JP2000149768A - Electron beam device and image forming device - Google Patents

Electron beam device and image forming device

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JP2000149768A
JP2000149768A JP10320529A JP32052998A JP2000149768A JP 2000149768 A JP2000149768 A JP 2000149768A JP 10320529 A JP10320529 A JP 10320529A JP 32052998 A JP32052998 A JP 32052998A JP 2000149768 A JP2000149768 A JP 2000149768A
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Japan
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electron
film
voltage
image
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JP10320529A
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Japanese (ja)
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Yoichi Ando
洋一 安藤
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a capacitor on a substrate so as not to impose a high electric field on the substrate. SOLUTION: In an electron beam device equipped with a first substrate having a plurality of electron sources disposed thereon and a second substrate 1017 provided with a first conductive film 1019 to which a voltage is applied for accelerating electrons emitted from the electron sources, a capacitance is developed by providing a second conductive film 2 on the second substrate 1017 so as to face the first conductive film with an insulation film 3 between. Or else, a third substrate is disposed on the opposite surface of the second substrate to the side where the first conductive film is disposed, with an air gap interposed between them, and a capacitance is developed by providing a conductive film on each of confronting surfaces of the second and third substrates.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線装置及びそ
の応用である画像表示装置等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 electron beam apparatus and an image forming apparatus such as an image display apparatus to which the electron beam apparatus is applied.

【0002】[0002]

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

【0003】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.,10,1290,(196
5)や、後述する他の例が知られている。
[0003] As a surface conduction type emission element, for example,
MIElinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290, (196
5) and other examples described later are known.

【0004】表面伝導型放出素子は、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
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるSn
2 薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの[G.
Dittmer:“Thin Solid Films",9,317(1972)]や、In
2 3 /SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and C.
G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Conf.",519(1975)]や、カ
ーボン薄膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第
1号、22(1983)]等が報告されている。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using O 2 thin films, those using Au thin films [G.
Dittmer: “Thin Solid Films”, 9,317 (1972)]
2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and C.
G. Fonstad: “IEEE Trans. ED Conf.”, 519 (1975)], and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 22 (1983)], etc., have been reported. .

【0005】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図18に前述のM.Hartwellらによる
素子の平面図を示す。同図において、3001は基板
で、3004はスパッタで形成された金属酸化物よりな
る導電性薄膜である。導電性薄膜3004は図示のよう
にH字形の平面形状に形成されている。該導電性薄膜3
004に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を
施すことにより、電子放出部3005が形成される。図
中の間隔Lは、0.5〜1[mm],Wは、0.1[m
m]で設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出
部3005は導電性薄膜3004の中央に矩形の形状で
示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出
部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
FIG. 18 shows a plan view of a device by M. Hartwell et al. As a typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices. In the figure, reference numeral 3001 denotes a substrate, and reference numeral 3004 denotes a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped planar shape as shown. The conductive thin film 3
An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on 004. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], and W is 0.1 [m].
m]. In addition, for convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one, and the position and shape of the actual electron emitting portion are faithfully represented. Not necessarily.

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

【0007】またFE型の例は、たとえば、W.P.Dyke&
W.W.Dolan,“Field emission",Advance in Electron Ph
ysics,8,89(1956)や、あるいは、C.A.Spindt,“Physica
lproperties of thin-film field emission cathodes w
ith molybdenium cones",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)
などが知られている。
An example of the FE type is, for example, WPDyke &
WWDolan, “Field emission”, Advance in Electron Ph
ysics, 8, 89 (1956) or CASpindt, “Physica
lproperties of thin-film field emission cathodes w
ith molybdenium cones ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976)
Etc. are known.

【0008】FE型の素子構成の典型的な例として、図
19に前述のC.A.Spindtらによる素子の断面図を示す。
同図において、3010は基板で、3011は導電材料
よりなるエミッタ配線、3012はエミッタコーン、3
013は絶縁層、3014はゲート電極である。本素子
は、エミッタコーン3012とゲート電極3014の間
に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコーン3
012の先端部より電界放出を起こさせるものである。
FIG. 19 shows a cross-sectional view of the above-mentioned device by CASpindt et al. As a typical example of the FE-type device configuration.
In the figure, reference numeral 3010 denotes a substrate; 3011, an emitter wiring made of a conductive material; 3012, an emitter cone;
013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. The present device applies an appropriate voltage between the emitter cone 3012 and the gate electrode 3014, thereby forming the emitter cone 3
Field emission is caused from the tip of the 012.

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

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

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

【0012】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。
For this reason, research for applying the cold cathode device has been actively conducted.

【0013】たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極
素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であること
から、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、たとえば本出願人による特開昭64-31332号
公報において開示されるように、多数の素子を配列して
駆動するための方法が研究されている。
For example, the surface conduction electron-emitting device has the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among the cold cathode devices. Therefore, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 by the present applicant, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.

【0014】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。特
に、画像表示装置への応用としては、たとえば本出願人
による米国特許第5,066,883号や特開平2-257551号公報
や特開平4-28137号公報において開示されているよう
に、表面伝導型放出素子と電子ビームの照射により発光
する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置が研究
されている。表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わ
せて用いた画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示
装置よりも優れた特性が期待されている。たとえば、近
年普及してきた液晶表示装置と比較しても、自発光型で
あるためバックライトを必要としない点や、視野角が広
い点が優れていると言える。
As for the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, a charged beam source, and the like have been studied. In particular, as an application to an image display device, for example, as disclosed in U.S. Pat.No. 5,066,883, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-257551 and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. An image display device using a combination of a phosphor and a phosphor that emits light by irradiation with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle.

【0015】またFE型を多数個ならべて駆動する方法
は、たとえば本出願人による米国特許第4,904,895号に
開示されている。また、FE型を画像表示装置に応用し
た例として、たとえば、R.Meyerらにより報告された平
板型表示装置[R.Meyer:“Recent Development on Micr
o-tips Display at LETI",Tech.Digest of 4th Int.Vac
uum Microelectronics Conf.,Nagahama,pp.6〜9(199
1)]が知られている。
A method of driving a plurality of FE types in a row is disclosed in, for example, US Pat. No. 4,904,895 by the present applicant. As an example of applying the FE type to an image display device, for example, a flat panel display device [R. Meyer: “Recent Development on Micr” reported by R. Meyer et al.
o-tips Display at LETI ", Tech.Digest of 4th Int.Vac
uum Microelectronics Conf., Nagahama, pp. 6-9 (199
1)] is known.

【0016】また、MIM型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平3-55
738号公報に開示されている。
An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-55-1990 by the present applicant.
No. 738.

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

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

【0019】図中、3115はリアプレート、3116
は側壁、3117はフェースプレートであり、リアプレ
ート3115、側壁3116およびフェースプレート3
117により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器(気密容器)を形成している。リアプレート3
115には基板3111が固定されているが、この基板
3111上には冷陰極素子3112が、N×M個形成さ
れている(N、Mは2以上の正の整数であり、目的とす
る表示画素数に応じて適宜設定される。)。また、前記
N×M個の冷陰極素子3112は、図21に示すとお
り、M本の行方向配線3113とN本の列方向配線31
14により配線されている。これら基板3111、冷陰
極素子3112、行方向配線3113および列方向配線
3114によって構成される部分をマルチ電子ビーム源
と呼ぶ。また、行方向配線3113と列方向配線311
4の少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁層
(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれて
いる。
In the figure, 3115 is a rear plate, 3116
Denotes a side wall, 3117 denotes a face plate, and a rear plate 3115, a side wall 3116, and a face plate 3
117 forms an envelope (airtight container) for maintaining the inside of the display panel in a vacuum. Rear plate 3
A substrate 3111 is fixed to the substrate 115, and N × M cold cathode elements 3112 are formed on the substrate 3111 (N and M are positive integers of 2 or more, and a target display It is set appropriately according to the number of pixels.) Further, as shown in FIG. 21, the N × M cold cathode elements 3112 include M row direction wirings 3113 and N column direction wirings 31.
14. The part constituted by the substrate 3111, the cold cathode element 3112, the row direction wiring 3113 and the column direction wiring 3114 is called a multi electron beam source. Further, a row direction wiring 3113 and a column direction wiring 311
An insulating layer (not shown) is formed between the two wirings at least at the intersections of 4, so that electrical insulation is maintained.

【0020】フェースプレート3117の下面には、蛍
光体からなる蛍光膜3118が形成されており、赤
(R)、緑(G)、青(B)の3原色の蛍光体(不図
示)が塗り分けられている。また、蛍光膜3118をな
す上記各色蛍光体の間には黒色体(不図示)が設けてあ
り、さらに蛍光膜3118のリアプレート3115側の
面には、Al等からなるメタルバック3119が形成さ
れている。
A phosphor film 3118 made of a phosphor is formed on the lower surface of the face plate 3117, and phosphors of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) (not shown) are applied. Divided. A black body (not shown) is provided between the phosphors of the respective colors constituting the fluorescent film 3118, and a metal back 3119 made of Al or the like is formed on the surface of the fluorescent film 3118 on the rear plate 3115 side. ing.

【0021】Dx1〜DxmおよびDy1〜Dynおよ
びHvは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気
的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子で
ある。Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行方向配
線3113と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビーム源の
列方向配線3114と、Hvはメタルバック3119と
各々電気的に接続している。
Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn and Hv are electric connection terminals of an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are electrically connected to the row direction wiring 3113 of the multi-electron beam source, Dy1 to Dyn are electrically connected to the column direction wiring 3114 of the multi-electron beam source, and Hv is electrically connected to the metal back 3119.

【0022】また、上記気密容器の内部は10-6Tor
r程度の真空に保持されており、画像表示装置の表示面
積が大きくなるにしたがい、気密容器内部と外部の気圧
差によるリアプレート3115およびフェースプレート
3117の変形あるいは破壊を防止する手段が必要とな
る。リアプレート3115およびフェースプレート31
17を厚くすることによる方法は、画像表示装置の重量
を増加させるのみならず、斜め方向から見たときに画像
のゆがみや視差を生ずる。これに対し、図21において
は、比較的薄いガラス板からなり大気圧を支えるための
構造支持体(スペーサーあるいはリブと呼ばれる)31
20が設けられている。このようにして、マルチビーム
電子源が形成された基板3111と蛍光膜3118が形
成されたフェースプレート3117間は通常サブミリな
いし数ミリに保たれ、前述したように気密容器内部は高
真空に保持されている。
The inside of the airtight container is 10 -6 Torr.
r, and as the display area of the image display device increases, means for preventing deformation or destruction of the rear plate 3115 and the face plate 3117 due to a pressure difference between the inside and the outside of the airtight container is required. . Rear plate 3115 and face plate 31
The method of increasing the thickness of not only increases the weight of the image display device, but also causes image distortion and parallax when viewed from an oblique direction. On the other hand, in FIG. 21, a structural support (called a spacer or a rib) 31 made of a relatively thin glass plate and supporting the atmospheric pressure is used.
20 are provided. In this manner, the distance between the substrate 3111 on which the multi-beam electron source is formed and the face plate 3117 on which the fluorescent film 3118 is formed is usually kept at a sub-millimeter to several millimeters. ing.

【0023】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Dx1ないしDxm、Dy1ないし
Dynを通じて各冷陰極素子3112に電圧を印加する
と、各冷陰極素子3112から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック3119に容器外端子Hvを通じ
て数百[V]ないし数[kV]の高圧を印加して、上記
放出された電子を加速し、フェースプレート3117の
内面に衝突させる。これにより、蛍光膜3118をなす
各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
In the image display apparatus using the above-described display panel, when a voltage is applied to each cold cathode element 3112 through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn, electrons are emitted from each cold cathode element 3112. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back 3119 through the external terminal Hv to accelerate the emitted electrons and cause them to collide with the inner surface of the face plate 3117. As a result, the phosphors of each color forming the fluorescent film 3118 are excited and emit light, and an image is displayed.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷陰極
素子を用いたマルチ電子ビーム源を、実際の画像形成装
置に応用する場合には、以下に述べるような問題が発生
する場合があった。
However, when a multi-electron beam source using a cold cathode device is applied to an actual image forming apparatus, the following problems may occur.

【0025】冷陰極素子を用いたマルチ電子ビーム源
を、実際の画像形成装置に応用する場合には、電子ビー
ム加速用の高電圧発生回路が設けられ、その高電圧の安
定のための回路が設けられる。より具体的には高圧平滑
用コンデンサが設けられる。
When a multi-electron beam source using a cold cathode device is applied to an actual image forming apparatus, a high voltage generating circuit for accelerating an electron beam is provided, and a circuit for stabilizing the high voltage is provided. Provided. More specifically, a high-voltage smoothing capacitor is provided.

【0026】ブラウン管においては、前記平滑コンデン
サはバルブ内のファンネル部に形成されるが、冷陰極素
子マルチ電子ビーム源を用いた平面型の画像形成装置に
おいては、構造上バルブ内にブラウン管のファンネル部
に相当する部分がなく、外部に高耐圧な平滑コンデンサ
を配置せざるをえず、装置の薄型化、軽量化の障害にな
っていた。
In a cathode ray tube, the smoothing condenser is formed in a funnel portion in the bulb. In a flat type image forming apparatus using a cold cathode multi-electron beam source, the funnel portion of the cathode ray tube is structurally contained in the bulb. Therefore, a high-voltage-resistant smoothing capacitor had to be disposed outside, which hindered the reduction in thickness and weight of the device.

【0027】これに対し、前記フェースプレートの外表
面にITOなどの透明電極を形成しGND電位として、
前記フェースプレートの内表面のメタルバックとの間の
静電容量を、高圧平滑用コンデンサとする方法が提案さ
れている。
On the other hand, a transparent electrode such as ITO is formed on the outer surface of the face plate, and the potential is set to GND.
A method has been proposed in which a capacitance between a metal back on an inner surface of the face plate and a metal back is used as a high-voltage smoothing capacitor.

【0028】図22は上記方法を説明する図であり、2
は透明電極、1007はフェースプレート、1008は
蛍光体、1009はメタルバック、1は高電圧発生装置
である。透明電極2、フェースプレート1007、メタ
ルバック1009でコンデンサを構成し、平滑回路とし
ている。
FIG. 22 is a diagram for explaining the above method.
Is a transparent electrode, 1007 is a face plate, 1008 is a phosphor, 1009 is a metal back, and 1 is a high voltage generator. A capacitor is formed by the transparent electrode 2, the face plate 1007, and the metal back 1009 to form a smoothing circuit.

【0029】しかしながらフェースプレートの材料とし
て平面性に優れ比較的安価であるソーダフロートガラス
を用いた場合、含有されるNaなどのアルカリ成分が電
界により移動、表面に異物を析出させ透明度を落とすだ
けでなく、駆動時の温度上昇ともあいまって絶縁耐圧の
低下を招く場合があった。
However, when soda float glass, which has excellent flatness and is relatively inexpensive, is used as the material of the face plate, the alkali component such as Na contained therein moves by an electric field, deposits foreign substances on the surface, and lowers the transparency. In some cases, a decrease in the withstand voltage was caused by a rise in temperature during driving.

【0030】本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、高品位でかつ薄型、軽量の電子線装置、画
像表示装置等の画像形成装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus such as an electron beam apparatus, an image display apparatus, and the like, which is high-quality, thin, and lightweight.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は以下の構成を備える。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following arrangement.

【0032】本発明の電子線装置は、複数の電子源が配
置された第1の基板と、該電子源から放出された電子を
加速する電圧が印加される第1の導電性膜が設けられた
第2の基板とを備えた電子線装置において、前記第2の
基板上に、前記第1の導電性膜に対し絶縁膜を介して第
2の導電性膜を設け、容量を構成したことを特徴とす
る。
An electron beam apparatus according to the present invention includes a first substrate on which a plurality of electron sources are arranged, and a first conductive film to which a voltage for accelerating electrons emitted from the electron sources is applied. An electron beam device comprising: a second conductive film provided on the second substrate with an insulating film interposed between the first conductive film and an insulating film on the second substrate. It is characterized by.

【0033】また本発明の電子線装置は、複数の電子源
が配置された第1の基板と、該電子源から放出された電
子を加速する電圧が印加される第1の導電性膜が設けら
れた第2の基板とを備えた電子線装置において、前記第
2の基板の前記第1の導電性膜配置側と反対側の面上
に、空隙を介して第3の基板を配置し、前記第2及び第
3の基板の対向面側にそれぞれ導電性膜を設け、容量を
構成したことを特徴とする。
The electron beam apparatus according to the present invention includes a first substrate on which a plurality of electron sources are arranged, and a first conductive film to which a voltage for accelerating electrons emitted from the electron sources is applied. An electron beam device comprising a second substrate and a third substrate disposed on a surface of the second substrate opposite to the side on which the first conductive film is disposed, via a gap. A conductive film is provided on each of the opposing surfaces of the second and third substrates to form a capacitor.

【0034】本発明の画像形成装置は、上記本発明の電
子線装置を用いたものであり、電子源から放出された電
子により画像が形成される画像形成部材を有するもので
ある。
An image forming apparatus of the present invention uses the above-described electron beam apparatus of the present invention, and has an image forming member on which an image is formed by electrons emitted from an electron source.

【0035】本発明により構成される容量は、例えば電
子ビーム加速用の高電圧の安定のための高圧平滑用コン
デンサとして用いることができる。
The capacitor constructed according to the present invention can be used as a high-voltage smoothing capacitor for stabilizing a high voltage for electron beam acceleration, for example.

【0036】本発明によれば、基板の一方の主面側にコ
ンデンサ用の電極が形成されるだけなので、基板内部に
電界がかかること無しにコンデンサを形成できる。この
コンデンサを高電圧電源の平滑化のために用いることに
より、ソーダフロートガラス等をフェースプレート材に
用いても、高品位でかつ薄型、軽量、長寿命の画像表示
装置等の画像形成装置を実現できる。
According to the present invention, since only a capacitor electrode is formed on one principal surface side of the substrate, the capacitor can be formed without applying an electric field inside the substrate. By using this capacitor for smoothing the high voltage power supply, even if soda float glass or the like is used for the face plate material, a high quality, thin, lightweight, long life image forming device such as an image display device is realized. it can.

【0037】本発明に用いられる電子源としては、冷陰
極素子、熱陰極素子を問わないが、上述したように、比
較的低温で電子放出を得ることができ、加熱用ヒーター
を必要とせず、応答速度が速く、構造が単純であり、微
細な素子を作成可能な冷陰極素子が好適であり、特に、
表面伝導型放出素子は、冷陰極素子のなかでも特に構造
が単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多
数の素子を形成できる利点があるので本発明に好適に用
いられる。
The electron source used in the present invention may be either a cold cathode device or a hot cathode device. As described above, it is possible to obtain an electron emission at a relatively low temperature, and does not require a heater for heating. The response speed is fast, the structure is simple, and a cold cathode device capable of producing a fine device is preferable.
Among the cold cathode devices, the surface conduction electron-emitting device has the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture.

【0038】本発明の画像形成装置は、以下のような形
態を有するものであってもよい。
The image forming apparatus of the present invention may have the following configuration.

【0039】(1) 画像形成装置は、入力信号に応じ
て電子放出素子から放出された電子を画像形成部材に照
射して画像を形成するものである。特に、前記画像形成
部材が蛍光体である画像表示装置を構成することができ
る。
(1) The image forming apparatus forms an image by irradiating the image forming member with electrons emitted from the electron emitting element in response to an input signal. In particular, an image display device in which the image forming member is a phosphor can be configured.

【0040】(2) 前記電子放出素子は、複数の行方
向配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線された複
数の冷陰極素子を有する単純マトリクス状配置をとるこ
とができる。
(2) The electron-emitting devices can be arranged in a simple matrix having a plurality of cold cathode devices arranged in a matrix with a plurality of row wirings and a plurality of column wirings.

【0041】(3) 前記電子放出素子は、並列に配置
した複数の冷陰極素子の個々を両端で接続した冷陰極素
子の行を複数配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交す
る方向(列方向と呼ぶ)に沿って、冷陰極素子の上方に
配した制御電極(グリッドとも呼ぶ)により、冷陰極素
子からの電子を制御するはしご状配置をとることができ
る。
(3) In the electron-emitting device, a plurality of rows of cold-cathode devices each having a plurality of cold-cathode devices arranged in parallel and connected at both ends are arranged (referred to as a row direction), and a direction perpendicular to the wiring is provided. A control electrode (also referred to as a grid) disposed above the cold cathode device along the column direction (called a column direction) can form a ladder-like arrangement for controlling electrons from the cold cathode device.

【0042】(4) また、本発明の思想によれば、画
像表示装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイ
オード等で構成された光プリンタの発光ダイオード等の
代替の発光源として用いることもできる。またこの際、
上述のm本の行方向配線とn本の列方向配線を、適宜選
択することで、ライン状発光源だけでなく、2次元状の
発光源としても応用できる。この場合、画像形成部材と
しては、以下の実施例で用いる蛍光体のような直接発光
する物質に限るものではなく、電子の帯電による潜像画
像が形成されるような部材を用いることもできる。
(4) According to the concept of the present invention, the present invention is not limited to an image display device, but may be used as an alternative light source such as a light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode. Can also. At this time,
By appropriately selecting the above-mentioned m row-directional wirings and n column-directional wirings, the present invention can be applied not only to a linear light-emitting source but also to a two-dimensional light-emitting source. In this case, the image forming member is not limited to a substance that emits light directly, such as a phosphor used in the following embodiments, and a member that forms a latent image by electron charging can also be used.

【0043】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合につ
いても、本発明は適用できる。従って、本発明は被照射
部材を特定しない一般的電子線装置としての形態もとり
うる。
Further, according to the concept of the present invention, the present invention is applicable to a case where a member to be irradiated with electrons emitted from an electron source is other than an image forming member such as a phosphor as in an electron microscope. Is applicable. Therefore, the present invention can also take a form as a general electron beam apparatus that does not specify a member to be irradiated.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施形態のフ
ェースプレート構成の概略図である。図1に示すよう
に、フェースプレート1017の内面には、透明電極層
2が設けられており、透明電極層2はグランドに接続さ
れ、高圧平滑用のコンデンサの一方の電極として用いら
れる。絶縁膜3は薄板状のシリカガラス等を用い、その
上に後述する蛍光膜1018、黒色導電体1010(不
図示)、メタルバック1019を形成し、最後にフェー
スプレート1017部(透明電極層2含む)と絶縁膜3
部(蛍光膜1018、メタルバック1019含む)をガ
ラスフリット(不図示)により貼り合わせることで図1
の構成とした。主として、メタルバック1019、絶縁
層3(誘電体層)、透明電極層2で、高圧平滑用のコン
デンサを構成する。
FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a face plate according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a transparent electrode layer 2 is provided on the inner surface of the face plate 1017, and the transparent electrode layer 2 is connected to the ground and used as one electrode of a high-voltage smoothing capacitor. The insulating film 3 is made of a thin plate of silica glass or the like, on which a fluorescent film 1018, a black conductor 1010 (not shown), and a metal back 1019, which will be described later, are formed. Finally, a face plate 1017 (including the transparent electrode layer 2) is formed. ) And insulating film 3
1 (including the fluorescent film 1018 and the metal back 1019) with a glass frit (not shown) to bond the parts shown in FIG.
Configuration. Mainly, the metal back 1019, the insulating layer 3 (dielectric layer), and the transparent electrode layer 2 constitute a high-voltage smoothing capacitor.

【0045】図2は本発明の第2実施形態のフェースプ
レート構成の概略図である。図2に示すように、フェー
スプレート1017の内面には、蛍光膜1018、黒色
導電体1010(不図示)、メタルバック1019が上
記第1実施形態と同様にして形成されている。一方、フ
ェースプレート1017の外面には、透明電極層2を形
成する。透明電極2は、図2に示すとおり、メタルバッ
ク1019と同電位に保たれるため、フェースプレート
1017に電界がかかることがない。透明電極2は、高
圧平滑用のコンデンサの一方の電極としても作用し、透
明電極2、枠型の絶縁部材1021で形成される空隙
部、透明電極層4で、高圧平滑用のコンデンサを構成す
る。
FIG. 2 is a schematic view showing the structure of a face plate according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a fluorescent film 1018, a black conductor 1010 (not shown), and a metal back 1019 are formed on the inner surface of the face plate 1017 in the same manner as in the first embodiment. On the other hand, the transparent electrode layer 2 is formed on the outer surface of the face plate 1017. As shown in FIG. 2, the transparent electrode 2 is kept at the same potential as the metal back 1019, so that no electric field is applied to the face plate 1017. The transparent electrode 2 also functions as one electrode of a high-voltage smoothing capacitor, and the transparent electrode 2, the gap formed by the frame-shaped insulating member 1021, and the transparent electrode layer 4 constitute a high-voltage smoothing capacitor. .

【0046】本実施形態では、フェースプレート101
7の一方の主面側にコンデンサ用の電極が形成されるだ
けなので、フェースプレート内部に電界がかかること無
しに画像表示部にコンデンサが形成される。このコンデ
ンサを高電圧電源の平滑化のために用いることにより、
ソーダフロートガラス等をフェースプレート材に用いて
も、高品位でかつ薄型、軽量、長寿命の画像表示装置を
実現できる。
In this embodiment, the face plate 101
Since only a capacitor electrode is formed on one main surface side of the capacitor 7, a capacitor is formed on the image display unit without applying an electric field to the inside of the face plate. By using this capacitor for smoothing the high voltage power supply,
Even if soda float glass or the like is used for the face plate material, a high-quality, thin, lightweight, and long-life image display device can be realized.

【0047】次に、本発明を適用した画像表示装置の表
示パネルの構成と製造法について、具体的な例を示して
説明し、次に画像表示部分の構成について詳述する。
Next, the structure and manufacturing method of the display panel of the image display device to which the present invention is applied will be described with reference to specific examples, and then the structure of the image display portion will be described in detail.

【0048】図3は、本実施形態に用いた表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切
り欠いて示している。
FIG. 3 is a perspective view of the display panel used in the present embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0049】図中、1015はリアプレート、1016
は側壁、1017はフェースプレートであり、1015
〜1017により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、たとえばフリット
ガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、摂氏400〜500度で10分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。また、上記気密容器の内部は1
-6[Torr]程度の真空に保持されるので、大気圧
や不意の衝撃などによる気密容器の破壊を防止する目的
で、耐大気圧構造体として、スペーサー1020が設け
られている。
In the figure, 1015 is a rear plate, 1016
Is a side wall, 1017 is a face plate, and 1015
An airtight container for maintaining the inside of the display panel at a vacuum is formed by 1017 to 1017. When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member to maintain sufficient strength and airtightness.For example, apply frit glass to the joints, and in air or nitrogen atmosphere, Sealing was achieved by baking at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later. The inside of the airtight container is 1
Since a vacuum of about 0 -6 [Torr] is maintained, a spacer 1020 is provided as an atmospheric pressure resistant structure for the purpose of preventing the hermetic container from being destroyed due to the atmospheric pressure or an unexpected impact.

【0050】リアプレート1015には、基板1011
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子1012
がN×M個形成されている(N,Mは2以上の正の整数
であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定され
る。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした
表示装置においては、N=3000,M=1000以上
の数を設定することが望ましい。)。前記N×M個の冷
陰極素子は、M本の行方向配線1013とN本の列方向
配線1014により単純マトリクス配線されている。前
記、1011〜1014によって構成される部分をマル
チ電子ビーム源と呼ぶ。
The rear plate 1015 has a substrate 1011
Is fixed, but the cold cathode element 1012 is provided on the substrate.
(N and M are positive integers of 2 or more, and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, a display for displaying a high-definition television) In the apparatus, it is desirable to set a number of N = 3000 and M = 1000 or more.) The N × M cold cathode elements are arranged in a simple matrix by M row-directional wirings 1013 and N column-directional wirings 1014. The portion constituted by 1011 to 1014 is called a multi-electron beam source.

【0051】本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子
源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制
限はない。したがって、たとえば表面伝導型放出素子や
FE型、あるいはMIM型などの冷陰極素子を用いるこ
とができる。
The material, shape, and manufacturing method of the cold cathode device are not limited as long as the multi-electron beam source used in the image display device of the present invention is an electron source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix. Therefore, for example, a cold cathode device such as a surface conduction type emission device, an FE type, or an MIM type can be used.

【0052】次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素
子(後述)を基板上に配列して単純マトリクス配線した
マルチ電子ビーム源の構造について述べる。
Next, the structure of a multi-electron beam source in which a surface conduction electron-emitting device (described later) as a cold cathode device is arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.

【0053】図4に示すのは、図3の表示パネルに用い
たマルチ電子ビーム源の平面図である。基板1011上
には、後述の図7で示すものと同様な表面伝導型放出素
子が配列され、これらの素子は行方向配線電極1003
と列方向配線電極1004により単純マトリクス状に配
線されている。行方向配線電極1003と列方向配線電
極1004の交差する部分には、電極間に絶縁層(不図
示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
FIG. 4 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. On the substrate 1011, surface conduction type emission elements similar to those shown in FIG. 7 to be described later are arranged.
And the column-directional wiring electrodes 1004 are arranged in a simple matrix. An insulating layer (not shown) is formed between the row-directional wiring electrodes 1003 and the column-directional wiring electrodes 1004 where they intersect, so that electrical insulation is maintained.

【0054】図4のB−B′に沿った断面を、図5に示
す。
FIG. 5 shows a cross section along the line BB 'in FIG.

【0055】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極1003、列方向配
線電極1004、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、
行方向配線電極1003および列方向配線電極1004
を介して各素子に給電して通電フォーミング処理(後
述)と通電活性化処理(後述)を行うことにより製造し
た。
Incidentally, the multi-electron source having such a structure is as follows.
After previously forming a row direction wiring electrode 1003, a column direction wiring electrode 1004, an interelectrode insulating layer (not shown), and a device electrode and a conductive thin film of a surface conduction electron-emitting device on a substrate,
Row direction wiring electrode 1003 and column direction wiring electrode 1004
The device was manufactured by supplying power to each element through the device and performing an energization forming process (described below) and an energization activation process (described below).

【0056】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート1015にマルチ電子ビーム源の基板1011を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板10
11が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板10
11自体を用いてもよい。
In this embodiment, the substrate 1011 of the multi-electron beam source is fixed to the rear plate 1015 of the airtight container.
When 11 has a sufficient strength, the substrate 10 of the multi-electron beam source is used as a rear plate of the hermetic container.
11 itself may be used.

【0057】フェースプレート1017は、蛍光膜10
18、メタルバック1019、ITO等を材料とする透
明電極などから構成されるが、詳しくは後述する。
The face plate 1017 is
18, a metal back 1019, a transparent electrode made of ITO or the like, etc., which will be described in detail later.

【0058】図6は図3のA−A′の断面模式図であ
り、各部の番号は図3に対応している。スペーサー10
20は絶縁性部材1020aの表面に帯電防止を目的と
した高抵抗膜1020bを成膜し、かつフェースプレー
ト1017の内側(メタルバック1019等)及び基板
1011の表面(行方向配線1013または列方向配線
1014)に面したスペーサーの当接面に低抵抗膜10
20cを成膜した部材からなるもので、上記目的を達成
するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置さ
れ、フェースプレートの内側および基板1011の表面
に接合部材1041により固定される。高抵抗膜102
0bは、絶縁性部材1020aの表面のうち、少なくと
も気密容器内の真空中に露出している面に成膜されてい
る。さらに、前述のようにメタルバックとフェースプレ
ートの接合部には導電性薄膜1(不図示)が形成され、
該導電性薄膜及び接合部材1041を介して、フェース
プレート1017の内側(メタルバック1019等)及
び基板1011の表面(行方向配線1013または列方
向配線1014)に電気的に接続される。ここで説明さ
れる態様においては、スペーサー1020の形状は薄板
状とし、行方向配線1013に平行に配置され、行方向
配線1013に電気的に接続されている。
FIG. 6 is a schematic sectional view taken along the line AA 'in FIG. 3, and the numbers of the respective parts correspond to those in FIG. Spacer 10
Reference numeral 20 denotes a high resistance film 1020b formed on the surface of the insulating member 1020a for the purpose of preventing electrification, and the inside of the face plate 1017 (such as the metal back 1019) and the surface of the substrate 1011 (row direction wiring 1013 or column direction wiring). 1014) on the contact surface of the spacer facing the spacer,
It is made of a member on which the film 20c is formed, is arranged by a necessary number and at a necessary interval to achieve the above-mentioned object, and is fixed to the inside of the face plate and the surface of the substrate 1011 by the joining member 1041. . High resistance film 102
Ob is formed on at least the surface of the insulating member 1020a that is exposed to vacuum in the airtight container. Further, as described above, a conductive thin film 1 (not shown) is formed at the joint between the metal back and the face plate.
Through the conductive thin film and the bonding member 1041, the substrate is electrically connected to the inside of the face plate 1017 (the metal back 1019 and the like) and the surface of the substrate 1011 (the row wiring 1013 or the column wiring 1014). In the embodiment described here, the spacer 1020 has a thin plate shape, is arranged in parallel with the row wiring 1013, and is electrically connected to the row wiring 1013.

【0059】スペーサー1020としては、基板101
1上の行方向配線1013および列方向配線1014と
フェースプレート1017内面のメタルバック1019
との間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有
し、かつスペーサー1020の表面への帯電を防止する
程度の導電性を有する必要がある。
As the spacer 1020, the substrate 101
1 and the metal wiring 1019 on the inner surface of the face plate 1017.
It is necessary to have an insulating property enough to withstand a high voltage applied between them and a conductivity enough to prevent the surface of the spacer 1020 from being charged.

【0060】スペーサー1020の絶縁性部材1020
aとしては、例えば石英ガラス、Na等の不純物含有量
を減少したガラス、ソーダライムガラス、アルミナ等の
セラミックス部材等が挙げられる。なお、絶縁性部材1
020aはその熱膨張率が気密容器および基板1011
を成す部材と近いものが好ましい。
The insulating member 1020 of the spacer 1020
Examples of a include quartz glass, glass having a reduced impurity content such as Na, soda lime glass, and ceramic members such as alumina. The insulating member 1
020a has a coefficient of thermal expansion of the airtight container and the substrate 1011.
A member close to the member forming the above is preferable.

【0061】スペーサ1020を構成する高抵抗膜10
20bには、高電位側のフェースプレート1017(メ
タルバック1019等)に印加される加速電圧Vaを帯
電防止膜である高抵抗膜1020bの抵抗値Rsで除し
た電流が流される。そこで、スペーサの抵抗値Rsは帯
電防止及び消費電力からその望ましい範囲に設定され
る。帯電防止の観点から表面抵抗R/□は1012Ω以下
であることが好ましい。十分な帯電防止効果を得るため
には1011Ω以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限は
スペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧により左右
されるが、105Ω以上であることが好ましい。
High resistance film 10 constituting spacer 1020
A current, which is obtained by dividing the acceleration voltage Va applied to the face plate 1017 (such as the metal back 1019) on the high potential side by the resistance value Rs of the high resistance film 1020b serving as the antistatic film, flows through 20b. Therefore, the resistance value Rs of the spacer is set in a desirable range from the viewpoint of antistatic and power consumption. The surface resistance R / □ is preferably 10 12 Ω or less from the viewpoint of antistatic. In order to obtain a sufficient antistatic effect, the resistance is more preferably 10 11 Ω or less. The lower limit of the surface resistance depends on the shape of the spacer and the voltage applied between the spacers, but is preferably at least 10 5 Ω.

【0062】絶縁材料上に形成された帯電防止膜の厚み
tは10nm〜1μmの範囲が望ましい。材料の表面エ
ネルギー及び基板との密着性や基板温度によっても異な
るが、一般的に10nm以下の薄膜は島状に形成され、
抵抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚tが1μm
以上では膜応力が大きくなって膜はがれの危険性が高ま
り、かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪い。従っ
て、膜厚は50〜500nmであることが望ましい。表
面抵抗R/□はρ/tであり、以上に述べたR/□とt
の好ましい範囲から、帯電防止膜の比抵抗ρは0.1
[Ωcm]ないし108[Ωcm]が好ましい。さらに
表面抵抗と膜厚のより好ましい範囲を実現するために
は、ρは102ないし106Ωcmとするのが良い。
The thickness t of the antistatic film formed on the insulating material is preferably in the range of 10 nm to 1 μm. Although it depends on the surface energy of the material, the adhesion to the substrate, and the substrate temperature, a thin film of 10 nm or less is generally formed in an island shape,
Resistance is unstable and poor reproducibility. On the other hand, when the film thickness t is 1 μm
Above, the film stress increases, the risk of film peeling increases, and the film formation time increases, resulting in poor productivity. Therefore, the film thickness is desirably 50 to 500 nm. The surface resistance R / □ is ρ / t, and R / □ and t described above
From the preferred range, the specific resistance ρ of the antistatic film is 0.1
[Ωcm] to 10 8 [Ωcm] is preferable. Further, in order to realize more preferable ranges of the surface resistance and the film thickness, ρ is preferably set to 10 2 to 10 6 Ωcm.

【0063】スペーサは上述したようにその上に形成し
た帯電防止膜を電流が流れることにより、あるいはディ
スプレイ全体が動作中に発熱することによりその温度が
上昇する。帯電防止膜の抵抗温度係数が大きな負の値で
あると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、スペーサに
流れる電流が増加し、さらに温度上昇をもたらす。そし
て電流は電源の限界を越えるまで増加しつづける。この
ような電流の暴走が発生する抵抗温度係数の値は経験的
に負の値で絶対値が1%以上である。すなわち、帯電防
止膜の抵抗温度係数は−1%未満であることが望まし
い。
As described above, the temperature of the spacer rises when current flows through the antistatic film formed thereon or when the entire display generates heat during operation. If the resistance temperature coefficient of the antistatic film is a large negative value, the resistance value decreases when the temperature increases, the current flowing through the spacer increases, and the temperature further increases. And the current continues to increase until the power supply limit is exceeded. The value of the temperature coefficient of resistance at which such a runaway of current occurs is empirically a negative value and the absolute value is 1% or more. That is, the resistance temperature coefficient of the antistatic film is desirably less than -1%.

【0064】帯電防止特性を有する高抵抗膜1020b
の材料としては、たとえば金属酸化物を用いることがで
きる。金属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸
化物が好ましい材料である。その理由はこれらの酸化物
は二次電子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子101
2から放出された電子がスペーサ1020に当たった場
合においても帯電しにくいためと考えられる。金属酸化
物以外にも炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材
料である。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、
スペーサ抵抗を所望の値に制御しやすい。
High resistance film 1020b having antistatic properties
For example, a metal oxide can be used as the material. Among metal oxides, oxides of chromium, nickel, and copper are preferred materials. The reason is that these oxides have a relatively low secondary electron emission efficiency and the cold cathode device 101
It is considered that even if the electrons emitted from 2 hit the spacer 1020, it is difficult to be charged. In addition to metal oxides, carbon is a preferable material having a low secondary electron emission efficiency. In particular, since amorphous carbon has high resistance,
It is easy to control the spacer resistance to a desired value.

【0065】帯電防止特性を有する高抵抗膜1020b
の他の材料として、アルミと遷移金属の窒化物は遷移金
属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体ま
で広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料であ
る。さらには後述する表示装置の作製工程において抵抗
値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温
度係数が−1%未満であり、実用的に使いやすい材料で
ある。遷移金属元素としてはTi、Cr、Ta等があげ
られる。
High resistance film 1020b having antistatic properties
As another material, a nitride of aluminum and a transition metal is a suitable material because a resistance value can be controlled in a wide range from a good conductor to an insulator by adjusting the composition of the transition metal. Further, it is a stable material with little change in resistance value in a manufacturing process of a display device described later. Further, the material has a temperature coefficient of resistance of less than -1% and is practically easy to use. Examples of the transition metal element include Ti, Cr, and Ta.

【0066】窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中での
反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーティン
グ、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により絶縁
性部材上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形成法
で作製することができるが、この場合窒素ガスに代えて
酸素ガスを使用する。その他、CVD法、アルコキシド
塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は蒸着
法、スパッタ法、CVD法、プラズマCVD法で作製さ
れ、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜中の
雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに炭化
水素ガスを使用する。
The nitride film is formed on the insulating member by thin film forming means such as sputtering, reactive sputtering in a nitrogen gas atmosphere, electron beam evaporation, ion plating, and ion assisted evaporation. The metal oxide film can be formed by the same thin film formation method, but in this case, oxygen gas is used instead of nitrogen gas. In addition, a metal oxide film can be formed by a CVD method or an alkoxide coating method. The carbon film is formed by a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, or a plasma CVD method. In particular, when forming amorphous carbon, make sure that the atmosphere during the film formation contains hydrogen or the film formation gas is used. Use hydrocarbon gas.

【0067】スペーサ1020を構成する低抵抗膜10
20cは、高抵抗膜1020bを高電位側のフェースプ
レート1017(メタルバック1019等)及び低電位
側の基板1011(配線1013、1014等)と電気
的に接続するために設けられたものであり、以下では、
中間電極層(中間層)という名称も用いる。中間電極層
(中間層)は以下に列挙する複数の機能を有することが
できる。 高抵抗膜1020bをフェースプレート1017及
び基板1011と電気的に接続する。
Low resistance film 10 constituting spacer 1020
20c is provided for electrically connecting the high-resistance film 1020b to the high-potential-side face plate 1017 (such as the metal back 1019) and the low-potential-side substrate 1011 (such as the wirings 1013 and 1014). Below,
The name of an intermediate electrode layer (intermediate layer) is also used. The intermediate electrode layer (intermediate layer) can have a plurality of functions listed below. The high resistance film 1020b is electrically connected to the face plate 1017 and the substrate 1011.

【0068】既に記載したように、高抵抗膜1020b
はスペーサ1020表面での帯電を防止する目的で設け
られたものであるが、高抵抗膜1020bをフェースプ
レート1017(メタルバック1019等)及び基板1
011(配線1013、1014等)と直接あるいは当
接材1041を介して接続した場合、接続部界面に大き
な接触抵抗が発生し、スペーサ表面に発生した電荷を速
やかに除去できなくなる可能性がある。これを避けるた
めに、フェースプレート1017、基板1011及び当
接材1041と接触するスペーサ1020の当接面3あ
るいは側面部5に低抵抗の中間層を設けた。 高抵抗膜1020bの電位分布を均一化する。
As described above, the high-resistance film 1020b
Is provided for the purpose of preventing electrification on the surface of the spacer 1020. The high-resistance film 1020b is formed on the face plate 1017 (metal back 1019, etc.) and the substrate 1
In the case of connection with 011 (wirings 1013, 1014, etc.) directly or via the contact material 1041, a large contact resistance is generated at the interface of the connection portion, and there is a possibility that the charge generated on the spacer surface cannot be quickly removed. In order to avoid this, a low resistance intermediate layer is provided on the contact surface 3 or the side surface portion 5 of the spacer 1020 which comes into contact with the face plate 1017, the substrate 1011 and the contact member 1041. The potential distribution of the high resistance film 1020b is made uniform.

【0069】冷陰極素子1012より放出された電子
は、フェースプレート1017と基板1011の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ1
020の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにするた
めには、高抵抗膜1020bの電位分布を全域にわたっ
て制御する必要がある。高抵抗膜1020bをフェース
プレート1017(メタルバック1019等)及び基板
1011(配線1013、1014等)と直接あるいは
当接材1041を介して接続した場合、接続部界面の接
触抵抗のために、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜1
020bの電位分布が所望の値からずれてしまう可能性
がある。これを避けるために、スペーサ1020がフェ
ースプレート1017及び基板1011と当接するスペ
ーサ端部(当接面3あるいは側面部5)の全長域に低抵
抗の中間層を設け、この中間層部に所望の電位を印加す
ることによって、高抵抗膜1020b全体の電位を制御
可能とした。 放出電子の軌道を制御する。
Electrons emitted from the cold cathode element 1012 form electron orbits in accordance with a potential distribution formed between the face plate 1017 and the substrate 1011. Spacer 1
In order to prevent disturbance of the electron orbit near 020, it is necessary to control the potential distribution of the high-resistance film 1020b over the entire region. When the high-resistance film 1020b is connected to the face plate 1017 (metal back 1019 or the like) and the substrate 1011 (wirings 1013 or 1014 or the like) directly or via the contact material 1041, the connection state is increased due to the contact resistance at the connection interface. Of the high-resistance film 1
The potential distribution of 020b may deviate from a desired value. In order to avoid this, a low resistance intermediate layer is provided in the entire length region of the spacer end (contact surface 3 or side surface 5) where the spacer 1020 is in contact with the face plate 1017 and the substrate 1011. By applying a potential, the potential of the entire high resistance film 1020b can be controlled. Controls the trajectory of emitted electrons.

【0070】冷陰極素子1012より放出された電子
は、フェースプレート1017と基板1011の間に形
成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ近
傍の冷陰極素子から放出された電子に関しては、スペー
サを設置することに伴う制約(配線、素子位置の変更
等)が生じる場合がある。このような場合、歪みやむら
の無い画像を形成するためには、放出された電子の軌道
を制御してフェースプレート1017上の所望の位置に
電子を照射する必要がある。フェースプレート1017
及び基板1011と当接する面の側面部5に低抵抗の中
間層を設けることにより、スペーサ1020近傍の電位
分布に所望の特性を持たせ、放出された電子の軌道を制
御することできる。
Electrons emitted from the cold cathode element 1012 form electron orbits in accordance with the potential distribution formed between the face plate 1017 and the substrate 1011. Regarding the electrons emitted from the cold cathode devices near the spacers, there may be restrictions (such as changes in wiring and device positions) associated with the installation of the spacers. In such a case, in order to form an image without distortion or unevenness, it is necessary to control the trajectory of the emitted electrons to irradiate a desired position on the face plate 1017 with the electrons. Face plate 1017
By providing a low-resistance intermediate layer on the side surface portion 5 of the surface in contact with the substrate 1011, the potential distribution in the vicinity of the spacer 1020 can have desired characteristics and the trajectory of emitted electrons can be controlled.

【0071】低抵抗膜1020cは、高抵抗膜1020
bに比べ十分に低い抵抗値を有する材料を選択すればよ
く、Ni,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Al,
Cu,Pd等の金属、あるいは合金、及びPd,Ag,
Au,RuO2 ,Pd−Ag等の金属や金属酸化物とガ
ラス等から構成される印刷導体、あるいはIn2 3
SnO2 等の透明導体及びポリシリコン等の半導体材料
等より適宜選択される。
The low-resistance film 1020c is a high-resistance film 1020
It is sufficient to select a material having a resistance value sufficiently lower than that of b, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al,
Metals or alloys such as Cu and Pd, and Pd, Ag,
A printed conductor composed of a metal such as Au, RuO 2 , Pd-Ag or a metal oxide and glass, or In 2 O 3
It is appropriately selected from a transparent conductor such as SnO 2 and a semiconductor material such as polysilicon.

【0072】接合材1041はスペーサ1020が行方
向配線1013及びメタルバック1019と電気的に接
続するように、導電性をもたせる必要がある。すなわ
ち、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加し
たフリットガラスが好適である。
The bonding material 1041 needs to have conductivity so that the spacer 1020 is electrically connected to the row wiring 1013 and the metal back 1019. That is, frit glass to which a conductive adhesive, metal particles, or a conductive filler is added is preferable.

【0073】また、Dx1〜DxmおよびDy1〜Dy
nおよびHvは、当該表示パネルと不図示の電気回路と
を電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用
端子である。Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行
方向配線1013と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビー
ム源の列方向配線1014と、Hvはフェースプレート
のメタルバック1019と電気的に接続している。
Further, Dx1 to Dxm and Dy1 to Dy
n and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel and an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are electrically connected to the row wiring 1013 of the multi-electron beam source, Dy1 to Dyn are electrically connected to the column wiring 1014 of the multi-electron beam source, and Hv is electrically connected to the metal back 1019 of the face plate.

【0074】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を10-7[Torr]程度
の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、
気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前ある
いは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜(不
図示)を形成する。ゲッター膜とは、たとえばBaを主
成分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱
により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜
の吸着作用により気密容器内は1×10-5ないしは1×
10-7[Torr]の真空度に維持される。
In order to evacuate the inside of the hermetic container to a vacuum, after assembling the hermetic container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the hermetic container is evacuated to a degree of vacuum of about 10 -7 [Torr]. Exhaust until After that, the exhaust pipe is sealed,
In order to maintain the degree of vacuum in the airtight container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after sealing. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating, and the inside of the hermetic container is 1 × 10 −5 or 1 × by the adsorption action of the getter film.
The degree of vacuum is maintained at 10 -7 [Torr].

【0075】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Dx1ないしDxm、Dy1ないし
Dynを通じて各冷陰極素子1012に電圧を印加する
と、各冷陰極素子1012から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック1019に容器外端子Hvを通じ
て数百[V]ないし数[kV]の高圧を印加して、上記
放出された電子を加速し、フェースプレート1017の
内面に衝突させる。これにより、蛍光膜1018をなす
各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
In the image display apparatus using the display panel described above, when a voltage is applied to each cold cathode element 1012 through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn, electrons are emitted from each cold cathode element 1012. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back 1019 through the external terminal Hv to accelerate the emitted electrons and collide with the inner surface of the face plate 1017. As a result, the phosphor of each color forming the fluorescent film 1018 is excited and emits light, and an image is displayed.

【0076】通常、冷陰極素子1012として表面伝導
型放出素子を用いた場合、表面伝導型放出素子への印加
電圧は、12〜16[V]程度、メタルバック1019
と冷陰極素子1012との距離dは0.1[mm]から
8[mm]程度、メタルバック1019と冷陰極素子1
012間の電圧0.1[kV]から10[kV]程度で
ある。
Normally, when a surface conduction electron-emitting device is used as the cold cathode device 1012, the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device is about 12 to 16 [V],
The distance d between the metal back 1019 and the cold cathode element 1 is about 0.1 [mm] to 8 [mm].
The voltage between 012 is about 0.1 [kV] to about 10 [kV].

【0077】以上、本発明の実施形態の表示パネルの基
本構成と製法、および画像表示装置の概要を説明した。
The basic configuration and manufacturing method of the display panel according to the embodiment of the present invention and the outline of the image display device have been described above.

【0078】次に、前記実施形態の表示パネルに用いた
マルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本発
明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰
極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰
極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したが
って、たとえば表面伝導型放出素子やFE型、あるいは
MIM型などの冷陰極素子を用いることができる。
Next, a method of manufacturing the multi-electron beam source used for the display panel of the above embodiment will be described. The material, shape, and manufacturing method of the cold cathode device are not limited as long as the multi-electron beam source used for the image display device of the present invention is an electron source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix. Therefore, for example, a cold cathode device such as a surface conduction type emission device, an FE type, or an MIM type can be used.

【0079】ただし、表面画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。す
なわち、FE型ではエミッタコーンとゲート電極の相対
位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極め
て高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や
製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。ま
た、MIM型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしか
も均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コス
トの低減を達成するには不利な要因となる。その点、表
面伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大
面積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者
らは、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしく
はその周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電
子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見
いだしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示
装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であ
ると言える。そこで、上記実施形態の表示パネルにおい
ては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成した表面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適
な表面伝導型放出素子について基本的な構成と製法およ
び特性を説明し、その後で多数の素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。 (表面伝導型放出素子の好適な素子構成と製法)電子放
出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成する表面伝
導型放出素子の代表的な構成には、平面型と垂直型の2
種類があげられる。 (平面型の表面伝導型放出素子)まず最初に、平面型の
表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明す
る。
However, under the circumstances where a display device having a large surface screen and an inexpensive display device is required, among these cold cathode devices, the surface conduction type emission device is particularly preferable. That is, in the FE type, since the relative position and shape of the emitter cone and the gate electrode greatly affect the electron emission characteristics, extremely high-precision manufacturing technology is required, but this achieves a large area and a reduction in manufacturing cost. Is a disadvantageous factor. In the MIM type, it is necessary to make the thickness of the insulating layer and the upper electrode thin and uniform, which is also a disadvantageous factor in achieving a large area and a reduction in manufacturing cost. On the other hand, since the surface conduction electron-emitting device has a relatively simple manufacturing method, it is easy to increase the area and reduce the manufacturing cost. In addition, the inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have particularly excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance, large-screen image display device. Therefore, in the display panel of the above embodiment, a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which a large number of devices are arranged in a simple matrix will be described. (Suitable device configuration and manufacturing method of surface conduction type emission device) The typical configuration of the surface conduction type emission device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed from a fine particle film is a flat type or a vertical type.
Kinds are given. (Flat-type surface conduction electron-emitting device) First, an element configuration and a manufacturing method of a flat surface conduction electron-emitting device will be described.

【0080】図7(a)は平面型の表面伝導型放出素子
の構成を説明するための平面図、図7(b)はその断面
図である。図中、1101は基板、1102と1103
は素子電極、1104は導電性薄膜、1105は通電フ
ォーミング処理により形成した電子放出部、1113は
通電活性化処理により形成した薄膜である。
FIG. 7A is a plan view for explaining the structure of a plane type surface conduction electron-emitting device, and FIG. 7B is a sectional view thereof. In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 1103
Denotes an element electrode, 1104 denotes a conductive thin film, 1105 denotes an electron emitting portion formed by an energization forming process, and 1113 denotes a thin film formed by an energization activation process.

【0081】基板1101としては、たとえば、石英ガ
ラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、ア
ルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上
述の各種基板上にたとえばSiO2 を材料とする絶縁層
を積層した基板、などを用いることができる。
As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass or blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is formed on the various substrates described above. A laminated substrate or the like can be used.

【0082】また、基板1101上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極1102と1103は、導電
性を有する材料によって形成されている。たとえば、N
i,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,Pd,
Ag等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるはIn2 3 −SnO2 をはじめとする金属酸
化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜材
料を選択して用いればよい。電極を形成するには、たと
えば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィー、
エッチングなどのパターニング技術を組み合わせて用い
れば容易に形成できるが、それ以外の方法(たとえば印
刷技術)を用いて形成してもさしつかえない。
The device electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 in parallel with the substrate surface are formed of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
Materials such as Ag or the like, alloys of these metals, or metal oxides such as In 2 O 3 —SnO 2 , semiconductors such as polysilicon, and the like are appropriately selected and used. Good. To form the electrodes, for example, film forming technology such as vacuum evaporation and photolithography,
Although it can be easily formed by using a combination of patterning techniques such as etching, it may be formed by other methods (for example, printing technique).

【0083】素子電極1102と1103の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Lは通常は数百オングストローム
から数百μmの範囲から適当な数値を選んで設計される
が、なかでも表示装置に応用するために好ましいのは数
μmより数十μmの範囲である。また、素子電極の厚さ
dについては、通常は数百オングストロームから数μm
の範囲から適当な数値が選ばれる。
The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device.
Generally, the electrode interval L is usually designed by selecting an appropriate numerical value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of μm. Range. Also, the thickness d of the device electrode is usually from several hundred angstroms to several μm.
An appropriate numerical value is selected from the range.

【0084】また、導電性薄膜1104の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜(島状の集合体も含む)
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微
粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに
重なり合った構造が観測される。
A fine particle film is used for the conductive thin film 1104. The fine particle film mentioned here is a film containing many fine particles as a constituent element (including an island-shaped aggregate).
I mean If you examine the microparticle film microscopically, usually
A structure in which the individual fine particles are spaced apart, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other is observed.

【0085】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは10オングスト
ロームから200オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極11
02あるいは1103と電気的に良好に接続するのに必
要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに
必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の
値にするために必要な条件、などである。具体的には、
数オングストロームから数千オングストロームの範囲の
なかで設定するが、なかでも好ましいのは10オングス
トロームから500オングストロームの間である。
The particle size of the fine particles used in the fine particle film is in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and preferably in the range of 10 Angstroms to 200 Angstroms. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the device electrode 11
02, or 1103, conditions necessary for satisfactorily performing energization forming described later, conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later. , And so on. In particular,
The setting is made in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and a preferable value is between 10 Angstroms and 500 Angstroms.

【0086】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、たとえば、Pd,Pt,Ru,Ag,
Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pb,などをはじめとする金属や、PdO,S
nO2 ,In2 3 ,PbO,Sb2 3 ,などをはじ
めとする酸化物や、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,C
eB6 ,YB4 ,GdB4 ,などをはじめとする硼化物
や、TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC,
などをはじめとする炭化物や、TiN,ZrN,Hf
N,などをはじめとする窒化物や、Si,Ge,などを
はじめとする半導体や、カーボン、などがあげられ、こ
れらの中から適宜選択される。
Materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag,
Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb, and other metals, PdO, S
Oxides such as nO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , etc .; HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , C
Borides such as eB 6 , YB 4 , GdB 4 , etc., TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC,
And other carbides, TiN, ZrN, Hf
Nitrides such as N, etc., semiconductors such as Si, Ge, etc., carbon, and the like are listed, and are appropriately selected from these.

【0087】以上述べたように、導電性薄膜1104を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
103から107[Ω/sq]の範囲に含まれるよう設定
した。
As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film.
It was set to be included from 10 3 to a range of 10 7 [Ω / sq].

【0088】なお、導電性薄膜1104と素子電極11
02および1103とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図7の例においては、下
から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電
極、の順序で積層してもさしつかえない。
The conductive thin film 1104 and the device electrode 11
Since it is desirable that the wires 02 and 1103 be electrically connected well, they have a structure in which a part of each overlaps with the other. In the example of FIG. 7, the overlapping manner is such that the substrate, the device electrode, and the conductive thin film are stacked in this order from the bottom. I can't wait.

【0089】また、電子放出部1105は、導電性薄膜
1104の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜1104に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数オングストロームから数百オングストローム
の粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電
子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困
難なため、図7においては模式的に示した。
The electron-emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has a higher electrical resistance than the surrounding conductive thin film. The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 1104. Fine particles having a particle size of several Angstroms to several hundred Angstroms may be arranged in the crack. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG.

【0090】また、薄膜1113は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部1105およびその
近傍を被覆している。薄膜1113は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。
The thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound, and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.

【0091】薄膜1113は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は500[オングストロ
ーム]以下とするのが好ましく、300[オングストロ
ーム]以下とするのがさらに好ましい。なお、実際の薄
膜1113の位置や形状を精密に図示するのは困難なた
め、図7においては模式的に示した。
The thin film 1113 is made of any one of single crystal graphite, polycrystalline graphite and amorphous carbon, or a mixture thereof, and preferably has a thickness of 500 [Å] or less, and 300 [Å] or less. More preferably, Since it is difficult to accurately show the actual position and shape of the thin film 1113, it is schematically shown in FIG.

【0092】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態においては以下のような素子を用いた。
The basic structure of the preferred element has been described above. In the embodiment, the following element is used.

【0093】すなわち基板1101には青板ガラスを用
い、素子電極1102と1103にはNi薄膜を用い
た。素子電極の厚さdは1000[オングストロー
ム]、電極間隔Lは2[μm]とした。
That is, blue glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [μm].

【0094】微粒子膜の主要材料としてPdもしくはP
dOを用い、微粒子膜の厚さは約100[オングストロ
ーム]、幅Wは100[μm]とした。
Pd or P is used as the main material of the fine particle film.
Using dO, the thickness of the fine particle film was about 100 [angstrom], and the width W was 100 [μm].

【0095】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。
Next, a description will be given of a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device.

【0096】図8(a)〜(d)は、表面伝導型放出素
子の製造工程を説明するための断面図で、各部材の表記
は前記図7と同一である。1) まず、図8(a)に示
すように、基板1101上に素子電極1102および1
103を形成する。
FIGS. 8A to 8D are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device. The notation of each member is the same as that of FIG. 1) First, as shown in FIG. 8A, element electrodes 1102 and 1
103 is formed.

【0097】形成するにあたっては、あらかじめ基板1
101を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。堆積する方法としては、
たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を用
いればよい。その後、堆積した電極材料を、フォトリソ
グラフィー・エッチング技術を用いてパターニングし、
図8(a)に示した一対の素子電極1102,1103
を形成する。2) 次に、図8(b)に示すように、導
電性薄膜1104を形成する。
Before forming, the substrate 1
After sufficiently washing 101 with a detergent, pure water and an organic solvent,
The material of the device electrode is deposited. As a method of depositing,
For example, a vacuum film forming technique such as an evaporation method or a sputtering method may be used. After that, the deposited electrode material is patterned using photolithography and etching technology,
A pair of device electrodes 1102 and 1103 shown in FIG.
To form 2) Next, as shown in FIG. 8B, a conductive thin film 1104 is formed.

【0098】形成するにあたっては、まず図8(a)の
一対の素子電極1102,1103が形成された基板に
有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒
子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッチング
により所定の形状にパターニングする。ここで、有機金
属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を主要元
素とする有機金属化合物の溶液である。具体的には、本
実施形態では主要元素としてPdを用いた。また、実施
形態では塗布方法として、ディッピング法を用いたが、
それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法を用いて
もよい。
In forming the fine particles, first, an organic metal solution is applied to the substrate on which the pair of device electrodes 1102 and 1103 shown in FIG. 8A is formed, dried and heated and baked to form a fine particle film. Is patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. Here, the organometallic solution is a solution of an organometallic compound whose main element is a material of fine particles used for the conductive thin film. Specifically, in this embodiment, Pd is used as a main element. In the embodiment, the dipping method is used as the coating method.
For example, a spinner method or a spray method may be used.

【0099】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施形態で用いた有機金属溶液の塗
布による方法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ
法、あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もあ
る。3) 次に、図8(c)に示すように、フォーミン
グ用電源1110から素子電極1102と1103の間
に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行っ
て、電子放出部1105を形成する。
As a method for forming a conductive thin film made of a fine particle film, a method other than the method of applying an organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method Method may be used. 3) Next, as shown in FIG. 8C, an appropriate voltage is applied between the device electrodes 1102 and 1103 from the forming power supply 1110, and an energization forming process is performed to form the electron emission portions 1105.

【0100】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜1104に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好
適な構造に変化した部分(すなわち電子放出部110
5)においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。
なお、電子放出部1105が形成される前と比較する
と、形成された後は素子電極1102と1103の間で
計測される電気抵抗は大幅に増加する。
The energization forming treatment is to energize the conductive thin film 1104 made of a fine particle film and to appropriately break, deform, or alter a part of the conductive thin film 1104 to change into a structure suitable for emitting electrons. This is the process that causes A portion of the conductive thin film made of a fine particle film that has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, the electron emitting portion 110
In 5), an appropriate crack is formed in the thin film.
Note that the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 is significantly increased after the formation of the electron emission portions 1105 as compared to before the formation.

【0101】通電方法をより詳しく説明するために、図
9に、フォーミング用電源1110から印加する適宜の
電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄膜
をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好まし
く、本実施形態の場合には同図に示したようにパルス幅
T1の三角波パルスをパルス間隔T2で連続的に印加し
た。その際には、三角波パルスの波高値Vpfを、順次
昇圧した。また、電子放出部1105の形成状況をモニ
ターするためのモニターパルスPmを適宜の間隔で三角
波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計1
111で計測した。
FIG. 9 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110 in order to explain the energization method in more detail. When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulse-like voltage is preferable. In the case of this embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously generated at a pulse interval T2 as shown in FIG. Was applied. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. Also, monitor pulses Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 1105 are inserted at appropriate intervals between the triangular-wave pulses, and the current flowing at that time is measured by the ammeter 1.
It was measured at 111.

【0102】本実施形態においては、たとえば10
-5[torr]程度の真空雰囲気下において、たとえば
パルス幅T1を1[ミリ秒]、パルス間隔T2を10
[ミリ秒]とし、波高値Vpfを1パルスごとに0.1
[V]ずつ昇圧した。そして、三角波を5パルス印加す
るたびに1回の割りで、モニターパルスPmを挿入し
た。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないよう
に、モニターパルスの電圧Vpmは0.1[V]に設定
した。そして、素子電極1102と1103の間の電気
抵抗が1×106[Ω]になった段階、すなわちモニタ
ーパルス印加時に電流計1111で計測される電流が1
×10-7[A]以下になった段階で、フォーミング処理
にかかわる通電を終了した。
In this embodiment, for example, 10
Under a vacuum atmosphere of about -5 [torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond] and the pulse interval T2 is 10
[Milliseconds], and the peak value Vpf is set to 0.1 for each pulse.
The voltage was increased by [V]. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of one every time five triangular waves were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electric resistance between the element electrodes 1102 and 1103 becomes 1 × 10 6 [Ω], that is, when the current measured by the ammeter 1111 when the monitor pulse is applied becomes 1
At the stage where the current became less than × 10 −7 [A], the energization related to the forming process was terminated.

【0103】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微
粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Lなど表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て通電の条件を適宜変更するのが望ましい。4) 次
に、図8(d)に示すように、活性化用電源1112か
ら素子電極1102と1103の間に適宜の電圧を印加
し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の改善を行
う。
The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and film thickness of the fine particle film or the element electrode interval L is changed. In such a case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly. 4) Next, as shown in FIG. 8D, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 1102 and 1103 from the activation power supply 1112, and a current activation process is performed to improve the electron emission characteristics. Do.

【0104】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部1105に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである(図においては、炭素
もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材1113とし
て模式的に示した。)。なお、通電活性化処理を行うこ
とにより、行う前と比較して、同じ印加電圧における放
出電流を典型的には100倍以上に増加させることがで
きる。
The energization activation process is a process of energizing the electron-emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions and depositing carbon or a carbon compound in the vicinity thereof (in the figure). Shows a deposit made of carbon or a carbon compound as a member 1113.) Note that by performing the energization activation process, the emission current at the same applied voltage can be typically increased by 100 times or more as compared with before the energization activation process.

【0105】具体的には、10-4ないし10-5[tor
r]の範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に
印加することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合
物を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。
堆積物1113は、単結晶グラファイト、多結晶グラフ
ァイト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその
混合物であり、膜厚は500[オングストローム]以
下、より好ましくは300[オングストローム]以下で
ある。
Specifically, 10 −4 to 10 −5 [tor
r], a voltage pulse is periodically applied in a vacuum atmosphere to deposit carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere.
The deposit 1113 is one of single-crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500 Å or less, and more preferably 300 Å or less.

【0106】通電方法をより詳しく説明するために、図
10(a)に、活性化用電源1112から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。本実施形態においては、一定
電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行っ
たが、具体的には、矩形波の電圧Vacは14[V],
パルス幅T3は1[ミリ秒],パルス間隔T4は10
[ミリ秒]とした。なお、上述の通電条件は、本実施形
態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、
表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに
応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
FIG. 10A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112 in order to explain the energization method in more detail. In the present embodiment, the energization activation process is performed by applying a rectangular wave of a constant voltage periodically. Specifically, the voltage Vac of the rectangular wave is 14 [V],
The pulse width T3 is 1 [millisecond], and the pulse interval T4 is 10
[Milliseconds]. Note that the above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment,
When the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly.

【0107】図8(d)に示す1114は、該表面伝導
型放出素子から放出される放出電流Ieを捕捉するため
のアノード電極で、直流高電圧電源1115および電流
計1116が接続されている。なお、基板1101を、
表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う場合
には、表示パネルの蛍光面をアノード電極1114とし
て用いる。活性化用電源1112から電圧を印加する
間、電流計1116で放出電流Ieを計測して通電活性
化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源1112
の動作を制御する。電流計1116で計測された放出電
流Ieの一例を図10(b)に示すが、活性化電源11
12からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過と
ともに放出電流Ieは増加するが、やがて飽和してほと
んど増加しなくなる。このように、放出電流Ieがほぼ
飽和した時点で活性化用電源1112からの電圧印加を
停止し、通電活性化処理を終了する。
Reference numeral 1114 shown in FIG. 8D denotes an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device. The anode electrode 1114 is connected to a DC high-voltage power supply 1115 and an ammeter 1116. Note that the substrate 1101 is
When the activation process is performed after being incorporated in the display panel, the phosphor screen of the display panel is used as the anode electrode 1114. While the voltage is applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation process, and the activation power supply 1112 is used.
Control the operation of. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.
When the application of the pulse voltage starts from 12, the emission current Ie increases with the passage of time, but eventually saturates and hardly increases. As described above, when the emission current Ie is substantially saturated, the application of the voltage from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process ends.

【0108】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。
The above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions should be changed accordingly. desirable.

【0109】以上のようにして、図8(e)に示す平面
型の表面伝導型放出素子を製造した。 (垂直型の表面伝導型放出素子)次に、電子放出部もし
くはその周辺を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素
子のもうひとつの代表的な構成、すなわち垂直型の表面
伝導型放出素子の構成について説明する。
As described above, the planar surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 8E was manufactured. (Vertical type surface conduction electron-emitting device) Next, another typical structure of a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, the structure of a vertical surface conduction electron-emitting device Will be described.

【0110】図11は、垂直型の表面伝導型放出素子の
基本構成を説明するための模式的な断面図であり、図中
の1201は基板、1202と1203は素子電極、1
206は段差形成部材、1204は微粒子膜を用いた導
電性薄膜、1205は通電フォーミング処理により形成
した電子放出部、1213は通電活性化処理により形成
した薄膜、である。
FIG. 11 is a schematic sectional view for explaining the basic structure of a vertical surface conduction electron-emitting device. In FIG. 11, reference numeral 1201 denotes a substrate; 1202 and 1203 denote device electrodes;
206 is a step forming member, 1204 is a conductive thin film using a fine particle film, 1205 is an electron emitting portion formed by energization forming process, and 1213 is a thin film formed by energization activation process.

【0111】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方の素子電極1202が段差形
成部材1206上に設けられており、通電性薄膜120
4が段差形成部材1206の側面を被覆している点にあ
る。したがって、前記図7の平面型における素子電極間
隔Lは、垂直型においては段差形成部材1206の段差
高Lsとして設定される。なお、基板1201、素子電
極1202および1203、微粒子膜を用いた導電性薄
膜1204、については、前記平面型の説明中に列挙し
た材料を同様に用いることが可能である。また、段差形
成部材1206には、たとえばSiO2 のような電気的
に絶縁性の材料を用いる。
The difference between the vertical type and the flat type described above is that one of the element electrodes 1202 is provided on the step forming member 1206 and the conductive thin film 120
4 covers the side surface of the step forming member 1206. Therefore, the element electrode interval L in the planar type shown in FIG. 7 is set as the step height Ls of the step forming member 1206 in the vertical type. Note that for the substrate 1201, the element electrodes 1202 and 1203, and the conductive thin film 1204 using a fine particle film, the materials listed in the description of the planar type can be used in the same manner. For the step forming member 1206, an electrically insulating material such as SiO 2 is used.

【0112】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図12(a)〜(f)は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図11
と同一である。 1) まず、図12(a)に示すように、基板1201
上に素子電極1203を形成する。 2) 次に、図12(b)に示すように、段差形成部材
を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層は、たとえ
ばSiO2 をスパッタ法で積層すればよいが、たとえば
真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いてもよ
い。 3) 次に、図12(c)に示すように、絶縁層の上に
素子電極1202を形成する。 4) 次に、図12(d)に示すように、絶縁層の一部
を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素子電極1
203を露出させる。 5) 次に、図12(e)に示すように、微粒子膜を用
いた導電性薄膜1204を形成する。形成するには、前
記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法などの成膜技
術を用いればよい。 6) 次に、前記平面型の場合と同じく、通電フォーミ
ング処理を行い、電子放出部を形成する(図8(c)を
用いて説明した平面型の通電フォーミング処理と同様の
処理を行えばよい。)。 7) 次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処
理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を
堆積させる(図8(d)を用いて説明した平面型の通電
活性化処理と同様の処理を行えばよい。)。
Next, a method of manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIGS. 12A to 12F are cross-sectional views for explaining a manufacturing process.
Is the same as 1) First, as shown in FIG.
An element electrode 1203 is formed thereover. 2) Next, as shown in FIG. 12B, an insulating layer for forming a step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by stacking, for example, SiO 2 by a sputtering method, but another film forming method such as a vacuum evaporation method or a printing method may be used. 3) Next, as shown in FIG. 12C, an element electrode 1202 is formed on the insulating layer. 4) Next, as shown in FIG. 12D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method, and the element electrode 1 is removed.
Expose 203. 5) Next, as shown in FIG. 12E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For the formation, as in the case of the flat type, a film forming technique such as a coating method may be used. 6) Next, similarly to the case of the planar type, the energization forming process is performed to form an electron emission portion (the same process as the planar type energization forming process described with reference to FIG. 8C may be performed). .). 7) Next, in the same manner as in the case of the planar type, an energization activation process is performed, and carbon or a carbon compound is deposited near the electron emission portion (the planar energization activation process described with reference to FIG. 8D). The same processing as described above may be performed.)

【0113】以上のようにして、図12(f)に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造した。 (表示装置に用いた表面伝導型放出素子の特性)以上、
平面型と垂直型の表面伝導型放出素子について素子構成
と製法を説明したが、次に表示装置に用いた素子の特性
について述べる。
As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 12F was manufactured. (Characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the display device)
The device configuration and manufacturing method of the planar and vertical surface conduction electron-emitting devices have been described. Next, the characteristics of the devices used in the display device will be described.

【0114】図13に、表示装置に用いた素子の、(放
出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特性、および(素
子電流If)対(素子印加電圧Vf)特性の典型的な例
を示す。なお、放出電流Ieは素子電流Ifに比べて著
しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、
これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータ
を変更することにより変化するものであるため、2本の
グラフは各々任意単位で図示した。
FIG. 13 shows typical examples of (emission current Ie) versus (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) versus (device applied voltage Vf) characteristics of the device used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, and it is difficult to show the same current on the same scale.
Since these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the element, the two graphs are shown in arbitrary units.

【0115】表示装置に用いた素子は、放出電流Ieに
関して以下に述べる3つの特性を有している。
The element used in the display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie.

【0116】第一に、ある電圧(これを閾値電圧Vthと
呼ぶ)以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放
出電流Ieが増加するが、一方、閾値電圧Vth未満の電
圧では放出電流Ieはほとんど検出されない。
First, when a voltage higher than a certain voltage (hereinafter referred to as a threshold voltage Vth) is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, when the voltage is lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie increases. Ie is hardly detected.

【0117】すなわち、放出電流Ieに関して、明確な
閾値電圧Vthを持った非線形素子である。
That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0118】第二に、放出電流Ieは素子に印加する電
圧Vfに依存して変化するため、電圧Vfで放出電流I
eの大きさを制御できる。
Secondly, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie varies with the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.

【0119】第三に、素子に印加する電圧Vfに対して
素子から放出される電流Ieの応答速度が速いため、電
圧Vfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。
Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element is faster with respect to the voltage Vf applied to the element, the amount of charge of the electrons emitted from the element depends on the length of time during which the voltage Vf is applied. Can control.

【0120】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、
駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Vth
以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電
圧Vth未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り
替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を
行うことが可能である。
Because of the above characteristics, the surface conduction electron-emitting device could be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen. That is,
The driving element has a threshold voltage Vth according to a desired light emission luminance.
The above voltage is appropriately applied, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected elements. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.

【0121】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。
Further, since the emission luminance can be controlled by using the second characteristic or the third characteristic, gradation display can be performed.

【0122】図14は、NTSC方式のテレビ信号に基
づいてテレビジョン表示を行うための駆動回路の概略構
成をブロック図で示したものである。同図中、表示パネ
ル1701は前述した表示パネルに相当するもので、前
述した様に製造され、動作する。また、走査回路170
2は表示ラインを走査し、制御回路1703は走査回路
へ入力する信号等を生成する。シフトレジスタ1704
は1ライン毎のデータをシフトし、ラインメモリ170
5は、シフトレジスタ1704からの1ライン分のデー
タを変調信号発生器1707に入力する。同期信号分離
回路1706はNTSC信号から同期信号を分離する。
FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a driving circuit for performing television display based on an NTSC television signal. In the figure, a display panel 1701 corresponds to the above-described display panel, and is manufactured and operates as described above. Also, the scanning circuit 170
2 scans the display line, and the control circuit 1703 generates a signal or the like to be input to the scanning circuit. Shift register 1704
Shifts the data for each line, and
5 inputs one line of data from the shift register 1704 to the modulation signal generator 1707. The synchronization signal separation circuit 1706 separates the synchronization signal from the NTSC signal.

【0123】以下、図14の装置各部の機能を詳しく説
明する。
Hereinafter, the function of each unit of the apparatus shown in FIG. 14 will be described in detail.

【0124】まず表示パネル1701は、端子Dx1な
いしDxm及び端子Dy1ないしDyn、及び高圧端子
Hvを介して外部の電気回路と接続されている。このう
ち、端子Dx1ないしDxmには、表示パネル1701
内に設けられているマルチ電子ビーム源、すなわちm行
n列の行列状にマトリクス配線された冷陰極素子を1行
(n素子)ずつ順次駆動してゆくための走査信号が印加
される。一方、端子Dy1ないしDynには、前記走査
信号により選択された1行分のn個の各素子の出力電子
ビームを制御するための変調信号が印加される。また、
高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、たとえば5
[kV]の直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子
ビーム源より出力される電子ビームに蛍光体を励起する
のに十分なエネルギーを付与するための加速電圧であ
る。
First, the display panel 1701 is connected to an external electric circuit via terminals Dx1 to Dxm, terminals Dy1 to Dyn, and a high voltage terminal Hv. Among them, the terminals Dx1 to Dxm are connected to the display panel 1701.
A scanning signal for sequentially driving the multi-electron beam sources provided therein, that is, the cold-cathode devices arranged in a matrix of m rows and n columns in a matrix manner is sequentially applied one row (n element) at a time. On the other hand, to the terminals Dy1 to Dyn, a modulation signal for controlling the output electron beams of the n elements for one row selected by the scanning signal is applied. Also,
The high voltage terminal Hv is connected to a DC voltage source Va, for example, 5
A DC voltage of [kV] is supplied, which is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam output from the multi-electron beam source to excite the phosphor.

【0125】次に、走査回路1702について説明す
る。同回路は、内部にm個のスイッチング素子(図中、
S1ないしSmで模式的に示されている)を備えるもの
で、各スイッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧
もしくは0[V](グランドレベル)のいずれか一方を
選択し、表示パネル1701の端子Dx1ないしDxm
と電気的に接続するものである。S1ないしSmの各ス
イッチング素子は、制御回路1703が出力する制御信
号Tscanに基づいて動作するものだが、実際にはたとえ
ばFETのようなスイッチング素子を組合わせることに
より容易に構成することが可能である。なお、前記直流
電圧源Vxは、図13に例示した電子放出素子の特性に
基づき走査されていない素子に印加される駆動電圧が電
子放出閾値電圧Vth電圧未満となるよう、一定電圧を出
力するよう設定されている。
Next, the scanning circuit 1702 will be described. This circuit has m switching elements inside (in the figure,
S1 to Sm), each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level), and the switching element of the display panel 1701 Terminals Dx1 to Dxm
It is electrically connected to. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 1703. However, in practice, the switching elements can be easily configured by combining switching elements such as FETs. . Note that the DC voltage source Vx outputs a constant voltage so that the driving voltage applied to an element that is not scanned based on the characteristics of the electron-emitting device illustrated in FIG. 13 is lower than the electron emission threshold voltage Vth. Is set.

【0126】また、制御回路1703は、外部より入力
する画像信号に基づいて適切な表示が行われるように各
部の動作を整合させる働きをもつものである。次に説明
する同期信号分離回路1706より送られる同期信号T
syncに基づいて、各部に対してTscan及びTsft及びTm
ryの各制御信号を発生する。同期信号分離回路1706
は、外部から入力されるNTSC方式のテレビ信号か
ら、同期信号成分と輝度信号成分とを分離するための回
路で、良く知られているように周波数分離(フィルタ)
回路を用いれば容易に構成できるものである。同期信号
分離回路1706により分離された同期信号は、良く知
られるように垂直同期信号と水平同期信号より成るが、
ここでは説明の便宜上、Tsync信号として図示した。一
方、前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分
を便宜上DATA信号と表すが、同信号はシフトレジス
タ1704に入力される。
The control circuit 1703 has a function of coordinating the operation of each unit so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The synchronization signal T sent from the synchronization signal separation circuit 1706 described next
Tscan, Tsft and Tm for each part based on sync
Generate each control signal of ry. Synchronous signal separation circuit 1706
Is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside. As is well known, a frequency separation (filter) is used.
It can be easily configured by using a circuit. The synchronization signal separated by the synchronization signal separation circuit 1706 includes a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal, as is well known.
Here, it is illustrated as a Tsync signal for convenience of explanation. On the other hand, a luminance signal component of an image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience, and this signal is input to a shift register 1704.

【0127】シフトレジスタ1704は、時系列的にシ
リアルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライ
ン毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記
制御回路1703より送られる制御信号Tsftに基づい
て動作する。すなわち、制御信号Tsftは、シフトレジ
スタ1704のシフトクロックであると言い換えること
もできる。シリアル/パラレル変換された画像1ライン
分(電子放出素子n素子分の駆動データに相当する)の
データは、Id1ないしIdnのn個の信号として前記
シフトレジスタ1704より出力される。
A shift register 1704 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal Tsft sent from the control circuit 1703. Works. That is, the control signal Tsft can be rephrased as a shift clock of the shift register 1704. The data for one line of the image subjected to the serial / parallel conversion (corresponding to drive data for n electron-emitting devices) is output from the shift register 1704 as n signals Id1 to Idn.

【0128】ラインメモリ1705は、画像1ライン分
のデータを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置で
あり、制御回路1703より送られる制御信号Tmryに
したがって適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。
記憶された内容は、I′d1ないしI′dnとして出力
され、変調信号発生器1707に入力される。
A line memory 1705 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time only, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from a control circuit 1703.
The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to modulation signal generator 1707.

【0129】変調信号発生器1707は、前記画像デー
タI′d1ないしI′dnの各々に応じて、電子放出素
子1012の各々を適切に駆動変調するための信号源
で、その出力信号は、端子Dy1ないしDynを通じて
表示パネル1701内の電子放出素子1012に印加さ
れる。
A modulation signal generator 1707 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices 1012 in accordance with each of the image data I'd1 to I'dn. The voltage is applied to the electron-emitting devices 1012 in the display panel 1701 through Dy1 to Dyn.

【0130】図13を用いて説明したように、本発明に
関わる表面伝導型放出素子は放出電流Ieに対して以下
の基本特性を有している。すなわち、電子放出には明確
な閾値電圧Vth(後述する実施例の表面伝導型放出素子
では8[V])があり、閾値Vth以上の電圧を印加され
た時のみ電子放出が生じる。また、電子放出閾値Vth以
上の電圧に対しては、図13のグラフのように電圧の変
化に応じて放出電流Ieも変化する。このことから、本
素子にパルス状の電圧を印加する場合、たとえば電子放
出閾値Vth未満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Vth以上の電圧を印加する場合には表
面伝導型放出素子から電子ビームが出力される。その
際、パルスの波高値Vmを変化させることにより出力電
子ビームの強度を制御することが可能である。また、パ
ルスの幅Pwを変化させることにより出力される電子ビ
ームの電荷の総量を制御することが可能である。
As described with reference to FIG. 13, the surface conduction electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth (8 [V] in the surface conduction electron-emitting device of the embodiment described later), and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than the threshold Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold Vth, the emission current Ie also changes according to the change in the voltage as shown in the graph of FIG. From this, when a pulse-like voltage is applied to this element, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold Vth is applied, no electron emission occurs, but when a voltage higher than the electron emission threshold Vth is applied, the surface is An electron beam is output from the conduction type emission device. At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw.

【0131】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器1707として、一定長さの電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルスの
波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いるこ
とができる。また、パルス幅変調方式を実施するに際し
ては、変調信号発生器1707として、一定の波高値の
電圧パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電
圧パルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路
を用いることができる。
Accordingly, as a method of modulating the electron-emitting device in accordance with the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be employed. When performing the voltage modulation method, a circuit of the voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 1707. be able to. When implementing the pulse width modulation method, the modulation signal generator 1707 generates a voltage pulse having a constant peak value and modulates the width of the voltage pulse appropriately according to input data. Circuit can be used.

【0132】シフトレジスタ1704やラインメモリ1
705は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式の
ものでも採用できる。すなわち、画像信号のシリアル/
パラレル変換や記憶が所定の速度で行われればよいから
である。
The shift register 1704 and the line memory 1
Reference numeral 705 may be a digital signal type or an analog signal type. That is, the serial /
This is because parallel conversion and storage may be performed at a predetermined speed.

【0133】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路1706の出力信号DATAをデジタル信号
化する必要があるが、これには同期信号分離回路170
6の出力部にA/D変換器を設ければよい。これに関連
してラインメモリ1705の出力信号がデジタル信号か
アナログ信号かにより、変調信号発生器に用いられる回
路が若干異なったものとなる。すなわち、デジタル信号
を用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器1707
には、たとえば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1707には、たとえば高速の発振器及び発
振器の出力する波数を計数する計数器(カウンタ)及び
計数器の出力値と前記メモリの出力値を比較する比較器
(コンパレータ)を組み合せた回路を用いる。必要に応
じて、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を
電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅
器を付加することもできる。
When the digital signal type is used, the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 1706 needs to be converted into a digital signal.
An A / D converter may be provided at the output unit 6. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator differs slightly depending on whether the output signal of the line memory 1705 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 1707
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 1707 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter (counter) for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. (Comparator) is used. If necessary, an amplifier for amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0134】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器1707には、たとえばオペアンプ
などを用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてシフト
レベル回路などを付加することもできる。パルス幅変調
方式の場合には、たとえば、電圧制御型発振回路(VC
O)を採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧
まで電圧増幅するための増幅器を付加することもでき
る。
In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier can be used as the modulation signal generator 1707, and a shift level circuit and the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage-controlled oscillation circuit (VC
O) can be adopted, and if necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0135】このような構成をとりうる本発明の適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Dx1ないしDxm、Dy1ないしDynを介し
て電圧を印加することにより、電子放出が生じる。高圧
端子Hvを介してメタルバック1019あるいは透明電
極(不図示)に高圧を印加し、電子ビームを加速する。
加速された電子は、蛍光膜1018に衝突し、発光が生
じて画像が形成される。
In the image display apparatus to which the present invention can be applied in such a configuration, by applying a voltage to each of the electron-emitting devices via the terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn outside the container, the electron-emitting device can emit electrons. Occurs. A high voltage is applied to the metal back 1019 or a transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam.
The accelerated electrons collide with the fluorescent film 1018 and emit light to form an image.

【0136】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につい
てはNTSC方式を挙げたが、入力信号はこれに限るも
のではなく、PAL、SECAM方式などの他、これら
より多数の走査線からなるTV信号(MUSE方式をは
じめとする高品位TV)方式をも採用できる。
The configuration of the image display apparatus described here is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the concept of the present invention. The input signal is described in the NTSC system. However, the input signal is not limited to this. In addition to the PAL and SECAM systems, a TV signal including a larger number of scanning lines (high-definition TV including the MUSE system) A method can also be adopted.

【0137】図15は、前記説明の表面伝導型放出素子
を電子ビーム源として用いたディスプレイパネルに、た
とえばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報
源より提供される画像情報を表示できるように構成した
多機能表示装置の一例を示すための図である。
FIG. 15 shows a display panel using the above-described surface conduction electron-emitting device as an electron beam source so that image information provided from various image information sources such as television broadcasting can be displayed. It is a figure for showing an example of the constituted multifunctional display.

【0138】図中2100はディスプレイパネル、21
01はディスプレイパネルの駆動回路、2102はディ
スプレイコントローラ、2103はマルチプレクサ、2
104はデコーダ、2105は入出力インターフェース
回路、2106はCPU、2107は画像生成回路、2
108および2109および2110は画像メモリーイ
ンターフェース回路、2111は画像入力インターフェ
ース回路、2112および2113はTV信号受信回
路、2114は入力部である。
In the figure, reference numeral 2100 denotes a display panel;
01 is a display panel driving circuit, 2102 is a display controller, 2103 is a multiplexer, 2
104 is a decoder, 2105 is an input / output interface circuit, 2106 is a CPU, 2107 is an image generation circuit,
108, 2109 and 2110 are image memory interface circuits, 2111 is an image input interface circuit, 2112 and 2113 are TV signal receiving circuits, and 2114 is an input unit.

【0139】なお、本表示装置は、たとえばテレビジョ
ン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を
受信する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、音声情報の受信、分離、再生、処
理、記憶などに関する回路やスピーカーなどについては
説明を省略する。
When the present display device receives a signal containing both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of information are omitted.

【0140】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。
Hereinafter, the function of each unit will be described along the flow of the image signal.

【0141】まず、TV信号受信回路2113は、たと
えば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて
伝送されるTV画像信号を受信する為の回路である。受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、た
とえば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式な
どの諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走
査線よりなるTV信号(たとえばMUSE方式をはじめ
とするいわゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化
に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好
適な信号源である。TV信号受信回路2113で受信さ
れたTV信号は、デコーダ2104に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 2113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The format of the received TV signal is not particularly limited, and may be, for example, various systems such as the NTSC system, the PAL system, and the SECAM system. A TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system) composed of a larger number of scanning lines is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 2113 is output to the decoder 2104.

【0142】また、TV信号受信回路2112は、たと
えば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送
系を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回
路である。前記TV信号受信回路2113と同様に、受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、ま
た本回路で受信されたTV信号もデコーダ2104に出
力される。
The TV signal receiving circuit 2112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. As with the TV signal receiving circuit 2113, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 2104.

【0143】また、画像入力インターフェース回路21
11は、たとえばTVカメラや画像読み取りスキャナー
などの画像入力装置から供給される画像信号を取り込む
ための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ210
4に出力される。
The image input interface circuit 21
Reference numeral 11 denotes a circuit for taking in an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner.
4 is output.

【0144】また、画像メモリーインターフェース回路
2110は、ビデオテープレコーダー(以下VTRと略
す)に記憶されている画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた画像信号はデコーダ2104に出力さ
れる。
An image memory interface circuit 2110 is a circuit for taking in an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR). The taken-in image signal is output to a decoder 2104.

【0145】また、画像メモリーインターフェース回路
2109は、ビデオディスクに記憶されている画像信号
を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコ
ーダ2104に出力される。
An image memory interface circuit 2109 is a circuit for taking in an image signal stored in a video disk. The taken image signal is output to a decoder 2104.

【0146】また、画像メモリーインターフェース回路
2108は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画
像データを記憶している装置から画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ2
104に出力される。
An image memory interface circuit 2108 is a circuit for taking in an image signal from a device storing still image data, such as a so-called still image disk.
Output to 104.

【0147】また、入出力インターフェース回路210
5は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンターなどの出力装
置とを接続するための回路である。画像データや文字・
図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合によ
っては本表示装置の備えるCPU2106と外部との間
で制御信号や数値データの入出力などを行うことも可能
である。
The input / output interface circuit 210
Reference numeral 5 denotes a circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. Image data and text
It is possible not only to input and output graphic information, but also to input and output control signals and numerical data between the CPU 2106 included in the display device and the outside in some cases.

【0148】また、画像生成回路2107は、前記入出
力インターフェース回路2105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU
2106より出力される画像データや文字・図形情報に
もとづき表示用画像データを生成するための回路であ
る。本回路の内部には、たとえば画像データや文字・図
形情報を蓄積するための書き換え可能メモリーや、文字
コードに対応する画像パターンが記憶されている読み出
し専用メモリーや、画像処理を行うためのプロセッサー
などをはじめとして画像の生成に必要な回路が組み込ま
れている。
Further, the image generation circuit 2107 is provided with image data, character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 2105, or a CPU.
A circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 2106. Within this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, and a processor for image processing And other circuits necessary for generating an image.

【0149】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ2104に出力されるが、場合によっては
前記入出力インターフェース回路2105を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンターに出力するこ
とも可能である。
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 2104. In some cases, the display image data can be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 2105.

【0150】また、CPU2106は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。
The CPU 2106 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection, and editing of a display image.

【0151】たとえば、マルチプレクサ2103に制御
信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号
を適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際に
は表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコント
ローラ2102に対して制御信号を発生し、画面表示周
波数や走査方法(たとえばインターレースかノンインタ
ーレースか)や一画面の走査線の数など表示装置の動作
を適宜制御する。
For example, a control signal is output to multiplexer 2103, and image signals to be displayed on the display panel are appropriately selected or combined. In this case, a control signal is generated for the display panel controller 2102 in accordance with the image signal to be displayed, and the display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines on one screen, and the like are displayed. The operation of the device is appropriately controlled.

【0152】また、前記画像生成回路2107に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路2105を介して外
部のコンピュータやメモリーをアクセスして画像データ
や文字・図形情報を入力する。なお、CPU2106
は、むろんこれ以外の目的の作業にも関わるものであっ
て良い。たとえは、パーソナルコンピュータやワードプ
ロセッサなどのように、情報を生成したり処理する機能
に直接関わっても良い。
Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 2107, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 2105 to access the image data or character / graphic information. Enter graphic information. Note that the CPU 2106
May, of course, relate to work for other purposes. For example, it may directly relate to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor.

【0153】あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路2105を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、たとえば数値計算などの作業を外部
機器と協同して行っても良い。
Alternatively, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 2105 as described above, and operations such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0154】また、入力部2114は、前記CPU21
06に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、たとえばキーボードやマ
ウスのほか、ジョイスティック、バーコードリーダー、
音声認識装置など多様な入力機器を用いることが可能で
ある。
The input unit 2114 is connected to the CPU 21.
06 is for the user to input commands, programs, data, and the like. For example, in addition to a keyboard and a mouse, a joystick, a barcode reader,
Various input devices such as a voice recognition device can be used.

【0155】また、デコーダ2104は、前記2107
ないし2113より入力される種々の画像信号を3原色
信号、または輝度信号とI信号、Q信号に逆変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ2104は内部に画像メモリーを備えるのが望ま
しい。これは、たとえばMUSE方式をはじめとして、
逆変換するに際して画像メモリーを必要とするようなテ
レビ信号を扱うためである。また、画像メモリーを備え
ることにより、静止画の表示が容易になる、あるいは前
記画像生成回路2107およびCPU2106と協同し
て画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成をはじめとす
る画像処理や編集が容易に行えるようになるという利点
が生まれるからである。
Also, the decoder 2104 has the
2 to 3113 are circuits for inversely converting various image signals input from 3113 to three primary color signals or a luminance signal and an I signal and a Q signal. It is to be noted that the decoder 2104 desirably includes an image memory therein, as indicated by a dotted line in FIG. This includes, for example, the MUSE method,
This is for handling a television signal that requires an image memory when performing the inverse conversion. Further, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or enables image processing and editing including image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis in cooperation with the image generation circuit 2107 and the CPU 2106. This is because there is an advantage that it can be easily performed.

【0156】また、マルチプレクサ2103は、前記C
PU2106より入力される制御信号にもとずき表示画
像を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレク
サ2103はデコーダ2104から入力される逆変換さ
れた画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動
回路2101に出力する。その場合には、一画面表示時
間内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわ
ゆる多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分け
て領域によって異なる画像を表示することも可能であ
る。
The multiplexer 2103 is connected to the C
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the PU 2106. That is, the multiplexer 2103 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 2104 and outputs the selected image signal to the drive circuit 2101. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【0157】また、ディスプレイパネルコントローラ2
102は、前記CPU2106より入力される制御信号
にもとずき駆動回路2101の動作を制御するための回
路である。
The display panel controller 2
Reference numeral 102 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 2101 based on a control signal input from the CPU 2106.

【0158】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、たとえばディスプレイパネルの駆
動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路2101に対して出力する。
First, as a signal related to the basic operation of the display panel, a signal for controlling, for example, an operation sequence of a drive power source (not shown) for the display panel is output to the drive circuit 2101.

【0159】また、ディスプレイパネルの駆動方法に関
わるものとして、たとえば画面表示周波数や走査方法
(たとえばインターレースかノンインターレースか)を
制御するための信号を駆動回路2101に対して出力す
る。
Further, as a signal relating to the driving method of the display panel, a signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 2101.

【0160】また、場合によっては表示画像の輝度やコ
ントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路2101に対して出力する場
合もある。
In some cases, a control signal related to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 2101.

【0161】また、駆動回路2101は、ディスプレイ
パネル2100に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ2103から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ21
02より入力される制御信号にもとずいて動作するもの
である。
The driving circuit 2101 is a circuit for generating a driving signal to be applied to the display panel 2100. The driving circuit 2101 is a circuit for generating an image signal input from the multiplexer 2103 and the display panel controller 21.
The operation is based on a control signal input from the input terminal 02.

【0162】以上、各部の機能を説明したが、図15に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル2
100に表示することが可能である。
The function of each part has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 15, in the present display device, image information input from various image information sources is displayed on the display panel 2.
100 can be displayed.

【0163】すなわち、テレビジョン放送をはじめとす
る各種の画像信号はデコーダ2104において逆変換さ
れた後、マルチプレクサ2103において適宜選択さ
れ、駆動回路2101に入力される。一方、ディスプレ
イコントローラ2102は、表示する画像信号に応じて
駆動回路2101の動作を制御するための制御信号を発
生する。駆動回路2101は、上記画像信号と制御信号
にもとずいてディスプレイパネル2100に駆動信号を
印加する。
That is, various image signals such as television broadcasts are inversely converted by the decoder 2104, appropriately selected by the multiplexer 2103, and input to the drive circuit 2101. On the other hand, the display controller 2102 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 2101 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 2101 applies a drive signal to the display panel 2100 based on the image signal and the control signal.

【0164】これにより、ディスプレイパネル2100
において画像が表示される。これらの一連の動作は、C
PU2106により統括的に制御される。
Thus, the display panel 2100
Displays an image. A series of these operations is C
It is totally controlled by the PU 2106.

【0165】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ2104に内蔵する画像メモリや、画像生成回路21
07およびCPU2106が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけで
なく、表示する画像情報に対して、たとえば拡大、縮
小、回転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、
画像の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合
成、消去、接続、入れ換え、はめ込みなどをはじめとす
る画像編集を行うことも可能である。また、本実施形態
の説明では特に触れなかったが、上記画像処理や画像編
集と同様に、音声情報に関しても処理や編集を行なうた
めの専用回路を設けても良い。
In the present display device, the image memory incorporated in the decoder 2104, the image generation circuit 21
07 and the CPU 2106 involve not only displaying a selected one of a plurality of pieces of image information but also enlarging, reducing, rotating, moving, edge emphasizing, thinning out, and interpolating the displayed image information. , Color conversion,
It is also possible to perform image processing such as image aspect ratio conversion and the like, and image editing such as synthesis, deletion, connection, replacement, and fitting. Although not particularly described in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【0166】したがって、本表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機
器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、
産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present display device can be used as a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device that handles still and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It is possible to combine functions such as game machines with one unit,
Extremely wide range of applications for industrial or consumer use.

【0167】なお、上記図15は、表面伝導型放出素子
を電子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示
装置の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定さ
れるものでないことは言うまでもない。たとえば、図1
5の構成要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる
回路は省いても差し支えない。またこれとは逆に、使用
目的によってはさらに構成要素を追加しても良い。たと
えば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む
送受信回路などを構成要素に追加するのが好適である。
FIG. 15 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and it is needless to say that the present invention is not limited to this. No. For example, FIG.
Circuits related to functions unnecessary for the intended use among the five constituent elements may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied to a videophone, it is preferable to add a television camera, an audio microphone, a lighting device, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the components.

【0168】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
表示装置は臨場感にあふれ迫力に富んだ画像を視認性良
く表示することが可能である。
In the present display device, in particular, since the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source can be easily thinned, the depth of the entire display device can be reduced. In addition, the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source is easy to enlarge the screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics. It is possible to display well.

【0169】[0169]

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をさらに詳
述する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0170】以下に述べる各実施例においては、マルチ
電子ビーム源として、前述した、電極間の導電性微粒子
膜に電子放出部を有するタイプのN×M個(N=307
2、M=1024)の表面伝導型放出素子を、M本の行
方向配線とN本の列方向配線とによりマトリクス配線
(図3及び図4参照)したマルチ電子ビーム源を用い
た。(実施例1)本発明の特徴部分であるフェースプレ
ートの構造について図1を用いて説明する。
In each of the embodiments described below, as the multi-electron beam source, N × M (N = 307) of the above-described type having an electron emission portion in the conductive fine particle film between the electrodes is used.
A multi-electron beam source was used in which the surface conduction electron-emitting devices (2, M = 1024) were matrix-wired (see FIGS. 3 and 4) by M row-directional wirings and N column-directional wirings. (Embodiment 1) The structure of a face plate which is a feature of the present invention will be described with reference to FIG.

【0171】フェースプレート1017の内面には、透
明電極層2をITOを真空蒸着することにより形成す
る。図1のように、透明電極層2はグランドに接続され
ており、高圧平滑用のコンデンサの一方の電極として用
いられる。
The transparent electrode layer 2 is formed on the inner surface of the face plate 1017 by vacuum-depositing ITO. As shown in FIG. 1, the transparent electrode layer 2 is connected to the ground, and is used as one electrode of a high-voltage smoothing capacitor.

【0172】絶縁膜3は薄板状のシリカガラスを用い、
その上に後述する蛍光膜1018、メタルバック101
9を形成し、最後にフェースプレート1017部(透明
電極層2含む)と絶縁膜3部(蛍光膜1018、メタル
バック1019含む)をガラスフリットにより貼り合わ
せることで図1の構成とした。この接着フリット部は、
フェースプレートとリアプレートを封着するときに同時
に接着される。
The insulating film 3 is made of thin silica glass.
A fluorescent film 1018 and a metal back 101 described later are further formed thereon.
9 was formed, and finally, the face plate 1017 (including the transparent electrode layer 2) and the insulating film 3 (including the fluorescent film 1018 and the metal back 1019) were bonded together with a glass frit to obtain the configuration shown in FIG. This adhesive frit part
It is simultaneously adhered when sealing the face plate and the rear plate.

【0173】本実施例はカラー表示装置であるため、蛍
光膜1018の部分にはCRTの分野で用いられる赤、
緑、青の3原色の蛍光体が塗り分けられている。各色の
蛍光体は、たとえば図16の(A)に示すようにストラ
イプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライプの間には黒
色の導電体1010が設けてある。黒色の導電体101
0を設ける目的は、電子ビームの照射位置に多少のずれ
があっても表示色にずれが生じないようにすることや、
外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐこ
と、電子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止す
ることなどである。黒色の導電体1010には、黒鉛を
主成分として用いたが、上記の目的に適するものであれ
ばこれ以外の材料を用いてもよい。黒色の導電体101
0の代わりに導電性を有しない黒色体を用いる場合もあ
る。
Since this embodiment is a color display device, the fluorescent film 1018 is provided with red and red colors used in the field of CRT.
Phosphors of three primary colors of green and blue are separately applied. The phosphor of each color is separately applied in a stripe shape as shown in FIG. 16A, for example, and a black conductor 1010 is provided between the stripes of the phosphor. Black conductor 101
The purpose of providing 0 is to prevent the display color from being shifted even if the irradiation position of the electron beam is slightly shifted,
The purpose is to prevent reflection of external light to prevent a decrease in display contrast, and to prevent charge-up of a fluorescent film by an electron beam. Although graphite is used as a main component for the black conductor 1010, any other material may be used as long as it is suitable for the above purpose. Black conductor 101
A black body having no conductivity may be used instead of 0.

【0174】また、3原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図16(a)に示したストライプ状の配列に限られるも
のではなく、たとえば図16(b)に示すようなデルタ
状配列や、それ以外の配列であってもよい(たとえば図
17)。
The method of applying the phosphors of the three primary colors is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 16A, but may be, for example, a delta arrangement as shown in FIG. Other arrangements may be used (for example, FIG. 17).

【0175】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜1018に用い
ればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。
When a monochrome display panel is manufactured, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1018, and a black conductive material may not be necessarily used.

【0176】また、蛍光膜1018のリアプレート側の
面には、CRTの分野では公知のメタルバック1019
を設けてある。メタルバック1019を設けた目的は、
蛍光膜1018が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させることや、負イオンの衝突から蛍光膜10
18を保護することや、電子ビーム加速電圧を印加する
ための電極として作用させることや、蛍光膜1018を
励起した電子の導電路として作用させることなどであ
る。メタルバック1019は、蛍光膜1018をフェー
スプレート基板1017上に形成した後、蛍光膜表面を
平滑化処理し、その上にAlを真空蒸着する方法により
形成した。本実施例では、電子ビーム加速電圧を印加す
るための電極であるとともに、高圧平滑用のコンデンサ
の他方の電極としても作用し、主として、メタルバック
1019、絶縁層3(誘電体層)、前述の透明電極層2
で、高圧平滑用のコンデンサを構成する。
A metal back 1019 known in the CRT field is provided on the surface of the fluorescent film 1018 on the rear plate side.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1019 is
A part of the light emitted from the fluorescent film 1018 is specularly reflected to improve the light utilization rate, or the fluorescent film
The protective film 18 serves as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and serves as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 1018. The metal back 1019 was formed by forming the fluorescent film 1018 on the face plate substrate 1017, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon. In this embodiment, the metal back 1019, the insulating layer 3 (dielectric layer), the metal back 1019, the electrode for applying the electron beam accelerating voltage, and also function as the other electrode of the high-voltage smoothing capacitor. Transparent electrode layer 2
Thus, a capacitor for high-pressure smoothing is formed.

【0177】本実施例では画像表示サイズ(フェースプ
レートの大きさ)40インチ、絶縁膜3の厚さ1mmと
して、約12nFの容量を得た。
In this embodiment, a capacity of about 12 nF was obtained with an image display size (face plate size) of 40 inches and a thickness of the insulating film 3 of 1 mm.

【0178】なお透明電極膜2、絶縁膜3の材料、製法
なども上記の限りではなく、適宜選択される。
The materials and manufacturing methods of the transparent electrode film 2 and the insulating film 3 are not limited to those described above, and are appropriately selected.

【0179】また上記容量は、本実施例においての適切
な値であって、高圧発生回路、高電圧値、高圧最大電流
値などにより設計されるため、それによって上記コンデ
ンサ電極面積、同電極間距離、フェースプレート材質な
ど適宜変更される。
The capacitance is an appropriate value in the present embodiment, and is designed by a high voltage generating circuit, a high voltage value, a high voltage maximum current value, and the like. And the material of the face plate are appropriately changed.

【0180】本実施例では、前述した図1に示すフェー
スプレート部を配置した表示パネルを作製した。以下、
図3及び図6を用いて詳述する。まず、あらかじめ基板
上に行方向配線電極1013、列方向配線電極101
4、電極間絶縁層(不図示)、及び表面伝導型放出素子
の素子電極と導電性薄膜を形成した基板1011を、リ
アプレート1015に固定した。次に、ソーダライムガ
ラスからなる絶縁性部材1020aの表面のうち、気密
容器内に露出する4面に後述の高抵抗膜1020bを成
膜し、当接面に導電膜1020cを成膜したスペーサ1
020(高さ5[mm]、板厚200[μm]、長さ2
0[mm])を基板1011の行方向配線1013上に
等間隔で、行方向配線1013と平行に固定した。その
後、基板1011の5mm上方に、上述の平滑コンデン
サが付設されたフェースプレート部を側壁1016を介
し配置し、リアプレート1015、フェースプレート1
017、絶縁層3、側壁1016及びスペーサ1020
の各接合部を固定した。基板1011とリアプレート1
015の接合部、リアプレート1015と側壁1016
の接合部、フェースプレート1017と絶縁層3の接合
部、及び絶縁層3と側壁1016の接合部は、フリット
ガラス(不図示)を塗布し、大気中で400℃ないし5
00℃で10分以上焼成することで封着した。
In this example, a display panel having the face plate portion shown in FIG. 1 described above was manufactured. Less than,
This will be described in detail with reference to FIGS. First, a row direction wiring electrode 1013 and a column direction wiring electrode 101 are previously formed on a substrate.
4. The substrate 1011 on which the interelectrode insulating layer (not shown), the device electrode of the surface conduction electron-emitting device, and the conductive thin film were formed was fixed to the rear plate 1015. Next, among the surfaces of the insulating member 1020a made of soda-lime glass, a high-resistance film 1020b, which will be described later, is formed on four surfaces exposed in the airtight container, and a spacer 1 having a conductive film 1020c formed on the contact surface.
020 (height 5 [mm], plate thickness 200 [μm], length 2
0 [mm]) are fixed on the row-directional wiring 1013 of the substrate 1011 at regular intervals in parallel with the row-directional wiring 1013. Thereafter, a face plate portion provided with the above-described smoothing capacitor is disposed 5 mm above the substrate 1011 via a side wall 1016, and the rear plate 1015 and the face plate 1
017, insulating layer 3, side wall 1016 and spacer 1020
Were fixed. Substrate 1011 and rear plate 1
015, rear plate 1015 and side wall 1016
Frit glass (not shown) is applied to the joint between the face plate 1017 and the insulating layer 3 and the joint between the insulating layer 3 and the side wall 1016.
It sealed by baking at 00 degreeC for 10 minutes or more.

【0181】また、スペーサ1020は、基板1011
側では行方向配線1013(線幅300[μm])上
に、フェースプレート1017側ではメタルバック10
19面上に、導電性のフィラーあるいは金属等の導電材
を混合した導電性フリットガラス(不図示)を介して配
置し、上記気密容器の封着と同時に、大気中で400℃
ないし500℃で10分以上焼成することで、接着しか
つ電気的な接続も行った。
The spacer 1020 is formed on the substrate 1011.
On the row direction wiring 1013 (line width 300 [μm]), and on the face plate 1017 side, the metal back 1010.
On the 19th surface, a conductive filler or a conductive frit glass (not shown) in which a conductive material such as metal is mixed is disposed via a frit glass (not shown).
By baking at 500 to 500 ° C. for 10 minutes or more, bonding and electrical connection were also performed.

【0182】なお、本実施例においては、蛍光膜101
8は、図16に示すように、各色蛍光体(R,G,B)
が列方向(Y方向)に延びるストライプ形状を採用し、
黒色の導電体1010は各色蛍光体(R、G、B)間だ
けでなく、Y方向の各画素間をも分離するように配置さ
れた蛍光膜が用いられ、スペーサ1020は、行方向
(X方向)に平行な黒色の導電体1010領域(線幅3
00[μm])内にメタルバック1019を介して配置
された。なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光体と
基板1011上に配置された各素子とを対応させなくて
はいけないため、リアプレート1015、フェースプレ
ート1017及びスペーサ1020は十分な位置合わせ
を行った。
In this embodiment, the fluorescent film 101 is used.
Reference numeral 8 denotes each color phosphor (R, G, B) as shown in FIG.
Adopts a stripe shape extending in the column direction (Y direction),
As the black conductor 1010, a phosphor film arranged so as to separate not only between the respective color phosphors (R, G, B) but also between the pixels in the Y direction is used, and the spacer 1020 is arranged in the row direction (X Direction) (area of line 3)
00 [μm]) via a metal back 1019. When performing the above-described sealing, since the phosphors of each color must correspond to the elements arranged on the substrate 1011, the rear plate 1015, the face plate 1017, and the spacer 1020 are sufficiently aligned. Was done.

【0183】以上のようにして完成した気密容器内を排
気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真
空度に達した後、容器外端子Dx1〜DxmとDy1〜
Dynを通じ、行方向配線電極1013及び列方向配線
電極1014を介して各素子に給電して前述の通電フォ
ーミング処理と通電活性化処理を行うことによりマルチ
電子ビーム源を製造した。
The inside of the airtight container completed as described above is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the outer terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dx1.
A multi-electron beam source was manufactured by supplying power to each element through Dyn through the row direction wiring electrode 1013 and the column direction wiring electrode 1014 to perform the above-described energization forming process and energization activation process.

【0184】次に、10-6[Torr]程度の真空度
で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着
し外囲器(気密容器)の封止を行った。
Next, at a degree of vacuum of about 10 -6 [Torr], an exhaust pipe (not shown) was heated by a gas burner and welded to seal the envelope (airtight container).

【0185】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。
Finally, a getter process was performed to maintain the degree of vacuum after sealing.

【0186】以上のように完成した、図3及び図6に示
されるような表示パネルを用いた画像表示装置におい
て、各冷陰極素子(表面伝導型放出素子)1012に
は、容器外端子Dx1〜Dxm、Dy1〜Dynを通
じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段より
それぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバ
ック1019には、高圧端子Hvを通じて高圧を印加す
ることにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜1018
に電子を衝突させ、各色蛍光体(図16のR、G、B)
を励起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧
端子Hvへの印加電圧Vaは3[kV]ないし10[k
V]、各配線1013、1014間への印加電圧Vfは
14[V]とした。
In the image display device using the display panel as shown in FIGS. 3 and 6 completed as described above, each cold cathode element (surface conduction type emission element) 1012 has terminals outside the container Dx1 to Dx1. A scanning signal and a modulation signal are applied from Dxm and Dy1 to Dyn by a signal generation unit (not shown) to emit electrons, and an emitted electron beam is applied to the metal back 1019 by applying a high voltage through a high voltage terminal Hv. Accelerates the fluorescent film 1018
To each color phosphor (R, G, B in FIG. 16)
An image was displayed by exciting and emitting light. The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3 [kV] to 10 [k].
V], and the applied voltage Vf between the wirings 1013 and 1014 was 14 [V].

【0187】この時、前述の透明電極層2の電位を、不
図示のGND端子を通じてGNDにしたところ、十分に
平滑された高圧出力を得ることができ、高品位でかつ薄
型、軽量の画像表示装置を製作することができた。 (実施例2)本実施例のフェースプレート部分について
図2を用いて説明する。蛍光膜1018、黒色導電体1
010、メタルバック1019については実施例1と同
様なため、詳しい説明は省略する。
At this time, when the potential of the transparent electrode layer 2 is set to GND through a GND terminal (not shown), a sufficiently smooth high-voltage output can be obtained, and a high-quality, thin, lightweight image display can be obtained. The device could be built. (Embodiment 2) The face plate portion of this embodiment will be described with reference to FIG. Phosphor film 1018, black conductor 1
010 and the metal back 1019 are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【0188】フェースプレート1017の内面には、蛍
光膜1018、黒色導電体1010、メタルバック10
19が実施例1と同様にして形成されている。一方、フ
ェースプレート1017の外面には、透明電極層2をI
TOを真空蒸着することにより形成する。透明電極2
は、図2に示すとおり、メタルバック1019と同電位
に保たれるため、フェースプレート1017に電界がか
かることがない。そのため、フェースプレート1017
には、実施例1と同様安価なソーダライムガラスを使う
ことができる。
On the inner surface of the face plate 1017, a fluorescent film 1018, a black conductor 1010, a metal back 1010
19 is formed in the same manner as in the first embodiment. On the other hand, on the outer surface of the face plate 1017, the transparent electrode layer 2 is
It is formed by vacuum evaporation of TO. Transparent electrode 2
2 is maintained at the same potential as the metal back 1019 as shown in FIG. 2, so that no electric field is applied to the face plate 1017. Therefore, the face plate 1017
As in the first embodiment, inexpensive soda lime glass can be used.

【0189】また透明電極2は、高圧平滑用のコンデン
サの一方の電極としても作用し、後述する空隙部、透明
電極層4で、高圧平滑用のコンデンサを構成する。
The transparent electrode 2 also functions as one electrode of a high-voltage smoothing capacitor, and a high-pressure smoothing capacitor is constituted by a gap portion and a transparent electrode layer 4 described later.

【0190】このフェースプレート部を用いて、実施例
1と同様に表示パネルを作製した。実施例1と若干異な
る点は、表示パネル内に絶縁層3がないことである。
Using this face plate portion, a display panel was produced in the same manner as in Example 1. The difference from the first embodiment is that there is no insulating layer 3 in the display panel.

【0191】次に、ゲッター処理まで終わったパネルの
フェースプレート部外面に、図2に示すように、枠型の
絶縁部材1021を介して、付加パネル1022を、表
示部が空隙になるように配置する。
Next, as shown in FIG. 2, an additional panel 1022 is disposed on the outer surface of the face plate portion of the panel which has been subjected to the gettering process, via a frame-shaped insulating member 1021 so that the display portion becomes a gap. I do.

【0192】絶縁部材1021はポリカーボネート製、
付加パネル1022は、ソーダライムガラス製であり、
これらの接着は光硬化型接着剤を用いた。付加パネル1
022の内面には、接着に先立って透明電極層4が、I
TOを真空蒸着することで形成される。
The insulating member 1021 is made of polycarbonate.
The additional panel 1022 is made of soda lime glass,
These adhesives used the photocurable adhesive. Additional panel 1
022, a transparent electrode layer 4 is provided on the inner surface of the substrate before bonding.
It is formed by vacuum-depositing TO.

【0193】この透明電極層4は、動作時にはGND電
位に保たれ、高圧平滑用のコンデンサの一方の電極とし
て作用する。
The transparent electrode layer 4 is maintained at the GND potential during operation, and functions as one electrode of a high-voltage smoothing capacitor.

【0194】本実施例では画像表示サイズ(フェースプ
レートの大きさ)40インチ、空隙の厚さ3mmとし
て、約1nFの容量を得た。
In this embodiment, a capacity of about 1 nF was obtained with an image display size (size of the face plate) of 40 inches and a thickness of the gap of 3 mm.

【0195】なお透明電極膜2、透明電極層4の材料、
製法なども上記の限りではなく、適宜選択される。また
上記容量は、本実施例においての適切な値であって、高
圧発生回路、高電圧値、高圧最大電流値などにより設計
されるため、それによって上記コンデンサ電極面積、同
電極間距離、フェースプレート材質など適宜変更され
る。また容量をかせぐ目的や、コントラストの向上の目
的など、必要に応じて空隙部に誘電体、フィルター等を
挿入してもよい。
The materials of the transparent electrode film 2 and the transparent electrode layer 4
The production method and the like are not limited to those described above, and are appropriately selected. The capacitance is an appropriate value in the present embodiment, and is designed by a high voltage generating circuit, a high voltage value, a high voltage maximum current value, and the like, whereby the capacitor electrode area, the distance between the electrodes, the face plate The material is appropriately changed. Further, a dielectric, a filter, or the like may be inserted into the gap as necessary, for example, to increase the capacity or to improve the contrast.

【0196】以上のように完成した、図3及び図6に示
されるような表示パネルを用いた画像表示装置におい
て、各冷陰極素子(表面伝導型放出素子)1012に
は、容器外端子Dx1〜Dxm、Dy1〜Dynを通
じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段より
それぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバ
ック1019には、高圧端子Hvを通じて高圧を印加す
ることにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜1018
に電子を衝突させ、各色蛍光体(図16のR、G、B)
を励起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧
端子Hvへの印加電圧Vaは3[kV]ないし10[k
V]、各配線1013、1014間への印加電圧Vfは
14[V]とした。
In the image display device using the display panel as shown in FIGS. 3 and 6 completed as described above, each cold cathode element (surface conduction type emission element) 1012 has external terminals Dx1 to Dx1. A scanning signal and a modulation signal are applied from Dxm and Dy1 to Dyn by a signal generation unit (not shown) to emit electrons, and an emitted electron beam is applied to the metal back 1019 by applying a high voltage through a high voltage terminal Hv. Accelerates the fluorescent film 1018
To each color phosphor (R, G, B in FIG. 16)
An image was displayed by exciting and emitting light. The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3 [kV] to 10 [k].
V], and the applied voltage Vf between the wirings 1013 and 1014 was 14 [V].

【0197】この時、前述の透明電極層3の電位を、不
図示のGND端子を通じてGNDにしたところ、十分に
平滑された高圧出力を得ることができ、高品位でかつ薄
型、軽量の画像表示装置を製作することができた。
At this time, when the potential of the transparent electrode layer 3 is set to GND through a GND terminal (not shown), a sufficiently smooth high-voltage output can be obtained, and a high-quality, thin, and lightweight image display can be obtained. The device could be built.

【0198】[0198]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、基板の一方の主面側にコンデンサ用の電極が形成
されるだけなので、基板内部に電界がかかること無しに
コンデンサを形成できる。このコンデンサを高電圧電源
の平滑化のために用いることにより、ソーダフロートガ
ラス等をフェースプレート材に用いても、高品位でかつ
薄型、軽量、長寿命の画像表示装置等の画像形成装置を
実現できる。
As described in detail above, according to the present invention, since only the capacitor electrode is formed on one main surface side of the substrate, the capacitor can be formed without applying an electric field inside the substrate. it can. By using this capacitor for smoothing the high voltage power supply, even if soda float glass or the like is used for the face plate material, a high quality, thin, lightweight, long life image forming device such as an image display device is realized. it can.

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

【図1】本発明の第一実施形態及び第一実施例のフェー
スプレート構成の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a face plate configuration of a first embodiment and a first example of the present invention.

【図2】本発明の第二実施形態及び第二実施例のフェー
スプレート構成の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a face plate configuration according to a second embodiment and a second example of the present invention.

【図3】本発明の実施形態である画像表示装置の、表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of the image display device according to the embodiment of the present invention, in which a part of a display panel is cut away.

【図4】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.

【図5】実施形態で用いたマルチ電子ビーム源の基板の
一部断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a substrate of the multi-electron beam source used in the embodiment.

【図6】本発明の実施形態である表示パネルのA−A′
断面図である。
FIG. 6 is a view showing an AA ′ of the display panel according to the embodiment of the present invention
It is sectional drawing.

【図7】(a)は実施形態で用いた平面型の表面伝導型
放出素子の平面図、(b)は断面図である。
FIG. 7A is a plan view of a planar type surface conduction electron-emitting device used in the embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view.

【図8】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the planar type surface conduction electron-emitting device.

【図9】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形図で
ある。
FIG. 9 is a waveform diagram of an applied voltage during energization forming processing.

【図10】(a)は通電活性化処理の際の印加電圧波形
図、(b)は放出電流Ieの変化を示す図である。
10A is a diagram showing an applied voltage waveform at the time of the activation process, and FIG. 10B is a diagram showing a change in emission current Ie.

【図11】実施例で用いた垂直型の表面伝導型放出素子
の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device used in an example.

【図12】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a manufacturing process of the vertical surface conduction electron-emitting device.

【図13】実施形態で用いた表面伝導型放出素子の典型
的な特性を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing typical characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.

【図14】本発明の実施形態である画像表示装置の駆動
回路の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a driving circuit of the image display device according to the embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施形態である画像表示装置を用い
た多機能画像表示装置のブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram of a multi-function image display device using the image display device according to the embodiment of the present invention.

【図16】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
を例示した平面図である。
FIG. 16 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of a display panel.

【図17】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列
を例示した平面図である。
FIG. 17 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of a display panel.

【図18】従来の表面伝導型放出素子の一例を示す図で
ある。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図19】従来のFE型素子の一例を示す図である。FIG. 19 is a view showing an example of a conventional FE element.

【図20】従来のMIM型素子の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example of a conventional MIM element.

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

【図22】発明者らが試みたが課題の発生したフェース
プレート構成を説明する図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a face plate configuration that the inventors have tried but have problems.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 透明電極層 3 絶縁膜 4 透明電極層 1017 フェースプレート 1018 蛍光膜 1019 メタルバック 1021 絶縁部材 1022 付加パネル 2 transparent electrode layer 3 insulating film 4 transparent electrode layer 1017 face plate 1018 fluorescent film 1019 metal back 1021 insulating member 1022 additional panel

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の電子源が配置された第1の基板
と、該電子源から放出された電子を加速する電圧が印加
される第1の導電性膜が設けられた第2の基板とを備え
た電子線装置において、 前記第2の基板上に、前記第1の導電性膜に対し絶縁膜
を介して第2の導電性膜を設け、容量を構成したことを
特徴とする電子線装置。
A first substrate provided with a plurality of electron sources; a second substrate provided with a first conductive film to which a voltage for accelerating electrons emitted from the electron sources is applied; An electron beam device comprising: a second conductive film provided on the second substrate with an insulating film interposed between the first conductive film and an insulating film to form a capacitor; apparatus.
【請求項2】 複数の電子源が配置された第1の基板
と、該電子源から放出された電子を加速する電圧が印加
される第1の導電性膜が設けられた第2の基板とを備え
た電子線装置において、 前記第2の基板の前記第1の導電性膜配置側と反対側の
面上に、空隙を介して第3の基板を配置し、前記第2及
び第3の基板の対向面側にそれぞれ導電性膜を設け、容
量を構成したことを特徴とする電子線装置。
A first substrate on which a plurality of electron sources are arranged; a second substrate on which a first conductive film to which a voltage for accelerating electrons emitted from the electron sources is applied is provided; An electron beam apparatus comprising: a third substrate disposed on a surface of the second substrate opposite to a side on which the first conductive film is disposed, with a gap therebetween; An electron beam apparatus, wherein a conductive film is provided on each of opposing surfaces of a substrate to form a capacitor.
【請求項3】 前記電子源は、複数の表面伝導型放出素
子からなることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載の電子線装置。
3. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the electron source is composed of a plurality of surface conduction electron-emitting devices.
【請求項4】 複数の電子源が配置された第1の基板
と、該電子源から放出された電子により画像が形成され
る画像形成部材及び該電子を加速する電圧が印加される
第1の導電性膜が設けられた第2の基板とを備えた画像
形成装置において、 前記第2の基板上に、前記第1の導電性膜に対し透明絶
縁膜を介して透明な第2の導電性膜を設け、容量を構成
したことを特徴とする画像形成装置。
4. A first substrate on which a plurality of electron sources are arranged, an image forming member on which an image is formed by electrons emitted from the electron sources, and a first member to which a voltage for accelerating the electrons is applied. An image forming apparatus comprising: a second substrate provided with a conductive film; and a second conductive film, which is transparent to the first conductive film via a transparent insulating film, on the second substrate. An image forming apparatus comprising a film and a capacitor.
【請求項5】 複数の電子源が配置された第1の基板
と、該電子源から放出された電子により画像が形成され
る画像形成部材及び該電子を加速する電圧が印加される
第1の導電性膜が設けられた第2の基板とを備えた画像
形成装置において、 前記第2の基板の前記第1の導電性膜配置側と反対側の
面上に、空隙を介して第3の基板を配置し、前記第2及
び第3の基板の対向面側にそれぞれ透明な導電性膜を設
け、容量を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. A first substrate on which a plurality of electron sources are arranged, an image forming member on which an image is formed by electrons emitted from the electron sources, and a first member to which a voltage for accelerating the electrons is applied. An image forming apparatus comprising: a second substrate provided with a conductive film; and a third substrate having a third space therebetween on a surface of the second substrate opposite to the first conductive film disposed side. An image forming apparatus comprising: a substrate; and a transparent conductive film provided on each of opposing surfaces of the second and third substrates to form a capacitor.
【請求項6】 請求項4または請求項5に記載の画像形
成装置において、 前記画像形成部材は蛍光体であることを特徴とする画像
形成装置。
6. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image forming member is a phosphor.
【請求項7】 前記電子源は、複数の表面伝導型放出素
子からなることを特徴とする請求項4〜6のいずれかの
請求項に記載の画像形成装置。
7. The image forming apparatus according to claim 4, wherein said electron source comprises a plurality of surface conduction electron-emitting devices.
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