JP2000208032A - Electron beam device - Google Patents

Electron beam device

Info

Publication number
JP2000208032A
JP2000208032A JP11005858A JP585899A JP2000208032A JP 2000208032 A JP2000208032 A JP 2000208032A JP 11005858 A JP11005858 A JP 11005858A JP 585899 A JP585899 A JP 585899A JP 2000208032 A JP2000208032 A JP 2000208032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
spacer
electron beam
voltage
emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11005858A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Fushimi
正弘 伏見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP11005858A priority Critical patent/JP2000208032A/en
Publication of JP2000208032A publication Critical patent/JP2000208032A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam device with suppressed amount of electron beams incident on a spacer, reduced distortion of images, and reduce brightness dependence by excluding the neighborhood of orbits of electrons discharged from an electron emission part to arrange a spacer. SOLUTION: Since electrons that are made incident on a spacer and a part of the electrons discharged by electron incidence bit a spacer 11, or ion gas ionized adheres to the spacer 112, positive electrification is generated on spacer 112. An electric field changes by this electrification, orbits of the electrons discharged from an element are bent, which reaches positions different from regularly positions. Since the spacer 112 is not arranged in the neighborhood of electron beams 119, gaps of the electron beams 119 absorbed in the spacer 112 sides can be suppressed, so that the high-quality image formation without distorting becomes possible. Furthermore, since the spacer 112 is not arranged in the neighborhood of the electron orbits, or the area of the spacer 11 is reduced, the suck of the electron beams 119 is few by the electrification of the spacer 112, so that the uniform image can be obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線装置および
その応用である表示装置等の画像形成装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus and an image forming apparatus such as a display apparatus to which the 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 device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), and the like are known. I have.

【0003】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
M.I.Elinson,Radio Eng. ElectronPhys., 10, 1290, (1
965)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. ElectronPhys., 10, 1290, (1
965) and other examples described below.

【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.D
ittmer:“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。
[0004] A surface conduction electron-emitting device is formed on a substrate.
By passing a current through a small area thin film parallel to the film surface.
This utilizes the phenomenon that electron emission occurs. This surface
As the conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
OTwoIn addition to those using thin films, those using Au thin films [G.D.
ittmer: “Thin Solid Films”, 9,317 (1972)] Two
OThree/ SnOTwoThin film [M. Hartwell and C. G.
 Fonstad: “IEEE Trans. ED Conf.”, 519 (1975)]
By carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26,
No. 1, 22 (1983)].

【0005】これらの表面伝導型電子放出素子の素子構
成の典型的な例として、図22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字型の平面形状に形成されている。該導電性薄
膜3004に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処
理を施すことにより、電子放出部3005が形成され
る。図中の間隔Lは、0.5〜1[mm]、Wは0.1
[mm]で設定されている。尚、図示の便宜から、電子
放出部3005は導電性薄膜3004の中央に矩形の形
状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子
放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではな
い。
As a typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. 22 is a plan view of the device by M. Hartwell et al. Described above. 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. An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 3004. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], and W is 0.1
[Mm]. 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. Dy
ke & W. W. Dolan,“Field Emission”, Advance in El
ectron Physics, 8, 89 (1956)や、あるいは、C.A.Spin
dt,“Physical Properties of Thin-Film Field Emissi
on Cathodes with 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, WP Dy
ke & WW Dolan, “Field Emission”, Advance in El
ectron Physics, 8, 89 (1956) or CASpin
dt, “Physical Properties of Thin-Film Field Emissi
on Cathodes with Molybdenium Cones ”, J. Appl. Phys.,
47, 5248 (1976) and the like are known.

【0008】FE型の素子構成の典型的な例として、図
23に前述のC. A. Spindtらによる素子の断面図を示
す。同図において、3010は基板で、3011は導電
材料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタコー
ン、3013は絶縁層、3014はゲート電極である。
本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極301
4の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコ
ーン3012の先端部より電界放出を起こさせるもので
ある。
FIG. 23 shows a cross-sectional view of a device by CA Spindt et al. As a typical example of the FE device structure. In the figure, 3010 is a substrate, 3011 is an emitter wiring made of a conductive material, 3012 is an emitter cone, 3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode.
This device comprises an emitter cone 3012 and a gate electrode 301
By applying an appropriate voltage during the period 4, field emission is caused from the tip of the emitter cone 3012.

【0009】また、FE型の他の素子構成として、図2
3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 structure of the FE type, FIG.
There is also an example in which an emitter and a gate electrode are arranged on a substrate almost in parallel with the plane of the substrate, instead of the laminated structure as in No. 3.

【0010】また、MIM型の例としては、たとえば、
C.A.Mead,“Operation of Tunnel-Emission Devices,
J. Appl. 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24に示す。同図
は断面図であり、図24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8
0〜300オングストローム程度の金属よりなる上電極
である。MIM型においては、上電極3023と下電極
3021の間に適宜の電圧を印加することにより、上電
極3023の表面より電子放出を起こさせるものであ
る。
As an example of the MIM type, for example,
CAMead, “Operation of Tunnel-Emission Devices,
J. Appl. Phys., 32, 646 (1961) and the like are known.
FIG. 24 shows a typical example of the MIM element configuration. FIG. 24 is a cross-sectional view, and in FIG.
3021 is a lower electrode made of metal, 3022 is a thickness of 100
An insulating layer as thin as about Å, and 3023 has a thickness of 8
The upper electrode is made of a metal of about 0 to 300 angstroms. In the MIM type, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 3023 by applying an appropriate voltage between the upper electrode 3023 and the lower electrode 3021.

【0011】上述の冷陰極素子は、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64−31
332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, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in JP-A-332-332, 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。
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.

【0015】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人による米国特許第5,066,883号
や特開平2−257551号公報や特開平4−2813
7号公報において開示されているように、表面伝導型放
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。
Particularly, as an application to an image display device, for example, US Pat. No. 5,066,883, Japanese Patent Laid-Open No. 2-257551 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-2813 by the present applicant.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-107, an image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device 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.

【0016】また、FE型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人による米国特許第4,904,
895号に開示されている。また、FE型を画像表示装
置に応用した例として、たとえば、R.Meyerらにより報
告された平板型表示装置が知られている[R. Meyer:“Re
cent Development on Micro-Tips Display at LETI”,T
ech. Digest of 4th Int. Vacuum Microelectronics Co
nf., Nagahama, pp. 6〜9 (1991)]。
A method of driving a large number of FE types is disclosed in, for example, US Pat.
No. 895. As an example of applying the FE type to an image display device, for example, a flat panel display device reported by R. Meyer et al. Is known [R. Meyer: “Re.
cent Development on Micro-Tips Display at LETI ”, T
ech.Digest of 4th Int.Vacuum Microelectronics Co
nf., Nagahama, pp. 6-9 (1991)].

【0017】また、MIM型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平3−
55738号公報に開示されている。
An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 5,557,838.

【0018】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. .

【0019】図25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. 25 is a perspective view showing an example of a display panel portion forming a flat type image display device, and a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0020】図中、3115はリアプレート、3116
は側壁、3117はフェースプレートであり、リアプレ
ート3115、側壁3116およびフェースプレート3
117により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器(気密容器)を形成している。
In the figure, 3115 is a rear plate, 3116
Denotes a side wall, 3117 denotes a face plate, and a rear plate 3115, a side wall 3116, and a face plate 3
117 forms an envelope (airtight container) for maintaining the inside of the display panel in a vacuum.

【0021】リアプレート3115には基板3111が
固定されているが、この基板3111上には冷陰極素子
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31
12は、図25に示すとおり、M本の行方向配線311
3とN本の列方向配線3114により配線されている。
これら基板3111、冷陰極素子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、少なくとも行
方向配線3113と列方向配線3114の交差する部分
には、両配線間に絶縁層(不図示)が形成されており、
電気的な絶縁が保たれている。
A substrate 3111 is fixed to the rear plate 3115, and N × M cold cathode devices 3112 are formed on the substrate 3111. (N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels.) Further, the N × M cold cathode elements 31 are used.
Reference numeral 12 denotes M row-directional wirings 311 as shown in FIG.
Three and N column-directional wirings 3114 are provided.
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. An insulating layer (not shown) is formed at least at the intersection of the row wiring 3113 and the column wiring 3114 between the two wirings.
Electrical insulation is maintained.

【0022】フェースプレート3117の下面には、蛍
光体からなる傾向膜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。
On the lower surface of the face plate 3117, a tendency film 3118 made of a phosphor is formed, 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.

【0023】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 having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are electrically connected to the row direction wiring 3113 of the multi-electron beam source, Dy1 to Dyn are electrically connected to the column direction wiring 3114 of the multi-electron beam source, and Hv is electrically connected to the metal back 3119.

【0024】また、上記気密容器の内部は10のマイナ
ス6乗Torr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3116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
25においては、比較的薄いガラス板からなり大気圧を
支えるための構造支持体(スペーサあるいはリブと呼ば
れる)3120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3
118が形成されたフェースプレート3116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 interior of the hermetic container is maintained at a vacuum of about 10 −6 Torr, and as the display area of the image display device increases, the rear plate 3115 due to the pressure difference between the inside and the outside of the hermetic container. Further, means for preventing deformation or destruction of the face plate 3117 is required. The method of increasing the thickness of the rear plate 3115 and the face plate 3116 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. 25, a structural support (called a spacer or a rib) 3120 made of a relatively thin glass plate and supporting the atmospheric pressure is provided. Thus, the substrate 3111 on which the multi-beam electron source is formed and the fluorescent film 3
The space between the face plates 3116 where the 118 is formed is usually kept at a sub-millimeter to several millimeters, and as described above, the inside of the airtight container is kept at a high vacuum.

【0025】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
面内に衝突させる。これにより、蛍光膜3118をなす
各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
In the image display apparatus using the display panel described above, when a voltage is applied to each 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 face plate 3117 in the plane. As a result, the phosphors of each color forming the fluorescent film 3118 are excited and emit light, and an image is displayed.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】以上述べた、画像形成
装置等の電子線装置は、装置内部の真空雰囲気を維持す
るための外囲器、該外囲器内に配置された電子源、該電
子源から放出された電子線が照射されるターゲット、電
子線をターゲットに向けて加速するための加速電極等を
有するが、さらに、外囲器に加わる大気圧を外囲器内部
から支持するための支持部材(スペーサ)が外囲器内部
に配置されることがある。
The above-described electron beam apparatus such as an image forming apparatus includes an envelope for maintaining a vacuum atmosphere inside the apparatus, an electron source arranged in the envelope, and an electron source. A target to be irradiated with the electron beam emitted from the electron source, an acceleration electrode for accelerating the electron beam toward the target, and the like, and further, to support the atmospheric pressure applied to the envelope from inside the envelope. May be arranged inside the envelope.

【0027】このような画像表示装置の表示パネルにお
いては、以下のような問題点があった。
The display panel of such an image display device has the following problems.

【0028】まず、スペーサの近傍から放出された電子
の一部がスペーサに当たることにより、あるいは放出電
子の作用でイオン化したイオンがスペーサに付着するこ
とにより、スペーサ帯電をひきおこす可能性がある。更
には、フェースプレートに到達した電子が一部反射、散
乱され、その一部がスペーサに当たることによりスペー
サ帯電をひきおこす可能性がある。このスペーサの帯電
により冷陰極素子から放出された電子はその軌道を曲げ
られ、蛍光体上の正規な位置とは異なる場所に到達し、
スペーサ近傍の画像がゆがんで表示される。
First, there is a possibility that the spacer may be charged by a part of the electrons emitted from the vicinity of the spacer hitting the spacer or by the ionized ions attached to the spacer by the action of the emitted electrons. Further, there is a possibility that electrons reaching the face plate are partially reflected and scattered, and a part of the electrons hit the spacer, thereby causing spacer charging. The electrons emitted from the cold cathode device due to the charging of the spacer are bent in their trajectories, and reach a place different from the normal position on the phosphor,
The image near the spacer is distorted.

【0029】この問題点を解決するために、スペーサに
微小電流が流れるようにして帯電を除去(以下、「除
電」という。)する提案がなされている。そこでは絶縁
性のスペーサの表面に高抵抗薄膜を形成することによ
り、スペーサ表面に微小電流が流れるようにしている。
In order to solve this problem, a proposal has been made to remove the charge by making a small current flow through the spacer (hereinafter referred to as "discharge"). There, a high-resistance thin film is formed on the surface of an insulating spacer so that a minute current flows on the surface of the spacer.

【0030】しかしながら、冷陰極素子からの放出電子
量が大きくなると、これらの除電能力は十分とは言え
ず、電子ビームの強度により帯電量が変化する。これに
伴い、スペーサ付近の素子から放出された電子ビームは
その強度(輝度)によって、ターゲット上の正規な位置
からのずれが異なる。このため動画を表示したときに、
画像がゆらいで見えてしまう等の欠点があった。
However, when the amount of electrons emitted from the cold cathode device becomes large, the charge elimination ability cannot be said to be sufficient, and the charge amount changes depending on the intensity of the electron beam. Accordingly, the deviation of the electron beam emitted from the element near the spacer from the normal position on the target differs depending on the intensity (luminance). So when you view a video,
There are drawbacks such as that the image appears to fluctuate.

【0031】本発明は上記従来スペーサの欠点を改善す
るものであり、スペーサに入射する電子ビーム量を抑制
することにより、画像のゆがみが小さく、かつ、輝度依
存の少ない電子線装置を提供するものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional spacer, and provides an electron beam apparatus which suppresses the amount of electron beams incident on the spacer, thereby reducing distortion of an image and having little dependence on luminance. It is.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
を有する画像形成装置により達成される。すなわち、複
数の冷陰極型電子放出素子からなる電子源を有する電子
源基板、この電子源基板に対向配置され前記電子源より
放出された電子を加速するための加速電極、電子源から
放出された電子線が照射されるターゲット(蛍光体)、
電子源基板と加速電極を真空に維持するための密閉構造
を有する外囲器と、この外囲器を支持するためのスペー
サとを有する画像形成装置において、電子軌道近傍にス
ペーサを配置しないあるいはできるだけスペーサの面積
を少なくすることにより、電子に対するスペーサ帯電の
影響が緩和され、電子ビームの吸引が少なくなりスペー
サ近傍の画像の不均一性を低減することが可能となっ
た。
The above object is achieved by an image forming apparatus having the following configuration. That is, an electron source substrate having an electron source composed of a plurality of cold cathode type electron-emitting devices, an acceleration electrode arranged to face the electron source substrate for accelerating electrons emitted from the electron source, and an electron beam emitted from the electron source. A target (phosphor) irradiated with an electron beam,
In an image forming apparatus having an envelope having a sealed structure for maintaining an electron source substrate and an accelerating electrode in a vacuum, and a spacer for supporting the envelope, a spacer is not disposed near an electron orbit, or as much as possible. By reducing the area of the spacer, the effect of the spacer charging on the electrons is reduced, the electron beam is less attracted, and the non-uniformity of the image near the spacer can be reduced.

【0033】また、本発明はスペーサに微小電流が流れ
るようにして、除電する形態を有するスペーサを用いた
場合に起こる、輝度による画像がゆらぎに対しても有効
である。
The present invention is also effective against fluctuations in brightness-induced images that occur when a spacer having a form for removing static electricity is used by causing a minute current to flow through the spacer.

【0034】ここで、図1及び図2を用いて本発明の機
能について説明する。図1は、スペーサ位置と電子ビー
ムの関係についての説明図であり画像形成装置における
断面図である。図2はスペーサ位置と電子ビームスポッ
トとの関係を示す平面図であり、(イ)は従来例、
(ロ)は本発明のスペーサを示す。図1の断面図は、図
2のA−A’に沿った断面図である。図1及び図2にお
いて、110は蛍光体とメタルバックを含むフェースプ
レート、111は電子源基板、112はスペーサ、11
7は電子放出素子部、119は電子ビーム、120は空
間部、121は電子ビームスポットである。また、図1
において電子放出部を駆動する電圧の印加方向を矢印a
で示した。
Here, the function of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of a relationship between a spacer position and an electron beam, and is a cross-sectional view in an image forming apparatus. FIG. 2 is a plan view showing a relationship between a spacer position and an electron beam spot.
(B) shows the spacer of the present invention. The cross-sectional view of FIG. 1 is a cross-sectional view along AA ′ of FIG. 1 and 2, reference numeral 110 denotes a face plate including a phosphor and a metal back; 111, an electron source substrate; 112, a spacer;
Reference numeral 7 denotes an electron-emitting device, 119 denotes an electron beam, 120 denotes a space, and 121 denotes an electron beam spot. FIG.
The direction of application of the voltage for driving the electron emission portion is indicated by an arrow a.
Indicated by

【0035】(イ)において、スペーサに直接入射する
電子やスペーサの近傍から電子入射により放出された電
子の一部がスペーサに当たること、あるいは放出電子の
作用でイオン化したイオンがスペーサに付着することに
よりスペーサに正帯電が発生する。このスペーサ帯電に
よる電場が変化し、素子から放出された電子はその軌道
を曲げられ、正規な位置とは異なる位置に到達する。こ
の結果、画像形成装置においてスペーサ近傍の画像がゆ
がんで見える問題が生じていた。この様子を、図2
(イ)に示す。
In (a), the electrons directly incident on the spacer or a part of the electrons emitted from the vicinity of the spacer due to the electron injection hit the spacer, or ions ionized by the action of the emitted electrons adhere to the spacer. Positive charging occurs in the spacer. The electric field changes due to the spacer charging, and the electrons emitted from the element are bent in their trajectories, and reach a position different from the normal position. As a result, there has been a problem that the image near the spacer is distorted in the image forming apparatus. This situation is shown in FIG.
It is shown in (a).

【0036】これに対し、(ロ)は本発明の構成を適用
し、電子の到達位置変化量を低減した状態である。本発
明は、電子ビーム近傍において、電子ビームのずれの原
因となるスペーサを近傍に配置しないことによりスペー
サ側に吸込まれる電子ビームのずれを抑制することがで
きる。この結果、歪みのない高品位な画像形成が実現で
きる。この様子を、図2(ロ)に示す。
On the other hand, (b) shows a state in which the configuration of the present invention is applied and the amount of change in the arrival position of electrons is reduced. According to the present invention, the displacement of the electron beam sucked into the spacer side can be suppressed by not disposing the spacer that causes the displacement of the electron beam near the electron beam. As a result, high quality image formation without distortion can be realized. This situation is shown in FIG.

【0037】また、本発明はスペーサ112の表面に高
抵抗膜を施し、スペーサ帯電を緩和する導電性スペーサ
を用いた場合において、冷陰極素子からの電子放出量が
大きい場合等、高抵抗膜の除電能力が不足する場合にお
いても、適用することが可能であり同様にずれ量を低減
することができる。
In the present invention, when a high-resistance film is formed on the surface of the spacer 112 and a conductive spacer for alleviating spacer electrification is used, the electron emission from the cold cathode element is large. Even when the static elimination ability is insufficient, the present invention can be applied, and similarly, the shift amount can be reduced.

【0038】本発明の電子線装置は、以下のような形態
を有するものであってもよい。 前記電子線装置は、前記電極が前記電子源より放出さ
れた電子を加速する加速電極であり、入力信号に応じて
前記冷陰極素子から放出された電子を前記ターゲットに
照射して画像を形成する画像形成装置をなす。特に、前
記ターゲットが蛍光体である画像表示装置をなす。 前記冷陰極素子は、電子放出部を含む導電性膜を一対
の電極間に有する冷陰極素子であり、特に好ましくは表
面伝導型放出素子である。 前記電子源は、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の電子源をなす。 前記電子源は、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
しご状配置の電子源をなす。 また、本発明の思想によれば、表示用として好適な画
像形成装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイ
オード等で構成された光プリンタの発光ダイオード等の
代替の発光源として、上述の画像形成装置を用いること
もできる。またこの際、上述のm本の行方向配線とn本
の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源
だけでなく、2次元状の発光源としても応用できる。こ
の場合、画像形成部材としては、以下の実施形態で用い
る蛍光体のような直接発光する物質に限るものではな
く、電子の帯電による潜像画像が形成されるような部材
を用いることもできる。
The electron beam apparatus of the present invention may have the following form. The electron beam device is an accelerating electrode in which the electrode accelerates electrons emitted from the electron source, and irradiates the target with the electrons emitted from the cold cathode device according to an input signal to form an image. An image forming apparatus is provided. In particular, an image display device in which the target is a phosphor is provided. The cold cathode device is a cold cathode device having a conductive film including an electron emission portion between a pair of electrodes, and is particularly preferably a surface conduction type emission device. The electron source is a simple matrix-shaped electron source having a plurality of cold cathode devices arranged in a matrix with a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings. The electron source arranges a plurality of rows of cold-cathode devices each having a plurality of cold-cathode devices arranged in parallel and connected at both ends (referred to as a row direction), and in a direction orthogonal to the wiring (referred to as a column direction). Along the way, a control electrode (also called a grid) arranged above the cold cathode device forms an electron source in a ladder arrangement for controlling electrons from the cold cathode device. Further, according to the idea of the present invention, the present invention is not limited to the image forming apparatus suitable for display, but may be any of the above-described alternative light sources such as a light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode. An image forming apparatus can also be used. In this case, by appropriately selecting the above-mentioned m row-directional wirings and n column-directional wirings, the present invention can be applied not only to a linear light emitting source but also to a two-dimensional light emitting source. In this case, the image forming member is not limited to a substance that directly emits light, such as a phosphor used in the following embodiments, and a member that forms a latent image by electron charging can also be used.

【0039】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.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】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、実施形態を
示して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the configuration and manufacturing method of a display panel of an image display device to which the present invention is applied will be described with reference to embodiments.

【0041】図3は、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 embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0042】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
0のマイナス6乗[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11
2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 to the sixth power [Torr] is maintained, the spacer 11 is used as an anti-atmospheric structure in order to prevent the airtight container from being destroyed by the atmospheric pressure or an unexpected impact.
2 are provided.

【0043】リアプレート1015には、基板111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、111及び1012〜1014によって構成される
部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。
A substrate 111 is fixed to the rear plate 1015, and N × M cold cathode elements 1012 are formed on the substrate 111. (N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device for displaying high-definition television, N = 3000, M It is desirable to set the number to be equal to or greater than 1000.) 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 111 and 1012 to 1014 is called a multi-electron beam source.

【0044】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 element 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 the cold cathode elements are arranged in a simple matrix wiring. 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.

【0045】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 arranged in a simple matrix will be described.

【0046】図8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111上に
は、後述の図12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1013
と列方向配線電極1014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1013と列方向配線電
極1014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. 8 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. On the substrate 111, surface conduction type emission elements similar to those shown in FIG. 12 to be described later are arranged.
And a column-directional wiring electrode 1014 for wiring in a simple matrix. An insulating layer (not shown) is formed between the row-directional wiring electrodes 1013 and the column-directional wiring electrodes 1014 at the intersections of the electrodes to maintain electrical insulation.

【0047】図8のB−B′に沿った断面を、図9に示
す。
FIG. 9 shows a cross section along the line BB 'in FIG.

【0048】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1013、列方向配
線電極1014、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型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1013および列方向配線電極1014
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。
The multi-electron source having such a structure is as follows.
After previously forming a row direction wiring electrode 1013, a column direction wiring electrode 1014, an inter-electrode insulating layer (not shown), a device electrode of a surface conduction type emission device, and a conductive thin film on a substrate,
Row direction wiring electrode 1013 and column direction wiring electrode 1014
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).

【0049】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111を固
定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板111
が十分な強度を有するものである場合には、気密容器の
リアプレートとマルチ電子ビーム源の基板111自体を
用いてもよい。
In this embodiment, the substrate 111 of the multi-electron beam source is fixed to the rear plate 1015 of the airtight container.
May have sufficient strength, the rear plate of the airtight container and the substrate 111 of the multi-electron beam source may be used.

【0050】また、フェースプレート1017の下面に
は、蛍光膜1018が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜1018の部分にはC
RT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10
(a)に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光
体のストライプの間には黒色の導電体1010が設けて
ある。黒色の導電体1010を設ける目的は、電子ビー
ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コン
トラストの低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜のチ
ャージアップを防止する事などである。黒色の導電体1
010には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的
に適するものであればこれ以外の材料を用いても良い。
On the lower surface of the face plate 1017, a fluorescent film 1018 is formed. In the present embodiment, a color display device is used.
Phosphors of three primary colors of red, green, and blue used in the field of RT are separately applied. The phosphor of each color is, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, a black conductor 1010 is provided between stripes of the phosphor, which are separately applied in stripes. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from shifting even if the electron beam irradiation position is slightly shifted, and to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from lowering. And preventing charge-up of the fluorescent film by the electron beam. Black conductor 1
For 010, graphite was used as a main component, but other materials may be used as long as they are suitable for the above purpose.

【0051】また、3原色の蛍光体の塗り分け方は図1
0(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10(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。
FIG. 1 shows how to paint the three primary color phosphors.
The arrangement is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 10A, but may be, for example, a delta arrangement as shown in FIG. 10B or another arrangement.

【0052】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.

【0053】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
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜101
8を保護する事や、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事や、蛍光膜1018を励起し
た電子の導電路として作用させる事などである。メタル
バック1019は、蛍光膜1018をフェースプレート
基板1017上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理
し、その上にAlを真空蒸着する方法により形成した。
なお、蛍光膜1018に低電圧用の蛍光体材料を用いた
場合には、メタルバック1019は用いなくてもよい。
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, and the fluorescent film 101
8 to protect it, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to act as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 1018. The metal back 1019 was formed by forming the fluorescent film 1018 on the face plate substrate 1017, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon.
Note that when a fluorescent material for low voltage is used for the fluorescent film 1018, the metal back 1019 may not be used.

【0054】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板1017と蛍光膜1018との間
に、たとえばITOを材料とする透明電極を設けてもよ
い。
Although not used in the present embodiment, for the purpose of applying an acceleration voltage and improving the conductivity of the fluorescent film, a transparent material made of, for example, ITO is provided between the face plate substrate 1017 and the fluorescent film 1018. Electrodes may be provided.

【0055】図11は図3のA−A′の断面模式図であ
り、各部の符号は図3の対応する各部の符号と同一であ
る。スペーサ112は絶縁性部材1の表面に帯電防止を
目的とした高抵抗膜11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
111の表面(行方向配線1013または列方向配線1
014)に面したスペーサの当接面及び側面に低抵抗膜
3,5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111の表面に
接合材1041により固定される。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 3, and the reference numerals of the respective parts are the same as those of the corresponding parts of FIG. The spacer 112 is formed by depositing the high resistance film 11 on the surface of the insulating member 1 for the purpose of preventing electrification, and the inside of the face plate 1017 (metal back 1019 and the like) and the surface of the substrate 111 (row direction wiring 1013 or column direction). Wiring 1
014) is made of a member having the low resistance films 3 and 5 formed on the contact surface and the side surface of the spacer facing the spacer 014), and is arranged in a necessary number and at a necessary interval to achieve the above object. , Are fixed to the inside of the face plate and the surface of the substrate 111 by the bonding material 1041.

【0056】高抵抗膜11は、絶縁性部材1の表面のう
ち、少なくとも気密容器内の真空中に露出している面に
成膜されており、スペーサ112上の低抵抗膜3、5お
よび導電性の接合材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
111の表面(行方向配線1013または列方向配線1
014)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112の形状は薄板状とし、スペ
ーサ112は行方向配線1013に平行に配置され、行
方向配線1013に電気的に接続されている。
The high-resistance film 11 is formed on at least the surface of the insulating member 1 that is exposed to the vacuum in the hermetic container. The inside of the face plate 1017 (such as the metal back 1019) and the surface of the substrate 111 (the row direction wiring 1013 or the column direction wiring 1
014). In the embodiment described here, the shape of the spacer 112 is a thin plate, and the spacer 112 is arranged in parallel to the row wiring 1013 and is electrically connected to the row wiring 1013.

【0057】スペーサ基板1としては、基板111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電気的耐性を有し、
スペーサ基板1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。
The spacer substrate 1 has an electric resistance enough to withstand a high voltage applied between the row wiring 1013 and the column wiring 1014 on the substrate 111 and the metal back 1019 on the inner surface of the face plate 1017. ,
The spacer substrate 1 needs to have conductivity enough to prevent the surface of the spacer substrate 1 from being charged.

【0058】スペーサ基板1の絶縁性部材としては、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はその熱膨張率
が気密容器および基板111を成す部材と近いものが好
ましい。
Examples of the insulating member of the spacer substrate 1 include quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, and ceramic members such as alumina. Note that the insulating member 1 preferably has a coefficient of thermal expansion close to that of the member forming the airtight container and the substrate 111.

【0059】スペーサ112を構成する高抵抗膜11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11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は帯電防止および消
費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止の
観点からシート抵抗は10の12乗Ω/□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10
の11乗Ω/□以下がさらに好ましい。シート抵抗の下
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、10の5乗Ω/□以上であることが好ま
しい。
In the high resistance film 11 constituting the spacer 112, the acceleration voltage Va applied to the face plate 1017 (such as the metal back 1019) on the high potential side is changed by the resistance value Rs of the high resistance film 11 as the antistatic film. The divided current flows. Therefore, the resistance value Rs of the spacer is set in a desirable range from the viewpoint of antistatic and power consumption. From the viewpoint of preventing static charge, the sheet resistance is preferably 10 12 Ω / □ or less. In order to obtain a sufficient antistatic effect, 10
Ω / □ or less is more preferable. The lower limit of the sheet resistance depends on the spacer shape and the voltage applied between the spacers, but is preferably 10 5 Ω / □ or more.

【0060】絶縁材料上に形成された高抵抗膜11の厚
みtは10nm〜1μmの範囲が望ましい。材料の表面
エネルギーおよび基板との密着性や基板温度によっても
異なるが、一般的に10nm以下の薄膜は島状に形成さ
れ、抵抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚tが1
μm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。
シート抵抗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]乃至10の8乗[Ωcm]が好ましい。さ
らにシート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10の2乗乃至10の6乗Ωcmとするの
が良い。スペーサは上述したようにその上に形成した高
抵抗膜11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。高抵抗膜11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、高抵抗
膜11の抵抗温度係数は−1%未満であることが望まし
い。
The thickness t of the high resistance film 11 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 the shape of an island, and has an unstable resistance and poor reproducibility. On the other hand, when the film thickness t is 1
If it is more than μm, the film stress increases and the risk of film peeling increases, and the film formation time becomes longer, resulting in poor productivity. Therefore, the film thickness is desirably 50 to 500 nm.
The sheet resistance R / □ is ρ / t, and the above-mentioned R / □
From the preferable ranges of t and t, the specific resistance ρ of the antistatic film is set to 0.1.
1 [Ωcm] to 10 to the eighth power [Ωcm] is preferable. Further, in order to realize a more preferable range of the sheet resistance and the film thickness, ρ is preferably set to 10 2 to 10 6 Ωcm. As described above, the temperature of the spacer rises when a current flows through the high resistance film 11 formed thereon or when the entire display generates heat during operation. If the resistance temperature coefficient of the high resistance film 11 is a large negative value, the resistance value decreases when the temperature rises, the current flowing through the spacer increases, and the temperature further rises. 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 temperature coefficient of resistance of the high-resistance film 11 is desirably less than -1%.

【0061】帯電防止特性を有する高抵抗膜11の材料
としては、例えば金属酸化物を用いることが出来る。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1012から放
出された電子がスペーサ112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。
As a material of the high resistance film 11 having the antistatic property, for example, a metal oxide can be used. Among metal oxides, oxides of chromium, nickel, and copper are preferred materials. The reason is considered to be that these oxides have a relatively low secondary electron emission efficiency and are hardly charged even when the electrons emitted from the cold cathode element 1012 hit the spacer 112. 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.

【0062】帯電防止特性を有する高抵抗膜11の他の
材料として、アルミと遷移金属合金の窒化物は遷移金属
の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体まで
広い範囲に抵抗値を制御できる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等が挙げら
れる。
As another material of the high-resistance film 11 having the antistatic property, the nitride of aluminum and the transition metal alloy can adjust the resistance of the transition metal from a good conductor to an insulator by adjusting the composition of the transition metal. It is a suitable material because it can be controlled.
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.

【0063】合金窒化膜はスパッタ、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 alloy 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.

【0064】スペーサ112を構成する低抵抗膜21
は、高抵抗膜11を高電位側のフェースプレート101
7(メタルバック1019等)及び低電位側の基板11
1(配線1013,1014等)と電気的に接続する為
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出来る。
The low resistance film 21 constituting the spacer 112
A high-resistance side face plate 101
7 (metal back 1019 etc.) and substrate 11 on the low potential side
1 (wirings 1013, 1014, etc.), and is hereinafter referred to as an intermediate electrode layer (intermediate layer). The intermediate electrode layer (intermediate layer) can have a plurality of functions listed below.

【0065】高抵抗膜11をフェースプレート101
7及び基板111と電気的に接続する。
The high-resistance film 11 is applied to the face plate 101
7 and the substrate 111.

【0066】既に記載したように、高抵抗膜11はスペ
ーサ112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11をフェースプレート1017
(メタルバック1019等)及び基板111(配線10
13,1014等)と直接或いは当接材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。これを避ける為に、フェースプレ
ート1017、基板111及び当接材1041と接触す
るスペーサ112の当接面或いは側面部に低抵抗の中間
層を設けた。
As described above, the high-resistance film 11 is provided for the purpose of preventing electrification on the surface of the spacer 112.
(Metal back 1019 etc.) and substrate 111 (wiring 10
13, 1014) 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 or side surface of the spacer 112 that contacts the face plate 1017, the substrate 111, and the contact member 1041.

【0067】高抵抗膜11の電位分布を均一化する。The potential distribution of the high resistance film 11 is made uniform.

【0068】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111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11
2の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにする為に
は、高抵抗膜11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11をフェースプレート1017
(メタルバック1019等)及び基板111(配線10
13,1014等)と直接或いは当接材1041を介し
て接続した場合、接続部界面の接触抵抗の為に、接続状
態のむらが発生し、高抵抗膜11の電位分布が所望の値
からずれてしまう可能性がある。これを避ける為に、ス
ペーサ112がフェースプレート1017及び基板11
1と当接するスペーサ端部(当接面3或いは側面部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11全体の電
位を制御可能とした。
Electrons emitted from the cold cathode device 1012 form electron orbits in accordance with the potential distribution formed between the face plate 1017 and the substrate 111. Spacer 11
In order to prevent the electron orbit from being disturbed in the vicinity of 2, it is necessary to control the potential distribution of the high resistance film 11 over the entire region. The high-resistance film 11 is faceplate 1017
(Metal back 1019 etc.) and substrate 111 (wiring 10
13, 1014) directly or via the contact material 1041, the connection state becomes uneven due to the contact resistance at the interface of the connection portion, and the potential distribution of the high resistance film 11 deviates from a desired value. May be lost. In order to avoid this, the spacer 112 is provided between the face plate 1017 and the substrate 11.
End of spacer that abuts on 1 (abutting surface 3 or side surface 5)
By providing a low-resistance intermediate layer in the entire length region of, and applying a desired potential to this intermediate layer portion, the potential of the entire high-resistance film 11 can be controlled.

【0069】放出電子の軌道を制御する。The trajectory of the emitted electrons is controlled.

【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111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
い画像を形成する為には、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111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112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
が出来る。
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 111. Regarding the electrons emitted from the cold cathode device near the spacer, restrictions due to the installation of the spacer (change of wiring, device position, etc.)
May occur. 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. By providing a low-resistance intermediate layer on the side surface portion 5 of the surface in contact with the face plate 1017 and the substrate 111, it is possible to impart desired characteristics to the potential distribution near the spacer 112 and control the trajectory of emitted electrons. I can do it.

【0071】低抵抗膜21は、高抵抗膜11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,C
r,Au,Mo,W,Pt,Ti,Al,Cu,Pd等
の金属、あるいは合金、及びPd,Ag,Au,RuO
2 ,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 21 may be made of a material having a sufficiently lower resistance than the high-resistance film 11.
metals or alloys such as r, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, and Pd, Ag, Au, RuO
2 , a printed conductor composed of a metal such as Pd-Ag or a metal oxide and glass, or a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 and a semiconductor material such as polysilicon.

【0072】導電性を有する接合材1041はスペーサ
112が行方向配線1013およびメタルバック101
9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 conductive bonding material 1041 is formed such that the spacer 112 is formed by the row wiring 1013 and the metal back 101.
It is necessary to have conductivity so as to be electrically connected to the semiconductor device 9. 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のマイナス7乗[T
orr]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マ
イナス5乗ないしは1×10マイナス7乗[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 raised to the power of 10 −7 [T
orr]. Thereafter, the exhaust pipe is sealed, but a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container. 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,
Due to the adsorption action of the getter film, the inside of the airtight container is 1 × 10−5 or 1 × 10−7 [Torr].
Is maintained at a vacuum degree.

【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、冷陰極素子である本発明の表面伝導
型放出素子への1012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101
2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1012間の電圧は
0.1[kV]から10[kV]程度である。
Normally, the voltage applied to 1012 to the surface conduction electron-emitting device of the present invention, which is a cold cathode device, is 12 to 16
[V], metal back 1019 and cold cathode element 101
The distance d with respect to 2 is about 0.1 [mm] to 8 [mm], and the voltage between the metal back 1019 and the cold cathode element 1012 is about 0.1 [kV] to 10 [kV].

【0077】以上、本発明の実施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、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
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。
However, under the circumstances where a display device having a large display screen and an inexpensive display device is required, among these cold cathode devices, a 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.

【0080】(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。
(Suitable Device Configuration and Manufacturing Method of Surface Conduction Emission Device) Representative configurations of a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film include a flat type and a vertical type. Kinds are given.

【0081】(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。図12に示すのは、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(a)および断
面図(b)である。図中、111は基板、1102と1
03は素子電極、1104は導電性薄膜、117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。
(Planar surface conduction electron-emitting device) First, the structure and manufacturing method of a flat surface conduction electron-emitting device will be described. FIG. 12 shows a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for describing the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device. In the figure, 111 is a substrate, 1102 and 1
03, a device electrode; 1104, a conductive thin film; 117, an electron-emitting portion formed by an energization forming process;
Is a thin film formed by the activation process.

【0082】基板111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 111, for example, various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is formed on the various substrates described above. A laminated substrate or the like can be used.

【0083】また、基板111上に基板面と平行に対向
して設けられた素子電極1102と1103は、導電性
を有する材料によって形成されている。たとえば、N
i,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,Pd,
Ag等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいは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 111 so as to be parallel to the substrate surface are formed of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
A material such as Ag or the like, an alloy of these metals, a metal oxide such as In 2 O 3 —SnO 2 , or a semiconductor such as polysilicon may be appropriately selected and used. . An electrode can be easily formed by using a combination of a film forming technique such as vacuum evaporation and a patterning technique such as photolithography and etching. However, the electrode can be formed by other methods (for example, printing technique). I can't wait.

【0084】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
から数百マイクロメーター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
ましいのは数マイクロメーターより数十マイクロメータ
ーの範囲である。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マイクロメーターの
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 spacing L is usually designed by selecting an appropriate value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. It is in the range of ten micrometers. Further, regarding the thickness d of the device electrode,
Usually, an appropriate numerical value is selected from the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0085】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.

【0086】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.

【0087】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,Sn
2 ,In2 3 ,PbO,Sb2 3 などをはじめと
する酸化物や、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,CeB
6 ,YB4 ,GdB4 などをはじめとする硼化物や、T
iC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WCなどをは
じめとする炭化物や、TiN,ZrN,HfN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, Sn
Oxides such as O 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB
Boride such as 6 , YB 4 , GdB 4 ,
Carbides such as iC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC, etc .; nitrides such as TiN, ZrN, HfN, etc .; semiconductors such as Si, Ge, etc .; and carbon. Are appropriately selected from these.

【0088】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、
10の3乗から10の7乗[Ω/□]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 so as to be included in the range of 10 3 to 10 7 [Ω / □].

【0089】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12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. 12,
Although the substrate, the device electrode, and the conductive thin film are stacked in this order from the bottom, in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode may be stacked in this order from the bottom.

【0090】また、電子放出部117は、導電性薄膜1
104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12においては模式的に示した。
The electron emitting portion 117 is formed of the conductive thin film 1
It is a crack-like portion formed in a part of 104, and has a property of being electrically higher in 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.

【0091】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117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 117 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.

【0092】薄膜1113は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれかか、もし
くはその混合物であり、膜厚は500[オングストロー
ム]以下とするが、300[オングストローム]以下と
するのがさらに好ましい。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12に
おいては模式的に示した。また、平面図(a)において
は、電子放出部117を被覆した薄膜1113の一部を
除去した素子を図示した。
The thin film 1113 is made of any one of single-crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500 [Å] or less, but 300 [Å] or less. Is more preferred. Note that it is difficult to precisely illustrate the actual position and shape of the thin film 1113, and therefore, it is schematically illustrated in FIG. Further, in the plan view (a), an element in which a part of the thin film 1113 covering the electron-emitting portion 117 is removed is illustrated.

【0093】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.

【0094】すなわち、基板111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[マイクロメーター]とした。
That is, blue glass was used for the substrate 111, 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 [micrometer].

【0095】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[マイクロメータ]とした。
Pd or P as the main material of the fine particle film
Using dO, the thickness of the fine particle film was set to about 100 [angstrom], and the width W was set to 100 [micrometer].

【0096】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。図13の(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、各部材の符号は図12の対応する各部の符号と
同一である。
Next, a description will be given of a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device. (A) to (d) of FIG.
Is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device. The reference numerals of the respective members are the same as those of the corresponding portions in FIG.

【0097】1)まず、図13(a)に示すように、基
板111上に素子電極1102および1103を形成す
る。
1) First, as shown in FIG. 13A, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 111.

【0098】形成するにあたっては、あらかじめ基板1
11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、(a)に示した一対の素子電極(1102と110
3)を形成する。
Before forming, the substrate 1
11 is sufficiently washed using a detergent, pure water, and an organic solvent, and then a material for an element electrode is deposited. (As a deposition method,
For example, a vacuum film forming technique such as an evaporation method or a sputtering method may be used. Then, the deposited electrode material is patterned using a photolithographic etching technique, and a pair of device electrodes (1102 and 1102) shown in FIG.
Form 3).

【0099】2)次に、同図(b)に示すように、導電
性薄膜1104を形成する。
2) Next, a conductive thin film 1104 is formed as shown in FIG.

【0100】形成するにあたっては、まず前記(a)の
基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理し
て微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッ
チングにより所定の形状にパターニングする。ここで、
有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。(具体的
には、本実施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。) 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。
In the formation, first, an organic metal solution is applied to the substrate (a), dried, heated and baked to form a fine particle film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. . here,
The organic metal solution is a solution of an organic metal compound containing a material of fine particles used for the conductive thin film as a main element. (Specifically, in the present embodiment, Pd is used as a main element. In the embodiment, a dipping method is used as a coating method, but other methods such as a spinner method and a spray method may be used.) In addition, as a method for forming a conductive thin film made of a fine particle film, other than the method of applying the organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method may be used. Sometimes used.

【0101】3)次に、同図(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110
3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117を形成する。
3) Next, as shown in FIG. 10C, a forming power supply 1110 supplies the device electrodes 1102 and 110
3, an appropriate voltage is applied, and an energization forming process is performed to form the electron-emitting portion 117.

【0102】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117)
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117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 117).
In (2), an appropriate crack is formed in the thin film. Note that the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 greatly increases after the electron emission portion 117 is formed, as compared with before the electron emission portion 117 is formed.

【0103】通電方法をより詳しく説明するために、図
14、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117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11
11で計測した。
FIG. 14 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. Further, a monitor pulse Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 117 is inserted between triangular-wave pulses at appropriate intervals, and the current flowing at that time is measured by an ammeter 11.
11 was measured.

【0104】実施形態においては、たとえば10のマイ
ナス5乗[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回の割合で、モニターパルスPmを挿
入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがない
ように、モニターパルスの電圧Vpmは0.1[V]に
設定した。そして、素子電極1102と1103の間の
電気抵抗が1×10の6乗[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のマイナス7乗[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 the embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 [Torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond], the pulse interval T2 is 10 [millisecond], and the peak value Vpf is The voltage was increased by 0.1 [V] for each pulse. Then, a 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 has reached 1 × 10 6 [Ω], that is, the current measured by the ammeter 1111 when the monitor pulse is applied is 1 × 10 −7 [A]. When the following conditions were reached, the energization related to the forming process was terminated.

【0105】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。
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.

【0106】4)次に、図13(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。
4) Next, as shown in FIG. 13D, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 1102 and 1103 from the activating power supply 1112, and an energizing activation process is performed to perform electron emission characteristics. Make improvements.

【0107】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部117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 117 formed by the energization forming process under appropriate conditions and depositing carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. (In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is schematically shown as a member 1113.) By performing the activation process, the emission current at the same applied voltage is typically smaller than that before the activation. Specifically, it can be increased by 100 times or more.

【0108】具体的には、10のマイナス4乗ないし1
0のマイナス5乗[Torr]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。
More specifically, 10 minus 4 to 1
By applying a voltage pulse periodically in a vacuum atmosphere within the range of 0 to the fifth power [Torr], carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 1113 is any of single crystal graphite, polycrystal graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500.
[Angstrom] or less, more preferably 300 [angstrom] or less.

【0109】通電方法をより詳しく説明するために、図
15の(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。
In order to explain the energization method in more detail, FIG. 15A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112. In the present embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave of a constant voltage. Specifically, the rectangular wave voltage Vac is 14
[V], pulse width T3 is 1 [millisecond], pulse interval T4
Was set to 10 [milliseconds]. The above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed,
It is desirable to change the conditions accordingly.

【0110】図12(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111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15(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. 12D denotes an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, to which a DC high voltage power supply 1115 and an ammeter 1116 are connected. (Note that the substrate 111 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.

【0111】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-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions should be changed accordingly. desirable.

【0112】以上のようにして、図13(e)に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造する。
As described above, the planar type surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 13E is manufactured.

【0113】(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。
(Vertical Type Surface Conduction Emission Element) Next, another typical structure of a surface conduction type emission element in which the electron emission portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, a vertical type surface conduction type emission device. The configuration of the element will be described.

【0114】図16は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の111は基板、12
02と1203は素子電極、1206は段差形成部材、
1204は微粒子膜を用いた導電性薄膜、117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. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of the vertical type. In FIG.
02 and 1203 are device electrodes, 1206 is a step forming member,
Reference numeral 1204 denotes a conductive thin film using a fine particle film; 117, an electron emitting portion formed by an energization forming process;
Is a thin film formed by the activation process.

【0115】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方(1202)が段差形成部材
1206上に設けられており、導電性薄膜1204が段
差形成部材1206の側面を被覆している点にある。し
たがって、図12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111、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120
6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 1204 is provided on the side surface of the step forming member 1206. It is in the point of coating. Therefore, the element electrode interval L in the planar type shown in FIG.
In the vertical type, the height is set as the step height Ls of the step forming member 1206. Note that the substrate 111, the element electrode 1202
And 1203, conductive thin film 1204 using fine particle film
For the materials described above, the materials listed in the description of the planar type can be similarly used. Also, the step forming member 120
For 6, an electrically insulating material such as SiO 2 is used.

【0116】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17の(a)〜(f)は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の符号は図16の
対応する各部の符号と同一である。
Next, a method of manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIGS. 17A to 17F are cross-sectional views for explaining the manufacturing process. The reference numerals of the respective members are the same as those of the corresponding parts in FIG.

【0117】1)まず、図17(a)に示すように、基
板111上に素子電極1203を形成する。
1) First, an element electrode 1203 is formed on a substrate 111 as shown in FIG.

【0118】2)次に、同図(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。
2) Next, as shown in FIG. 13B, an insulating layer for forming a step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by stacking, for example, SiO 2 by a sputtering method, but another film forming method such as a vacuum evaporation method or a printing method may be used.

【0119】3)次に、同図(c)に示すように、絶縁
層の上に素子電極1202を形成する。
3) Next, as shown in FIG. 13C, an element electrode 1202 is formed on the insulating layer.

【0120】4)次に、同図(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1203を露出させる。
4) Next, as shown in FIG. 14D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the element electrode 1203.

【0121】5)次に、同図(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。
5) Next, as shown in FIG. 14E, 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.

【0122】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13(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。)
6) Next, as in the case of the flat type, an energization forming process is performed to form an electron-emitting portion.
(A process similar to the planar energization forming process described with reference to FIG. 13C may be performed.)

【0123】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13(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。) 以上のようにして、図17(f)に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造する。
7) Next, as in the case of the flat type, a current activation process is performed to deposit carbon or a carbon compound near the electron-emitting portion. (A process similar to the planar energization activation process described with reference to FIG. 13D may be performed.) As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. To manufacture.

【0124】(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。
(Characteristics of Surface Conduction Emission Device Used in Display Device) The element structure and manufacturing method of the planar and vertical surface conduction electron-emitting devices have been described above. Next, the characteristics of the device used in the display device will be described. Is described.

【0125】図18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. 18 shows typical examples of (emission current Ie) versus (element applied voltage Vf) characteristics and (element current If) versus (element applied voltage Vf) characteristics of the elements 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.

【0126】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.

【0127】第一に、ある電圧(これを閾値電圧Vth
と呼ぶ)以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に
放出電流Ieが増加するが、一方、閾値電圧Vth未満
の電圧では放出電流Ieはほとんど検出されない。
First, a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage Vth
When a voltage of the above magnitude is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is hardly detected.

【0128】すなわち、放出電流Ieに関して、明確な
閾値電圧Vthを持った非線形素子である。
That is, the non-linear element has a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0129】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.

【0130】第三に、素子に印加する電圧Vfに対して
素子から放出される電流Ieの応答速度が速いため、電
圧Vfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。
Third, since the response speed of the current Ie emitted from the device is faster than the voltage Vf applied to the device, the amount of charge of the electrons emitted from the device depends on the length of time for applying the voltage Vf. Can control.

【0131】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Vt
h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 can be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen. That is,
The driving element has a threshold voltage Vt according to a desired light emission luminance.
h or higher, 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.

【0132】また、第二の特性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, by using the second characteristic or the third characteristic, the light emission luminance can be controlled, so that a gradation display can be performed.

【0133】(多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造)次に、上述の表面伝導型放出素
子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電
子ビーム源の構造について述べる。
(Structure of a Multi-Electron Beam Source in Which Many Devices are Wired in a Simple Matrix) Next, a structure of a multi-electron beam source in which the above-mentioned surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.

【0134】図8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。基板上には、図
12で示したものと同様な表面伝導型電子放出素子が配
列され、これらの素子は行方向配線電極1013と列方
向配線電極1014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1013と列方向配線電極10
14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. 8 is a plan view of the multi-electron beam source used for the display panel of FIG. On the substrate, surface conduction electron-emitting devices similar to those shown in FIG. 12 are arranged, and these devices are wired in a simple matrix by row-direction wiring electrodes 1013 and column-direction wiring electrodes 1014. Row direction wiring electrode 1013 and column direction wiring electrode 10
An insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at the intersections of 14 to maintain electrical insulation.

【0135】図8のB−B′に沿った断面を、図9に示
す。
FIG. 9 shows a cross section taken along the line BB 'of FIG.

【0136】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1013、列方向配
線電極1014、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型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1013および列方向配線電極1014
を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電
活性化処理を行うことにより製造した。
The multi-electron source having such a structure is as follows.
After previously forming a row direction wiring electrode 1013, a column direction wiring electrode 1014, an inter-electrode insulating layer (not shown), a device electrode of a surface conduction type emission device, and a conductive thin film on a substrate,
Row direction wiring electrode 1013 and column direction wiring electrode 1014
The device was manufactured by supplying power to each element through the device and performing an energization forming process and an energization activation process.

【0137】図19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為の駆動回路の概略構成
をブロック図で示したものである。同図中、表示パネル
1701は前述した表示パネルに相当するもので、前述
した様に製造され、動作する。また、走査回路1702
は表示ラインを走査し、制御回路1703は走査回路へ
入力する信号等を生成する。シフトレジスタ1704は
1ライン毎のデータをシフトし、ラインメモリ1705
は、シフトレジスタ1704からの1ライン分のデータ
を変調信号発生器1707に入力する。同期信号分離回
路1706はNTSC信号から同期信号を分離する。
FIG. 19 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive 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. In addition, the scanning circuit 1702
Scans the display line, and the control circuit 1703 generates a signal to be input to the scanning circuit. The shift register 1704 shifts data for each line, and stores the data in a line memory 1705.
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.

【0138】以下、図19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. 19 will be described in detail.

【0139】まず表示パネル1701は、端子Dx1な
いしDxmおよび端子Dy1ないしDyn、および高圧
端子Hvを介して外部の電気回路と接続されている。こ
のうち、端子Dx1ないしDxmには、表示パネル17
01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為の走査信号が印
加される。一方、端子Dy1ないしDynには、前記走
査信号により選択された1行分のn個の各素子の出力電
子ビームを制御する為の変調信号が印加される。また、
高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、たとえば5
[kV]の直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子
ビーム源より出力される電子ビームに蛍光体を励起する
のに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
First, the display panel 1701 is connected to an external electric circuit via terminals Dx1 to Dxm, terminals Dy1 to Dyn, and a high voltage terminal Hv. The terminals Dx1 to Dxm are connected to the display panel 17
A scanning signal is applied to sequentially drive the multi-electron beam sources provided in 01, that is, the cold-cathode elements arranged in a matrix of m rows and n columns in a row (n elements). 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.

【0140】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事
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18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電圧以下となるよう、一定電圧
を出力するよう設定されている。
Next, the scanning circuit 1702 will be described. This circuit has m switching elements inside (in the figure,
S1 to Sm), each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level), and 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. . The DC voltage source Vx outputs a constant voltage so that a driving voltage applied to an element that is not scanned based on the characteristics of the electron-emitting device illustrated in FIG. 18 is equal to or lower than the electron-emitting threshold voltage Vth. Is set.

【0141】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およびT
sft及びTmryの各制御信号を発生する。同期信号
分離回路1706は、外部から入力されるNTSC方式
のテレビ信号から、同期信号成分と輝度信号成分とを分
離する為の回路である。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DAT
A信号と表すが、同信号はシフトレジスタ1704に入
力される。
The control circuit 1703 has a function of coordinating the operation of each unit so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The synchronization signal T sent from the synchronization signal separation circuit 1706 described next
Based on the sync, Tscan and T
It generates control signals sft and Tmry. The synchronization signal separation circuit 1706 is a circuit for separating a synchronization signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside. The synchronization signal separated by the synchronization signal separation circuit 1706 is composed of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal, as is well known, but is illustrated here as a Tsync signal for convenience of explanation. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as DAT for convenience.
This signal is represented by an A signal, which is input to a shift register 1704.

【0142】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、1dlないし1dn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 of one line of the serial-parallel-converted image (corresponding to drive data for n electron-emitting devices) is output from the shift register 1704 as n signals of 1dl to 1dn.

【0143】ラインメモリ1705は、画像1ライン分
のデータを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路1703より送られる制御信号Tmryに
したがって適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。
記憶された内容は、I′d1ないしI′dnとして出力
され、変調信号発生器1707に入力される。
The line memory 1705 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 1703.
The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to modulation signal generator 1707.

【0144】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1015の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、
その出力信号は、端子Dy1ないしDynを通じて表示
パネル1701内の電子放出素子1015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 1015 in accordance with each of the image data I'd1 to I'dn.
The output signal is applied to the electron-emitting device 1015 in the display panel 1701 through the terminals Dy1 to Dyn.

【0145】図18を用いて説明したように、本発明に
係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(後述する実施形態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V
th以上の電圧に対しては、図18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以下の電圧を印加しても電子放出は
生じないが、電子放出閾値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. 18, the surface conduction electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth (8 [V] in a surface conduction electron-emitting device of an embodiment described later), and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than the threshold Vth is applied. Also, the electron emission threshold V
For a voltage equal to or greater than th, the emission current Ie also changes according to the change in the voltage as shown in the graph of FIG. For this reason, when a pulse-like voltage is applied to the device, for example, when a voltage equal to or lower than the electron emission threshold Vth is applied, no electron emission occurs. 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.

【0146】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。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be 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.

【0147】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.

【0148】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、例えばD/A変換回路を用い、必要に応じて増幅
回路などを付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信
号発生器1707には、例えば高速の発振器および発振
器の出力する波数を計数する計数器(カウンタ)および
計数器の出力値と前記メモリの出力値を比較する比較器
(コンパレータ)を組み合せた回路を用いる。必要に応
じて、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を
電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅
器を付加することもできる。
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.

【0149】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器1707には、例えばオペアンプな
どを用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてシフトレ
ベル回路などを付加することもできる。パルス幅変調方
式の場合には、例えば、電圧制御型発振回路(VCO)
を採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧まで
電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。
In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier can be used as the modulation signal generator 1707, and a shift level circuit and the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage controlled oscillator (VCO)
And, if necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0150】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乃至Dxm、Dy1乃至Dynを介して電
圧を印加することにより、電子放出が生じる。高圧端子
Hvを介してメタルバック1019あるいは透明電極
(不図示)に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加
速された電子は、蛍光膜1018に衝突し、発光が生じ
て画像が形成される。
In the image display device to which the present invention can be applied in such a configuration, by applying a voltage to each of the electron-emitting devices via terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn outside the container, the electron-emitting devices 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.

【0151】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につい
てはNTSC方式を挙げたが、入力信号はこれに限るも
のではなく、PAL、SECAM方式など他、これらよ
り多数の走査線からなるTV信号(例えば、高品位T
V)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. Although the NTSC system is used as the input signal, the input signal is not limited to the NTSC system, but may be a PAL, SECAM system, or other TV signal including a larger number of scanning lines (for example, a high quality T
V) system can also be adopted.

【0152】[0152]

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明の特徴である
スペーサの構成について、さらに説明を加える。
EXAMPLES The structure of the spacer which is a feature of the present invention will be further described below with reference to examples.

【0153】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および図8参照)したマルチ電子ビーム源を用い
た。
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 8) by M row-directional wirings and N column-directional wirings.

【0154】(実施例1)実施例1では、前述した図3
に示すスペーサ112を配置した表示パネルを作製し
た。以下、図3および図11を用いて詳述する。まず、
あらかじめ基板上に行方向配線電極1013、列方向配
線電極1014、電極間絶縁層(不図示)、および表面
伝導型放出素子1012の素子電極と導電性薄膜を形成
した基板111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1の表面
のうち、気密容器内に露出する4面に高抵抗膜11を成
膜し、当接面に導電膜3を成膜したスペーサ112(高
さ10mm、板厚0.2mm、長さ1mm)を基板11
1の行方向配線1013上に等間隔で、行方向配線10
13と平行に固定した。その後、基板111の10mm
上方に、内面に蛍光膜1018とメタルバック1019
が付設されたフェースプレート1017を側壁1016
を介し配置し、リアプレート1015、フェースプレー
ト1017、側壁1016およびスペーサ112の各接
合部を固定した。基板111とリアプレート1015の
接合部、リアプレート1015と側壁1016の接合
部、およびフェースプレート1017と側壁1016の
接合部は、フリットガラス(不図示)を塗布し、大気中
で400℃乃至500℃で10分以上焼成することで封
着した。
(Embodiment 1) In Embodiment 1, FIG.
The display panel in which the spacer 112 shown in FIG. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. First,
A substrate 111 on which a row direction wiring electrode 1013, a column direction wiring electrode 1014, an interelectrode insulating layer (not shown), a device electrode of a surface conduction electron-emitting device 1012, and a conductive thin film are previously formed on a substrate is provided on a rear plate 1015. Fixed.
Next, among the surfaces of the insulating member 1 made of soda-lime glass, the high-resistance film 11 is formed on four surfaces exposed in the hermetic container, and the spacer 112 (the high-resistance film 11) is formed on the contact surface. 10 mm, plate thickness 0.2 mm, length 1 mm)
One row-directional wiring 1013 on one row-directional wiring 1013 at regular intervals.
13 and fixed in parallel. Then, 10 mm of the substrate 111
Above, the fluorescent film 1018 and the metal back 1019 on the inner surface
The face plate 1017 provided with
, And the joints of the rear plate 1015, the face plate 1017, the side walls 1016, and the spacers 112 are fixed. The joint between the substrate 111 and the rear plate 1015, the joint between the rear plate 1015 and the side wall 1016, and the joint between the face plate 1017 and the side wall 1016 are coated with frit glass (not shown), and 400 ° C. to 500 ° C. in the atmosphere. For 10 minutes or more for sealing.

【0155】また、スペーサ112は、基板111側で
は行方向配線1013(線幅0.3mm)上に、フェー
スプレート1017側ではメタルバック1019面上
に、導電性フィラーあるいは金属等の導電材を混合した
導電性フリットガラス(不図示)を介して配置し、上記
気密容器の封着と同時に、大気中で400℃乃至500
℃で10分以上焼成することで、接着しかつ電気的な接
続も行った。なお、本実施例においては、蛍光膜101
8は、図20に示すように、各色蛍光体1301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)1301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112は、行方向
(X方向)に平行な黒色の導電体1010領域(線幅3
00[マイクロメートル])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1301と基板111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10
15、フェースプレート1017およびスペーサ112
は十分な位置合わせを行った。
The spacer 112 is formed by mixing a conductive material such as conductive filler or metal on the row wiring 1013 (line width 0.3 mm) on the substrate 111 side and on the metal back 1019 surface on the face plate 1017 side. And placed in the air at 400 ° C. to 500 ° C. simultaneously with the sealing of the airtight container.
By sintering at 10 ° C. for 10 minutes or more, bonding and electrical connection were also performed. In this embodiment, the fluorescent film 101
As shown in FIG. 20, as shown in FIG. 20, each of the color phosphors 1301 adopts a stripe shape extending in the column direction (Y direction). , A fluorescent film arranged so as to separate each pixel in the Y direction, and the spacer 112 is provided in a black conductor 1010 region (line width 3) parallel to the row direction (X direction).
00 [micrometer]) metal back 1019
Arranged through. When performing the above-mentioned sealing,
Since each color phosphor 1301 must correspond to each element arranged on the substrate 111, the rear plate 10
15, face plate 1017 and spacer 112
Performed sufficient alignment.

【0156】以上のようにして完成した気密容器内を排
気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真
空度に達した後、容器外端子Dx1〜DxmとDy1〜
Dynを通じ、行方向配線電極1013および列方向配
線電極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 the 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.

【0157】次に、10のマイナス6乗[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, an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner at a degree of vacuum of about 10 −6 [Torr] to seal the envelope (airtight container).

【0158】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.

【0159】本実施例において、素子サイズは電圧印加
方向と直行する方向に2.6mm、電圧印加方向に2.
3mmとした。また、スペーサは電圧印加方向において
2.3mm、電圧印加方向と直行方向に5.2mmの周
期で配置した。また、スペーサの材質としては青板ガラ
ス、導電部としてはスパッタ法で形成したAlを用い
た。
In this embodiment, the element size is 2.6 mm in a direction perpendicular to the voltage application direction, and is 2.0 in the voltage application direction.
3 mm. The spacers were arranged at a cycle of 2.3 mm in the voltage application direction and 5.2 mm in a direction perpendicular to the voltage application direction. The material of the spacer was blue plate glass, and the conductive portion was Al formed by sputtering.

【0160】また、本実施例において、高抵抗膜11
は、以下の様にして作製した。
In this embodiment, the high-resistance film 11
Was prepared as follows.

【0161】TiおよびAlのターゲットを高周波電源
で同時スパッタすることにより、Ti−Al合金窒化膜
を青板ガラスによりなるスペーサ112上に形成した。
スパッタガスはAr:N2 が1:2の混合ガスで全圧力
は1mTorrである。このとき、TiおよびAlター
ゲットに加える高周波電力を調整することにより、合金
窒化膜の比抵抗を調整することが可能であり、本実施例
において、高抵抗膜112のシート抵抗値は、8×10
9 [Ω/□]とした。
A Ti—Al alloy nitride film was formed on the spacer 112 made of soda lime glass by simultaneously sputtering Ti and Al targets with a high frequency power supply.
The sputtering gas is a mixed gas of Ar: N 2 of 1: 2, and the total pressure is 1 mTorr. At this time, it is possible to adjust the specific resistance of the alloy nitride film by adjusting the high frequency power applied to the Ti and Al targets. In this embodiment, the sheet resistance of the high resistance film 112 is 8 × 10
9 [Ω / □].

【0162】以上のように完成した、図3および図11
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1301(図20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5[kV]ないし
30[kV]、各配線1013,1014間への印加電
圧Vfは14[V]とした。
FIGS. 3 and 11 completed as described above.
In the image display device using the display panel as shown in FIG. 1, a scanning signal and a modulation signal are not shown in each cold cathode element (surface conduction type emission element) 1012 through terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn outside the container. The electron emission is performed by applying a high voltage through the high voltage terminal Hv to the metal back 1019 to accelerate the emitted electron beam.
Of the phosphors 1301 (R, R in FIG. 20).
G and B) were excited and emitted to display an image. The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv was 5 [kV] to 30 [kV], and the applied voltage Vf between the wirings 1013 and 1014 was 14 [V].

【0163】このとき、スペーサ112に近い位置にあ
る冷陰極素子1012からの放出電子による発光スポッ
トも含め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成さ
れ、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができ、スペ
ーサ112を設置してもビームずれがなく高品位な画像
を得ることが可能となった。
At this time, a two-dimensional array of light-emitting spots including light-emitting spots generated by electrons emitted from the cold cathode elements 1012 near the spacers 112 are formed at two-dimensional intervals, and a clear, color-reproducible color image is obtained. Display was possible, and even if the spacer 112 was provided, it was possible to obtain a high-quality image without beam deviation.

【0164】(実施例2)実施例2において、複数個の
スペーサを一体化した構成を有する例を図4及び図5を
用いて説明する。
(Embodiment 2) An example in which a plurality of spacers are integrated in Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.

【0165】図4は、本実施例を適用した画像装置のス
ペーサの斜視図である。複数個のスペーサを一体で形成
している以外の構成は実施例1と同様である。図5は図
4におけるA−A′断面図でありスペーサとビームの関
係を説明する。図5において、110は蛍光膜1018
とメタルバック1019を含むフェースプレート、11
1は電子源基板、112bはスペーサ、117は電子放
出素子部、119は電子ビーム、120bはスペーサの
ない部分(空間部)である。また、電子放出部に駆動す
る電圧の印加方向を矢印aで示した。
FIG. 4 is a perspective view of a spacer of an image apparatus to which the present embodiment is applied. The configuration is the same as that of the first embodiment except that a plurality of spacers are integrally formed. FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 4, and explains the relationship between the spacer and the beam. In FIG. 5, reference numeral 110 denotes a fluorescent film 1018.
Plate including metal and metal back 1019, 11
1 is an electron source substrate, 112b is a spacer, 117 is an electron-emitting device, 119 is an electron beam, and 120b is a portion (space) without a spacer. The direction of application of the voltage for driving the electron-emitting portion is indicated by an arrow a.

【0166】本実施例において、フェースプレート11
0と電子源基板111間の距離は3mmとし、素子サイ
ズは電圧印加方向と直行する方向に0.65mm、電圧
印加方向に0.4mmとして、スペーサ112bは電圧
印加方向において6.5mmの周期で配置した。また、
スペーサ112bの厚みは、略0.2mmとした。さら
に、スペーサのない部分(空間部)120bのサイズ
は、0.45mm×2.5mmとした。
In this embodiment, the face plate 11
The distance between 0 and the electron source substrate 111 is 3 mm, the element size is 0.65 mm in the direction perpendicular to the voltage application direction and 0.4 mm in the voltage application direction, and the spacer 112b has a period of 6.5 mm in the voltage application direction. Placed. Also,
The thickness of the spacer 112b was approximately 0.2 mm. Further, the size of the portion (space portion) 120b without a spacer was 0.45 mm × 2.5 mm.

【0167】また、スペーサ112bの材質としては青
板ガラス、素子電極1102、1103としてはスパッ
タ法で形成したAlを用いた。さらに、スペーサ112
bの電子源基板配線部との電気的接続と固定に関して
は、実施例1と同様に導電ペーストと絶縁ペーストを用
いてPdOを主成分とするペースト材に、表面にAuめ
っきを施した粒状のガラスフィラーを分散させて形成し
た導電性ペースト(図示せず)を一つの配線に形成して
スペーサ112bと電気的接続を計り固着した。また、
フェースプレート110側ではスペーサ配置部で導電性
ペーストを用いて固着した。
The material of the spacer 112b was blue plate glass, and the element electrodes 1102 and 1103 were Al formed by sputtering. Further, the spacer 112
Regarding the electrical connection and fixing with the electron source substrate wiring portion b in the same manner as in Example 1, the conductive paste and the insulating paste were used to form a paste material containing PdO as a main component, and the surface was plated with Au. A conductive paste (not shown) formed by dispersing a glass filler was formed on one wiring, and was electrically connected to the spacer 112b and fixed. Also,
On the face plate 110 side, it was fixed using a conductive paste at the spacer arrangement portion.

【0168】ここで、中間に配置されたスペーサ112
bの作製方法について説明する。
Here, the spacer 112 arranged in the middle is used.
The method for manufacturing b will be described.

【0169】スペーサ112bは、0.2mm厚の絶縁
性基板としてガラス板を用いて作製し両面に中間電極層
としてAlをスパッタ法で形成した後、サンドブラスト
を用いて一部を除去した。さらに、実施例1と同様の方
法を用いて両面に高抵抗膜を形成しスペーサ112を作
製した。
The spacer 112b was formed using a glass plate as an insulating substrate having a thickness of 0.2 mm, and Al was formed as an intermediate electrode layer on both surfaces by a sputtering method, and a part thereof was removed by sandblasting. Further, a high-resistance film was formed on both surfaces by using the same method as in Example 1 to produce a spacer 112.

【0170】本発明の画像形成装置を6kVの加速電圧
を加えたところ、スペーサ112b近傍においてもビー
ムずれがなく高品位な画像を得ることが可能となった。
When an accelerating voltage of 6 kV was applied to the image forming apparatus of the present invention, it was possible to obtain a high-quality image without beam deviation even in the vicinity of the spacer 112b.

【0171】本実施例の構成においては、複数個のスペ
ーサを一体化することにより、組立が容易となり、特に
1mm以下の小さい素子ピッチにおいても容易に適用が
可能となった。
In the structure of the present embodiment, the integration of a plurality of spacers facilitates the assembly, and in particular, can be easily applied to a small element pitch of 1 mm or less.

【0172】(実施例3)次に、実施例3を図6を用い
て説明する。図中番号および作製方法は図5に示す実施
例2と同じである。本実施例においては、スペーサ11
2cの中央部のみ除去して空間部120cを設けている
ためスペーサの強度が高まるという効果がある。また、
電子軌道に沿ってスペーサ112cを除去するため少な
い除去領域でも、高いビームずれ抑制効果が実現でき
る。
(Embodiment 3) Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG. The numbers in the figure and the manufacturing method are the same as those in Example 2 shown in FIG. In this embodiment, the spacer 11
Since only the central portion of 2c is removed and the space 120c is provided, there is an effect that the strength of the spacer is increased. Also,
Since the spacer 112c is removed along the electron trajectory, a high beam shift suppression effect can be realized even in a small removal area.

【0173】(実施例4)図7は、実施例4を説明する
ための図であり、スペーサ112dが高抵抗膜を有さな
い絶縁性スペーサである例である。つまり、高抵抗膜を
有さず、絶縁性基材が露出したスペーサである例であ
る。
(Embodiment 4) FIG. 7 is a view for explaining Embodiment 4, in which the spacer 112d is an insulating spacer having no high-resistance film. That is, this is an example in which the spacer has no high-resistance film and the insulating base material is exposed.

【0174】図7において、110は蛍光体1018と
メタルバック1019を含むフェースプレート、111
は電子源基板、112dはスペーサ、117は電子放出
素子部、119は電子ビーム、120dはスペーサのな
い部分(空間部)である。また、電子放出部117を駆
動する電圧の印加方向を矢印aで示した。
In FIG. 7, reference numeral 110 denotes a face plate including a phosphor 1018 and a metal back 1019;
Is an electron source substrate, 112d is a spacer, 117 is an electron emitting element portion, 119 is an electron beam, and 120d is a portion (space portion) without a spacer. Further, the direction of application of the voltage for driving the electron emission section 117 is indicated by an arrow a.

【0175】本実施例において、フェースプレート11
0と電子源基板111間の距離は3mmとし、素子サイ
ズは電圧印加方向と直行する方向に1.5mm、電圧印
加方向に0.8mmとして、スペーサ112dは電圧印
加方向において4mmの周期で配置した。また、スペー
サ112dの厚みは、略0.2mmとした。さらに、ス
ペーサ112dのない部分(空間部)120dの寸法b
は、0.3mmであり上下のスペーサの残り部分はそれ
ぞれ0.2mmとした。
In this embodiment, the face plate 11
The distance between 0 and the electron source substrate 111 was 3 mm, the element size was 1.5 mm in the direction perpendicular to the voltage application direction, 0.8 mm in the voltage application direction, and the spacers 112d were arranged at a period of 4 mm in the voltage application direction. . The thickness of the spacer 112d was approximately 0.2 mm. Further, the dimension b of the portion (space portion) 120d without the spacer 112d
Was 0.3 mm, and the remaining portions of the upper and lower spacers were each 0.2 mm.

【0176】本発明の画像形成装置を6kVの加速電圧
で駆動させたところスペーサ112d近傍においてもビ
ームずれが少なく高品位な画像を得ることが可能となっ
た。
When the image forming apparatus of the present invention was driven at an acceleration voltage of 6 kV, it was possible to obtain a high quality image with little beam deviation even in the vicinity of the spacer 112d.

【0177】本実施例においては、高抵抗膜を形成する
場合に比べ、ビームずれ量は大きくなるものの、作製プ
ロセスが簡便化される効果がある。
In this embodiment, although the beam shift amount is larger than that in the case of forming a high resistance film, there is an effect that the manufacturing process is simplified.

【0178】(実施例5)本実施例においては、平面フ
ィールドエミッション(FE)型電子放出素子を本発明
の電子放出素子として用いた例を示す。
(Embodiment 5) This embodiment shows an example in which a plane field emission (FE) type electron-emitting device is used as the electron-emitting device of the present invention.

【0179】図21は、平面FE型電子放出電子源の上
面図であり、117は電子放出部、3102及び310
3は電子放出部117に電位を与える一対の素子電極、
3113は行方向配線であり3105にはスペーサ位置
だし用溝3108が形成されている。また、3114は
列方向配線、112はスペーサである。
FIG. 21 is a top view of the flat FE type electron emission electron source.
3 is a pair of device electrodes for applying a potential to the electron emitting portion 117,
Reference numeral 3113 denotes a row-direction wiring, and a spacer positioning groove 3108 is formed in 3105. Reference numeral 3114 denotes a column wiring, and 112 denotes a spacer.

【0180】電子放出は、素子電極3102,3103
間に電圧を印加することにより電子放出部117内の鋭
利な先端部より電子が放出され、電子源と対向して設け
られた加速電圧(図示せず)に電子が引き寄せられて蛍
光体(図示せず)に衝突し蛍光体を発光させる。本実施
例において、実施例1から実施例4と同様な方法でスペ
ーサを配置して画像装置を形成し、各々実施例1から実
施例4と同様に駆動させたところ、スペーサ近傍におい
てもビームずれが抑制された高品位な画像を得ることが
可能となった。
Electrons are emitted from the device electrodes 3102 and 3103.
By applying a voltage between them, electrons are emitted from a sharp tip in the electron emission portion 117, and the electrons are attracted to an acceleration voltage (not shown) provided opposite to the electron source, and the phosphor (see FIG. (Not shown) to cause the phosphor to emit light. In this embodiment, an image device is formed by arranging spacers in the same manner as in the first to fourth embodiments, and each is driven in the same manner as in the first to fourth embodiments. It has become possible to obtain a high-quality image in which is suppressed.

【0181】(その他の実施例)また、本発明は、SC
E以外の冷陰極型電子放出素子のうち、いずれの電子放
出素子に対しても適用できる。具体例としては、本出願
人による特開昭63−274047号公報に記載された
ような対向する一対の電極を電子源を成す基板面に沿っ
て構成した電界放出型の電子放出素子がある。
(Other Embodiments) The present invention
The present invention can be applied to any of the cold cathode type electron-emitting devices other than E. As a specific example, there is a field emission type electron-emitting device in which a pair of opposing electrodes are formed along a substrate surface forming an electron source as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-27447 by the present applicant.

【0182】また、本発明は、単純マトリクス型以外の
電子源を用いた画像形成装置に対しても適用できる。例
えば、本出願人による特開平2−257551号公報等
に記載されたような制御電極を用いてSCEの選択を行
う画像形成装置において、電子源と制御電極間等に上記
のような支持部材を用いた場合である。
The present invention can be applied to an image forming apparatus using an electron source other than the simple matrix type. For example, in an image forming apparatus for selecting an SCE using a control electrode as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-257551 by the present applicant, the support member as described above is provided between the electron source and the control electrode. This is the case when used.

【0183】また、本発明の思想によれば、表示用とし
て好適な画像形成装置に限るものでなく、感光性ドラム
と発光ダイオード等で構成された光プリンターの発光ダ
イオード等の代替の発光源として、上述の画像形成装置
を用いることもできる。またこの際、上述のm本の行方
向配線とn本の列方向配線を、適宜選択することで、ラ
イン状発光源だけでなく、2次元状の発光源としても応
用できる。
According to the concept of the present invention, the present invention is not limited to an image forming apparatus suitable for display, but may be used as an alternative light source such as a light emitting diode of an optical printer comprising a photosensitive drum and a light emitting diode. Alternatively, the above-described image forming apparatus can be used. In this case, by appropriately selecting the above-mentioned m row-directional wirings and n column-directional wirings, the present invention can be applied not only to a linear light emitting source but also to a two-dimensional light emitting source.

【0184】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡等のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、画像形成部材以外の部材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
しない電子線装置としての形態もとり得る。
Further, according to the concept of the present invention, the present invention can be applied to a case where a member to be irradiated with electrons emitted from an electron source is a member other than an image forming member, such as an electron microscope. . Therefore, the present invention can be embodied as an electron beam device that does not specify a member to be irradiated.

【0185】[0185]

【発明の効果】以上のように本発明の画像表示装置によ
れば、電子ビーム近傍にスペーサを配置しない、あるい
は電子ビーム近傍のスペーサの一部を除去することによ
り、スペーサ近傍においてスペーサへの電子ビームの吸
引が緩和されスペーサ近傍の画像の不均一性を低減する
ことができる効果が得られる。
As described above, according to the image display device of the present invention, the spacer is not arranged near the electron beam or a part of the spacer near the electron beam is removed, so that the electron to the spacer near the spacer is removed. The effect of reducing the suction of the beam and reducing the non-uniformity of the image near the spacer can be obtained.

【0186】また、電子被照射体は特定せず、マルチ平
面電子源を成す電子発生装置においても同様の効果を発
揮できる。
Further, the same effect can be exhibited in an electron generating device constituting a multi-plane electron source without specifying the electron irradiation object.

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

【図1】(イ)は従来例による電子線装置のスペーサ形
状図であり、(ロ)は本発明による電子線装置のスペー
サ形状図である。
FIG. 1A is a spacer shape diagram of a conventional electron beam device, and FIG. 1B is a spacer shape diagram of an electron beam device according to the present invention.

【図2】(イ)は、従来例による電子ビームの様子を示
す電子線装置の上面図であり、(ロ)は、本発明による
電子ビームの様子を示す伝染装置の上面図である。
FIG. 2A is a top view of an electron beam device showing a state of an electron beam according to a conventional example, and FIG. 2B is a top view of an infectious device showing the state of an electron beam according to the present invention.

【図3】本発明の実施形態及び実施例による電子線装置
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 partially cutaway perspective view of a display panel of an electron beam apparatus according to an embodiment and an example of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例による電子線装置装置の
表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing a display panel of an electron beam apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例による電子線装置のスペ
ーサ形状図である。
FIG. 5 is a view showing a spacer shape of an electron beam apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例による電子線装置のスペ
ーサ形状図である。
FIG. 6 is a view showing a shape of a spacer of an electron beam device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例による電子線装置のスペ
ーサ形状図である。
FIG. 7 is a view showing a shape of a spacer of an electron beam apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態及び実施例で用いたマルチ電
子ビーム源の基板の平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a substrate of a multi-electron beam source used in embodiments and examples of the present invention.

【図9】本発明の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. 9 is a partial cross-sectional view of a substrate of a multi-electron beam source used in an embodiment of the present invention.

【図10】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. 10 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of a display panel.

【図11】図3の表示パネルのA−A′断面図である。11 is a cross-sectional view of the display panel of FIG. 3 taken along the line AA '.

【図12】本発明の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(a)、断面図(b)である。
FIG. 12 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) of a flat surface conduction electron-emitting device used in an embodiment of the present invention.

【図13】図12に示す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。
13 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the planar surface-conduction emission type electron-emitting device shown in FIG.

【図14】本発明の実施形態による通電フォーミング処
理の際の印加電圧波形である。
FIG. 14 is an applied voltage waveform during energization forming processing according to the embodiment of the present invention.

【図15】本発明に実施形態による通電活性化処理の際
の印加電圧波形(a)、放出電流Ieの変化(b)であ
る。
FIG. 15 shows an applied voltage waveform (a) and a change (b) of the emission current Ie during the energization activation process according to the embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施形態による垂直型の表面伝導型
放出素子の断面図である。
FIG. 16 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図17】図16に示す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。
17 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG.

【図18】本発明の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. 18 is a graph showing typical characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the embodiment of the present invention.

【図19】本発明の実施形態のよる電子線装置の駆動回
路の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit of the electron beam device according to the embodiment of the present invention.

【図20】本発明の実施例による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. 20 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of a display panel according to an embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第5の実施例による電子線装置の電
子放出部近傍の図である。
FIG. 21 is a view showing the vicinity of an electron emission portion of an electron beam device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図22】従来例による表面伝導型放出素子の一例の平
面図である。
FIG. 22 is a plan view of an example of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図23】従来例によるFE型素子の一例の側面図であ
る。
FIG. 23 is a side view of an example of a conventional FE element.

【図24】従来例によるMIM型素子の一例の断面図で
ある。
FIG. 24 is a cross-sectional view of an example of a conventional MIM element.

【図25】従来例による電子線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. 25 is a partially cutaway perspective view of a display panel of an electron beam device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110 フェースプレート 111 基板 112、112b、112c、112d スペーサ 117 電子放出部 119 電子ビーム 120 空間部 117 電子放出部 110 face plate 111 substrate 112, 112b, 112c, 112d spacer 117 electron emitting portion 119 electron beam 120 space portion 117 electron emitting portion

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に電子放出部と該電子放出部に電
圧を印加し電子を放出させる一対の素子電極により構成
される複数の冷陰極型の電子放出素子を有する電子源、
該電子放出部に対向配置され該電子放出部より放出され
た電子に作用する加速電圧を印加する加速電極、該電子
源と該加速電極間に絶縁性部材より成るスペーサを配置
してなる電子線装置において、該電子放出部から放出し
た電子の軌道近傍を除いてスペーサが配置されることを
特徴とする電子線装置。
An electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices each including an electron-emitting portion on a substrate and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron-emitting portion to emit electrons.
An accelerating electrode disposed opposite to the electron emitting portion to apply an accelerating voltage acting on electrons emitted from the electron emitting portion, and an electron beam comprising a spacer made of an insulating member disposed between the electron source and the accelerating electrode. An electron beam apparatus, wherein a spacer is arranged except for a portion near an orbit of electrons emitted from the electron emission section.
【請求項2】 電子放出部と該電子放出部に電圧を印加
し電子を放出させる一対の素子電極により構成される複
数の冷陰極型の電子放出素子を有する電子源、該電子放
出部に対向配置され該電子放出部より放出された電子に
作用する加速電圧を印加する加速電極、該電子源と該加
速電極間に絶縁性部材より成るスペーサを配置してなる
電子線装置において、該電子放出部から放出した電子の
軌道近傍において該スペーサの一部を除去してなること
を特徴とする電子線装置。
2. An electron source having a plurality of cold-cathode-type electron-emitting devices each comprising an electron-emitting portion and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron-emitting portion to emit electrons, facing the electron-emitting portion. An electron beam apparatus comprising: an accelerating electrode for applying an accelerating voltage acting on electrons emitted from the electron emitting portion; and a spacer comprising an insulating member disposed between the electron source and the accelerating electrode. An electron beam device wherein a part of the spacer is removed in the vicinity of the trajectory of the electrons emitted from the part.
【請求項3】 電子放出部と該電子放出部に電圧を印加
し電子を放出させる一対の素子電極により構成される複
数の冷陰極型の電子放出素子を有する電子源、該電子放
出部に対向配置され該電子放出部より放出された電子に
作用する加速電圧を印加する加速電極、該電子源と該加
速電極間に絶縁性部材より成るスペーサを配置してなる
電子線装置において、該電子放出部から放出した電子の
軌道近傍を避けるように2次元離散的に前記スペーサが
配置されていることを特徴とする電子線装置。
3. An electron source having a plurality of cold-cathode-type electron-emitting devices each including an electron-emitting portion and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron-emitting portion to emit electrons, facing the electron-emitting portion. An electron beam apparatus comprising: an accelerating electrode for applying an accelerating voltage acting on electrons emitted from the electron emitting portion; and a spacer comprising an insulating member disposed between the electron source and the accelerating electrode. An electron beam apparatus, wherein the spacers are arranged two-dimensionally discretely so as to avoid the vicinity of the orbit of the electrons emitted from the part.
【請求項4】 電子放出部と該電子放出部に電圧を印加
し電子を放出させる一対の素子電極により構成される複
数の冷陰極型の電子放出素子を行列状に配列した電子
源、該電子放出部に対向配置され該電子放出部より放出
された電子に作用する加速電圧を印加する加速電極、該
電子源と該加速電極間に絶縁性部材より成るスペーサを
配置してなる電子線装置において、前記スペーサは電子
放出素子の行間又は列間に配設され、且つ、前記電子放
出部から放出した電子の軌道近傍部分が除去されている
ことを特徴とする電子線装置。
4. An electron source in which a plurality of cold-cathode-type electron-emitting devices each including an electron-emitting portion and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron-emitting portion to emit electrons are arranged in a matrix. An electron beam device comprising an acceleration electrode disposed opposite to the emission section and applying an acceleration voltage acting on electrons emitted from the electron emission section, and a spacer comprising an insulating member disposed between the electron source and the acceleration electrode. The electron beam apparatus, wherein the spacer is disposed between rows or columns of the electron-emitting device, and a portion near the orbit of the electrons emitted from the electron-emitting portion is removed.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
電子線装置において、前記スペーサの表面に高抵抗膜が
形成されていることを特徴とする電子線装置。
5. The electron beam device according to claim 1, wherein a high resistance film is formed on a surface of the spacer.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の
電子線装置において、前記スペーサの上端と下端に導電
部を有し、該導電部が前記電子源と前記加速電極の配線
部と接続していることを特徴とする電子線装置。
6. The electron beam apparatus according to claim 1, further comprising a conductive part at an upper end and a lower end of the spacer, wherein the conductive part is a wiring part between the electron source and the acceleration electrode. An electron beam device characterized by being connected to:
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
電子線装置において、前記電子放出素子は対向する一対
の素子電極と前記素子電極間に跨る電子放出部を含む薄
膜とで構成される表面伝導型電子放出素子であることを
特徴とする電子線装置。
7. The electron beam device according to claim 1, wherein the electron-emitting device includes a pair of opposing element electrodes and a thin film including an electron-emitting portion extending between the element electrodes. An electron beam device, characterized in that the electron beam device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項8】 請求項7に記載の電子線装置において、
前記薄膜が導電性微粒子で構成された膜であることを特
徴とする電子線装置。
8. The electron beam apparatus according to claim 7, wherein
An electron beam apparatus, wherein the thin film is a film composed of conductive fine particles.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の
電子線装置において、前記電子源上に前記素子電極に電
流を供給する複数の行方向配線及び列方向配線とが絶縁
層を介して配置されており、前記一対の素子電極を前記
行方向配線および前記列方向配線とに結線することで、
前記基板上に前記複数の電子放出素子を行列状に配列し
たことを特徴とする電子線装置。
9. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein a plurality of row-direction wirings and column-direction wirings for supplying a current to the element electrode on the electron source form an insulating layer. Are arranged via a wire, and by connecting the pair of element electrodes to the row direction wiring and the column direction wiring,
An electron beam apparatus, wherein the plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix on the substrate.
【請求項10】 請求項1乃至8のいずれか1項に記載
の電子線装置において、前記電子源には複数の行方向配
線が配置されており、前記複数の電子放出素子の素子電
極を前記複数の行方向配線のうちの一対の行方向配線と
それぞれ結線することで、前記基板上に前記複数の該電
子放出素子が行列状に配列したことを特徴とする電子線
装置。
10. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein a plurality of row wirings are arranged in the electron source, and the device electrodes of the plurality of electron-emitting devices are connected to each other. An electron beam apparatus, wherein the plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix on the substrate by being connected to a pair of row-direction wirings of the plurality of row-direction wirings.
【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか1項に記
載の電子線装置において、前記加速電圧により加速され
た電子線の衝突により画像が形成される画像形成部材を
更に有し、画像形成装置として使用されることを特徴と
する電子線装置。
11. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an image forming member on which an image is formed by collision of the electron beam accelerated by the acceleration voltage. An electron beam device used as a device.
JP11005858A 1999-01-12 1999-01-12 Electron beam device Pending JP2000208032A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11005858A JP2000208032A (en) 1999-01-12 1999-01-12 Electron beam device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11005858A JP2000208032A (en) 1999-01-12 1999-01-12 Electron beam device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000208032A true JP2000208032A (en) 2000-07-28

Family

ID=11622685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11005858A Pending JP2000208032A (en) 1999-01-12 1999-01-12 Electron beam device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000208032A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003102999A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Image display device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003102999A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Image display device
US6984933B2 (en) 2002-06-04 2006-01-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Specifically located spacer supports
CN100346444C (en) * 2002-06-04 2007-10-31 株式会社东芝 Image display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3234188B2 (en) Image forming apparatus and manufacturing method thereof
JP3305252B2 (en) Image forming device
JP3187367B2 (en) Electronic device and image forming apparatus using the same
JP3195290B2 (en) Image forming device
JPH1116521A (en) Electron device and image forming device using it
JP3466870B2 (en) Method of manufacturing image forming apparatus
JPH10326579A (en) Image forming device and its manufacture
JP3302293B2 (en) Image forming device
JP4095195B2 (en) Electron beam generator and image forming apparatus
JP3639732B2 (en) Spacer manufacturing method and image display device manufacturing method
JP2000251796A (en) Electron beam device, image display device and manufacture of electron beam device
JPH11317152A (en) Electron beam device, image display device, and manufacture of electron beam device
JP3581586B2 (en) Method of manufacturing spacer and method of manufacturing electron beam device
JP3478706B2 (en) Electron beam apparatus and image forming apparatus
JP2000251785A (en) Electron beam device, and image display device
JP3230729B2 (en) Electron beam apparatus, electron source and image forming apparatus using the same
JP3466868B2 (en) Electron beam generator and image forming apparatus
JP2000243319A (en) Image forming device
JP2000251709A (en) Image forming device
JP2000208072A (en) Image forming device
JP2000208032A (en) Electron beam device
JP2000113997A (en) Antistatic film, member, electron beam device using this member, and image forming device
JPH10284284A (en) Antistatic film and display device
JP2000133172A (en) Panel device, electron source device and image forming device
JPH10302633A (en) Spacer and manufacture of image forming device