JP2000243231A - Electron source substrate and image forming device using the same - Google Patents
Electron source substrate and image forming device using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を用
いた電子源基板、該電子源基板を用いた画像形成装置に
関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electron source substrate using an electron-emitting device, and an image forming apparatus using the electron source substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子放出素子を利用した画像形成
装置として、冷陰極電子放出素子を多数形成した電子源
基板と、透明電極および蛍光体を具備した陽極基板とを
平行に対向させ、真空に排気した平面型の電子線表示パ
ネルが知られている。このような画像形成装置におい
て、電界放出型電子放出素子を用いたものは、例えば、
[I.Brodie,”Advanced techn
ology:flat cold−cathode C
RTs”,Information Display,
1/89,17(1989)]に開示されたものがあ
る。また、表面伝導型電子放出素子を用いたものは、例
えば、U.S.P.5066883号等に開示されてい
る。平面型の電子線表示パネルは、現在広く用いられて
いる陰極線管(cathode ray tube:C
RT)表示装置に比べ、軽量化、大画面化を図ることが
でき、また、液晶を利用した平面型表示パネルやプラズ
マ・ディスプレイ、エレクトロルミネッセント・ディス
プレイ等の他の平面型表示パネルに比べて、より高輝
度、高品質な画像を提供することができる。特に、表面
伝導型電子放出素子は構成が単純で製造も容易であり、
電界放出型電子放出素子のようにフォトリソグラフィ技
術を駆使した複雑な製造工程を経ることなく、大面積に
わたって多数素子を配列形成した電子源基板を作製でき
る利点がある。図14および図15は、特開平06−3
42636号公報において開示された、表面伝導型電子
放出素子を用いた電子源基板の一例を示したものであ
る。図14は電子源の一部の平面図を示している。ここ
で7は上配線、6下配線、81表面伝導型電子放出素
子、8は層間絶縁層である。図15は、図14における
表面伝導形電子放出素子81を取り出した斜視図であ
る。図15中、91は基板、2,3は素子電極、4は電
子放出部を有する導電性薄膜、5は電子放出部であり、
素子電極2,3はそれぞれ下配線6,上配線7に接続さ
れ、下配線6と上配線7は層間絶縁層8によって電気的
に絶縁されている。ここで、マトリクス状に配置された
上配線7と下配線6にそれぞれ走査信号、情報信号とし
て所定の電圧を順次印加することで、マトリクスの交点
に位置する所定の電子放出素子を選択的に駆動できる。2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus using an electron-emitting device, an electron source substrate on which a large number of cold cathode electron-emitting devices are formed and an anode substrate provided with a transparent electrode and a phosphor are opposed in parallel to each other. 2. Description of the Related Art A flat-type electron beam display panel that has been exhausted is known. In such an image forming apparatus, the one using a field emission type electron emitting element is, for example,
[I. Brodie, "Advanced Techn
ology: flat cold-cathode C
RTs ", Information Display,
1/89, 17 (1989)]. Further, a device using a surface conduction electron-emitting device is described in, for example, U.S. Pat. S. P. No. 5,066,883 and the like. A flat-type electron beam display panel is a cathode ray tube (C) widely used at present.
(RT) It is possible to achieve a reduction in weight and screen size as compared with a display device, and it is also possible to achieve a flat display panel using liquid crystal, a plasma display, an electroluminescent display, and other flat display panels. Thus, a higher-luminance, higher-quality image can be provided. In particular, the surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture,
There is an advantage that an electron source substrate in which a large number of devices are arranged and formed over a large area can be manufactured without going through a complicated manufacturing process utilizing photolithography technology like a field emission type electron emitting device. FIG. 14 and FIG.
This shows an example of an electron source substrate using a surface conduction electron-emitting device disclosed in Japanese Patent No. 42636. FIG. 14 shows a plan view of a part of the electron source. Here, 7 is an upper wiring, 6 a lower wiring, 81 surface conduction electron-emitting devices, and 8 is an interlayer insulating layer. FIG. 15 is a perspective view of the surface conduction electron-emitting device 81 of FIG. In FIG. 15, 91 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film having an electron emitting portion, 5 is an electron emitting portion,
The device electrodes 2 and 3 are respectively connected to a lower wiring 6 and an upper wiring 7, and the lower wiring 6 and the upper wiring 7 are electrically insulated by an interlayer insulating layer 8. Here, predetermined voltages are sequentially applied to the upper wiring 7 and the lower wiring 6 arranged in a matrix as a scanning signal and an information signal, respectively, to selectively drive a predetermined electron-emitting device located at the intersection of the matrix. it can.
【0003】このようなマトリクス配置された電子源基
板は、比較的簡単なフォトリソグラフィ技術を用いるこ
とによって作製できるが、より大きな基板を形成する場
合は、印刷技術を用いるのが好ましい。特に、走査信号
を印加する上配線については、1ラインに接続された素
子数が多くなるほど配線を流れる電流量が増加するた
め、配線抵抗による電圧降下が生じるので、配線は厚膜
で形成して抵抗をできるだけ小さくするのが好ましい。
特開平08−180797号公報等には、配線および層
間絶縁層をスクリーン印刷法により形成する製造方法が
開示されている。その他の部材についても、例えば、特
開平09−17333号公報等には、素子電極をオフセ
ット印刷法等により形成する製造方法が開示されてお
り、導電性薄膜においては、インクジェット法により形
成する製造方法が特開平09−69334号公報等に開
示されている。これらの印刷技術を用いることで、大面
積の電子源基板を容易に製造することができる。[0003] Such an electron source substrate arranged in a matrix can be manufactured by using a relatively simple photolithography technique. However, when a larger substrate is formed, it is preferable to use a printing technique. In particular, as for the upper wiring to which a scanning signal is applied, since the amount of current flowing through the wiring increases as the number of elements connected to one line increases, a voltage drop occurs due to wiring resistance. Preferably, the resistance is as low as possible.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-180797 discloses a manufacturing method in which wirings and interlayer insulating layers are formed by a screen printing method. Regarding other members, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-17333 discloses a manufacturing method of forming element electrodes by an offset printing method or the like, and a manufacturing method of forming an electroconductive thin film by an inkjet method. Is disclosed in JP-A-09-69334 and the like. By using these printing techniques, a large-area electron source substrate can be easily manufactured.
【0004】次に、表面伝導型電子放出素子について説
明する。表面伝導型電子放出素子は基板上に形成された
小面積の導電性薄膜に、膜面に並行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、SnO2 薄膜を用
いたもの[M.I.Elinson, RadioEn
g.Electron Phys.,10,1290,
(1965)]、Au薄膜によるもの[G.Ditmm
er, Thin Solid Films,9,31
7(1972)]、図13に示すようなIn2 O3 /S
nO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and
C.G.Fonsted, IEEE Trans.
ED Conf.,519(1975)]、カーボン薄
膜によるもの[荒木久他:真空、第26巻、第1号、2
2頁(1983)]等が報告されているが、例えば、特
開平02−56822号公報において、酸化パラジウム
等の金属微粒子膜を用いた表面伝導型電子放出素子を開
示している。Next, a surface conduction electron-emitting device will be described. The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted by passing a current through a small-area conductive thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, a device using a SnO 2 thin film [M. I. Elinson, RadioEn
g. Electron Phys. , 10, 1290,
(1965)], an Au thin film [G. Ditmm
er, Thin Solid Films, 9, 31
7 (1972)] and In 2 O 3 / S as shown in FIG.
nO 2 thin film [M. Hartwell and
C. G. FIG. Fonsted, IEEE Trans.
ED Conf. , 519 (1975)], using carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 2
2 (1983)] and the like. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-56822 discloses a surface conduction electron-emitting device using a metal fine particle film of palladium oxide or the like.
【0005】表面伝導型電子放出素子を作製するにあた
っては、通常、導電性薄膜にフォーミングと呼ばれる通
電処理によって電子放出部を形成するのが一般的であ
る。フォーミングとは導電性薄膜の両端に直流電圧ある
いは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば1V/分程度
を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もしく
は変質せしめ、間隙を形成する処理である。なお、フォ
ーミング処理を施した後、導電性薄膜に電圧を印加し、
素子に電流を流すことにより、間隙近傍から電子を放出
せしめるものである。このとき、電子の放出する部位を
電子放出部と呼ぶ。In manufacturing a surface conduction electron-emitting device, an electron-emitting portion is generally formed on a conductive thin film by an energization process called forming. Forming is a process of applying a direct current voltage or a very slowly increasing voltage, for example, about 1 V / min, to both ends of a conductive thin film and energizing the conductive thin film to locally destroy, deform or alter the conductive thin film, thereby forming a gap. is there. After the forming process, a voltage is applied to the conductive thin film,
By passing a current through the element, electrons are emitted from the vicinity of the gap. At this time, a portion from which electrons are emitted is called an electron emitting portion.
【0006】さらに、例えば特開平7−235255号
公報に開示されているように、フォーミングを終えた素
子に対して活性化処理と呼ばれる処理を施し、より良好
な電子放出を得ることができる。活性化工程は、有機物
質のガスを含有する雰囲気下で、フォーミング処理同
様、素子にパルス電圧の印加を繰り返すことで行うこと
ができ、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素あるい
は炭素化合物が素子上に堆積し、素子電流If,放出電
流Ieが、著しく増加するようになる。Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-235255, a process called an activation process is performed on an element after forming, so that better electron emission can be obtained. The activation step can be performed by repeatedly applying a pulse voltage to the element in an atmosphere containing a gas of an organic substance, similarly to the forming treatment. From the organic substance present in the atmosphere, carbon or a carbon compound can be obtained. The element current If and the emission current Ie are remarkably increased.
【0007】このような処理を経て作製された表面伝導
型電子放出素子は、例えばフラットパネルディスプレイ
等の画像形成装置に適用可能な電子源として十分な電子
放出特性を有する。A surface conduction electron-emitting device manufactured through such a process has sufficient electron emission characteristics as an electron source applicable to an image forming apparatus such as a flat panel display.
【0008】従って、上述のように、印刷技術を用い
て、表面伝導型電子放出素子からなる大面積の電子源基
板を作製することによって、大面積の画像形成装置、例
えば大画面フラットパネルディスプレイを実現すること
ができる。Therefore, as described above, by manufacturing a large-area electron source substrate composed of surface conduction electron-emitting devices by using a printing technique, a large-area image forming apparatus, for example, a large-screen flat panel display is manufactured. Can be realized.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、十分な
電子放出量と寿命、安定性を有する電子放出素子を大面
積の電子源基板に形成する場合、以下に述べるような問
題がある。However, when an electron-emitting device having a sufficient amount of electron emission, a sufficient life, and stability is formed on a large-area electron source substrate, there are the following problems.
【0010】数十インチの大面積の画像形成装置用の電
子源基板として、例えば、石英からなる基板を用いる
と、画像形成装置に用いる部材の熱膨張係数を揃えるた
め、電子源基板以外に用いるガラス部材も石英を用いる
必要があり、その結果、コストが高くなり、大量生産に
適さなくなる。また、石英を封着するための実用的なフ
リットガラスがないなど、特別なプロセスを選択する必
要がある。そこで、コストを下げることを前提として考
えると、ソーダライムガラス(青板ガラス)などのアル
カリ含有ガラスを用いるのが好ましい。しかしながら、
表面伝導型電子放出素子は、その電子放出部が基板表面
に接して形成されるために、素子形成時の熱工程、ある
いは素子を駆動した際の熱がアルカリ含有ガラス表面に
も伝わり、アルカリ金属の中でも特に、ナトリウム金属
やナトリウム化合物の析出が生じやすい。素子近傍でナ
トリウムが析出すると、その一部が導電性薄膜中に含有
されることにより導電性薄膜の電気的性質を変えてしま
うので、フォーミング工程等の素子形成プロセスの不安
定化や、電子放出特性の変動や劣化の原因となる。When a substrate made of, for example, quartz is used as an electron source substrate for an image forming apparatus having a large area of several tens of inches, it is used for other than the electron source substrate in order to make the thermal expansion coefficients of members used in the image forming apparatus uniform. It is necessary to use quartz also for the glass member, and as a result, the cost increases and the glass member is not suitable for mass production. In addition, it is necessary to select a special process such as no practical frit glass for sealing quartz. Therefore, on the assumption that the cost is reduced, it is preferable to use an alkali-containing glass such as soda lime glass (blue plate glass). However,
In the surface conduction electron-emitting device, since the electron-emitting portion is formed in contact with the substrate surface, a heat process at the time of forming the device or heat when driving the device is transmitted to the surface of the alkali-containing glass, and the alkali metal Among them, precipitation of sodium metal or sodium compound is particularly likely to occur. When sodium is deposited near the element, a part of the element is contained in the conductive thin film, thereby changing the electrical properties of the conductive thin film. It causes fluctuation and deterioration of characteristics.
【0011】また、ソーダライムガラス基板の表面にコ
ート層を設けてナトリウムの析出を防止することも考え
られるが、基板中のナトリウム含有率が多いとコート層
とガラス基体との濃度差によりナトリウムがコート層中
に拡散してしまう危険があった。It is also conceivable to provide a coating layer on the surface of the soda lime glass substrate to prevent the precipitation of sodium. However, if the sodium content in the substrate is high, sodium is reduced due to the difference in concentration between the coating layer and the glass substrate. There was a risk of diffusion into the coat layer.
【0012】本発明は、上述した課題、すなわち、ソー
ダライムガラス基板からのナトリウム金属やナトリウム
化合物の析出により、導電性薄膜の電気的性質が変化
し、フォーミング工程等の素子形成プロセスの不安定化
や、電子放出特性の変動や劣化を生じるという問題を解
決するために成されたものであり、高性能な電子源基板
を提供し、ひいては良好な画像を長時間にわたり保持し
得る平面型の大面積画像形成装置を提供することを目的
とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, that is, the deposition of sodium metal or a sodium compound from a soda lime glass substrate changes the electrical properties of a conductive thin film, thereby destabilizing an element forming process such as a forming step. The purpose of the present invention is to provide a high-performance electron source substrate, which is capable of maintaining a good image for a long time. It is an object to provide an area image forming apparatus.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の電子源基
板は、ガラス基体と、該ガラス基体上に形成された、一
対の素子電極と間隙部を有する導電性薄膜からなる電子
放出素子を複数配置した電子源基板であって、該ガラス
基体のナトリウム含有率が2%以下であることを特徴と
する。That is, an electron source substrate according to the present invention comprises an electron-emitting device comprising a glass substrate and a conductive thin film having a pair of device electrodes and a gap formed on the glass substrate. A plurality of electron source substrates, wherein the glass substrate has a sodium content of 2% or less.
【0014】また、上記間隙部を有する導電性薄膜とし
て、PdないしPdO、あるいはそれらの混合物を主成
分とする薄膜が好ましく用いられ、該導電性薄膜のナト
リウム含有率を0.1%以下とするのが望ましい。Further, as the conductive thin film having the gap, a thin film containing Pd or PdO or a mixture thereof as a main component is preferably used, and the sodium content of the conductive thin film is set to 0.1% or less. It is desirable.
【0015】更には、上記電子放出素子としては、表面
伝導型電子放出素子が好ましく用いられ、上記電子放出
部には、炭素あるいは炭素化合物、あるいはそれらを主
成分とする堆積物を有するものを好ましく用いることが
できる。Further, as the above-mentioned electron-emitting device, a surface conduction electron-emitting device is preferably used, and in the above-mentioned electron-emitting portion, one having carbon or a carbon compound or a deposit containing these as a main component is preferable. Can be used.
【0016】さらに、本発明は、上記電子放出素子を基
板上に複数個配置して、入力信号に応じて電子を放出す
る電子源基板、基板上に複数の電子放出素子を複数個並
列に配置し、個々の素子の両端を金属配線に接続した電
子放出素子の行を複数もち、更に、変調手段を有する電
子源基板、基板に、互いに電気的に絶縁されたm本のX
方向金属配線とn本のY方向金属配線とに、該電子放出
素子の一対の素子電極とを接続した電子放出素子を複数
個配列した電子源基板に好ましく適用される。Further, the present invention provides an electron source substrate for arranging a plurality of the above-mentioned electron-emitting devices on a substrate and emitting electrons in response to an input signal, and arranging a plurality of the electron-emitting devices on the substrate in parallel. A plurality of rows of electron-emitting devices having both ends of each element connected to a metal wiring, and furthermore, an electron source substrate having a modulating means, and m X electrically insulated from each other on the substrate.
The present invention is preferably applied to an electron source substrate in which a plurality of electron-emitting devices in which a pair of device electrodes of the electron-emitting device are connected to a directional metal wiring and n Y-direction metal wires.
【0017】さらに、本発明は、画像形成部材と上記電
子源基板より構成された、入力信号にもとづいて画像を
形成する画像形成装置をも含む。Further, the present invention also includes an image forming apparatus formed of an image forming member and the above-mentioned electron source substrate, which forms an image based on an input signal.
【0018】本発明は、電子源基板として、ナトリウム
含有量の少ない基板を用いることで、ナトリウム金属や
ナトリウム化合物の析出を抑え、電子放出素子の導電性
薄膜中へのナトリウムの混入を防ぐことができるので、
フォーミングや活性化の工程での不安定性が低減され、
安定で再現性の良い電子源基板を作製することができ
る。また、電子放出素子の駆動中の発熱によるナトリウ
ムの更なる析出も防止できるため、長時間にわたり、安
定で良好な電子放出特性を得ることができる。According to the present invention, by using a substrate having a low sodium content as an electron source substrate, it is possible to suppress the precipitation of sodium metal or a sodium compound and prevent sodium from being mixed into the conductive thin film of the electron-emitting device. So you can
Instability in the forming and activation process is reduced,
A stable and reproducible electron source substrate can be manufactured. Further, since further precipitation of sodium due to heat generation during driving of the electron-emitting device can be prevented, stable and good electron-emitting characteristics can be obtained for a long time.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】(電子放出素子の説明)本発明の
電子源基板について説明する前に、本発明の電子源基板
に使用可能な個々の電子放出素子の一般的な構造および
特性について、図8〜11を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Explanation of Electron Emitting Element) Before describing the electron source substrate of the present invention, general structures and characteristics of individual electron emitting elements that can be used for the electron source substrate of the present invention will be described. This will be described with reference to FIGS.
【0020】図8の(a),(b)は、それぞれ、基本
的な表面伝導型電子放出素子の構成を示す平面図および
断面図である。図8において1は基体、2,3は素子電
極、4は導電性薄膜、5は間隙部である。FIGS. 8A and 8B are a plan view and a sectional view, respectively, showing the structure of a basic surface conduction electron-emitting device. In FIG. 8, 1 is a base, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is a gap.
【0021】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
薄膜4の形状等は、素子の応用形態等によって適宜設計
され、例えば、テレビジョン等の表示装置では、画面サ
イズに対応した画素サイズが設計され、とりわけ、高品
位テレビでは画素サイズが小さく高精細さが要求され
る。そのため、電子放出素子のサイズが限定されたなか
で十分な輝度を得るためには、十分な放出電流が得られ
るように設計される。The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 4 and the like are appropriately designed depending on the application form of the element. For example, in a display device such as a television, a pixel size corresponding to a screen size is used. In particular, a high-definition television requires a small pixel size and high definition. Therefore, in order to obtain a sufficient luminance even when the size of the electron-emitting device is limited, it is designed so that a sufficient emission current is obtained.
【0022】素子電極間隔Lは、数十nmより数百μm
あり、素子電極の製造方法の基本となるフォトリソグラ
フィー技術、即ち、露光機の性能とエッチング方法等、
および、素子電極間に印加する電圧により設定される
が、好ましくは、数μmより数十μmである。The element electrode interval L is from several tens nm to several hundred μm.
Yes, photolithography technology that is the basis of the method for manufacturing device electrodes, that is, the performance of the exposure machine and the etching method,
In addition, although it is set by the voltage applied between the device electrodes, it is preferably several μm to several tens μm.
【0023】素子電極長さWおよび素子電極2,3の膜
厚dは、電極の抵抗値、前述したXY配線との結線、多
数配置された電子源の配置上の問題より適宜設計され、
通常は、素子電極2,3の長さWは数μmから数百μm
であり、素子電極2,3の膜厚dは数nmり数μmであ
る。The element electrode length W and the film thickness d of the element electrodes 2 and 3 are appropriately designed based on the resistance of the electrodes, the connection with the XY wiring, and the arrangement of a large number of electron sources.
Usually, the length W of the device electrodes 2 and 3 is from several μm to several hundred μm.
The thickness d of the device electrodes 2 and 3 is several nm or several μm.
【0024】電子放出素子の製造方法としては様々な方
法が考えられるが、その一例を図9に示す。以下、順を
おって電子放出素子の製造方法を図8および9に基づい
て説明する。Various methods are conceivable as a method of manufacturing the electron-emitting device, one example of which is shown in FIG. Hereinafter, a method of manufacturing the electron-emitting device will be sequentially described with reference to FIGS.
【0025】1)基体1を洗剤、純水および有機溶剤に
より十分に洗浄後、素子電極材料を真空蒸着法、スパッ
タ法等により堆積後、フォトリソグラフィー技術により
素子電極2,3を形成する(図9(a))。1) After sufficiently washing the substrate 1 with a detergent, pure water and an organic solvent, depositing the device electrode material by a vacuum deposition method, a sputtering method or the like, and forming the device electrodes 2 and 3 by photolithography (FIG. 1). 9 (a)).
【0026】2)基体1上に設けられた素子電極2と素
子電極3との間に、有機金属溶液を塗布して乾燥するこ
とにより、有機金属膜を形成する。この後、有機金属膜
を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパ
ターニングし、導電性薄膜4を形成する(図9
(b))。2) An organic metal film is formed between the element electrode 2 and the element electrode 3 provided on the base 1 by applying and drying an organic metal solution. Thereafter, the organic metal film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, or the like to form the conductive thin film 4 (FIG. 9).
(B)).
【0027】3)つづいて、後述するフォーミング処理
を、素子電極2,3間に電圧を不図示の電源によりパル
ス状電圧あるいは、昇電圧の印加により行うと、導電性
薄膜4の部位に構造の変化した間隙部5が形成される
(図9(c))。この通電処理により導電性薄膜4に形
成された間隙部5の近傍から電子放出が生じる。フォー
ミング処理以降の電気的処理は、図10に示す測定評価
装置内で行う。以下に測定評価装置を説明する。3) Subsequently, when a later-described forming process is performed by applying a pulse-like voltage or a rising voltage between the element electrodes 2 and 3 by a power supply (not shown), the structure of the conductive thin film 4 is The changed gap 5 is formed (FIG. 9C). By this energization process, electrons are emitted from the vicinity of the gap 5 formed in the conductive thin film 4. Electrical processing after the forming processing is performed in the measurement and evaluation apparatus shown in FIG. The measurement evaluation device will be described below.
【0028】本発明に適用可能な電子放出素子の一般的
な基本特性について図10、図11を用いて説明する。The general basic characteristics of the electron-emitting device applicable to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0029】図10に示した測定評価装置により測定さ
れた放出電流Ieおよび素子電流Ifと素子電圧Vfの
典型的な例を図11に示す。なお、放出電流Ieは素子
電流Ifに比べて著しく小さいので、図11は任意単位
で示されており、いずれもリニアスケールである。図1
1からも明らかなように、本例の電子放出素子は放出電
流Ieに対する三つの性質を有する。FIG. 11 shows a typical example of the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG. Since the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, FIG. 11 is shown in arbitrary units, and each of them is a linear scale. FIG.
As is clear from FIG. 1, the electron-emitting device of this example has three properties with respect to the emission current Ie.
【0030】まず第1に、本例の素子はある電圧(しき
い値電圧と呼ぶ、図5のVth)以上の素子電圧を印加
すると急激に放出電流Ieが増加し、一方しきい値電圧
Vth以下では放出電流Ieがほとんど検出されない。
すなわち、放出電流Ieに対する明確なしきい値電圧V
thを持った非線形素子である。First, in the device of this embodiment, when a device voltage higher than a certain voltage (called a threshold voltage, Vth in FIG. 5) is applied, the emission current Ie sharply increases, while the threshold voltage Vth Below, the emission current Ie is hardly detected.
That is, a clear threshold voltage V for the emission current Ie
This is a non-linear element having th.
【0031】第2に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依
存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御でき
る。Second, since the emission current Ie depends on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.
【0032】第3に、アノード電極34に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存する。つ
まり、アノード電極34に捕捉される電荷量は、素子電
圧Vfを印加する時間により制御できる。Thirdly, the amount of charge discharged by the anode electrode 34 depends on the time during which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 34 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.
【0033】以上のような表面伝導型電子放出素子の特
性を用いると、入力信号に応じて電子放出特性を容易に
制御できることになる。さらに、本発明の電子源基板に
おいては、基体1のナトリウム含有量を2%以下として
いるため、各電子放出素子は長時間にわたって安定かつ
高輝度な電子放出特性を有し多方面への応用が期待でき
る。When the characteristics of the surface conduction electron-emitting device described above are used, the electron emission characteristics can be easily controlled in accordance with an input signal. Further, in the electron source substrate of the present invention, since the sodium content of the base 1 is set to 2% or less, each electron-emitting device has stable and high-luminance electron emission characteristics for a long time, and is applicable to various fields. Can be expected.
【0034】(電子源基板の説明)以下、図面を参照し
ながら本発明を説明する。図1は、本発明の電子源基板
の一例を示す概略構成図(平面図)で、電子源基板の一
部のみを示している。また、図2(a)は、図1に示し
た電子源基板の一つの電子放出素子を拡大した鳥瞰図で
ある。図2(b)には、図2(a)におけるA−A’断
面図を示した。(Description of Electron Source Substrate) The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram (plan view) showing an example of the electron source substrate of the present invention, and shows only a part of the electron source substrate. FIG. 2A is an enlarged bird's-eye view of one electron-emitting device of the electron source substrate shown in FIG. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
【0035】図1、2および3において、1は基体、
2,3は素子電極、4は導電性薄膜、5は間隙部、6,
7はそれぞれ素子電極2,3に接続された配線、8は配
線6と7を電気的に絶縁するための層間絶縁層である。
なお、配線6,7はそれぞれ、図1中の座標に照らし
て、Y方向配線,X方向配線と呼び、また絶縁層8との
位置関係により、それぞれ下配線,上配線と呼ぶことが
ある。In FIGS. 1, 2 and 3, 1 is a substrate,
2, 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, 5 is a gap, 6,
Reference numeral 7 denotes a wiring connected to the device electrodes 2 and 3, respectively, and reference numeral 8 denotes an interlayer insulating layer for electrically insulating the wirings 6 and 7.
The wirings 6 and 7 may be referred to as a Y-direction wiring and an X-direction wiring, respectively, in view of the coordinates in FIG. 1, and may be referred to as a lower wiring and an upper wiring, respectively, depending on the positional relationship with the insulating layer 8.
【0036】本発明において、基体1としては、例え
ば、ナトリウム等の不純物を減少したガラス、青板ガラ
ス、アルミナ等のセラミックス等が用いられるが、好ま
しくは、ナトリウム含有比率の少ないガラス基板が用い
られる。また、これらの基板にスパッタ法等によりSi
O2 を積層した積層体を用いてもよい。In the present invention, for example, glass with reduced impurities such as sodium, soda lime glass, ceramics such as alumina, etc. are used as the substrate 1, and preferably, a glass substrate having a low sodium content is used. In addition, Si substrates are formed on these substrates by sputtering or the like.
A laminate in which O 2 is laminated may be used.
【0037】ナトリウム含有比率の少ないガラス基板と
は、アルカリ金属元素を実質上含まない無アルカリガラ
ス、アルカリ金属元素の含有率が低いガラス、アルカリ
金属元素を多く含むがナトリウムの含有比率が少なく、
カリウム、ルビジウム、セシウム等を含むガラスを言
う。詳しくは後述するが、これらのガラス基板のナトリ
ウム含有量は2%以下である。The glass substrate having a low sodium content ratio is a non-alkali glass containing substantially no alkali metal element, a glass having a low alkali metal element content, and containing a large alkali metal element but having a low sodium content ratio.
A glass containing potassium, rubidium, cesium, or the like. Although described in detail later, the sodium content of these glass substrates is 2% or less.
【0038】ここで、ナトリウム含有量の少ないガラス
として石英ガラスが知られているが上述したように、石
英ガラスは、画像表示装置を作製する際に封着するため
のガラスフリットが高温になり、コストが高くなるため
大面積の画像表示装置には適さない。Here, quartz glass is known as a glass having a low sodium content. However, as described above, quartz glass becomes hot due to the high temperature of the glass frit used for sealing when an image display device is manufactured. It is not suitable for a large-area image display device due to high cost.
【0039】対向する素子電極2,3の材料としては、
以後の熱処理工程を経ても安定した導電性を有するもの
が好ましく、例えばAu,Pt,Pd等の貴金属或はそ
の合金を主成分とする金属薄膜が用いられる。The materials of the opposing device electrodes 2 and 3 are as follows.
It is preferable to have a stable conductivity even after the subsequent heat treatment step. For example, a metal thin film mainly composed of a noble metal such as Au, Pt, Pd or an alloy thereof is used.
【0040】素子電極2,3の膜厚は、数十nm程度と
すると十分な導電性を有しかつ導電性薄膜4のステップ
カバレージが良好となり好ましい。The film thickness of the device electrodes 2 and 3 is preferably about several tens of nm because it has sufficient conductivity and the step coverage of the conductive thin film 4 is good.
【0041】なお、上記貴金属薄膜を基体1上に形成す
る場合、十分な密着強度が得られない場合がある。その
時は、素子電極2,3と基体1の密着性を上げるために
TiやCr等の卑金属材料を下引きとして形成してもよ
い。When the above-mentioned noble metal thin film is formed on the substrate 1, a sufficient adhesion strength may not be obtained. At this time, a base metal material such as Ti or Cr may be formed as an undercoat in order to increase the adhesion between the device electrodes 2 and 3 and the base 1.
【0042】導電性薄膜4には、良好な電子放出特性を
得るために、微粒子で構成された微粒子膜が好ましく用
いられる。As the conductive thin film 4, a fine particle film composed of fine particles is preferably used in order to obtain good electron emission characteristics.
【0043】導電性薄膜4の熱的安定性は電子放出特性
および寿命を支配する重要なパラメータであるため、導
電性薄膜4の材料としてより高融点な材料を用いるのが
望ましい。しかしながら、通常、導電性薄膜4の融点が
高いほど後述する通電フォーミングが困難となり、間隙
部5形成のためにより大きな電力が必要となる。さら
に、その結果得られる電子放出部は、電子放出し得る印
加電圧(しきい値電圧)が上昇するという問題が生じる
場合がある。Since the thermal stability of the conductive thin film 4 is an important parameter that governs the electron emission characteristics and lifetime, it is desirable to use a material having a higher melting point as the material of the conductive thin film 4. However, in general, the higher the melting point of the conductive thin film 4, the more difficult it is to carry out the energization forming, which will be described later. Further, the resulting electron-emitting portion may have a problem that the applied voltage (threshold voltage) at which electrons can be emitted increases.
【0044】従って、導電性薄膜4の材料は、適度に高
い融点を有し、比較的低いフォーミング電力で良好な電
子放出特性を有する間隙部5が形成可能な材料・形態の
ものを選ぶのがよい。Therefore, the material of the conductive thin film 4 should be selected from those having a moderately high melting point and capable of forming the gap 5 having good electron emission characteristics at a relatively low forming power. Good.
【0045】また、導電性薄膜4の膜厚は、素子電極
2,3へのステップカバレージ、素子電極2,3間の抵
抗値および後述するフォーミング条件等を考慮して設定
されるが、良好な電子放出特性を得るためには、数nm
程度の微粒子で構成された数nm〜数十nm程度の微粒
子膜が好ましく用いられる。The thickness of the conductive thin film 4 is set in consideration of the step coverage of the device electrodes 2 and 3, the resistance between the device electrodes 2 and 3, a forming condition described later, and the like. In order to obtain electron emission characteristics, several nm
A fine particle film of about several nm to several tens nm composed of about fine particles is preferably used.
【0046】上述の条件に対し、PdOは、有機パラジ
ウム化合物の大気中焼成により容易に薄膜形成できるこ
と、半導体であるため比較的電気伝導度が低くフォーミ
ングに有する電力が低いこと、間隙部5形成時あるいは
その後、容易に還元して金属パラジウムとすることがで
きるので膜抵抗を低減し得ること、等から導電性薄膜4
に好適な材料として用いることができる。Under the above-mentioned conditions, PdO can be easily formed into a thin film by baking an organic palladium compound in the air, has relatively low electric conductivity because it is a semiconductor, has low electric power for forming, Alternatively, the conductive thin film 4 can be easily reduced to metal palladium, so that the film resistance can be reduced.
It can be used as a suitable material.
【0047】さて、このPdO微粒子膜の耐久性は、電
子放出素子として用いるのに十分なものであるが、ナト
リウムがPdO微粒子膜中に混入することによって、電
気特性が不安定となる。The durability of the PdO fine particle film is sufficient for use as an electron-emitting device. However, when sodium is mixed in the PdO fine particle film, the electrical characteristics become unstable.
【0048】PdO微粒子膜にナトリウムが混入した場
合、如何なる理由で上述の問題が発生するかは、必ずし
も明確ではない。しかしながら、膜中にナトリウムが
0.1%を超える量含有されると、電気抵抗は最大で一
桁程度下がり、後述するフォーミング工程、あるいは活
性化工程が極めて不安定なものとなる。さらには、上述
のように、還元により膜抵抗を低減させようとした場
合、極めて長い還元時間を要するようになる。It is not always clear why the above problem occurs when sodium is mixed in the PdO fine particle film. However, when sodium is contained in the film in an amount exceeding 0.1%, the electric resistance is lowered by about one digit at the maximum, and the forming step or the activation step described later becomes extremely unstable. Further, as described above, when the film resistance is reduced by reduction, an extremely long reduction time is required.
【0049】さて、基体1にナトリウムが含有されてい
る場合、後に述べる電子源基板の形成工程中の熱工程に
おいて、基板表面にナトリウムが析出する。基板表面に
析出したナトリウムが0.1%を超えて導電性薄膜4に
混入すると、上述の問題が発生する。また、素子を駆動
した際の発熱により、ナトリウムがさらに析出してくる
場合がある。この場合も、導電性薄膜4中にナトリウム
が0.1%を超えて含まれるようになると、導電性薄膜
4の電気特性が変動し、不安定化や劣化を引き起こすこ
とになる。When the substrate 1 contains sodium, sodium precipitates on the surface of the substrate in a heating step in a step of forming an electron source substrate described later. If the sodium precipitated on the substrate surface exceeds 0.1% and mixes with the conductive thin film 4, the above-described problem occurs. In some cases, sodium is further precipitated due to heat generated when the element is driven. Also in this case, if sodium exceeds 0.1% in the conductive thin film 4, the electrical characteristics of the conductive thin film 4 fluctuate, causing instability and deterioration.
【0050】従って、本発明における基体1に含有でき
る最大のナトリウム含有量は、フォーミング工程、活性
化工程、および駆動時においても、導電性薄膜4に含有
されるナトリウムの濃度が0.1%を超えない量に制限
される。Therefore, the maximum sodium content that can be contained in the substrate 1 in the present invention is such that the concentration of sodium contained in the conductive thin film 4 is 0.1% even during the forming step, the activation step, and the driving. Limited to no more.
【0051】予備検討として、SiO2 −Na2 O二成
分ガラスにおいてナトリウム含有量を種々変えた基板を
用意し、後述する加熱工程を経た上でPdO微粒子膜中
のナトリウム混入量を二次イオン質量分析(SIMS)
で測定したところ、PdO微粒子膜中のナトリウム混入
量が0.1%を超えないためのには、基体中のナトリウ
ム含有量の最大値は2%以下であることがわかった。
尚、本明細書において含有量を%で示す時は、この二次
イオン質量分析で測定した含有量で示している。As a preliminary study, a substrate in which the sodium content of the SiO 2 —Na 2 O binary glass was changed in various ways was prepared, and after passing through a heating step described later, the amount of sodium mixed in the PdO fine particle film was determined by the secondary ion mass. Analysis (SIMS)
As a result, it was found that the maximum value of the sodium content in the substrate was 2% or less so that the amount of sodium contained in the PdO fine particle film did not exceed 0.1%.
In this specification, when the content is indicated by%, it is indicated by the content measured by the secondary ion mass spectrometry.
【0052】間隙部5は、導電性薄膜4の一部に形成さ
れた亀裂であり、この間隙部5近傍より電子が放出され
る。その間隙内部に数nmより数十nmの粒径の導電性
微粒子、すなわち、PdOやPdOが還元して生じたP
d金属の微粒子を多数個有する場合もあり、導電性薄膜
4の膜厚および後述する通電処理条件等の製法に依存し
ている。また、前記導電性微粒子は、導電性薄膜4を構
成する材料の元素の一部あるいは全てと同様のものであ
る。また、間隙部5の一部、更には、間隙部5の近傍の
導電性薄膜4には、後述する活性化工程を経ることによ
り、炭素および炭素化合物を有する。この炭素および炭
素化合物の役割については、電子放出部を構成する物質
として電子放出特性を支配するものと推察されている。The gap 5 is a crack formed in a part of the conductive thin film 4, and electrons are emitted from the vicinity of the gap 5. Inside the gap, conductive fine particles having a particle size of several nm to several tens nm, that is, PdO or P
There may be a case where a large number of fine particles of d metal are present, and this depends on the manufacturing method such as the thickness of the conductive thin film 4 and the energization processing conditions described later. The conductive fine particles are similar to some or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 4. Further, a part of the gap 5 and the conductive thin film 4 near the gap 5 have carbon and a carbon compound through an activation step described later. The role of carbon and carbon compounds is presumed to control the electron emission characteristics as a material constituting the electron emission portion.
【0053】配線6,7は、図1に示すように、複数の
電子放出素子に給電するためのものである。The wirings 6 and 7 are for supplying power to a plurality of electron-emitting devices as shown in FIG.
【0054】m本のX方向配線7はDX1、DX2、・
・・DXm、nのY方向配線6はDY1、DY2、・・
・DYnからなり、それぞれ、多数の電子放出素子にほ
ぼ均等な電圧が供給されるように、材料、膜厚、配線幅
等が設計される。これらm本のX方向配線7とn本のY
方向配線7の間には、層間絶縁層8が設置され、電気的
に分離されて、マトリクス配線を構成する(このm,n
は共に正の整数)。The m X-directional wirings 7 are DX1, DX2,.
..DXm, n Y-direction wiring 6 is DY1, DY2,.
The material, the film thickness, the wiring width, and the like are designed so that a substantially uniform voltage is supplied to a large number of electron-emitting devices. These m X-directional wires 7 and n Y wires
Between the directional wirings 7, an interlayer insulating layer 8 is provided and electrically separated to form a matrix wiring (these m and n).
Are both positive integers).
【0055】層間絶縁層8の形状、材料、膜厚、製法
は、配線6と配線7の交差部の電位差に耐え得るように
適宜設定できるが、配線6,7と同様、印刷法により形
成できるものが好ましく、ガラスペーストを印刷して得
られるガラスの厚膜層が用いられる。The shape, material, film thickness, and manufacturing method of the interlayer insulating layer 8 can be appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the wiring 6 and the wiring 7, but can be formed by a printing method like the wirings 6 and 7. Preferably, a thick film layer of glass obtained by printing a glass paste is used.
【0056】図1に示した構成、すなわちマトリクス配
置の構成において、X方向配線7には、X方向に配列し
た電子放出素子の行を選択するための走査信号を印加す
る不図示の走査信号印加手段が接続され、Y方向配線6
には、Y方向に配列した電子放出素子の各列を入力信号
に応じて、変調するための不図示の変調信号発生手段が
接続される。In the configuration shown in FIG. 1, that is, in the configuration of the matrix arrangement, a scanning signal (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the electron-emitting devices arranged in the X direction is applied to the X-direction wiring 7. Means are connected, and the Y-direction wiring 6
Is connected to a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the electron-emitting devices arranged in the Y direction according to an input signal.
【0057】各電子放出素子に印加される駆動電圧は、
当該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧とし
て供給され、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素
子を選択し、独立に駆動可能とすることができる。The driving voltage applied to each electron-emitting device is
It is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the element, and individual elements can be selected using a simple matrix wiring and can be independently driven.
【0058】一方、この他に、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し、この配線と直交する方向で、該電子放出素
子の上方に配した制御電極により、電子放出素子からの
電子を制御駆動するはしご状配置のもの等があるが、本
発明は、特にこれらの配置によって限定されるものでは
ない。On the other hand, in addition to the above, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged, and the electron-emitting devices are arranged in a direction orthogonal to the wiring. There is a ladder-like arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by a control electrode arranged above, but the present invention is not particularly limited by these arrangements.
【0059】さて、本発明の電子源基板の製造方法とし
ては様々な方法が考えられるが、その一例を図3および
4に示す。以下、順をおって電子源基板の製造方法を図
1、2、3および図4に基づいて説明する。Now, various methods are conceivable as a method of manufacturing the electron source substrate of the present invention. One example is shown in FIGS. Hereinafter, a method of manufacturing the electron source substrate will be sequentially described with reference to FIGS.
【0060】1)ナトリウム含有量が2%以下であるガ
ラス基体1を洗剤、純水および有機溶剤により十分に洗
浄後、素子電極材料を、真空蒸着法、スパッタ法等によ
り堆積し、フォトリソグラフィ技術により素子電極2,
3を形成する(図3(a))。素子電極2,3の形成
は、オフセット印刷等の印刷技術を用い、有機金属系ペ
ーストを塗布後、焼成することによって形成することも
できる。1) After sufficiently cleaning the glass substrate 1 having a sodium content of 2% or less with a detergent, pure water and an organic solvent, the element electrode material is deposited by a vacuum evaporation method, a sputtering method or the like, and the photolithography technique is used. The device electrode 2,
3 is formed (FIG. 3A). The element electrodes 2 and 3 can also be formed by applying a printing technique such as offset printing, applying an organometallic paste, and then firing the paste.
【0061】2)素子電極2,3を形成した基体1に、
スクリーン印刷法により導電性ペーストのパターンを形
成し、該導電性ペーストのパターンを焼成することで金
属から成る下配線6を形成する(図3(b))。2) On the substrate 1 on which the device electrodes 2 and 3 are formed,
A pattern of a conductive paste is formed by a screen printing method, and the lower wiring 6 made of metal is formed by firing the pattern of the conductive paste (FIG. 3B).
【0062】3)さらに、下配線6の所望の位置、すな
わち、以後の工程で形成する上配線7と交差する位置
に、層間絶縁層8を形成する(図3(c))。層間絶縁
層8についても、スクリーン印刷法によりガラスペース
トのパターンを形成し、該ガラスペーストのパターンを
焼成することで形成できる。なお、層間絶縁層8に十分
な絶縁性を付与するために膜厚を厚くしたい場合は、上
記印刷・焼成を所望の回数繰り返すこともできる。3) Further, an interlayer insulating layer 8 is formed at a desired position of the lower wiring 6, that is, at a position crossing the upper wiring 7 to be formed in a subsequent step (FIG. 3C). The interlayer insulating layer 8 can also be formed by forming a glass paste pattern by a screen printing method and firing the glass paste pattern. When it is desired to increase the film thickness in order to impart sufficient insulating properties to the interlayer insulating layer 8, the printing and baking can be repeated a desired number of times.
【0063】4)つづいて、下配線6上に形成された層
間絶縁層8上で交差するように、上配線7を形成する
(図4(a))。上配線7も、下配線6同様に、導電性
ペーストのパターンを形成し、該導電性ペーストのパタ
ーンを焼成することで形成できる。4) Subsequently, the upper wiring 7 is formed so as to intersect on the interlayer insulating layer 8 formed on the lower wiring 6 (FIG. 4A). Similarly to the lower wiring 6, the upper wiring 7 can be formed by forming a pattern of a conductive paste and firing the pattern of the conductive paste.
【0064】5)上記基体1上に設けられた素子電極2
と素子電極3との間に、有機パラジウム化合物の溶液を
塗布して乾燥することにより、有機パラジウム化合物か
らなる膜を形成する。この後、有機パラジウム化合物膜
を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパ
ターニングし、PdO微粒子からなる導電性薄膜4を形
成する(図4(b))。なお、ここでは、有機金属溶液
の塗布法により説明したが、これに限るものでなく、真
空蒸着法、スパッタ法、CVD法、分散塗布法、ディッ
ピング法、スピンナー法、インクジェット法等によって
形成される場合もある。5) Device electrode 2 provided on base 1
A film made of an organic palladium compound is formed by applying and drying a solution of an organic palladium compound between the substrate and the element electrode 3. Thereafter, the organic palladium compound film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, or the like to form a conductive thin film 4 made of PdO fine particles (FIG. 4B). Note that, here, the description has been made with the application method of the organometallic solution, but the present invention is not limited thereto, and is formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a dispersion coating method, a dipping method, a spinner method, an inkjet method, or the like. In some cases.
【0065】6)つづいて、フォーミングと呼ばれる通
電処理を、素子電極2,3間、すなわち配線6,7間に
電圧を不図示の電源によりパルス状電圧あるいは、昇電
圧の印加により行うと、導電性薄膜4の部位に構造の変
化した間隙部5が形成される(図4(c))。この通電
処理により導電性薄膜4を局所的に破壊、変形もしくは
変質せしめ、亀裂構造の形成された部位近傍から電子放
出が生じる。6) Subsequently, when an energizing process called forming is performed between the device electrodes 2 and 3, that is, between the wirings 6 and 7 by applying a pulse-like voltage or a rising voltage from a power supply (not shown), the conductivity becomes higher. A gap 5 having a changed structure is formed at the portion of the conductive thin film 4 (FIG. 4C). This energization treatment locally destroys, deforms, or alters the conductive thin film 4, and emits electrons from the vicinity of the portion where the crack structure is formed.
【0066】フォーミング処理は、パルス波高値が定電
圧のパルスを印加する場合とパルス波高値を増加させな
がら、電圧パルスを印加する場合とがある。In the forming process, there are a case where a pulse having a constant pulse peak value is applied and a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value.
【0067】まず、パルス波高値が定電圧のパルスを印
加する場合の電圧波形を図5の(a)に示す。図5の
(a)中、T1およびT2は電圧波形のパルス幅とパル
ス間隔であり、T1を1sec〜10msec、T2を
10μsec〜100msecとし、三角波の波高値
(フォーミング時のピーク電圧)は適宜選択する。First, FIG. 5A shows a voltage waveform when a pulse having a constant pulse height is applied. In FIG. 5A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, T1 is 1 sec to 10 msec, T2 is 10 μsec to 100 msec, and the peak value of the triangular wave (the peak voltage at the time of forming) is appropriately selected. I do.
【0068】次に、パルス波高値を増加させながら、電
圧パルスを印加する場合の電圧波形を、図5の(b)に
示す。図5の(b)中、T1およびT2は電圧波形のパ
ルス幅とパルス間隔であり、T1を1sec〜10ms
ec、T2を10μsec〜100msecとし、三角
波の波高値(フォーミング時のピーク電圧)は、例えば
0.1Vステップ程度づつ、増加させる。Next, FIG. 5B shows a voltage waveform when a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value. In FIG. 5B, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and T1 is 1 sec to 10 ms.
ec and T2 are set to 10 μsec to 100 msec, and the peak value (peak voltage at the time of forming) of the triangular wave is increased by, for example, about 0.1 V steps.
【0069】なお、フォーミング処理は、フォーミング
用パルスの間に、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形し
ない程度の電圧例えば0.1V程度のパルス電圧を挿入
して素子電流を測定し、その電流が所定の値以下に減少
したところで終了する。In the forming process, a pulse voltage of, for example, about 0.1 V is inserted between the forming pulses so that the conductive thin film 4 is not locally broken or deformed, and the element current is measured. The process ends when the current decreases below a predetermined value.
【0070】7)次に、フォーミングが終了した素子に
適宜活性化処理を施す。活性化処理の工程は、有機物質
を含有する雰囲気下で、上記フォーミング処理同様、パ
ルス電圧を印加することによって行うが、この雰囲気
は、電子源基板を真空容器内に配し、適当な有機物質を
導入することによって得られる。なお、後述する画像形
成装置のように、電子源基板を用いて真空外囲器を形成
する場合は、その真空外囲器内に有機物質を導入するこ
とで活性化処理を行なうことができる。7) Next, an activation process is appropriately performed on the formed element. The activation process is performed by applying a pulse voltage in the same manner as the above-described forming process in an atmosphere containing an organic substance. Is obtained by introducing In the case where a vacuum envelope is formed using an electron source substrate as in an image forming apparatus described later, the activation process can be performed by introducing an organic substance into the vacuum envelope.
【0071】活性化工程における、印加電圧の電圧波形
の一例を図12に示す。同図において、T1およびT2
は夫々電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。FIG. 12 shows an example of the voltage waveform of the applied voltage in the activation step. In the figure, T1 and T2
Are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, respectively.
【0072】適当な有機物質としては、アルカン、アル
ケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素
類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン
類、ニトリル類、フェノール、カルボン、スルホン酸等
の有機酸類等を挙げることが出来、具体的には、メタ
ン、エタン、プロパン等Cn H2n+2で表される飽和炭化
水素、エチレン、プロピレン等Cn H2n等の組成式で表
される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノー
ル、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エ
チルアミン、フェノール、ベンゾニトリル、アセトニト
リル、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。Suitable organic substances include alkanes, alkenes, aliphatic hydrocarbons of alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, nitriles, phenols, carboxyls, sulfonic acids and the like. can be mentioned organic acids such as, specifically, methane, ethane, saturated hydrocarbon represented by propane C n H 2n + 2, ethylene, expressed by a composition formula such as propylene, etc. C n H 2n Unsaturated hydrocarbons, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, benzonitrile, acetonitrile, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like.
【0073】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
素子電流If,放出電流Ieが、著しく変化するように
なる。活性化工程の終了判定は、素子電流Ifおよび/
または放出電流Ieを測定しながら適宜行う。なおパル
ス幅、パルス間隔、パルス波高値等は適宜設定される。By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from organic substances existing in the atmosphere,
The element current If and the emission current Ie change remarkably. The end of the activation step is determined based on the device currents If and / or
Alternatively, the measurement is appropriately performed while measuring the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.
【0074】炭素および炭素化合物とは、例えばグラフ
ァイト(いわいるHOPG、PG、GCを包含する;H
OPGはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、PGは結
晶粒が20nm程度で結晶構造がやや乱れたもの、GC
は結晶粒が2nm程度になり結晶構造の乱れがさらに大
きくなったものを指す。)、非晶質カーボン(アモルフ
ァスカーボンおよび、アモルファスカーボンと前記グラ
ファイトの微結晶の混合物を指す)である。Carbon and carbon compounds include, for example, graphite (including so-called HOPG, PG, GC; H
OPG is a crystal structure of almost perfect graphite, PG is a crystal having a crystal grain of about 20 nm and a slightly disordered crystal structure, GC
Indicates that the crystal grain is about 2 nm and the disorder of the crystal structure is further increased. ) And amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the aforementioned microcrystals of graphite).
【0075】8)こうして作製した電子源基板に、好ま
しくは、安定化工程を行う。この工程は、活性化処理時
に導入した有機物質の残留物を排気する工程である。真
空容器内の圧力は、1〜3×10-7Torr以下が好ま
しく、さらに1×10-8Torr以下が特に好ましい。
真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生する
オイルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを
使用しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソ
ープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙
げることが出来る。さらに真空容器内を排気するときに
は、真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子源
基板に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好
ましい。このときの加熱条件は、80〜250℃、好ま
しくは150℃以上でできるだけ長時間行なうのが望ま
しいが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の
大きさや形状、電子源基板の構成等の諸条件により適宜
選ばれる条件により行う。8) The electron source substrate thus manufactured is preferably subjected to a stabilization step. This step is a step of exhausting a residue of the organic substance introduced during the activation treatment. The pressure in the vacuum vessel is preferably 1 to 3 × 10 −7 Torr or less, and more preferably 1 × 10 −8 Torr or less.
It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used. Further, when the inside of the vacuum vessel is evacuated, it is preferable that the entire vacuum vessel is heated so that the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron source substrate are easily evacuated. The heating conditions at this time are desirably as long as possible at 80 to 250 ° C., preferably 150 ° C. or more, but are not particularly limited to these conditions. This is performed under conditions appropriately selected according to various conditions.
【0076】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特
性を維持することが出来る。The atmosphere at the time of driving after performing the stabilization step is preferably the same as that at the end of the stabilization process, but is not limited to this. If the organic substance is sufficiently removed, Even if the pressure itself increases somewhat, it is possible to maintain sufficiently stable characteristics.
【0077】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
結果として素子電流If,放出電流Ieが安定する。 (画像形成装置の説明)以上が、本発明における電子源
基板の製造工程であるが、該電子源基板を用いて画像形
成装置を構成した例を、図6と図7用いて以下に説明す
る。図6は、画像形成装置の基本構成図であり、図7は
蛍光膜である。By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed.
As a result, the element current If and the emission current Ie are stabilized. (Description of Image Forming Apparatus) The above is the manufacturing process of the electron source substrate in the present invention. An example in which the image forming apparatus is configured using the electron source substrate will be described below with reference to FIGS. . FIG. 6 is a basic configuration diagram of the image forming apparatus, and FIG. 7 is a fluorescent film.
【0078】図6において、61は電子放出素子を複数
配した電子源基板、62は電子源基板61を固定したリ
アプレート、67はガラス基板64の内面に蛍光膜65
とメタルバック66等が形成されたフェースプレートで
ある。63は支持枠であり、リアプレート62、支持枠
63およびフェースプレート67をフリットガラス等を
塗布し、大気中あるいは、窒素中で加熱焼成すること
で、封着して、外囲器69を構成する。ここで、フリッ
トガラスは、基板の熱膨張率にあわせたものを用いる
と、剥がれや基板の変形、割れ等を生じにくくなるため
好ましい。In FIG. 6, reference numeral 61 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged; 62, a rear plate on which the electron source substrate 61 is fixed; 67, a fluorescent film 65 on the inner surface of a glass substrate 64;
And a face plate on which a metal back 66 and the like are formed. Reference numeral 63 denotes a support frame. The rear plate 62, the support frame 63, and the face plate 67 are coated with frit glass or the like, and are heated and fired in the air or nitrogen to seal them, thereby forming an envelope 69. I do. Here, it is preferable that the frit glass be used in accordance with the coefficient of thermal expansion of the substrate because peeling, deformation, cracking, and the like of the substrate hardly occur.
【0079】外囲器69は、上述の如く、フェースプレ
ート67、支持枠63、リアプレート62で構成した
が、リアプレート62は主に基板61の強度を補強する
目的で設けられるため、基板61自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート62は不要であり、基板6
1に直接支持枠63を封着し、フェースプレート67、
支持枠63、基板61で外囲器69を構成しても良い。The envelope 69 includes the face plate 67, the support frame 63, and the rear plate 62 as described above. However, since the rear plate 62 is provided mainly for reinforcing the strength of the substrate 61, If the substrate itself has sufficient strength, the separate rear plate 62 is unnecessary, and the substrate 6
1, a support frame 63 is directly sealed, and a face plate 67,
The envelope 69 may be constituted by the support frame 63 and the substrate 61.
【0080】一方、フェースプレート67、リアプレー
ト62間に、スペーサーとよばれる不図示の支持体を設
置することにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外
囲器69を構成することもできる。On the other hand, by providing a support (not shown) called a spacer between the face plate 67 and the rear plate 62, an envelope 69 having sufficient strength against atmospheric pressure can be formed. .
【0081】図7は、蛍光膜である。蛍光膜65は、モ
ノクロームの場合は蛍光体のみから成るが、カラーの蛍
光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプ
あるいはブラックマトリクス等と呼ばれる黒色導電材7
1と蛍光体72とで構成される。ブラックストライプ、
ブラックマトリクスが設けられる目的は、カラー表示の
場合必要となる3原色蛍光体の、各蛍光体72間の塗り
分け部を黒くすることで混色等を目立たなくすること
と、蛍光膜65における外光反射によるコントラストの
低下を抑制することにある。ブラックストライプ等の黒
色導電材71の材料としては、通常良く用いられている
黒鉛を主成分とする材料だけでなく、導電性があり、光
の透過および反射が少ない材料であればこれに限るもの
ではない。FIG. 7 shows a fluorescent film. The fluorescent film 65 is made of only a phosphor in the case of monochrome, but is a black conductive material called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphor in the case of a color fluorescent film.
1 and a phosphor 72. Black stripe,
The purpose of providing the black matrix is to make the color separation between the phosphors 72 of the three primary color phosphors required for color display black so that color mixing and the like become inconspicuous, and to reduce external light in the phosphor film 65. It is to suppress a decrease in contrast due to reflection. The material of the black conductive material 71 such as a black stripe is not limited to the commonly used material containing graphite as a main component, as long as it is conductive and has little light transmission and reflection. is not.
【0082】ガラス基板64に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法、印刷法等
が用いられる。The method of applying the phosphor onto the glass substrate 64 is not limited to monochrome or color, but may be a precipitation method, a printing method, or the like.
【0083】また、蛍光膜65の内面側には通常メタル
バック66が設けられる。メタルバック66の目的は、
蛍光体72の発光のうち内面側への光をフェースプレー
ト67側へ鏡面反射させることにより輝度を向上させる
こと、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として
作用させること、外囲器69内で発生した負イオンの衝
突によるダメージからの蛍光体72の保護等である。メ
タルバック66は、蛍光膜65作製後、蛍光膜65の内
面側表面の平滑化処理(通常フィルミングと呼ばれる)
を行い、その後Alを真空蒸着等を用いて堆積させるこ
とで作製できる。A metal back 66 is usually provided on the inner side of the fluorescent film 65. The purpose of the metal back 66 is
Improving the brightness by mirror-reflecting the light toward the inner surface side of the light emitted from the phosphor 72 toward the face plate 67, acting as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage, This is to protect the phosphor 72 from damage caused by the collision of the generated negative ions. After the fluorescent film 65 is formed, the metal back 66 is subjected to a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 65.
And then depositing Al using vacuum evaporation or the like.
【0084】フェースプレート67には、更に蛍光膜6
5の導電性を高めるため、蛍光膜65の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。The face plate 67 is further provided with a fluorescent film 6.
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 65 in order to increase the conductivity of the phosphor 5.
【0085】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行なう必要がある。外囲器69
は、不図示の排気管を通じ、1×10-7Torr程度の
真空度にした後、封止がおこなわれる。また、外囲器6
9の封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を
行なう場合もある。これは、外囲器69の封止を行う直
前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周波加熱等の
加熱法により、外囲器69内の所定の位置(不図示)に
配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する処理で
ある。ゲッターは通常Ba等が主成分であり、該蒸着膜
の吸着作用により、たとえば1×10-5ないしは1×1
0-7Torrの真空度を維持するものである。When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, since the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices, it is necessary to perform sufficient alignment. Envelope 69
Is sealed at a vacuum degree of about 1 × 10 −7 Torr through an exhaust pipe (not shown). In addition, the envelope 6
In order to maintain the degree of vacuum after sealing of No. 9, getter processing may be performed. This is because the getter disposed at a predetermined position (not shown) in the envelope 69 is heated by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating immediately before or after the envelope 69 is sealed. This is a process for forming a deposited film. The getter is usually composed mainly of Ba or the like, and, for example, 1 × 10 −5 or 1 × 1
The vacuum degree of 0 -7 Torr is maintained.
【0086】以上により完成した本発明の画像表示装置
において、各電子放出素子に容器外端子Dox1ないし
Doxm、Doy1ないしDoynを通じ電圧を印加す
ることにより電子放出させ、高圧端子68を通じ、メタ
ルバック66あるいは透明電極(不図示)に数kV以上
の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜65に衝
突させ、励起・発光させることで画像を表示するもので
ある。In the image display device of the present invention completed as described above, electrons are emitted by applying a voltage to each electron-emitting device through the outer terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Doyn, and the metal back 66 or the metal back 66 or An image is displayed by applying a high voltage of several kV or more to a transparent electrode (not shown), accelerating the electron beam, causing the electron beam to collide with the fluorescent film 65, and exciting and emitting light.
【0087】なお、以上述べた構成は、表示等に用いら
れる好適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成
であり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容
に限られるものではなく、画像表示装置の用途に適する
よう適宜選択する。The configuration described above is a schematic configuration necessary for producing a suitable image forming apparatus used for display and the like, and detailed portions such as materials of each member are limited to those described above. Instead, it is appropriately selected so as to be suitable for the use of the image display device.
【0088】[0088]
【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。 (実施例1)本実施例にかかわる基本的な電子源基板の
構成は、図1および図2と同様である。本実施例におけ
る電子源基板の製造法は、図3および4に示している。
以下、図1〜4を用いて、本発明に関わる画像形成装置
の基本的な構成および製造法を説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples, and each element within a range in which the object of the present invention is achieved. This also includes those in which substitutions or design changes have been made. (Embodiment 1) The basic configuration of an electron source substrate according to the present embodiment is the same as in FIGS. The method for manufacturing the electron source substrate in this embodiment is shown in FIGS.
Hereinafter, a basic configuration and a manufacturing method of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0089】図3,4は簡便のため、一個の電子放出素
子近傍の製造工程を拡大して示しているが、本実施例
は、多数の電子放出素子を単純マトリクス配置した電子
源基板の例である。FIGS. 3 and 4 show the manufacturing process in the vicinity of one electron-emitting device in an enlarged manner for the sake of simplicity. In this embodiment, an example of an electron source substrate in which a large number of electron-emitting devices are arranged in a simple matrix is shown. It is.
【0090】工程−a 清浄化した無アルカリガラス(コーニング社製#173
7)基体1に、スパッタ法により厚さ5nmのTi、厚
さ50nmのPtを順次堆積する。その後、素子電極
2、3のパターンをフォトレジストで形成し、ドライエ
ッチング処理によって素子電極2、3のパターン以外の
Pt/Ti堆積層を除去し、最後にフォトレジストパタ
ーンを除去して、素子電極2、3を形成する(図3
(a))。Step-a Cleaned alkali-free glass (Corning # 173)
7) 5 nm thick Ti and 50 nm thick Pt are sequentially deposited on the substrate 1 by a sputtering method. Thereafter, the pattern of the device electrodes 2 and 3 is formed of photoresist, the Pt / Ti deposited layer other than the pattern of the device electrodes 2 and 3 is removed by dry etching, and finally the photoresist pattern is removed. 2 and 3 are formed (FIG. 3
(A)).
【0091】工程−b 素子電極2、3を形成した基体1に、スクリーン印刷に
より、配線6のパターンをAgペーストを用いて形成
し、乾燥後、500℃で焼成し、Agからなる所望の形
状の配線6を形成する(図3(b))。Step-b On the substrate 1 on which the device electrodes 2 and 3 are formed, a pattern of the wiring 6 is formed by screen printing using an Ag paste, dried, baked at 500 ° C., and formed into a desired shape of Ag. Is formed (FIG. 3B).
【0092】工程−c 次に層間絶縁層8のパターンを、スクリーン印刷によ
り、ガラスペーストを用いて形成し、乾燥後、500℃
で焼成する。十分な絶縁性を得るために、再度、ガラス
ペーストを印刷、乾燥、焼成を繰り返して、ガラスから
なる所望の形状の層間絶縁層8を形成する(図3
(c))。Step-c Next, a pattern of the interlayer insulating layer 8 is formed by screen printing using a glass paste.
Baking. In order to obtain sufficient insulating properties, printing, drying, and firing of the glass paste are repeated again to form an interlayer insulating layer 8 of glass having a desired shape (FIG. 3).
(C)).
【0093】工程−d 層間絶縁層8を形成した部位において下配線6交差する
ように、上配線7のパターンを、スクリーン印刷によ
り、Agペーストを用いて形成し、乾燥後、500℃で
焼成し、Agからなる所望の形状の上配線7を形成する
(図4(a))。Step-d The pattern of the upper wiring 7 is formed by screen printing using an Ag paste so as to intersect the lower wiring 6 at the portion where the interlayer insulating layer 8 is formed, dried, and baked at 500 ° C. Then, an upper wiring 7 of a desired shape made of Ag is formed (FIG. 4A).
【0094】以上の工程a〜dにより、素子電極2,3
が配線6,7によってマトリクス状に結線された、基板
が形成できる。By the above steps a to d, the device electrodes 2, 3
Are connected in a matrix by the wirings 6 and 7 to form a substrate.
【0095】工程−e 次に、導電性薄膜4を素子電極2,3のギャップ間にま
たがるように形成する。導電性薄膜4の形成は、有機パ
ラジウム溶液をインクジェット法により所望の位置に塗
布し、350℃で30分間の加熱焼成処理をする(図4
(b))。こうしてPdOを主成分とする微粒子からな
り、膜厚は約10nmの導電性薄膜4を得る。Step-e Next, the conductive thin film 4 is formed so as to extend between the gaps between the device electrodes 2 and 3. The conductive thin film 4 is formed by applying an organic palladium solution to a desired position by an inkjet method, and performing a heating and baking treatment at 350 ° C. for 30 minutes (FIG. 4).
(B)). Thus, a conductive thin film 4 composed of fine particles containing PdO as a main component and having a thickness of about 10 nm is obtained.
【0096】以上の工程a〜eにより基体1上に下配線
6、層間絶縁層8、上配線7、素子電極2,3および導
電性薄膜4を形成し、電子源基板を作製した。Through the above steps a to e, the lower wiring 6, the interlayer insulating layer 8, the upper wiring 7, the device electrodes 2, 3 and the conductive thin film 4 were formed on the base 1, and an electron source substrate was manufactured.
【0097】以下に、本実施例の電子源基板を用いて、
画像形成装置を構成した例を、図6と図1を用いて説明
する。以上のようにして作製した電子源基板61をリア
プレート62上に固定した後、電子源基板61の5mm
上方に、フェースプレート67(ガラス基板64の内面
に蛍光膜65とメタルバック66が形成されて構成され
る)を支持枠63を介し配置し、フェースプレート6
7、支持枠63、リアプレート62の接合部にフリット
ガラスを塗布し、大気中で380℃で30分焼成するこ
とで封着した。またリアプレート62への電子源基板6
1の固定もフリットガラスで行った。Hereinafter, using the electron source substrate of this embodiment,
An example of the configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. After fixing the electron source substrate 61 manufactured as described above on the rear plate 62, the
A face plate 67 (formed by forming a fluorescent film 65 and a metal back 66 on the inner surface of a glass substrate 64) is disposed above a support frame 63, and
7. A frit glass was applied to the joint between the support frame 63 and the rear plate 62 and sealed by baking at 380 ° C. for 30 minutes in the air. Also, the electron source substrate 6 on the rear plate 62
1 was also fixed with frit glass.
【0098】蛍光膜65は、モノクロームの場合は蛍光
体のみからなるが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜65を作製した。ブ
ラックストライプの材料として通常良く用いられている
黒鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板64に蛍
光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。The phosphor film 65 is made of only a phosphor in the case of monochrome, but in this embodiment, the phosphor is formed in a stripe shape, a black stripe is formed first, and each color phosphor is applied to the gap. Then, a fluorescent film 65 was manufactured. As the material for the black stripe, a material mainly containing graphite, which is generally used, was used. A slurry method was used to apply the phosphor to the glass substrate 64.
【0099】また、蛍光膜65の内面側には通常メタル
バック66が設けられる。メタルバックは、蛍光膜65
作製後、蛍光膜65の内面側表面の平滑化処理(通常フ
ィルミングと呼ばれる)を行い、その後、Alを真空蒸
着することで作製した。A metal back 66 is usually provided on the inner side of the fluorescent film 65. Metal back is the fluorescent film 65
After the fabrication, the inner surface of the fluorescent film 65 was subjected to a smoothing process (usually called filming), and then the Al film was fabricated by vacuum evaporation.
【0100】フェースプレート67には、更に蛍光膜6
5の導伝性を高めるため、蛍光膜65の外面側に透明電
極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバック66のみで十分な導伝性が得られたの
で省略した。前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行った。The face plate 67 is further provided with a fluorescent film 6.
In some cases, a transparent electrode (not shown) is provided on the outer surface side of the fluorescent film 65 in order to increase the conductivity of the phosphor layer 5. However, in this embodiment, since the metal back 66 alone provided sufficient conductivity, Omitted. At the time of performing the above-mentioned sealing, in the case of color, since the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices, sufficient alignment was performed.
【0101】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dox1ない
しDoxmとDoy1ないしDoynを通じ素子電極
2、3に電圧を印加し、導電性薄膜4をフォーミング処
理した。フォーミング処理の電圧波形は図5の(b)と
同様である。The atmosphere in the glass container completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. A voltage was applied to the device electrodes 2 and 3 through the process to form the conductive thin film 4. The voltage waveform of the forming process is the same as that shown in FIG.
【0102】本実施例ではT1を1msec、T2を1
0msecとし、約1×10-5Torrの真空雰囲気下
で行った。In this embodiment, T1 is 1 msec, and T2 is 1
The process was performed at 0 msec in a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −5 Torr.
【0103】その後、一旦、真空ポンプにて排気しなが
ら、ガラス容器全体を200℃で2時間加熱した。この
とき、PdOを主成分とする導電性薄膜4は熱還元さ
れ、Pdを主成分とする膜となった。Thereafter, the whole glass container was heated at 200 ° C. for 2 hours while evacuating with a vacuum pump. At this time, the conductive thin film 4 containing PdO as a main component was thermally reduced to become a film containing Pd as a main component.
【0104】次に、パネル内の圧力が10-8Torr台
に達するまで排気を続けた後、パネルの排気管より、全
圧が1×10-6Torrとなるように有機物質をパネル
内に導入し、維持した。容器外端子Dox1ないしDo
xmとDoy1ないしDoynを通じ素子電極2,3間
に、15Vの波高値のパルス電圧を印加し、活性化処理
を行った。Next, the exhaust was continued until the pressure in the panel reached the level of 10 -8 Torr, and then the organic substance was injected into the panel from the exhaust pipe of the panel so that the total pressure became 1 × 10 -6 Torr. Introduced and maintained. Outer container terminal Dox1 to Do
A pulse voltage having a peak value of 15 V was applied between the device electrodes 2 and 3 through xm and Doy1 to Doyn to perform an activation process.
【0105】このように、フォーミング、活性化処理を
行ない、図4(c)に示すような間隙部5を形成した。
次に10-6Torr程度の圧力まで排気し、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69の
封止を行った。In this manner, the forming and the activating processes were performed to form the gaps 5 as shown in FIG.
Next, the gas was evacuated to a pressure of about 10 -6 Torr, and an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner to seal the envelope 69.
【0106】最後に封止後の圧力を維持するために、高
周波加熱法でゲッター処理を行った。Finally, in order to maintain the pressure after sealing, a getter treatment was performed by a high-frequency heating method.
【0107】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Dox1
ないしDoxm,Doy1ないしDoynを通じ、走査
信号およ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、電子放出させ、高圧端子68を
通じ、メタルバック66あるいは透明電極(不図示)に
5kV以上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光
膜65に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示
した。In the image display device of the present invention completed as described above, each of the electron-emitting devices has a terminal Dox1 outside the container.
A scanning signal and a modulation signal are applied from signal generation means (not shown) through Doxm, Doy1 to Doyn, respectively, to emit electrons, and a voltage of 5 kV or more is applied to a metal back 66 or a transparent electrode (not shown) through a high voltage terminal 68. An image was displayed by applying a high voltage, accelerating the electron beam, colliding the electron beam with the fluorescent film 65, and exciting and emitting light.
【0108】本実施例における画像表示装置は、テレビ
ジョンとして十分満足できる輝度(約150fL)で良
好な画像を長時間にわたって安定に表示することができ
た。The image display device of this example was able to display a good image stably over a long period of time at a luminance (about 150 fL) sufficiently satisfactory for a television.
【0109】(実施例2)本実施例にかかわる基本的な
電子源基板の構成も、実施例1と同様である。 工程−a 清浄化したカリウムガラス(以下の酸化物の形で含まれ
る各元素の含有量が各々、SiO2 :69%、Al2 O
3 :1%、K2 O:18%、MgO:4%、CaO:8
%)基体1上に、スパッタ法により厚さ5nmのTi、
厚さ50nmのPtを順次堆積する。その後、素子電極
2,3のパターンをフォトレジストで形成し、ドライエ
ッチング処理によって素子電極2,3のパターン以外の
Pt/Ti堆積層を除去し、最後にフォトレジストパタ
ーンを除去して、素子電極2,3を形成する。(Embodiment 2) The basic structure of an electron source substrate according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Each content of each element contained in the form of steps -a-cleaned potassium glass (hereinafter oxides, SiO 2: 69%, Al 2 O
3: 1%, K 2 O : 18%, MgO: 4%, CaO: 8
%) On the substrate 1, 5 nm thick Ti,
Pt having a thickness of 50 nm is sequentially deposited. Thereafter, the patterns of the device electrodes 2 and 3 are formed of photoresist, the Pt / Ti deposited layer other than the pattern of the device electrodes 2 and 3 is removed by dry etching, and finally the photoresist pattern is removed. 2 and 3 are formed.
【0110】工程−b 素子電極2,3を形成した基体1に、スクリーン印刷に
より、配線6のパターンをAgペーストを用いて形成
し、乾燥後、500℃で焼成し、Agからなる所望の形
状の配線6を形成する。Step-b On the substrate 1 on which the device electrodes 2 and 3 are formed, a pattern of the wiring 6 is formed using an Ag paste by screen printing, dried, baked at 500 ° C., and formed into a desired shape of Ag. Is formed.
【0111】工程−c 次に層間絶縁層8のパターンを、スクリーン印刷によ
り、ガラスペーストを用いて形成し、乾燥後、500℃
で焼成する。十分な絶縁性を得るために、再度、ガラス
ペーストを印刷、乾燥、焼成を繰り返して、ガラスから
なる所望の形状の層間絶縁層8を形成する。Step-c Next, a pattern of the interlayer insulating layer 8 is formed by screen printing using a glass paste.
Baking. In order to obtain sufficient insulating properties, printing, drying, and firing of the glass paste are repeated again to form the interlayer insulating layer 8 of glass having a desired shape.
【0112】工程−d 層間絶縁層8を形成した部位において下配線6と交差す
るように、上配線7のパターンを、スクリーン印刷によ
り、Agペーストを用いて形成し、乾燥後、500℃で
焼成し、Agからなる所望の形状の上配線7を形成す
る。以上の工程により、素子電極2,3が配線6,7に
よってマトリクス状に結線された、基板が形成できる。Step-d The pattern of the upper wiring 7 is formed by screen printing using an Ag paste so as to intersect with the lower wiring 6 at the portion where the interlayer insulating layer 8 is formed, dried, and fired at 500 ° C. Then, an upper wiring 7 of a desired shape made of Ag is formed. Through the above steps, a substrate in which the element electrodes 2 and 3 are connected in a matrix by the wirings 6 and 7 can be formed.
【0113】工程−e 次に、導電性薄膜4を素子電極2,3のギャップ間にま
たがるように形成する。導電性薄膜4の形成は、有機パ
ラジウム溶液をインクジェット法により所望の位置に塗
布し、350℃で30分間の加熱焼成処理をする。こう
してPdOを主成分とする微粒子からなり、膜厚は約1
0nmの導電性薄膜4を得る。以上の工程により、基体
1上に下配線6、層間絶縁層8、上配線7、素子電極
2,3および導電性薄膜4を形成し、電子源基板を作製
した。Step-e Next, a conductive thin film 4 is formed so as to extend between the gaps between the device electrodes 2 and 3. The conductive thin film 4 is formed by applying an organic palladium solution to a desired position by an inkjet method, and performing a heating and baking treatment at 350 ° C. for 30 minutes. Thus, it is composed of fine particles containing PdO as a main component, and has a film thickness of about 1
A conductive thin film 4 having a thickness of 0 nm is obtained. Through the above steps, the lower wiring 6, the interlayer insulating layer 8, the upper wiring 7, the device electrodes 2, 3 and the conductive thin film 4 were formed on the base 1, and an electron source substrate was manufactured.
【0114】以後、実施例1と同様に、本実施例の電子
源基板を用いて画像形成装置を構成したところ、本実施
例における画像表示装置においても、テレビジョンとし
て十分満足できる輝度で良好な画像を長時間にわたって
安定に表示することができた。Thereafter, an image forming apparatus was constructed using the electron source substrate of the present embodiment in the same manner as in the first embodiment. Even in the image display apparatus of the present embodiment, the luminance was satisfactory with a satisfactory luminance for a television. Images could be displayed stably for a long time.
【0115】(実施例3)本実施例にかかわる基本的な
電子源基板の構成も、実施例1および2と同様である。 工程−a 清浄化したセシウムガラス(以下の酸化物の形で含まれ
る各元素の含有量が各々、SiO2 :70%、Al2 O
3 :1%、Cs2 O:15%、MgO:4%、CaO:
10%)基体1上に、スパッタ法により厚さ5nmのT
i、厚さ50nmのPtを順次堆積する。その後、素子
電極2,3のパターンをフォトレジストで形成し、ドラ
イエッチング処理によって素子電極2,3のパターン以
外のPt/Ti堆積層を除去し、最後にフォトレジスト
パターンを除去して、素子電極2,3を形成する。(Embodiment 3) The basic structure of an electron source substrate according to the present embodiment is the same as in Embodiments 1 and 2. Each content of each element contained in the form of steps -a cleaned cesium glass (hereinafter oxides, SiO 2: 70%, Al 2 O
3: 1%, Cs 2 O : 15%, MgO: 4%, CaO:
10%) A 5 nm-thick T
i, Pt having a thickness of 50 nm is sequentially deposited. Thereafter, the patterns of the device electrodes 2 and 3 are formed of photoresist, the Pt / Ti deposited layer other than the pattern of the device electrodes 2 and 3 is removed by dry etching, and finally the photoresist pattern is removed. 2 and 3 are formed.
【0116】工程−b 素子電極2,3を形成した基体1に、スクリーン印刷に
より、配線6のパターンをAgペーストを用いて形成
し、乾燥後、500℃で焼成し、Agからなる所望の形
状の配線6を形成する。Step-b On the substrate 1 on which the device electrodes 2 and 3 are formed, a pattern of the wiring 6 is formed using an Ag paste by screen printing, dried, baked at 500 ° C., and formed into a desired shape of Ag. Is formed.
【0117】工程−c 次に層間絶縁層8のパターンを、スクリーン印刷によ
り、ガラスペーストを用いて形成し、乾燥後、500℃
で焼成する。十分な絶縁性を得るために、再度、ガラス
ペーストを印刷、乾燥、焼成を繰り返して、ガラスから
なる所望の形状の層間絶縁層8を形成する。Step-c Next, a pattern of the interlayer insulating layer 8 is formed by screen printing using a glass paste.
Baking. In order to obtain sufficient insulating properties, printing, drying, and firing of the glass paste are repeated again to form the interlayer insulating layer 8 of glass having a desired shape.
【0118】工程−d 層間絶縁層8を形成した部位において下配線6と交差す
るように、上配線7のパターンを、スクリーン印刷によ
り、Agペーストを用いて形成し、乾燥後、500℃で
焼成し、Agからなる所望の形状の上配線7を形成す
る。以上の工程により、素子電極2,3が配線6,7に
よってマトリクス状に結線された、基板が形成できる。Step-d The pattern of the upper wiring 7 is formed by screen printing using an Ag paste so as to intersect with the lower wiring 6 at the portion where the interlayer insulating layer 8 is formed, dried, and fired at 500 ° C. Then, an upper wiring 7 of a desired shape made of Ag is formed. Through the above steps, a substrate in which the element electrodes 2 and 3 are connected in a matrix by the wirings 6 and 7 can be formed.
【0119】工程−e 次に、導電性薄膜4を素子電極2,3のギャップ間にま
たがるように形成する。導電性薄膜4の形成は、有機パ
ラジウム溶液をインクジェット法により所望の位置に塗
布し、350℃で30分間の加熱焼成処理をする。こう
してPdOを主成分とする微粒子からなり、膜厚は約1
0nmの導電性薄膜4を得る。Step-e Next, the conductive thin film 4 is formed so as to extend between the gaps between the device electrodes 2 and 3. The conductive thin film 4 is formed by applying an organic palladium solution to a desired position by an inkjet method, and performing a heating and baking treatment at 350 ° C. for 30 minutes. Thus, it is composed of fine particles mainly composed of PdO, and has a film thickness of about 1
A conductive thin film 4 having a thickness of 0 nm is obtained.
【0120】以上の工程により基体1上に下配線6、層
間絶縁層8、上配線7、素子電極2,3および導電性薄
膜4を形成し、電子源基板を作製した。Through the above steps, the lower wiring 6, the interlayer insulating layer 8, the upper wiring 7, the device electrodes 2, 3 and the conductive thin film 4 were formed on the base 1, and an electron source substrate was manufactured.
【0121】以後、実施例1、2と同様に、本実施例の
電子源基板を用いて画像形成装置を構成したところ、本
実施例における画像表示装置においても、テレビジョン
として十分満足できる輝度で良好な画像を長時間にわた
って安定に表示することができた。Thereafter, as in Embodiments 1 and 2, an image forming apparatus was constructed using the electron source substrate of this embodiment. Even in the image display apparatus of this embodiment, the luminance was sufficiently high for a television. A good image could be stably displayed for a long time.
【0122】(実施例4)本実施例では、基体中のアル
カリ金属をカリウム18%から、ナトリウム2%とカリ
ウム16%に変更したガラス基体を用いる以外は、実施
例2と同様の工程を行なったものである。 工程−a〜e 清浄化したナトリウム/カリウム含有ガラス(以下の酸
化物の形で含まれる各元素の含有量が各々、SiO2 :
69%、Al2 O3 :1%、Na2 O:2%、K2 O:
16%、MgO:4%、CaO:8%)基体1をもちい
て、実施例3と同様の工程を行ない、基体1上に配線
6、層間絶縁層8、上配線7、素子電極2,3および導
電性薄膜4を形成し、電子源基板を作製した。Example 4 In this example, the same steps as in Example 2 were performed except that a glass substrate in which the alkali metal in the substrate was changed from 18% potassium to 2% sodium and 16% potassium. It is a thing. Steps -a to e A cleaned sodium / potassium-containing glass (where the content of each element contained in the following oxide form is SiO 2 :
69%, Al 2 O 3: 1%, Na 2 O: 2%, K 2 O:
(16%, MgO: 4%, CaO: 8%) The same process as in Example 3 was performed using the base 1, and the wiring 6, the interlayer insulating layer 8, the upper wiring 7, the element electrodes 2, 3 were formed on the base 1. Then, a conductive thin film 4 was formed to produce an electron source substrate.
【0123】実施例1と同様に、封着を行った後、完成
したガラス容器内の雰囲気を排気管(図示せず)を通じ
真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した後、容器
外端子Dox1ないしDoxmとDoy1ないしDoy
nとを通じ素子電極2,3に電圧を印加し、導電性薄膜
4をフォーミング処理した。このとき、フォーミングの
起こる電圧値に多少のバラツキがあったが、特に問題に
なる程度ではなかった。After sealing was performed in the same manner as in Example 1, the atmosphere in the completed glass container was evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the container was evacuated. External terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doy
With n, a voltage was applied to the device electrodes 2 and 3 to form the conductive thin film 4. At this time, there was some variation in the voltage value at which the forming occurred, but this was not a problematic level.
【0124】その後、一旦、真空ポンプにて排気しなが
ら、ガラス容器全体を200℃で2時間加熱したが、P
dOを主成分とする導電性薄膜4が十分に熱還元されな
かったので、さらに8時間の加熱を行なったところ、熱
還元が進みPdを主成分とする膜となった。Thereafter, the entire glass container was heated at 200 ° C. for 2 hours while evacuating with a vacuum pump.
Since the conductive thin film 4 containing dO as a main component was not sufficiently thermally reduced, heating was further performed for 8 hours. As a result, the thermal reduction proceeded to form a film containing Pd as a main component.
【0125】次に、パネル内の圧力が10-8Torr台
の達するまで排気を続けた後、パネルの排気管より、全
圧が1×10-6Torrとなるように有機物質をパネル
内に導入し、維持した。容器外端子Dox1ないしDo
xmとDoy1ないしDoynを通じ素子電極2,3間
に、15Vの波高値のパルス電圧を印加し、活性化処理
を行った。Next, the exhaust was continued until the pressure in the panel reached the order of 10 −8 Torr, and then the organic substance was injected into the panel from the exhaust pipe of the panel so that the total pressure became 1 × 10 −6 Torr. Introduced and maintained. Outer container terminal Dox1 to Do
A pulse voltage having a peak value of 15 V was applied between the device electrodes 2 and 3 through xm and Doy1 to Doyn to perform an activation process.
【0126】このように、フォーミング、活性化処理を
行ない、間隙部5を形成した。Thus, the gap 5 was formed by performing the forming and activating processes.
【0127】以後、実施例1〜3と同様に、本実施例の
電子源基板を用いて画像形成装置を構成したところ、本
実施例における画像表示装置においても、テレビジョン
として十分満足できる輝度で良好な画像を長時間にわた
って安定に表示することができた。After that, as in Embodiments 1 to 3, an image forming apparatus was constructed using the electron source substrate of this embodiment, and the image display apparatus of this embodiment also had a luminance which was sufficiently satisfactory as a television. A good image could be stably displayed for a long time.
【0128】(比較例1)本比較例では、基体中のアル
カリ金属をカリウム18%から、ナトリウム3%とカリ
ウム15%に変更したガラス基体を用いる以外は、実施
例4と同様の工程を行なったものである。Comparative Example 1 In this comparative example, the same steps as in Example 4 were performed except that a glass substrate in which the alkali metal in the substrate was changed from 18% potassium to 3% sodium and 15% potassium was used. It is a thing.
【0129】工程−a〜e 清浄化したナトリウム/カリウム含有ガラス(以下の酸
化物の形で含まれる各元素の含有量が各々、SiO2 :
69%、Al2 O3 :1%、Na2 O:3%、K2 O:
15%、MgO:4%、CaO:8%)基体1をもちい
て、実施例4と同様の工程を行ない、基体1上に配線
6、層間絶縁層8、上配線7素子電極2、3導電性薄膜
4を形成し、電子源基板を作製した。Steps a to e: Cleaned sodium / potassium-containing glass (content of each element contained in the following oxide form is SiO 2 :
69%, Al 2 O 3: 1%, Na 2 O: 3%, K 2 O:
(15%, MgO: 4%, CaO: 8%) Using the base 1, the same process as in Example 4 was performed, and the wiring 6, the interlayer insulating layer 8, the upper wiring 7, the element electrodes 2, 3 and the conductive layers were formed on the base 1. The conductive thin film 4 was formed, and an electron source substrate was manufactured.
【0130】実施例1と同様に、封着を行った後、完成
したガラス容器内の雰囲気を排気管(図示せず)を通じ
真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した後、容器
外端子Dox1ないしDoxmとDoy1ないしDoy
nとを通じ素子電極2,3に電圧を印加し、導電性薄膜
4をフォーミング処理した。このとき、フォーミングの
起こる電圧値にかなりのバラツキがあり、一部フォーミ
ングのできない素子も存在した。After sealing was performed in the same manner as in Example 1, the atmosphere in the completed glass container was evacuated with a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown). External terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doy
With n, a voltage was applied to the device electrodes 2 and 3 to form the conductive thin film 4. At this time, there was considerable variation in the voltage value at which forming occurred, and some elements could not be formed.
【0131】その後、一旦、真空ポンプにて排気しなが
ら、ガラス容器全体を200℃で10時間加熱したが、
PdOを主成分とする導電性薄膜4は十分に熱還元され
なかった。Thereafter, the entire glass container was heated at 200 ° C. for 10 hours while evacuating with a vacuum pump.
The conductive thin film 4 mainly composed of PdO was not sufficiently thermally reduced.
【0132】次に、パネル内の圧力が10-8Torr台
の達するまで排気を続けた後、パネルの排気管より、全
圧が1×10-6Torrとなるように有機物質をパネル
内に導入し、維持した。容器外端子Dox1ないしDo
xmとDoy1ないしDoynとを通じ素子電極2,3
間に、15Vの波高値のパルス電圧を印加し、活性化処
理を行った。このように、フォーミング、活性化処理を
行ない、間隙部5を形成した。Next, the exhaust was continued until the pressure in the panel reached the order of 10 -8 Torr, and then the organic substance was injected into the panel from the exhaust pipe of the panel so that the total pressure became 1 × 10 -6 Torr. Introduced and maintained. Outer container terminal Dox1 to Do
xm and the element electrodes 2 and 3 through Doy1 to Doyn.
In the meantime, a pulse voltage of a peak value of 15 V was applied to perform an activation process. In this way, the gap 5 was formed by performing the forming and the activation processing.
【0133】以後、実施例1〜4と同様に、本実施例の
電子源基板を用いて画像形成装置を構成したところ、本
比較例における画像表示装置においては、多少暗い印象
で、バラツキが多いためにざらざらとした画像となっ
た。Thereafter, an image forming apparatus was constructed using the electron source substrate of the present embodiment in the same manner as in Examples 1 to 4. The image display apparatus of this comparative example had a somewhat dark impression and had many variations. This resulted in a rough image.
【0134】比較例2 本比較例では、基体1として、ソーダライムガラス基体
(ナトリウム17%)を用いる以外は、実施例1〜4と
同様の工程を行なったものである。 工程−a〜e 清浄化したソーダライムガラス(以下の酸化物の形で含
まれる各元素の含有量が各々、SiO2 :70%、Al
2 O3 :1%、Na2 O:17%、MgO:4%、Ca
O:8%)基体1をもちいて、実施例1〜4と同様の工
程を行ない、基体1上に下配線6、層間絶縁層8、上配
線7、素子電極2,3および導電性薄膜4を形成し、電
子源基板を作製した。Comparative Example 2 In this comparative example, the same steps as in Examples 1 to 4 were performed, except that a soda-lime glass substrate (17% sodium) was used as the substrate 1. Processes -a to e Cleaned soda lime glass (content of each element contained in the following oxide form is SiO 2 : 70%, Al
2 O 3 : 1%, Na 2 O: 17%, MgO: 4%, Ca
O: 8%) The same process as in Examples 1 to 4 is performed using the base 1, and the lower wiring 6, the interlayer insulating layer 8, the upper wiring 7, the device electrodes 2 and 3, and the conductive thin film 4 are formed on the base 1. Was formed to produce an electron source substrate.
【0135】実施例1と同様に、封着を行った後、完成
したガラス容器内の雰囲気を排気管(図示せず)を通じ
真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した後、容器
外端子Dox1ないしDoxmとDoy1ないしDoy
nとを通じ素子電極2,3に電圧を印加し、導電性薄膜
4をフォーミング処理した。このとき、フォーミングの
起こる電圧値にかなりのバラツキがあり、フォーミング
のできない素子も多数存在した。After sealing was performed in the same manner as in Example 1, the atmosphere in the completed glass container was evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the container was evacuated. External terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doy
With n, a voltage was applied to the device electrodes 2 and 3 to form the conductive thin film 4. At this time, there was considerable variation in the voltage value at which forming occurred, and there were many elements that could not be formed.
【0136】その後、一旦、真空ポンプにて排気しなが
ら、ガラス容器全体を200℃で10時間加熱したが、
PdOを主成分とする導電性薄膜4は十分に熱還元され
なかった。Thereafter, the entire glass container was heated at 200 ° C. for 10 hours while evacuating with a vacuum pump.
The conductive thin film 4 mainly composed of PdO was not sufficiently thermally reduced.
【0137】次に、パネル内の圧力が10-8Torr台
に達するまで排気を続けた後、パネルの排気管より、全
圧が1×10-6Torrとなるように有機物質をパネル
内に導入し、維持した。容器外端子Dox1ないしDo
xmとDoy1ないしDoynを通じ素子電極2,3間
に、15Vの波高値のパルス電圧を印加し、活性化処理
を行った。このとき、最終的に得られる電流値の大きな
バラツキが観測された。Next, after exhausting was continued until the pressure in the panel reached the level of 10 -8 Torr, an organic substance was injected into the panel from the exhaust pipe of the panel so that the total pressure became 1 × 10 -6 Torr. Introduced and maintained. Outer container terminal Dox1 to Do
A pulse voltage having a peak value of 15 V was applied between the device electrodes 2 and 3 through xm and Doy1 to Doyn to perform an activation process. At this time, a large variation in the finally obtained current value was observed.
【0138】このように、フォーミング、活性化処理を
行ない、間隙部5を形成した。As described above, the gap 5 was formed by performing the forming and activation processes.
【0139】以後、実施例1〜4と同様に、本実施例の
電子源基板を用いて画像形成装置を構成したところ、本
比較例における画像表示装置においては、バラツキが多
いために非常に見にくい画像となった。Thereafter, an image forming apparatus was constructed using the electron source substrate of the present embodiment in the same manner as in Examples 1 to 4, and the image display apparatus of this comparative example was very difficult to see because of the large variations. It became an image.
【0140】[0140]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ナ
トリウム含有量の少ない基体を用いて電子源基板を構成
することにより、高性能な電子源基板が実現できる。さ
らにそれを用いて、良好な画像を長時間にわたり保持し
得る大画面の平面型の画像形成装置、例えば、カラーフ
ラットテレビが実現できる。As described above, according to the present invention, a high-performance electron source substrate can be realized by forming an electron source substrate using a substrate having a low sodium content. Further, a flat screen image forming apparatus having a large screen capable of holding a good image for a long time, for example, a color flat television can be realized by using the apparatus.
【図1】 本発明の電子源基板の一例を示す平面図であ
る。FIG. 1 is a plan view showing an example of an electron source substrate of the present invention.
【図2】 (a)は、本発明の電子源基板の電子放出素
子近傍の鳥瞰図であり、(b)は、本発明の電子源基板
の電子放出素子近傍の断面図である。2A is a bird's-eye view of the vicinity of an electron-emitting device of the electron source substrate of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the vicinity of the electron-emitting device of the electron source substrate of the present invention.
【図3】 本発明に係る電子源基板の基本的な製造方法
を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining a basic method of manufacturing an electron source substrate according to the present invention.
【図4】 本発明に係る電子源基板の基本的な製造方法
を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a basic method for manufacturing an electron source substrate according to the present invention.
【図5】 本発明に係るフォーミング処理における電圧
波形の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a voltage waveform in a forming process according to the present invention.
【図6】 本発明に係る画像形成装置の基本構成を示す
図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a basic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
【図7】 図6の画像形成装置に用いられる蛍光膜を示
す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. 6;
【図8】 基本的な表面伝導型電子放出素子の構成を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a basic surface conduction electron-emitting device.
【図9】 表面伝導型電子放出素子の基本的な製造方法
を説明するための図である。FIG. 9 is a view for explaining a basic method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device.
【図10】 表面伝導型電子放出素子の特性評価に用い
る測定評価装置の図である。FIG. 10 is a diagram of a measurement and evaluation device used for evaluating characteristics of a surface conduction electron-emitting device.
【図11】 表面伝導型電子放出素子の放出電流、素子
電流および素子電圧の関係の典型例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a typical example of a relationship among an emission current, an element current, and an element voltage of a surface conduction electron-emitting device.
【図12】 本発明に好適な活性化パルスの形状であ
る。FIG. 12 shows an activation pulse shape suitable for the present invention.
【図13】 従来の表面伝導電子放出素子の構成を示す
図である。FIG. 13 is a view showing a configuration of a conventional surface conduction electron-emitting device.
【図14】 従来の電子源基板の構成を示す平面図であ
る。FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a conventional electron source substrate.
【図15】 従来の電子源基板の構成を示す鳥瞰図であ
る。FIG. 15 is a bird's-eye view showing a configuration of a conventional electron source substrate.
1:基体、2,3:素子電極、4:導電性薄膜、5:電
子放出部、6,7:配線、8:層間絶縁層、30:素子
電極2,3間の導電性薄膜を流れる素子電流Ifを測定
するための電流計、31:電子放出素子に素子電圧Vf
を印加するための電源、32:素子の電子放出部より放
出される放出電流Ieを測定するための電流計、33:
アノード電極34に電圧を印加するための高圧電源、3
4:アノード電極、61:電子源基板、62:リアプレ
ート、63:外枠、64:フェースプレート基板、6
5:蛍光膜、66:メタルバック、67:フェースプレ
ート、68:高圧端子、69:真空外囲器、71:黒色
導電体、72:蛍光体、81:電子放出素子、91:基
板。1: substrate, 2, 3: device electrode, 4: conductive thin film, 5: electron emitting portion, 6, 7: wiring, 8: interlayer insulating layer, 30: device flowing through conductive thin film between device electrodes 2, 3 Ammeter for measuring current If, 31: element voltage Vf applied to electron-emitting device
32: an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device, 33:
A high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 34;
4: anode electrode, 61: electron source substrate, 62: rear plate, 63: outer frame, 64: face plate substrate, 6
5: fluorescent film, 66: metal back, 67: face plate, 68: high voltage terminal, 69: vacuum envelope, 71: black conductor, 72: phosphor, 81: electron emitting element, 91: substrate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 和也 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 丸山 朋子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 4G059 AA08 AC11 DA03 5C031 DD09 DD17 5C036 EF01 EF06 EF09 EG02 EG12 EH26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kazuya Miyazaki, 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Tomoko Maruyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo 4G059 AA08 AC11 DA03 5C031 DD09 DD17 5C036 EF01 EF06 EF09 EG02 EG12 EH26
Claims (13)
を有する導電性薄膜からなる電子放出素子を複数配置し
てなる電子源基板であって、該基体のナトリウム含有率
が2%以下であることを特徴とする電子源基板。An electron source substrate comprising a substrate and a plurality of electron-emitting devices each comprising a pair of device electrodes and a conductive thin film having a gap, wherein the substrate has a sodium content of 2% or less. An electron source substrate, comprising:
とする請求項1に記載の電子源基板。2. The electron source substrate according to claim 1, wherein said substrate is a glass substrate.
はそれらの混合物を主成分とすることを特徴とする請求
項1または2に記載の電子源基板。3. The electron source substrate according to claim 1, wherein the conductive thin film mainly contains Pd, PdO, or a mixture thereof.
0.1%以下であることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載の電子源基板。4. The electron source substrate according to claim 1, wherein said conductive thin film has a sodium content of 0.1% or less.
実質的に含有しない無アルカリガラス、アルカリ金属元
素の含有率が低いガラスまたはアルカリ金属元素を多く
含みナトリウムの含有比率が少ないガラスであることを
特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の電子源基
板。5. The method according to claim 1, wherein the glass substrate is alkali-free glass containing substantially no alkali metal element, glass having a low alkali metal element content, or glass containing a large amount of alkali metal element and having a low sodium content. The electron source substrate according to claim 2, wherein:
ガラスである請求項2〜5に記載の電子源基板。6. The electron source substrate according to claim 2, wherein the glass substrate is a glass not containing quartz glass.
ウムの含有比率が少ないガラスが、カリウム、ルビジウ
ムまたはセシウムを含むことを特徴とする請求項6に記
載の電子源基板。7. The electron source substrate according to claim 6, wherein the glass containing a large amount of an alkali metal element and having a low sodium content contains potassium, rubidium, or cesium.
出素子であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか
に記載の電子源基板。8. The electron source substrate according to claim 1, wherein said electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
化合物、あるいはそれらを主成分とする堆積物を有する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電子
源基板。9. The electron source substrate according to claim 1, wherein the electron emission portion has carbon, a carbon compound, or a deposit containing carbon or a carbon compound as a main component.
素子電極を金属配線に接続し、入力信号に応じて電子を
放出することを特徴とする請求項1から9のいずれかに
記載の電子源基板。10. An electron according to claim 1, wherein device electrodes at both ends of each of said electron-emitting devices are connected to a metal wiring, and electrons are emitted in accordance with an input signal. Source substrate.
した電子放出素子の行を複数もち、更に、前記入力信号
を変調するための変調手段を有することを特徴とする請
求項10に記載の電子源基板。11. The device according to claim 10, further comprising a plurality of rows of the electron-emitting devices in which a plurality of the electron-emitting devices are arranged in parallel, and further comprising a modulating means for modulating the input signal. Electron source substrate.
向金属配線とn本のY方向金属配線との各交差部位にお
いて、前記電子放出素子の一対の素子電極を前記X方向
金属配線およびY方向金属配線に各々接続し、電子放出
素子をマトリクス状に配列したことを特徴とする請求項
11に記載の電子源基板。12. A pair of element electrodes of said electron-emitting device are connected to said X-direction metal wiring and said X-direction metal wiring at each intersection of said m X-direction metal wirings and said n Y-direction metal wirings electrically insulated from each other. 12. The electron source substrate according to claim 11, wherein the electron-emitting devices are connected to the Y-direction metal wiring and the electron-emitting devices are arranged in a matrix.
装置であって、少なくとも、画像形成部材と請求項1か
ら12のいずれかに記載の電子源基板より構成されたこ
とを特徴とする画像形成装置。13. An apparatus for forming an image based on an input signal, wherein the apparatus comprises at least an image forming member and the electron source substrate according to any one of claims 1 to 12. Forming equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4552899A JP2000243231A (en) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Electron source substrate and image forming device using the same |
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