼ぶことにした。すると、1個の超微粒子はおよ
そ100〜108個くらいの原子の集合体ということに
なる。原子の尺度でみれば、超微粒子は大〜巨大粒子で
ある。」(「超微粒子−創造科学技術−」林主税、上田
良二、田崎明 編;三田出版 1988年2ページ1〜
4行目)「超微粒子よりさらに小さいもの、すなわち原
子が数個〜数百個で構成される1個の粒子は、ふつうク
ラスターと呼ばれる」(同書2ページ12〜13行目)
と記述されている。
Further, in addition, in the definition of "ultra fine particles" in the "Hayashi / Ultra Fine Particle Project" of the New Technology Development Corporation, the lower limit of the particle size is specified to be smaller, as follows. That is, in the “Ultrafine Particle Project” of the Creative Science and Technology Promotion System (1981 to 1986), particles having a size (diameter) in the range of about 1 to 100 nm are referred to as “ultrafine particles”.
e). Then, one ultrafine particle is an aggregate of about 100 to 108 atoms. In terms of atomic scale, ultrafine particles are large to giant particles. ("Ultra Fine Particles-Creative Science and Technology-" Hayashi Tax, Ryoji Ueda, Akira Tazaki, ed., Mita Publishing, 1988, page 2
(4th line) “A particle smaller than ultrafine particles, that is, a single particle composed of several to several hundred atoms is usually called a cluster” (p. 2, lines 12 to 13 of the same book).
It is described.

【0029】上記のような一般的な呼び方を踏まえて、
本明細書において「微粒子」とは、多数の原子・分子の
集合体で、粒径の下限は0.1nmの数倍から1nm程
度、上限は数μm程度のものを指すこととする。
[0029] Based on the general notation as described above,
In this specification, the term "fine particles" refers to an aggregate of a large number of atoms and molecules, and the lower limit of the particle size is from several times 0.1 nm to about 1 nm, and the upper limit is about several μm.

【0030】さて、電子放出部5は、導電性薄膜4の一
部に形成された高抵抗の亀裂により構成され、導電性薄
膜4の膜厚、膜質、材料および後述する通電フォーミン
グなどの手法に依存したものとなる。電子放出部5の内
部には、0.1nmの数倍から数十nmの範囲の粒径の
導電性微粒子が存在する場合もある。この導電性微粒子
は、導電性薄膜4を構成する材料の元素の一部、あるい
は、全ての元素を含有するものとなる。電子放出部5お
よびその近傍の導電性薄膜4には、炭素および炭素化合
物を有することもできる。
The electron-emitting portion 5 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 4 and is formed by a method such as the film thickness, film quality and material of the conductive thin film 4 and energization forming which will be described later. Depends. In some cases, conductive fine particles having a particle diameter in the range of several times 0.1 nm to several tens of nm are present inside the electron-emitting portion 5. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 4. The electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof can also contain carbon and a carbon compound.

【0031】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては、様々な方法があるが、その一例を図2に模式
的に示す。図2においても、図1に示した部位と同じ部
位には、同一の符号を付している。
There are various methods for manufacturing the above-mentioned surface conduction electron-emitting device. One example is schematically shown in FIG. In FIG. 2, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0032】1)基板1を洗剤、純水および有機溶剤な
どを用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法など
により、素子電極材料を堆積した後、例えば、フォトリ
ソグラフィー技術を用いて、基板1上に素子電極2、3
を形成する(図2の(a)を参照)。
1) The substrate 1 is sufficiently washed with a detergent, pure water, an organic solvent, and the like, and an element electrode material is deposited by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like. Device electrodes 2 and 3 are provided on a substrate 1.
(See FIG. 2A).

【0033】2)素子電極2、3を設けた基板1に、有
機金属溶液を塗布して、有機金属薄膜を形成する。有機
金属溶液には、前述の導電性膜4の材料の金属を主元素
とする有機金属化合物の溶液を用いることができる。そ
して、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エ
ッチングなどによりパターニングし、導電性薄膜4を形
成する(図2の(b)を参照)。なお、ここでは、有機
金属溶液の塗布法を挙げて説明したが、導電性薄膜4の
形成法は、これに限られるものでなく、真空蒸着法、ス
パッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピン
グ法、スピンナー法などを用いることもできる。
2) An organic metal solution is applied to the substrate 1 provided with the device electrodes 2 and 3 to form an organic metal thin film. As the organic metal solution, a solution of an organic metal compound containing the metal of the material of the conductive film 4 as a main element can be used. Then, the organic metal thin film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, or the like to form a conductive thin film 4 (see FIG. 2B). Here, the method of applying the organometallic solution has been described, but the method of forming the conductive thin film 4 is not limited thereto, but may be a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion method, or the like. A coating method, a dipping method, a spinner method, or the like can also be used.

【0034】3)続いて、フォーミング処理を施す。こ
のフォーミング処理の方法の一例として、通電処理によ
る方法を説明する。素子電極2、3間に、電源(図示せ
ず)を用いて通電を行うと、導電性薄膜4の部位に、構
造の変化した電子放出部5が形成される(図2の(c)
を参照)。この通電フォーミングによれば、導電性薄膜
4には、局所的に破壊、変形もしくは変質などの構造の
変化した部位が形成される。この部位が電子放出部5を
構成することになる。
3) Subsequently, a forming process is performed. As an example of a method of the forming process, a method by an energization process will be described. When a current is applied between the device electrodes 2 and 3 using a power supply (not shown), an electron-emitting portion 5 having a changed structure is formed at a portion of the conductive thin film 4 (FIG. 2C).
See). According to the energization forming, a portion of the conductive thin film 4 having a locally changed structure such as destruction, deformation or alteration is formed. This portion constitutes the electron emission portion 5.

【0035】なお、通電フォーミングの電圧波形の例を
図3に示す。電圧波形は、パルス波形が好ましい。これ
にはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加
する図3の(a)に示した手法と、パルス波高値を増加
させながら、電圧パルスを印加する図3の(b)に示し
た手法とがある。
FIG. 3 shows an example of the voltage waveform of the energization forming. The voltage waveform is preferably a pulse waveform. For this purpose, a method shown in FIG. 3A in which a pulse with a constant pulse peak value is applied continuously and a method shown in FIG. 3B in which a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value are used. There are the methods shown.

【0036】図3の(a)におけるT1およびT2は、
電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。通常T1は1
μsec〜10msecであり、また、T2は10μs
ec〜10msecの範囲で設定される。三角波の波高
値(通電フォーミング時のピーク電圧)は、表面伝導型
電子放出素子形態に応じて適宜選択される。このような
条件のもと、例えば、数秒から数十分間電圧を印加す
る。なお、パルス波形は三角波に限定されるものではな
く、矩形波など所望の波形を採用することができる。図
3の(b)におけるT1およびT2は、図3の(a)に
示した場合と同様にすることができる。三角波の波高値
(通電フォーミング時のピーク電圧)は、例えば、0.
1Vステップ程度づつ、増加させることができる。
T1 and T2 in FIG.
The pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Normally T1 is 1
μsec to 10 msec, and T2 is 10 μs
ec is set in the range of 10 msec. The peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens minutes. Note that the pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted. T1 and T2 in FIG. 3B can be the same as those shown in FIG. 3A. The peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of energization forming) is, for example, 0.
It can be increased by about 1 V step.

【0037】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔T2中に導電性薄膜2を局所的に破壊、変形しない程
度の電圧を印加し、電流を測定して検知することができ
る。例えば、0.1V程度の電圧印加により流れる素子
電流を測定し、抵抗値を求めて、1MΩ以上の抵抗を示
した時、通電フォーミングを終了させる。
The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally destroy or deform the conductive thin film 2 during the pulse interval T2, and measuring the current. For example, an element current flowing by applying a voltage of about 0.1 V is measured, and a resistance value is obtained. When the resistance shows 1 MΩ or more, the energization forming is terminated.

【0038】4)フォーミングを終えた素子には活性化
処理と呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化処理と
は、この処理により、素子電流If、放出電流Ieが、
著しく変化する工程である(後述するが、図4を参
照)。活性化処理は、例えば、有機物質のガスを含有す
る雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パルスの印
加を繰り返すことで行うことができる。この雰囲気は、
例えば、油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用いて
真空容器内を排気した場合に、雰囲気内に残留する有機
ガスを利用して形成することができる他、イオンポンプ
などにより、一旦、十分に排気した真空中に適当な有機
物質のガスを導入することによっても得られる。
4) It is preferable to perform a process called an activation process on the element after the forming. The activation process means that the device current If and the emission current Ie are
This is a step that changes significantly (to be described later, see FIG. 4). The activation treatment can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse under an atmosphere containing a gas of an organic substance, similarly to the energization forming. This atmosphere is
For example, when the inside of a vacuum vessel is evacuated using an oil diffusion pump or a rotary pump, the organic gas can be formed using the organic gas remaining in the atmosphere, and once sufficiently evacuated by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum.

【0039】この時の好ましい有機物質のガス圧は、前
述の応用の形態、真空容器の形状や、有機物質の種類な
どにより異なるため、その場合に応じて適宜設定され
る。適当な有機物質としては、アルカン、アルケン、ア
ルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコ
ール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノー
ル、カルボン、スルホン酸などの有機酸類を挙げること
ができ、具体的には、メタン、エタン、プロパンなどC
n 2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレ
ンなどCn 2nなどの組成式で表される不飽和炭化水
素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノー
ル、蟻酸、酢酸、プロピオン酸など、あるいは、これら
の混合物が使用できる。
The preferable gas pressure of the organic substance at this time varies depending on the above-mentioned application form, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case. Suitable organic substances include organic acids such as alkanes, alkenes, aliphatic hydrocarbons of alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, phenols, carboxylic acids and sulfonic acids. And specifically, C such as methane, ethane, and propane
saturated hydrocarbons represented by n H 2n + 2 , unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, Methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like, or a mixture thereof can be used.

【0040】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
上述のように、素子電流If、放出電流Ieが著しく変
化するようになる。なお、活性化処理の終了判定は、素
子電流Ifと放出電流Ieを測定しながら、適宜に行
う。ここでのパルス幅、パルス間隔、パルス波高値など
は適宜、設定される。
By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from organic substances existing in the atmosphere,
As described above, the element current If and the emission current Ie significantly change. The end of the activation process is appropriately determined while measuring the element current If and the emission current Ie. Here, the pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.

【0041】炭素および炭素化合物とは、例えば、グラ
ファイト(所謂、HOPG’,PG,GCを包含し、H
OPGはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、PGは結
晶粒が200オングストローム程度で結晶構造がやや乱
れたもの、GCは結晶粒が20オングストローム程度
で、結晶構造の乱れが更に大きくなったものを指す)、
非晶質カーボン(アモルファスカーボン、および、これ
と前記グラファイトの微結晶の混合物を指す)であり、
その膜厚は50nm以下の範囲とするのが好ましく、3
0nm以下の範囲とすることがより好ましい。
Carbon and carbon compounds include, for example, graphite (including so-called HOPG ', PG, and GC;
OPG is a crystal structure of almost perfect graphite, PG is a crystal having a crystal grain of about 200 angstroms and a little disordered, and GC is a crystal having a crystal grain of about 20 angstroms and a disorder of the crystal structure is further increased.) ,
Amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture thereof with the microcrystals of graphite);
The film thickness is preferably within a range of 50 nm or less.
It is more preferable to set the range to 0 nm or less.

【0042】5)このような処理工程を経て得られた電
子放出素子は、安定化処理を行うことが好ましい。この
処理は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。
真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生する
オイルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを
使用しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソ
ープションポンプ、イオンポンプなどの真空排気装置を
挙げることができる。
5) It is preferable that the electron-emitting device obtained through such a process is subjected to a stabilization process. This process is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container.
It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used.

【0043】前述の活性化処理の工程で、排気装置とし
て、油拡散ポンプやロータリーポンプを用い、これから
発生するオイル成分に由来する有機ガスを用いた場合
は、この成分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空
容器内の有機成分の分圧は、上記の炭素および炭素化合
物が、新たに堆積しない分圧で、1.3×10-6Pa以
下が好ましく、特に1.3×10-8Pa以下がより好ま
しい。
In the above-described activation process, when an oil diffusion pump or a rotary pump is used as an exhaust device, and an organic gas derived from an oil component generated from the oil diffusion pump is used, the partial pressure of this component is kept as low as possible. There is a need. The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel is preferably 1.3 × 10 −6 Pa or less, particularly 1.3 × 10 −8 Pa or less, at a partial pressure at which the above-mentioned carbon and carbon compounds are not newly deposited. More preferred.

【0044】更に真空容器内を排気する時には、真空容
器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子に吸
着した有機物質分子をも排気し易くするのが好ましい。
この時の加熱条件は、80〜250℃、好ましくは、1
50℃以上で、できるだけ、長時間処理するのが望まし
いが、特に、この条件に限るものではなく、真空容器の
大きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件から適
宜、選ばれる条件により行う。なお、真空容器内の圧力
は極力低くすることが必要で、1×10-5Pa以下が好
ましく、更に1.3×10-6Pa以下がより好ましい。
When the inside of the vacuum vessel is further evacuated, it is preferable to heat the entire vacuum vessel so that the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device can be easily evacuated.
The heating condition at this time is 80 to 250 ° C., preferably 1 to
It is desirable to perform the treatment at 50 ° C. or higher for as long as possible, but the treatment is not particularly limited to this condition, and the treatment is performed under conditions appropriately selected from various conditions such as the size and shape of the vacuum vessel and the configuration of the electron-emitting device. . The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, and is preferably 1 × 10 −5 Pa or less, more preferably 1.3 × 10 −6 Pa or less.

【0045】安定化処理の工程後の駆動時の雰囲気は、
安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ましいが、
これに限るものではなく、雰囲気中の有機物質が十分除
去されていれば、真空度自体は、多少低下しても、十分
安定な特性を維持することができる。このような真空雰
囲気を採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化
合物の堆積を抑制でき、また、真空容器や基板などに吸
着したH2 O、O2 なども除去でき、結果として、素子
電流If、放出電流Ieが安定する。
The driving atmosphere after the stabilization process is as follows.
It is preferable to maintain the atmosphere at the end of the stabilization process,
The present invention is not limited to this, and if the organic substance in the atmosphere is sufficiently removed, sufficiently stable characteristics can be maintained even if the degree of vacuum itself is slightly reduced. By employing such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or a carbon compound can be suppressed, and H 2 O, O 2, etc. adsorbed on a vacuum vessel or a substrate can be removed. As a result, the device current If , The emission current Ie is stabilized.

【0046】次に、上述した処理工程を経て得られた本
発明の電子放出素子の基本特性について、図4、図5を
参照しながら説明する。図5は、真空処理装置の一例を
示す模式図であり、この真空処理装置は、測定評価装置
としての機能をも兼ね備えている。なお、図5において
も、図1に示した部位と同じ部位には同一の符号を付し
ている。図5において、55は真空容器であり、56は
排気ポンプである。真空容器55内には電子放出素子が
配されている。
Next, basic characteristics of the electron-emitting device of the present invention obtained through the above-described processing steps will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a vacuum processing apparatus, and this vacuum processing apparatus also has a function as a measurement evaluation apparatus. In FIG. 5, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 5, 55 is a vacuum vessel, and 56 is an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 55.

【0047】即ち、符号1は電子放出素子を構成する基
体であり、2及び3は素子電極、4は導電性薄膜、5は
電子放出部である。51は、電子放出素子に素子電圧V
fを印加するための電源、50は素子電極2、3間の導
電性薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するための電流
計、54は素子の電子放出部より放出される放出電流I
eを捕捉するためのアノード電極である。53はアノー
ド電極54に電圧を印加するための高圧電源、52は素
子の電子放出部5より放出される放出電流Ieを測定す
るための電流計である。例えば、アノード電極の電圧を
1kv〜10kVの範囲とし、アノード電極と電子放出
素子との距離Hを2mm〜8mmの範囲として測定を行
うことができる。
That is, reference numeral 1 denotes a substrate constituting an electron-emitting device, reference numerals 2 and 3 denote device electrodes, reference numeral 4 denotes a conductive thin film, and reference numeral 5 denotes an electron-emitting portion. 51 is a device voltage V applied to the electron-emitting device.
f, an ammeter for measuring an element current If flowing through the conductive thin film 4 between the element electrodes 2 and 3, and 54 an emission current I emitted from an electron emission portion of the element.
This is an anode electrode for capturing e. Reference numeral 53 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and reference numeral 52 denotes an ammeter for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission section 5 of the device. For example, the measurement can be performed with the voltage of the anode electrode in the range of 1 kV to 10 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device in the range of 2 mm to 8 mm.

【0048】真空容器55内には、真空計(図示せず)
などの、真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられ
ていて、所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるよう
になっている。排気ポンプ56は、ターボポンプ、ロー
タリーポンプからなる通常の高真空装置系と、更に、イ
オンポンプなどからなる超高真空装置系とにより構成さ
れている。ここに示した電子源基板を配した真空処理装
置の全体は、ヒーター(図示せず)により250℃まで
加熱できる。従って、この真空処理装置を用いると、前
述の通電フォーミング以降の工程も行うことができるの
である。
A vacuum gauge (not shown) is provided in the vacuum vessel 55.
Such devices as those required for measurement in a vacuum atmosphere are provided so that measurement and evaluation in a desired vacuum atmosphere can be performed. The exhaust pump 56 includes a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultrahigh vacuum device system including an ion pump and the like. The entire vacuum processing apparatus provided with the electron source substrate shown here can be heated up to 250 ° C. by a heater (not shown). Therefore, if this vacuum processing apparatus is used, the steps after the energization forming described above can also be performed.

【0049】図4は、図5に示した真空処理装置におい
て測定された放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧V
fの関係を模式的に示した図である。図4においては、
放出電流Ieが素子電流Ifに比べて著しく小さいの
で、任意単位で示している。なお、縦・横軸ともリニア
スケールである。図4からも明らかなように、本発明を
適用可能な表面伝導型電子放出素子は、放出電流Ieに
関して三つの特徴的性質を有する。即ち、 (i) 本素子はある電圧(しきい値電圧と呼ぶ、図4中
のVth)以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流
Ieが増加し、一方しきい値電圧Vth以下では放出電
流Ieがほとんど検出されない。つまり、放出電流Ie
に対する明確なしきい値電圧Vthを持った非線形素子
である。
FIG. 4 shows emission current Ie, element current If and element voltage V measured in the vacuum processing apparatus shown in FIG.
It is the figure which showed the relationship of f typically. In FIG.
Since the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, it is shown in arbitrary units. The vertical and horizontal axes are linear scales. As is clear from FIG. 4, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has three characteristic properties with respect to the emission current Ie. That is, (i) the emission current Ie increases sharply when an element voltage higher than a certain voltage (referred to as a threshold voltage, Vth in FIG. 4) or more is applied, whereas when the element voltage is lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is increased. Ie is hardly detected. That is, the emission current Ie
Is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth.

【0050】(ii)放出電流Ieが素子電圧Vfに単調
増加依存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御
できる。
(Ii) Since the emission current Ie depends monotonically on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.

【0051】(iii) アノード電極54に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存する。つ
まり、アノード電極54に捕捉される電荷量は素子電圧
Vfを印加する時間により制御できる。
(Iii) The emission charge captured by the anode electrode 54 depends on the time during which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 54 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.

【0052】以上の説明より理解されるように、本発明
を適用可能な表面伝導型電子放出素子は、入力信号に応
じて、電子放出特性を容易に制御できることになる。こ
の性質を利用すると複数の電子放出素子を配することで
構成した電子源、画像形成装置など、多方面への応用が
可能となる。
As understood from the above description, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied can easily control the electron emission characteristics in accordance with the input signal. Utilizing this property enables application to various fields such as an electron source and an image forming apparatus configured by disposing a plurality of electron-emitting devices.

【0053】図4においては、素子電流Ifが素子電圧
Vfに対して単調増加する(以下、「MI特性」とい
う)例を実線に示した。素子電流Ifが素子電圧Vfに
対して電圧制御型負性抵抗特性(以下、「VCNR特
性」という)を示す場合もある。これら特性は、前述の
工程を制御することで制御できる。
In FIG. 4, an example in which the element current If monotonically increases with respect to the element voltage Vf (hereinafter referred to as "MI characteristic") is shown by a solid line. The element current If may exhibit a voltage-controlled negative resistance characteristic (hereinafter, referred to as “VCNR characteristic”) with respect to the element voltage Vf. These characteristics can be controlled by controlling the aforementioned steps.

【0054】次に、本発明に係わる電子放出素子の応用
例について以下に述べる。ここでは上述の表面伝導型電
子放出素子を、複数個、基板上に配列し、例えば、電子
源あるいは画像形成装置を構成することができる。この
電子放出素子の配列については、種々のものが採用でき
る。
Next, application examples of the electron-emitting device according to the present invention will be described below. Here, a plurality of the above-described surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate to form, for example, an electron source or an image forming apparatus. Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted.

【0055】一例として、電子放出素子をX方向及びY
方向に行列状に複数個配し、同じ行に配された複数の電
子放出素子の電極の一方を、X方向の配線に共通に接続
し、同じ列に配された複数の電子放出素子の電極の他方
を、Y方向の配線に共通に接続するものが挙げられる。
このようなものは、所謂、単純マトリクス配置であっ
て、この配置については、以下に詳述する。
As an example, the electron-emitting device is set in the X direction and the Y direction.
One of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in a matrix in the direction, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to the wiring in the X direction, and the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same column Is commonly connected to the wiring in the Y direction.
Such is a so-called simple matrix arrangement, which will be described in detail below.

【0056】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子に
ついては、前述した通り、(i)〜(iii) の特性があ
る。即ち、表面伝導型電子放出素子からの放出電子は、
しきい値電圧以上では、対向する素子電極間に印加する
パルス状電圧の波高値と幅で制御できる。一方、しきい
値電圧以下では、殆ど放出されない。この特性によれ
ば、多数の電子放出素子を配置した場合においても、個
々の素子に、パルス状電圧を適宜印加すれば、入力信号
に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して電子放出
量を制御できる。
As described above, the surface conduction electron-emitting device according to the present invention has the following characteristics (i) to (iii). That is, the electrons emitted from the surface conduction electron-emitting device are
Above the threshold voltage, it can be controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between the opposing element electrodes. On the other hand, when the voltage is equal to or lower than the threshold voltage, it is hardly emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulse-like voltage is appropriately applied to each of the devices, a surface-conduction electron-emitting device is selected according to an input signal to emit electrons. You can control the amount.

【0057】以下、この原理に基づき、本発明を適用可
能な電子放出素子を複数配して得られる電子源基板につ
いて説明する。図6において、符号21は電子源基板、
22はX方向配線、23はY方向配線である。また、符
号24は表面伝導型電子放出素子、25は結線である。
Hereinafter, based on this principle, an electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied will be described. In FIG. 6, reference numeral 21 denotes an electron source substrate,
22 is an X-direction wiring, and 23 is a Y-direction wiring. Reference numeral 24 denotes a surface conduction electron-emitting device, and reference numeral 25 denotes a connection.

【0058】m本のX方向配線22は、Dx1,Dx
2,…Dxmからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッタ
法などを用いて形成された導電性金属で構成できる。ま
た、配線の材料、膜厚、巾は、適宜設計される。Y方向
配線23は、Dy1,Dy2,…Dynのn本の配線よ
りなり、X方向配線22と同様に形成される。これらm
本のX方向配線22と、n本のY方向配線23との間に
は、層間絶縁層(図示せず)が設けられ、両者を電気的
に分離している(m、nは、共に正の整数)。
The m X-directional wirings 22 are Dx1, Dx
2,... Dxm, and can be formed of a conductive metal formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The material, thickness and width of the wiring are appropriately designed. The Y-direction wiring 23 includes n wirings Dy1, Dy2,... Dyn, and is formed in the same manner as the X-direction wiring 22. These m
An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the X-directional wirings 22 and the n-directional wirings 23 to electrically separate them (m and n are both positive). Integer).

【0059】この層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法などを用いて形成されたSiO2 などの材料
で構成される。例えば、X方向配線22を形成した基板
21の全面域について、一部に所望の形状で、形成さ
れ、特に、X方向配線22とY方向配線23の交差部の
電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が、適宜設
定される。なお、X方向配線22とY方向配線23は、
それぞれ、外部端子として引き出されている。
This interlayer insulating layer is formed by a vacuum deposition method, a printing method,
It is composed of a material such as SiO 2 formed by using a sputtering method or the like. For example, a film having a desired shape is formed on a part of the entire surface of the substrate 21 on which the X-directional wiring 22 is formed. In particular, the film is formed so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-directional wiring 22 and the Y-directional wiring 23. The thickness, material, and manufacturing method are appropriately set. Note that the X-direction wiring 22 and the Y-direction wiring 23
Each is drawn out as an external terminal.

【0060】表面伝導型電子放出素子24を構成する一
対の電極(図示せず)は、m本のX方向配線22、n本
のY方向配線23、導電性金属などからなる結線25に
よって、電気的に接続されている。配線22と配線23
を構成する材料、結線25を構成する材料、および、一
対の素子電極を構成する材料は、その構成元素の一部あ
るいは全部が同一であっても、また、それぞれ異なって
いてもよい。これら材料は、例えば、前述の素子電極の
材料より適宜選択される。素子電極を構成する材料と配
線材料とが同一である場合には、素子電極に接続した配
線は、別言すれば、素子電極ということもできる。
A pair of electrodes (not shown) constituting the surface conduction electron-emitting device 24 are electrically connected by m X-directional wires 22, n Y-directional wires 23, and a connection 25 made of a conductive metal or the like. Connected. Wiring 22 and Wiring 23
, The material forming the connection 25, and the material forming the pair of device electrodes may have some or all of the same or different constituent elements. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes. In the case where the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can be called an element electrode, in other words.

【0061】X方向配線22には、X方向に配列した表
面伝導型電子放出素子24の行を選択するための走査信
号を印加する走査信号印加手段(図示せず)が接続され
る。また、一方、Y方向配線23には、Y方向に配列し
た表面伝導型電子放出素子24の各列を、入力信号に応
じて変調するための変調信号発生手段(図示せず)が接
続される。なお、各電子放出素子に印加される駆動電圧
は、当該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧
として供給される。上記構成においては、単純なマトリ
クス配線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可
能とすることができる。
A scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the surface conduction electron-emitting devices 24 arranged in the X direction is connected to the X-direction wiring 22. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices 24 arranged in the Y direction according to an input signal is connected to the Y-direction wiring 23. . The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device. In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using a simple matrix wiring.

【0062】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図7および図8
を参照して説明する。図7は、画像形成装置の表示パネ
ルの一例を示す模式図であり、図8は、図7の画像形成
装置に使用される蛍光膜の模式図である。
FIGS. 7 and 8 show an image forming apparatus constructed using such an electron source having a simple matrix arrangement.
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 8 is a schematic diagram of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG.

【0063】図7において、符号21は電子放出素子を
複数配した電子源基板、31は電子源基板21を固定し
たリアプレート、36はガラス基板33の内面に蛍光膜
34、メタルバック35などが形成されたフェースプレ
ートである。また、32は支持枠であり、支持枠32に
は、リアプレート31、フェースプレート36が、低融
点のフリットガラスなどを封着材として、接合される。
また、符号24は、図1における電子放出部に相当し、
22、23は、表面伝導型電子放出素子の一対の素子電
極と接続されたX方向配線及びY方向配線である。
In FIG. 7, reference numeral 21 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged, 31 denotes a rear plate on which the electron source substrate 21 is fixed, and 36 denotes a glass substrate 33 on which an inner surface of a fluorescent film 34 and a metal back 35 are provided. It is a formed face plate. Reference numeral 32 denotes a support frame, and the rear plate 31 and the face plate 36 are joined to the support frame 32 by using low melting point frit glass or the like as a sealing material.
Reference numeral 24 corresponds to the electron-emitting portion in FIG.
Reference numerals 22 and 23 are an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0064】外囲器37は、上述のように、フェースプ
レート36、支持枠32、リアプレート31で構成され
る。リアプレート31は、主に基板21の強度を補強す
る目的で設けられるため、基板21自体で十分な強度を
持つ場合には、別体のリアプレート31が不要となる。
即ち、基板21に直接、支持枠32を封着し、フェース
プレート36、支持枠32および基板21で、外囲器全
体を構成しても良い。
The envelope 37 is composed of the face plate 36, the support frame 32, and the rear plate 31, as described above. Since the rear plate 31 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 21, if the substrate 21 itself has sufficient strength, the separate rear plate 31 becomes unnecessary.
That is, the support frame 32 may be sealed directly to the substrate 21, and the face plate 36, the support frame 32 and the substrate 21 may constitute the entire envelope.

【0065】一方、フェースプレート36、リアプレー
ト31間に、スペーサーと呼ばれる支持体(図示せず)
を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持
つ外囲器37を構成することもできる。
On the other hand, a support (not shown) called a spacer is provided between the face plate 36 and the rear plate 31.
, The envelope 37 having sufficient strength against the atmospheric pressure can be configured.

【0066】図8は、蛍光膜34を示す模式図である。
蛍光膜34は、モノクロームの場合は、蛍光体のみから
構成することができるが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍
光体の配列により、ブラックストライプ(図8の(a)
を参照)あるいはブラックマトリクス(図8の(b)を
参照)と呼ばれる黒色導電材38と蛍光体39とから構
成することができる。ブラックストライプ、ブラックマ
トリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要とな
る三原色蛍光体の各蛍光体39間の塗り分け部を黒くす
ることで、混色などを目立たなくすることと、蛍光膜3
4における外光反射によるコントラストの低下を抑制す
ることにある。ブラックストライプの材料としては、通
常用いられている黒鉛を主成分とする材料の他に、導電
性があり、また、光の透過および反射が少ない材料を用
いることができる。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the fluorescent film 34.
The fluorescent film 34 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome, but in the case of a color phosphor film, a black stripe (FIG. 8A)
) Or a black matrix (see FIG. 8B) and a phosphor 39. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color separation between the phosphors 39 of the necessary three primary color phosphors black in the case of color display, thereby making the color mixture and the like inconspicuous.
4 is to suppress a decrease in contrast due to external light reflection. As a material for the black stripe, a material having conductivity and having little light transmission and reflection can be used in addition to a material mainly containing graphite which is generally used.

【0067】ガラス基板33に蛍光体34を塗布する方
法は、モノクローム、カラーの如何に拘わらず、沈澱
法、印刷法などが採用できる。蛍光膜34の内面には、
通常、メタルバック35が設けられる。メタルバックを
設ける目的は、蛍光体の発光の内、内面側への光をフェ
ースプレート36側へ鏡面反射させることにより、輝度
を向上させること、電子ビーム加速電圧を印加するため
の電極として作用させること、外囲器37内で発生した
負イオンの衝突によるダメージから蛍光体を保護するこ
となどにある。なお、メタルバックは、蛍光膜作製後、
蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常、「フィルミン
グ」と呼ばれる)を行い、その後、Alを真空蒸着など
を用いて堆積させることで作成できる。また、フェース
プレート36には、更に、蛍光膜34の導電性を高める
ため、蛍光膜34の外面側に透明電極(図示せず)を設
けてもよい。更に、前述の封着を行う際には、カラー表
示の場合、各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必
要があり、十分な位置合わせが不可欠となる。
As a method of applying the phosphor 34 on the glass substrate 33, a precipitation method, a printing method, or the like can be adopted regardless of monochrome or color. On the inner surface of the fluorescent film 34,
Usually, a metal back 35 is provided. The purpose of providing the metal back is to improve the brightness by reflecting the light toward the inner surface side of the light emitted from the phosphor to the face plate 36 side, thereby improving the brightness and acting as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage. And protecting the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope 37. In addition, the metal back, after the fluorescent film is made,
The fluorescent film can be formed by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film, and then depositing Al using vacuum deposition or the like. Further, in the face plate 36, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 34 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 34. Furthermore, when performing the above-mentioned sealing, in the case of color display, it is necessary to make each color phosphor correspond to the electron-emitting device, and sufficient alignment is indispensable.

【0068】次に、図7に示した画像形成装置の製造方
法の一例を、図9を参照して説明する。図9は、この製
造方法での工程に用いる装置の概要を模式的に示してい
る。ここで、画像形成装置131は、排気管132を介
して、真空チャンバー133に連結され、さらに、ゲー
トバルブ134を介して、排気装置135に接続されて
いる。真空チャンバー133には、内部の圧力及び雰囲
気中の各成分の分圧を測定するために、圧力計136、
四重極質量分析器137などが取り付けられている。画
像表示装置131の、外囲器内部の圧力などを直接測定
することは、実質的に困難であるため、真空チャンバー
133内の圧力などを測定し、これを処理条件として制
御する。
Next, an example of a method for manufacturing the image forming apparatus shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG. FIG. 9 schematically shows an outline of an apparatus used for a process in this manufacturing method. Here, the image forming apparatus 131 is connected to a vacuum chamber 133 via an exhaust pipe 132 and further connected to an exhaust apparatus 135 via a gate valve 134. The vacuum chamber 133 has a pressure gauge 136 to measure the internal pressure and the partial pressure of each component in the atmosphere.
A quadrupole mass analyzer 137 and the like are attached. Since it is practically difficult to directly measure the pressure inside the envelope of the image display device 131, the pressure inside the vacuum chamber 133 is measured and controlled as processing conditions.

【0069】真空チャンバー133には、さらに、必要
なガスを導入して雰囲気を制御するため、ガス導入ライ
ン138が接続されている。ガス導入ライン138の他
端には導入物質源140が接続されている。なお、導入
物質はアンプルやボンベなどに入れて貯蔵される。ガス
導入ラインの途中には、導入物質を導入するレートを制
御するための導入制御手段139が設けられている。該
導入量制御手段の具体例として、スローリークバルブな
ど逃す流量を制御可能なバルブや、マスフローコントロ
ーラーなどが、導入物質の種類に応じて、それぞれ、使
用できる。
The vacuum chamber 133 is further connected to a gas introduction line 138 for introducing a necessary gas to control the atmosphere. An introduction substance source 140 is connected to the other end of the gas introduction line 138. The substance to be introduced is stored in an ampoule or a cylinder. In the middle of the gas introduction line, there is provided an introduction control means 139 for controlling the rate at which the introduced substance is introduced. As a specific example of the introduction amount control means, a valve such as a slow leak valve capable of controlling a flow rate to be released, a mass flow controller, or the like can be used according to the type of the substance to be introduced.

【0070】図9の装置により、外囲器37の内部を排
気し、フォーミングを行うが、この際に、例えば、図1
0に示すように、Y方向配線23を共通電極141に接
続し、X方向配線22の内の一つに接続された素子24
に、電源142によって、同時に電圧パルスを印加し
て、フォーミングを行うことができる。なお、パルスの
形状や、処理の終了の判定などの条件は、個別素子のフ
ォーミングについての既述の方法に準じて選択すればよ
い。また、複数のX方向配線に、位相をずらせたパルス
を順次印加(スクロール)することにより、複数のX方
向配線に接続された素子をまとめてフォーミングするこ
とも可能である。また、図中符号143は電流測定用抵
抗を、144は電流測定用のオシロスコープをそれぞれ
示す。
With the apparatus shown in FIG. 9, the inside of the envelope 37 is evacuated and forming is performed.
0, the Y-directional wiring 23 is connected to the common electrode 141, and the elements 24 connected to one of the X-directional wirings 22 are connected.
Then, a voltage pulse can be simultaneously applied by the power supply 142 to perform forming. Note that conditions such as the shape of the pulse and the determination of the end of the processing may be selected according to the method described above for the forming of the individual elements. In addition, by sequentially applying (scrolling) a pulse with a phase shifted to a plurality of X-direction wirings, it is possible to form elements connected to the plurality of X-direction wirings collectively. In the figure, reference numeral 143 denotes a current measuring resistor, and 144 denotes a current measuring oscilloscope.

【0071】フォーミング終了後、活性化工程を行う。
外囲器内37には、十分に排気した後、有機物質がガス
導入ライン138から導入される。あるいは、個別排気
の活性化方法として記述のように、まず、油拡散ポンプ
やロータリーポンプで排気し、これによって、真空雰囲
気中に残留する有機物質を用いても良い。また、必要に
応じて、有機物質以外の物質も導入される場合がある。
この様にして形成した、有機物質を含む雰囲気中で、各
電子放出素子に電圧を印加することにより、炭素あるい
は炭素化合物、ないし、両者の混合物が電子放出部に堆
積し、電子放出量がドラスティックに上昇するのは、個
別素子の場合と同様である。この時の電圧の印加方法
は、上記フォーミングの場合と同様の結線により、一つ
の方向配線につながった素子24に、同時の電圧パルス
を印加する形でよい。
After the forming is completed, an activation step is performed.
After exhausting sufficiently, the organic substance is introduced into the envelope 37 from the gas introduction line 138. Alternatively, as described in the method of activating individual exhaust, first, exhaust may be performed by an oil diffusion pump or a rotary pump, and thereby, an organic substance remaining in a vacuum atmosphere may be used. In addition, a substance other than the organic substance may be introduced as necessary.
By applying a voltage to each electron-emitting device in an atmosphere containing an organic substance formed in this way, carbon or a carbon compound, or a mixture of both, is deposited on the electron-emitting portion, and the electron emission amount is reduced. The movement to the stick is similar to that of the individual element. At this time, the voltage may be applied by applying the same voltage pulse to the elements 24 connected to one direction wiring by the same connection as in the above-described forming.

【0072】活性化処理の工程終了後は、個別素子の場
合と同様に、安定化処理の工程を行うことが好ましい。
外囲器37を加熱して、80〜250℃に保持しなが
ら、イオンポンプ、ソープションポンプなどのオイルを
使用しない排気装置135により、排気管132を通じ
て排気し、有機物質の十分少ない雰囲気にする。その
後、排気管をバーナーで熱して、溶解させ、封じきる。
After the end of the activation process, it is preferable to carry out the stabilization process as in the case of the individual elements.
While the envelope 37 is heated and maintained at 80 to 250 ° C., the exhaust is exhausted through an exhaust pipe 132 by an exhaust device 135 that does not use oil, such as an ion pump and a sorption pump, to obtain an atmosphere containing a sufficiently small amount of organic substances. . Thereafter, the exhaust pipe is heated with a burner, melted, and sealed.

【0073】なお、外囲器37の封止後の圧力を維持す
るために、ゲッター処理を行なうこともできる。これ
は、外囲器の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは高周波加熱などを用いた加熱により、外囲器
内の所定の位置(図示せず)に配置されたゲッターを加
熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは、通常
Baなどが主成分であり、蒸着膜の吸着作用により、外
囲器内の雰囲気を維持するものである。
Note that a getter process can be performed to maintain the pressure after the envelope 37 is sealed. This is to heat a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the envelope by heating using resistance heating or high-frequency heating immediately before or after sealing the envelope. This is a process for forming a deposited film. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and maintains the atmosphere in the envelope by the adsorption action of the deposited film.

【0074】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、NTSC方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成
例について、図11を参照して説明する。図11におい
て、符号101は画像表示パネル、102は走査回路、
103は制御回路、104はシフトレジスタである。ま
た、符号105はラインメモリ、106は同期信号分離
回路、107は変調信号発生器、VxおよびVaは直流
電圧源である。
Next, an example of the configuration of a drive circuit for performing television display based on NTSC television signals on a display panel configured using electron sources in a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. I do. In FIG. 11, reference numeral 101 denotes an image display panel, 102 denotes a scanning circuit,
103 is a control circuit, and 104 is a shift register. Reference numeral 105 denotes a line memory, 106 denotes a synchronization signal separation circuit, 107 denotes a modulation signal generator, and Vx and Va denote DC voltage sources.

【0075】表示パネル101は、端子Dox1〜Do
xm、端子Doy1〜Doyn、および高圧端子Hvを
介して、外部の電気回路と接続している。これら端子D
ox1〜Doxmには、表示パネル内に設けられている
電子源、即ち、M行・N列の行列状にマトリクス配線さ
れた表面伝導型電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順
次、駆動するための走査信号が印加される。
The display panel 101 has terminals Dox1 to Dox
xm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal Hv are connected to an external electric circuit. These terminals D
In ox1 to Doxm, electron sources provided in the display panel, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns are sequentially driven one row (N element) at a time. Scan signal is applied.

【0076】端子Doy1〜Doynには、前記走査信
号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の、
各々の出力電子ビームを制御するための変調信号が印加
される。高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例え
ば、10kVの直流電圧が供給されるが、これは、表面
伝導型電子放出素子から放出される電子ビームに蛍光体
を励起するのに、十分なエネルギーを付与するための加
速電圧である。
The terminals Doy1 to Doyn are connected to one row of the surface conduction electron-emitting devices selected by the scanning signal.
A modulation signal for controlling each output electron beam is applied. The high-voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 kV from a DC voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor into an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. It is an accelerating voltage for applying energy.

【0077】次に走査回路102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で模式的に示す)を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0
V(グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表示パ
ネル101の端子Dox1ないしDoxmと電気的に接
続される。S1〜Smの各スイッチング素子は、制御回
路103が出力する制御信号Tscanに基づいて動作
するものであり、例えば、FETのようなスイッチング
素子を組み合わせることにより、構成することができ
る。
Next, the scanning circuit 102 will be described. The circuit includes m switching elements (schematically indicated by S1 to Sm in the figure). Each switching element is connected to the output voltage of the DC voltage source Vx or 0
One of V (ground level) is selected, and is electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the display panel 101. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0078】直流電圧源Vxは、この事例の場合には、
表面伝導型電子放出素子の特性(電子放出しきい値電
圧)に基づき、走査されていない素子に印加される駆動
電圧が電子放出しきい値電圧以下となるような、一定電
圧を出力するように設定されている。
The DC voltage source Vx is, in this case,
Based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device, a constant voltage is output so that the driving voltage applied to the unscanned device is equal to or lower than the electron emission threshold voltage. Is set.

【0079】制御回路103は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行なわれるように、各部の
動作を整合させる機能を有する。制御回路103は、同
期信号分離回路106より送られる同期信号Tsync
に基づいて、各部に対してTscan、Tsftおよび
Tmryの各制御信号を発生する。
The control circuit 103 has a function of matching the operation of each unit so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 103 controls the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 106.
, Tscan, Tsft, and Tmry control signals are generated for each unit.

【0080】同期信号分離回路106は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波
数分離(フィルター)回路などを用いて構成できる。同
期信号分離回路106により分離された同期信号は、垂
直同期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の
便宜上、Tsync信号として図示した。また、前記テ
レビ信号から分離された画像の輝度信号成分は、便宜
上、DATA信号と表した。このDATA信号はシフト
レジスタ104に入力される。
The synchronizing signal separating circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 106 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal. Here, for the sake of explanation, it is illustrated as a Tsync signal. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. This DATA signal is input to the shift register 104.

【0081】シフトレジスタ104は、時系列的にシリ
アルに入力される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、制御回路1
03より送られる制御信号Tsftに基づいて動作する
(即ち、制御信号Tsftはシフトレジスタ104のシ
フトクロックであるともいえる)。シリアル/パラレル
変換された画像1ライン分(電子放出素子N素子分の駆
動データに相当)のデータは、Id1〜IdnのN個の
並列信号として、シフトレジスタ104より出力され
る。
The shift register 104 is for serial-to-parallel conversion of a DATA signal input serially in time series for each line of an image.
It operates based on the control signal Tsft sent from the control register 03 (that is, it can be said that the control signal Tsft is a shift clock of the shift register 104). The data for one line of the image that has been subjected to the serial / parallel conversion (corresponding to drive data for N electron-emitting devices) is output from the shift register 104 as N parallel signals Id1 to Idn.

【0082】ラインメモリ105は、画像1ライン分の
データを、必要時間の間だけ記憶するための記憶装置で
あり、制御回路103より送られる制御信号Tmryに
従って、適宜Id1〜Idnの内容を記憶する。記憶さ
れた内容は、I'd1〜I'dnとして出力され、変調信号
発生器107に入力される。
The line memory 105 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time only, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 103. . The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to the modulation signal generator 107.

【0083】変調信号発生器107は、画像データI'd
1〜I'dnの各々に応じて表面伝導型電子放出素子の各
々を、適切に駆動変調するための信号源であり、その出
力信号は、端子Doy1〜Doynを通じて、表示パネ
ル101内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 107 outputs the image data I'd
1 to I′dn are signal sources for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices in accordance with each of the surface conduction electron-emitting devices. Applied to the electron-emitting device.

【0084】前述したように、本発明が適用された電子
放出素子は、放出電流Ieに対して以下の基本特性を有
している。即ち、電子放出には、明確なしきい値電圧V
thがあり、Vth以上の電圧を印加された時のみ電子
放出が生じる。電子放出しきい値以上の電圧に対して
は、素子への印加電圧の変化に応じて、放出電流も変化
する。このことから、本素子にパルス状の電圧を印加す
る場合、例えば、電子放出閾値以下の電圧を印加しても
電子放出は生じないが、電子放出閾値以上の電圧を印加
する場合には電子ビームが出力される。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 above, the electron-emitting device to which the present invention is applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, a clear threshold voltage V is required for electron emission.
and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. From this, when a pulse-like voltage is applied to the element, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold is applied, the electron beam is not emitted. Is output. At that time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the peak value Vm of the pulse. Further, by changing the pulse width Pw, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.

【0085】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
方式などが採用できる。電圧変調方式を実施するに際し
ては、変調信号発生器107として、一定長さの電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて、適宜パルス
の波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる
ことができる。
Therefore, as a method for 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 adopted. When implementing the voltage modulation method, a circuit of a voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and appropriately modulates the peak value of the pulse according to input data is used as the modulation signal generator 107. Can be used.

【0086】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107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。
In implementing the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 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 type circuit can be used.

【0087】シフトレジスタ104やラインメモリ10
5は、デジタル信号式のものも、アナログ信号式のもの
も採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や記
憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。デジタ
ル信号式を用いる場合には、同期信号分離回路106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106の出力部にA/D
変換器を設ければ良い。これに関連して、ラインメモリ
105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107に用いられる回路が、若干
異なったものとなる。即ち、デジタル信号を用いた電圧
変調方式の場合、変調信号発生器107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。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器1
07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)、また、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。なお、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表
面伝導型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。
The shift register 104 and the line memory 10
5 can be a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed. When the digital signal type is used, the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 106 needs to be converted into a digital signal.
A converter may be provided. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 107 differs slightly depending on whether the output signal of the line memory 105 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 107 includes, for example,
A D / A conversion circuit is used, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 1
In 07, for example, a high-speed oscillator, a counter (counter) for counting the number of waves output from the oscillator, and a circuit combining a comparator (comparator) for comparing the output value of the counter with the output value of the memory are provided. Used. If necessary, an amplifier for amplifying the voltage of the pulse-width-modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface-conduction electron-emitting device can be added.

【0088】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107には、例えば、オペアンプな
どを用いた増幅回路を採用でき、必要に応じて、レベル
シフト回路などを付加することもできる。パルス幅変調
方式の場合には、例えば、電圧制御型発振回路(VO
C)を採用でき、必要に応じて、表面伝導型電子放出素
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, for example, an amplification circuit using an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 107, and a level shift circuit or the like can be added as necessary. . In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage-controlled oscillation circuit (VO
C) can be adopted, and if necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the driving voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added.

【0089】このような構成を取り得る本発明を適用し
た画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器外
端子Dox1〜Doxm、Doy1〜Doynを介し
て、電圧を印加することにより、電子放出が生ずる。ま
た、高圧端子Hvを介して、メタルバック、あるいは、
透明電極(図示せず)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、蛍光膜に衝突し、これによ
り、発光が生じて画像が形成される。
In the image display apparatus to which the present invention is applied, which can take such a configuration, by applying a voltage to each of the electron-emitting devices via the terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn outside the container, the electron-emitting device can emit electrons. Occurs. In addition, via a high voltage terminal Hv, a metal back or
A high voltage is applied to a transparent electrode (not shown) to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film, thereby emitting light and forming an image.

【0090】なお、ここで述べた画像形成装置の構成
は、本発明に係わる画像形成装置の一例であり、本発明
の技術思想に基づいて、種々の変形が可能である。ま
た、入力信号については、NTSC方式を挙げたが、入
力信号はこれに限られるものではなく、PAL、SEC
AM方式などの他、これよりも、多数の走査線からなる
TV信号(例えば、MUSE方式を始めとする高品位T
V)方式も採用できる。
The configuration of the image forming apparatus described here is an example of the image forming apparatus according to the present invention, and various modifications are possible based on the technical idea of the present invention. Although the NTSC system has been described as the input signal, the input signal is not limited to this, and PAL, SEC
In addition to the AM system, a TV signal composed of a larger number of scanning lines (for example, a high-quality T
V) system can also be adopted.

【0091】図12の(a)は、複数の表面伝導型電子
放出素子をマトリクス配置した電子源を用いた、図7に
示すような画像形成装置の一画素分に対応する概略構成
および電子線の飛翔状態を示す。ここで、符号75は高
電位側素子電極、76は低電位側素子電極、78は輝点
である。図12の(b)は、図12の(a)に示したよ
うな装置において、本発明者らが観測した蛍光体の輝点
78の拡大概略図である。
FIG. 12A shows a schematic configuration and an electron beam corresponding to one pixel of an image forming apparatus as shown in FIG. 7 using an electron source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix. Shows the flying state of. Here, reference numeral 75 denotes a high-potential-side device electrode, 76 denotes a low-potential-side device electrode, and 78 denotes a bright spot. FIG. 12B is an enlarged schematic view of the luminescent spot 78 of the phosphor observed by the present inventors in the device as shown in FIG.

【0092】図12の(a)に示されるように、蛍光体
の輝点全体は、素子電極への電圧印加方向(図中、X方
向)、および、それと垂直な方向(Y方向)にある広が
りを持っていることが確認された。このような輝点が形
成される理由、即ち、電子ビームがある広がりをもって
画像形成部材に到達する理由については、表面伝導型電
子放出素子の電子放出機構について完全に解明されては
いないので、明確に説明できないが、本発明者らは、幾
多の実験から、初速度を持った電子があらゆる方向へ散
乱するように、放出されているためと考えている。ま
た、あらゆる方向へ放出される電子の内、高電位側素子
電極方向(図中、Xプラス方向)に放出された電子が輝
点の先端部に到達し、低電位側素子電極方向(図中、X
マイナス方向)に放出される電子の量が非常に少ないと
推察される。
As shown in FIG. 12A, the entire luminescent spot of the phosphor is in the direction of applying voltage to the device electrode (X direction in the figure) and in the direction perpendicular to it (Y direction). It was confirmed that it had spread. The reason why such a bright spot is formed, that is, the reason why the electron beam reaches the image forming member with a certain spread, is not clearly understood because the electron emission mechanism of the surface conduction electron-emitting device has not been completely elucidated. Although it cannot be explained, the present inventors believe that electrons having an initial velocity are emitted so as to be scattered in all directions from many experiments. Also, of the electrons emitted in all directions, the electrons emitted in the direction of the high-potential element electrode (in the figure, the X plus direction) reach the tip of the luminescent spot, and are directed in the direction of the low-potential element electrode (in the figure) , X
It is estimated that the amount of electrons emitted in the negative direction) is very small.

【0093】更に、本発明者らの実験によると、図12
の(a)ようび(b)において、輝点78は、電子放出
部74の鉛直上方からXプラス方向、即ち、高電位側素
子電極75の側へずれていることが解った。この理由
は、表面伝導型電子放出素子上の空間の電位分布が、図
13に示されるように、電子放出部74の近傍において
等電位面が画像形成部材86面と平行になっていないた
め、放出された電子は加速電圧Vaにより加速され、図
中のZ方向に飛翔するだけでなく、高電位側素子電極7
5方向にも加速されるためと本発明者らは考えている。
即ち、電子放出させるために必要な印加電圧Vfによ
り、電子は放出された直後、偏向作用を受けることが避
けられないためと考えられる。
Further, according to the experiment of the present inventors, FIG.
In (a) and (b), it was found that the luminescent spot 78 was displaced from vertically above the electron-emitting portion 74 in the X-plus direction, that is, toward the high-potential-side device electrode 75. The reason for this is that the potential distribution in the space above the surface conduction electron-emitting device is such that the equipotential surface is not parallel to the surface of the image forming member 86 near the electron-emitting portion 74 as shown in FIG. The emitted electrons are accelerated by the acceleration voltage Va, and not only fly in the Z direction in the figure, but also
The present inventors believe that acceleration is also performed in five directions.
That is, it is considered that it is inevitable that electrons are subjected to a deflecting action immediately after they are emitted due to the applied voltage Vf necessary for emitting electrons.

【0094】輝点78の形状や大きさ、電子放出部74
の鉛直上方からX方向への位置ずれの値の検討から、輝
点先端部までのずれ量(図12の(b)中のΔX1)、
輝点尾部までのずれ量(図12の(b)中のΔX2)、
および、画像形成部材面での電子ビームスポットのY方
向の大きさ(ΔY)を、Va、Vf、Hをパラメーター
として、表わせることが解る(特開平6−342636
号公報を参照)。
The shape and size of the luminescent spot 78 and the electron emitting portion 74
From the examination of the value of the positional deviation in the X direction from above vertically, the amount of deviation (ΔX1 in (b) of FIG.
The amount of shift to the bright spot tail (ΔX2 in FIG. 12B),
Also, it can be understood that the size (ΔY) of the electron beam spot in the Y direction on the image forming member surface can be represented by using Va, Vf, and H as parameters (Japanese Patent Laid-Open No. 6-342636).
Reference).

【0095】また、輝点内の輝点分布の測定を行った結
果、フェースプレートに到達する電子の量が、図14に
示した分布を持つことが判明した。即ち、図12中で、
輝点79に放出電子の5割以上が集中していることが求
められた。Vfが10〜20V、Vaが1kV〜10k
V、フェースプレートと電子源基板との距離Hが2mm
〜8mmの範囲のとき、この輝点の輝度中心79の座標
ΔXは、次式で表現できた。 ΔX=K1×H×√(Vf/Va)+K2 ただし、K1、K2は定数であり、K1は概ね2、K2
はほぼ0である。
Further, as a result of measuring the bright spot distribution within the bright spots, it was found that the amount of electrons reaching the face plate had the distribution shown in FIG. That is, in FIG.
It was required that 50% or more of the emitted electrons were concentrated on the luminescent spot 79. Vf is 10 to 20 V, Va is 1 kV to 10 k
V, the distance H between the face plate and the electron source substrate is 2 mm
In the range of 88 mm, the coordinate ΔX of the luminance center 79 of this luminescent spot could be expressed by the following equation. ΔX = K1 × H × √ (Vf / Va) + K2 where K1 and K2 are constants, and K1 is approximately 2, K2
Is almost zero.

【0096】これにより求められた基点の輝度中心の座
標ΔXが、電子源基板の絶縁面の法線方向とならないよ
うに、Vf、Va、Hを適宜選択する。あるいは、電子
源基板を構成すれば、画像の乱れ、あるいは、放電によ
る素子の劣化のない画像形成装置が得られる。
Vf, Va, and H are appropriately selected so that the coordinate ΔX of the luminance center of the base point thus obtained does not coincide with the normal direction of the insulating surface of the electron source substrate. Alternatively, by forming the electron source substrate, an image forming apparatus can be obtained in which the image is not disturbed or the elements are not deteriorated by the discharge.

【0097】[0097]

【実施例】以下、本発明を実施例により、具体的に説明
する。本実施例は、多数の表面伝導型電子放出素子を単
純マトリクス配置した画像形成装置の例である。先ず、
電子源の一部の平面を図15に示す。ここで、符号41
は基板、42は図7のDoxmに対応するX方向配線
(下配線とも呼ぶ)、43は図7のDoynに対応する
Y方向配線(上配線とも呼ぶ)、44は電子放出部を含
む薄膜、45、46は素子電極、47は層間絶縁層であ
る。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. This embodiment is an example of an image forming apparatus in which many surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix. First,
FIG. 15 shows a partial plan view of the electron source. Here, reference numeral 41
Denotes a substrate, 42 denotes an X-direction wiring (also referred to as a lower wiring) corresponding to Doxm in FIG. 7, 43 denotes a Y-direction wiring (also referred to as an upper wiring) corresponding to Doyn in FIG. 7, 44 denotes a thin film including an electron emitting portion, 45 and 46 are device electrodes, and 47 is an interlayer insulating layer.

【0098】次に、その製造方法を図15および図16
を参照して、工程順に従って具体的に説明する。
Next, the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
, And will be specifically described in the order of the steps.

【0099】[工程−a] ガラス基板41を洗浄す
る。基板は青板ガラスを使用した。
[Step-a] The glass substrate 41 is washed. The substrate used was blue plate glass.

【0100】[工程−b] 素子電極45、46を形成
する。膜の成膜方法としては厚膜印刷法を使用した。こ
こで使用した厚膜ペースト材料は、MODペースト(D
U−2110、ノリタケ(株)製)であり、金属成分は
金である。また、印刷方法はスクリーン印刷法である。
印刷の後は110℃で20分乾燥し、次に、本焼成を実
施する。焼成温度は580℃、ピーク保持時間は約8分
である。印刷・焼成の後の膜厚は0.3μmであった。
なお、素子電極間距離は50μmとした。
[Step-b] The device electrodes 45 and 46 are formed. A thick film printing method was used as a film forming method. The thick film paste material used here is MOD paste (D
U-2110, manufactured by Noritake Co., Ltd.), and the metal component is gold. The printing method is a screen printing method.
After printing, drying is performed at 110 ° C. for 20 minutes, and then main firing is performed. The firing temperature is 580 ° C. and the peak retention time is about 8 minutes. The film thickness after printing and baking was 0.3 μm.
The distance between the device electrodes was 50 μm.

【0101】[工程−c] 次に、Y方向配線43を形
成する。厚膜スクリーン印刷法を用いた。ペースト材料
はノリタケ(株)製(NP−4028A)であり、金属
成分は銀である。また、焼成は[工程−b]と同様であ
る。印刷・焼成の後の膜厚は10μmであった。なお、
Y方向配線は素子電極45の片側に接続される。
[Step-c] Next, the Y-direction wiring 43 is formed. Thick film screen printing was used. The paste material is Noritake Co., Ltd. product (NP-4028A), and the metal component is silver. The firing is the same as in [Step-b]. The film thickness after printing and baking was 10 μm. In addition,
The Y-direction wiring is connected to one side of the element electrode 45.

【0102】[工程−d] 次に、層間絶縁層47を形
成する。厚膜スクリーン印刷法を用いた。ペースト材料
はPbOを主成分として、ガラスバインダーを混合した
ものを使用した。また、焼成は[工程−b]と同様であ
る。印刷・焼成の後の膜厚は30μmであった。なお、
X方向配線と素子電極46が接続できるような、形態と
している。
[Step-d] Next, an interlayer insulating layer 47 is formed. Thick film screen printing was used. The paste material used was a mixture of PbO as a main component and a glass binder. The firing is the same as in [Step-b]. The film thickness after printing and baking was 30 μm. In addition,
The configuration is such that the X-direction wiring and the element electrode 46 can be connected.

【0103】[工程−e] 次に、X方向配線42を、
Y方向配線43と同じ手順で形成する。印刷・焼成の後
の膜厚は10μmであった。また、X方向配線42の一
部は素子電極46と接続されている。
[Step-e] Next, the X-direction wiring 42 is
It is formed in the same procedure as the Y-direction wiring 43. The film thickness after printing and baking was 10 μm. Further, a part of the X-direction wiring 42 is connected to the element electrode 46.

【0104】[工程−f] 次に、導電性薄膜44を形
成する。バブルジェット方式のインクジェット噴射装置
を用いて、有機パラジウム含有溶液を、幅が80μmと
なるように付与した。300℃で10分間の加熱処理を
行って、酸化パラジウム微粒子から成る微粒子膜を得
た。
[Step-f] Next, a conductive thin film 44 is formed. An organic palladium-containing solution was applied so as to have a width of 80 μm by using a bubble jet type inkjet ejecting apparatus. A heat treatment was performed at 300 ° C. for 10 minutes to obtain a fine particle film composed of fine palladium oxide particles.

【0105】以上の工程により、絶縁性基板41上にX
方向配線42、層間絶縁層47、Y方向配線43、素子
電極45、46、電子放出部形成用薄膜44を形成し
た。素子電極45、46の形状、各部材の寸法を、図1
5に示した。
Through the above steps, X on the insulating substrate 41
The directional wiring 42, the interlayer insulating layer 47, the Y-directional wiring 43, the device electrodes 45 and 46, and the thin film 44 for forming the electron emission portion were formed. The shape of the device electrodes 45 and 46 and the dimensions of each member are shown in FIG.
5 is shown.

【0106】次に、以上のようにして作成した電子源基
板を用いて、電子源および表示装置を構成した。これを
図7と図8を用いて説明する。即ち、以上のようにして
素子を作成した基板21をリアプレート31上に固定し
た後、基板21の距離H(4mm)上方に、フェースプ
レート36(ガラス基板33の内面に蛍光膜34とメタ
ルバック35が形成されて構成される)を支持枠32を
介し配置し、フェースプレート36、支持枠32、リア
プレート31の接合部にフリットガラスを塗布し、大気
中で400℃で10分以上焼成することで封着した。ま
た、リアプレート31への基板21の固定もフリットガ
ラスで行った。なお、本実施例において、図7の24
は、電子放出部形成前の電子放出素子であり、22、2
3はそれぞれX方向及びY方向の素子配線である。
Next, an electron source and a display device were constructed using the electron source substrate prepared as described above. This will be described with reference to FIGS. That is, after fixing the substrate 21 on which the element is formed as described above on the rear plate 31, the face plate 36 (the fluorescent film 34 and the metal back on the inner surface of the glass substrate 33) is placed above the distance H (4 mm) of the substrate 21. 35 is formed via the support frame 32, frit glass is applied to the joint between the face plate 36, the support frame 32, and the rear plate 31, and baked at 400 ° C. for 10 minutes or more in the atmosphere. It was sealed. The fixing of the substrate 21 to the rear plate 31 was also performed with frit glass. In this embodiment, 24 in FIG.
Are the electron-emitting devices before the formation of the electron-emitting portion;
Reference numeral 3 denotes element wirings in the X and Y directions, respectively.

【0107】蛍光膜24の蛍光体はストライプ形状を採
用し(図8を参照)、先にブラックストライプ38を形
成し、その間隙部に各色蛍光体39を塗布し、蛍光膜3
4を作成した。ブラックストライプの材料として、通常
よく用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。
ガラス基板33に蛍光体を塗布する方法は、スラリー法
を用いた。また、蛍光膜34の内面側には通常、メタル
バック35が設けられるが、このメタルバック35は、
蛍光膜の作成に後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
(通常、フィルミングとよばれる)を行い、その後、A
lを真空蒸着することで作成した。
The fluorescent material of the fluorescent film 24 adopts a stripe shape (see FIG. 8). First, a black stripe 38 is formed.
4 was created. As a material for the black stripe, a material mainly containing graphite, which is commonly used, was used.
A slurry method was used as a method of applying the phosphor on the glass substrate 33. A metal back 35 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 34.
After the formation of the fluorescent film, a smoothing treatment (usually called filming) of the inner surface of the fluorescent film is performed.
1 was prepared by vacuum evaporation.

【0108】フェースプレート36には、更に、蛍光膜
34の導電性を高めるため、蛍光膜34の外面側に透明
電極(図示せず)が設けられる場合もあるが、本実施例
では、メタルバックのみで十分な導電性が得られたの
で、これを省略した。また、前述の封着を行う際、各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはならないた
めに、十分な位置あわせを行った。
In the face plate 36, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 34 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 34, but in this embodiment, a metal back is provided. Alone, sufficient conductivity was obtained, and was omitted. In addition, when performing the above-described sealing, sufficient alignment was performed so that the phosphors of each color and the electron-emitting devices had to correspond to each other.

【0109】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を、排気管(図示せず)を通じて、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Dox
1〜Doxmと、Doy1〜Doynを通じて、電子放
出素子24の電極45、46間に電圧を印加し、電子放
出部形成用薄膜24をフォーミング処理した。フォーミ
ング処理の電圧波形を図3に示す。
The atmosphere in the glass container completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, a terminal Dox outside the container.
A voltage was applied between the electrodes 45 and 46 of the electron-emitting device 24 through 1 to Doxm and Doy1 to Doyn to form the electron-emitting portion forming thin film 24. FIG. 3 shows a voltage waveform of the forming process.

【0110】ここでは、T1を1m秒、T2を10m秒
とし、約1×10-5torrの真空雰囲気下で行った。
このように作成された電子放出部は、パラジウム元素を
主成分とする微粒子が分散配置された状態となり、その
微粒子の平均粒径は3nmであった。次に、フォーミン
グと同一の矩形波で、波高7V、真空度2×10-5to
rrの真空度において、素子電流If、放出電流Ieを
測定しながら、高抵抗活性化処理を行った。
Here, T1 was set to 1 msec and T2 was set to 10 msec, and the test was performed in a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −5 torr.
The electron-emitting portion thus prepared was in a state in which fine particles mainly composed of palladium element were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 3 nm. Next, the same rectangular wave as the forming, a wave height of 7 V and a degree of vacuum of 2 × 10 −5 to
At a degree of vacuum of rr, a high resistance activation process was performed while measuring the device current If and the emission current Ie.

【0111】このようなフォーミング、活性化処理を行
い、電子放出部を形成し、電子放出素子を作成した後、
10-6torr程度の真空度まで排気し、ガスバーナで
排気管(図示せず)を熱することで溶着し、外囲器の封
止を行った。そして、最後に封止後の真空度を維持する
ために、高周波加熱法でゲッター処理を行った。
After performing such forming and activation processes to form an electron-emitting portion and to form an electron-emitting device,
Evacuation was performed to a degree of vacuum of about 10 −6 torr, and an exhaust pipe (not shown) was heated and welded with a gas burner to seal the envelope. Finally, gettering was performed by a high-frequency heating method in order to maintain the degree of vacuum after sealing.

【0112】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Dox1
〜Doxm、Doy1〜Doynを通じて、電圧Vfを
それぞれ印加することにで、走査信号および変調信号を
信号発生手段(図示せず)で出力し、電子放出させ、ま
た、高圧端子Hvを通じて、メタルバック35に高圧V
aを印加して、電子ビームを加速し、蛍光膜34に衝突
させ、励起・発光させることで、フェースプレート36
上に輝点を形成し、画像を表示した。
In the image display device of the present invention completed as described above, each of the electron-emitting devices has a terminal Dox1 outside the container.
To Doxm and Doy1 to Doyn, respectively, to apply a voltage Vf, thereby outputting a scanning signal and a modulation signal by a signal generation means (not shown) to emit electrons, and a metal back 35 through a high voltage terminal Hv. High voltage V
a, the electron beam is accelerated to collide with the fluorescent film 34 to excite and emit light.
A bright spot was formed on the top and the image was displayed.

【0113】なお、素子電流If、放出電流Ieは、双
方とも、図4の実線を示した。また、この時、テレビジ
ョンに要求される輝度100fL〜150fLにも対応
できる放出電流であった。
The device current If and the emission current Ie are both shown by solid lines in FIG. Further, at this time, the emission current was able to correspond to the luminance of 100 fL to 150 fL required for the television.

【0114】本実施例において、前述の輝点の中心座標
ΔXは、次式で表現できた。 ΔX=K1×H×√(Vf/Va)+K2 但し、K1=2.0、K2=−6.25e−5である。
In the present embodiment, the center coordinate ΔX of the above-mentioned bright spot can be expressed by the following equation. ΔX = K1 × H × √ (Vf / Va) + K2 where K1 = 2.0 and K2 = −6.25e−5.

【0115】(実施例1)次に、本発明の第1の実施例
について具体的に説明する。この実施例は、Vaを適宜
選択することよって、表示画像の品位の低下、放電によ
る素子の劣化を防止した事例である。上記の構成におい
て、H=4mmにて、画像形成装置を構成した。素子駆
動用電源81により、素子電極45、46間に電圧Vf
=10Vを印加すると、電子が電子放出部44から放出
された。電子ビーム加速用電源82からメタルバック3
5を通じて、蛍光体34に加速電圧Vaを印加すると、
当該電子は加速され、蛍光体34に衝突し、これを発光
させ、フェースプレート33上に輝点を形成する。
(Embodiment 1) Next, a first embodiment of the present invention will be specifically described. This embodiment is an example of preventing the deterioration of the quality of the displayed image and the deterioration of the element due to discharge by appropriately selecting Va. In the above configuration, the image forming apparatus was configured with H = 4 mm. The voltage Vf is applied between the element electrodes 45 and 46 by the element driving power supply 81.
When = 10 V was applied, electrons were emitted from the electron emission section 44. Metal back 3 from power supply 82 for electron beam acceleration
When the acceleration voltage Va is applied to the phosphor 34 through 5,
The electrons are accelerated and collide with the phosphor 34 to emit light, thereby forming a bright spot on the face plate 33.

【0116】本実施例の電子源基板では、電子放出部か
ら高電位側電極の方向(Xプラス方向)には、175〜
225μmの位置に絶縁面が露出している。そして、H
=4mm、Vf=10Vのとき、Vaが8kV以上であ
ると、上式より、輝点の輝度中心が220μm以下とな
り、絶縁面の法線方向に位置することになる。このた
め、本実施例では、Vaを8kVで使用することとし
た。
In the electron source substrate of this embodiment, the direction from the electron emission portion to the high potential side electrode (X plus direction) is 175 to 175.
The insulating surface is exposed at a position of 225 μm. And H
= 4 mm and Vf = 10 V, if Va is 8 kV or more, the luminance center of the luminescent spot is 220 μm or less according to the above equation, and it is located in the normal direction of the insulating surface. Therefore, in this embodiment, Va is used at 8 kV.

【0117】以上の条件で使用することにより、安定し
た輝点が形成され、高品位な画像が得られた。しかし、
Vaを8kV以上で使用すると、輝点の形状が変化し
て、形成された画像が不安定となり、放電による素子の
劣化が観測された(図17の(a)を参照)。また、こ
の時、テレビジョンに要求される輝度100fL〜15
0fLにも対応できる放出電流であった。
By using under the above conditions, a stable luminescent spot was formed and a high quality image was obtained. But,
When Va was used at 8 kV or more, the shape of the luminescent spot changed, the formed image became unstable, and deterioration of the element due to discharge was observed (see FIG. 17A). At this time, the luminance required for the television is 100 fL to 15 fL.
The emission current was able to handle 0 fL.

【0118】(実施例2)また、本発明の第2の実施例
は、Vfを適宜選択することによって、より高いVaに
おいても、表示画像の品位の低下、放電による素子の劣
化を防止し、高輝度の画像形成装置を得た事例である。
(Embodiment 2) In the second embodiment of the present invention, by appropriately selecting Vf, even at a higher Va, deterioration of display image quality and deterioration of the element due to discharge can be prevented. This is a case where a high-brightness image forming apparatus is obtained.

【0119】ここでは、実施例1と同様の構成におい
て、Vaが10kVの時、輝点の輝度中心のズレは19
0μmであると計算される。一方、電子源基板上のXマ
イナス方向では、75〜125μmの位置に絶縁面が露
出している。このため、Vf=10Vで画像を形成すれ
ば、Vaが10kVで安定した輝点が形成されると考え
られる。
Here, in the configuration similar to that of the first embodiment, when Va is 10 kV, the deviation of the luminance center of the bright spot is 19
It is calculated to be 0 μm. On the other hand, the insulating surface is exposed at a position of 75 to 125 μm in the X minus direction on the electron source substrate. Therefore, if an image is formed at Vf = 10 V, it is considered that a stable bright spot is formed at Va of 10 kV.

【0120】以上の条件で使用することにより、10k
Vで安定した輝点が形成され、高品位な画像が得られ
た。さらに、得られた画像の輝度はVaが8kVの時、
160fLであったが、10kVにすることにより、2
70fLとなった(図17の(b)を参照)。
By using the above conditions, 10 k
A stable bright spot was formed at V, and a high-quality image was obtained. Further, when the luminance of the obtained image is 8 kV,
It was 160 fL, but by making it 10 kV, 2
It was 70 fL (see FIG. 17B).

【0121】(実施例3)本実施例は、実施例1および
実施例2の結果を踏まえ、Vaが10kV以下では、常
に、輝点の輝度中心が電子源基板の絶縁面法線方向に位
置しないように設計した。即ち、Vaが10kV以下の
時、輝点の輝度中心は190μm以上の位置に形成され
る。このため、電子放出部から高電位側電極の方向をY
プラス方向にすれば、輝点の輝度中心が電子源基板のX
方向配線法線方向に位置することになる。ここでは、図
18の構成の電子源基板を実施例1と同様の方法で形成
した。
(Embodiment 3) In this embodiment, based on the results of Embodiments 1 and 2, when Va is 10 kV or less, the luminance center of the bright spot is always located in the normal direction of the insulating surface of the electron source substrate. Not designed. That is, when Va is 10 kV or less, the luminance center of the luminescent spot is formed at a position of 190 μm or more. Therefore, the direction from the electron-emitting portion to the high-potential-side electrode is set to Y
In the plus direction, the brightness center of the bright spot is X
It will be located in the direction normal to the direction wiring. Here, the electron source substrate having the configuration of FIG. 18 was formed in the same manner as in Example 1.

【0122】実施例1と同様の方法で、画像を形成した
結果、Vaが10kV以下の時、常に安定した輝点が形
成された(図19を参照)。
As a result of forming an image in the same manner as in Example 1, when Va was 10 kV or less, a stable bright spot was always formed (see FIG. 19).

【0123】[0123]

【発明の効果】本発明は、以上説明したようになり、表
面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置において、
Va、Vf、Hあるいは電子源基板の構成を適宜決定す
ることにより、電子ビームの軌道を極めて安定したもの
とすることができた。
As described above, the present invention relates to an image forming apparatus using a surface conduction electron-emitting device.
By appropriately determining Va, Vf, H or the configuration of the electron source substrate, the trajectory of the electron beam could be made extremely stable.

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

【図1】本発明の表面伝導型電子放出素子の1例を示す
模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing one example of a surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図2】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の製造
方法の1例を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing one example of a method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図3】上記表面伝導型電子放出素子の製造に際して採
用できる通電フォーミング処理における電圧波形の一例
を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a voltage waveform in an energization forming process that can be employed in manufacturing the surface conduction electron-emitting device.

【図4】同じく、表面伝導型電子放出素子についての放
出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧Vfの関係の一例
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf for the surface conduction electron-emitting device.

【図5】測定評価機能を備えた真空処理装置の一例を示
す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a vacuum processing apparatus having a measurement evaluation function.

【図6】本発明を適用した単純マトリクス配置の電子源
の一例を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a simple matrix arrangement to which the present invention is applied.

【図7】本発明を適用した画像形成装置の表示パネルの
一例を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention has been applied.

【図8】同じく、その蛍光膜一例を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing an example of the fluorescent film.

【図9】本発明の画像表示装置のフォーミング、活性化
処理の工程を行うための真空排気装置の模式図である。
FIG. 9 is a schematic view of a vacuum evacuation apparatus for performing a forming and activating process of the image display device of the present invention.

【図10】本発明の画像形成装置のフォーミング、活性
化処理工程のための結線方法を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a connection method for forming and activating processing steps of the image forming apparatus of the present invention.

【図11】本発明の画像形成装置として、NTSC方式
のテレビ信号に応じて表示を行なうための駆動回路の一
例を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a drive circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal as the image forming apparatus of the present invention.

【図12】本発明の画像形成装置の1画素の構成を示す
斜視図および表面伝導型電子放出素子で観測された輝点
形状を示す図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of one pixel of the image forming apparatus of the present invention and a diagram showing a bright spot shape observed by a surface conduction electron-emitting device.

【図13】表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装
置の電子ビームの軌道を説明するための等電位図であ
る。
FIG. 13 is an equipotential diagram for explaining the trajectory of an electron beam of an image display device using a surface conduction electron-emitting device.

【図14】表面伝導型電子放出素子で観測された輝点の
電荷量の分布を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a distribution of the charge amount of a bright spot observed in the surface conduction electron-emitting device.

【図15】本発明を適用した単純マトリクス配置の電子
源の一例を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic view showing an example of an electron source having a simple matrix arrangement to which the present invention is applied.

【図16】本発明の実施例の電子源基板の製造工程を説
明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a manufacturing process of the electron source substrate according to the embodiment of the present invention.

【図17】本発明に関する一実施例を説明する図であ
る。
FIG. 17 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図18】同じく、実施例を説明する図である。FIG. 18 is a diagram for explaining the embodiment.

【図19】同じく、表面伝導型電子放出素子の特性を説
明するための図である。
FIG. 19 is a view for explaining characteristics of the surface conduction electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2,3 素子電極 4 導電性薄膜 5 電子放出部 21 電子源基板 22 X方向配線 23 Y方向配線 24 表面伝導型電子放出素子 31 リアプレート 32 支持枠 33 ガラス基板 34 蛍光膜 35 メタルバック 36 フェースプレート 37 外囲器 38 黒色導電材 39 蛍光体 41 電子源基板 42 X方向配線 43 Y方向配線 44 表面伝導型電子放出素子 45 素子電極 46 素子電極 47 層間絶縁層 50、52 電流計 51 電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための
電源 53 アノード電極$54に電圧を印加するための高
圧電源 54 放出電流Ieを捕捉するためのアノード電極 55 電流計 56 真空装置 57 排気ポンプ 71 電子源基板 74 表面伝導型電子放出素子 75 高電位側素子電極 76 低電位側素子電極 78 輝点 79 輝点の主成分 81 電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための
電源 82 アノード電極に電圧を印加するための電圧電源 86 フェースプレート 93 ガラス基板 101 表示パネル 102 走査回路 103 制御回路 104 シフトレジスタ 105 ラインメモリ 106 同期信号分離回路 107 変調信号発生器 131 画像表示装置 132 排気管 133 真空チャンバー 134 ゲートバルブ 135 排気装置 136 圧力計 137 四重極質量分析器 138 ガス導入ライン 139 導入量制御手段 140 導入物質源 141 共通電極 142 電源 143 電流測定用抵抗 144 オシロスコープ VxおよびVa 直流電圧源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 3 Element electrode 4 Conductive thin film 5 Electron emission part 21 Electron source substrate 22 X direction wiring 23 Y direction wiring 24 Surface conduction type electron emitting element 31 Rear plate 32 Support frame 33 Glass substrate 34 Fluorescent film 35 Metal back 36 Face plate 37 envelope 38 black conductive material 39 phosphor 41 electron source substrate 42 X-direction wiring 43 Y-direction wiring 44 surface conduction electron-emitting device 45 device electrode 46 device electrode 47 interlayer insulating layer 50, 52 ammeter 51 electron emission Power supply 53 for applying device voltage Vf to the device 53 High-voltage power supply for applying voltage to anode electrode # 54 54 Anode electrode for capturing emission current Ie 55 Ammeter 56 Vacuum device 57 Exhaust pump 71 Electron source substrate 74 Surface conduction electron-emitting device 75 High-potential-side device electrode 76 Low-potential-side device electrode 78 Bright point 79 Main component of bright point 81 Power supply for applying element voltage Vf to electron-emitting device 82 Voltage power supply for applying voltage to anode electrode 86 Face plate 93 Glass substrate 101 Display panel 102 Scanning circuit 103 Control circuit 104 Shift register 105 Line memory 106 Synchronous signal separation circuit 107 Modulation signal generator 131 Image display device 132 Exhaust pipe 133 Vacuum chamber 134 Gate valve 135 Exhaust device 136 Pressure gauge 137 Quadrupole mass analyzer 138 Gas introduction line 139 Introducing amount control means 140 Source substance 141 Common electrode 142 Power supply 143 Resistance for current measurement 144 Oscilloscope Vx and Va DC voltage source

フロントページの続き Fターム(参考) 5C031 DD09 DD17 5C036 EE02 EE09 EF01 EF06 EF09 EG12 EG24 EG45 EG50 EH01 EH02 5C058 AA11 AB01 BA01 BA06 BB01 BB20 5C080 AA08 BB05 CC03 DD05 FF10 GG08 KK02 KK43 Continued on front page F term (reference) 5C031 DD09 DD17 5C036 EE02 EE09 EF01 EF06 EF09 EG12 EG24 EG45 EG50 EH01 EH02 5C058 AA11 AB01 BA01 BA06 BB01 BB20 5C080 AA08 BB05 CC03 DD05 FF10 GG08 KK02

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に設けられた複数の表面伝導型電
子放出素子を有する電子源基板と、該表面伝導型電子放
出素子からの電子ビームの照射を受ける対向する蛍光体
ターゲットを有するフェースプレートとからなる画像形
成装置において、該蛍光体ターゲット上の電子ビームの
照射による輝点の輝度中心が、前記電子基板上の絶縁面
の法線方向に位置しないことを特徴とする、電子放出素
子を用いた画像形成装置。
1. An electron source substrate having a plurality of surface conduction electron-emitting devices provided on a substrate, and a face plate having opposing phosphor targets receiving irradiation of electron beams from the surface conduction electron-emitting devices. An image forming apparatus comprising: an electron-emitting device, wherein a luminance center of a luminescent spot due to irradiation of an electron beam on the phosphor target is not located in a normal direction of an insulating surface on the electronic substrate. Image forming apparatus used.
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