JP2001043819A - Electron beam generating device and image forming device using the same - Google Patents

Electron beam generating device and image forming device using the same

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JP2001043819A
JP2001043819A JP2000205068A JP2000205068A JP2001043819A JP 2001043819 A JP2001043819 A JP 2001043819A JP 2000205068 A JP2000205068 A JP 2000205068A JP 2000205068 A JP2000205068 A JP 2000205068A JP 2001043819 A JP2001043819 A JP 2001043819A
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英明 光武
Naohito Nakamura
尚人 中村
Yoshihisa Sano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam generating device for stabilizing an electron emitting track from electron emitting elements and having no electron attaining positional deviation and an image forming device. SOLUTION: This electron beam generating device have an electron source 1 provided with electron emitting elements 15, electron-irradiated member oppositely arranged in a vacuum atmosphere in the electron source 1 and an acceleration electrode for accelerating electron emitted from electron emitting elements 15, at least one electrode part arranged between the electron source 1 and the electron-irradiated member and an insulating member installed within space forming between the electron source 1 and the electrode parts or forming the electron parts. In this case, a plurality of electrodes regulated in potential are provided along a direction perpendicular to a direction formed by electric field in space where the insulating material is installed on a surface of the insulating member.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線発生装置お
よびそれを利用した画像表示装置等の画像形成装置に関
わり、特に表面伝導型電子放出素子を多数個備える電子
線発生装置および画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam generator and an image forming apparatus such as an image display device using the same, and more particularly to an electron beam generator and an image forming apparatus having a large number of surface conduction electron-emitting devices. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子としては、熱電子源
と冷陰極電子源の2種類が知られており、また、これら
の電子源を利用した画像形成装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices, a thermionic electron source and a cold-cathode electron source, are known, and an image forming apparatus using these electron sources is also known.

【0003】熱電子源を用いた平面型の画像形成装置と
しては、図24に示すものが知られている。図24は、
熱電子源を用いた従来の画像形成装置の概略構成図であ
る。この画像形成装置は、絶縁支持体1501上に平行
に配置され、表面に電子線衝撃により発光する部材(蛍
光体)が塗布された複数の陽極1502と、陽極150
2と平行に、かつ、対向して配置された複数のフィラメ
ント1503と、陽極1502とフィラメント1503
との間に、陽極1502およびフィラメント1503と
直交して配置された複数のグリッド1504とを有し、
これら陽極1502、フィラメント1503およびグリ
ッド1504は、透明の容器1505内に保持されてい
る。容器1505は、その内部の真空を保持できるよう
に絶縁支持体1501に気密接着(以下、「封着」とい
う)され、容器1505と絶縁支持体1501とで構成
される外囲器の内部は10-6Torr程度の真空に保た
れている。
FIG. 24 shows a known planar image forming apparatus using a thermionic electron source. FIG.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus using a thermoelectron source. The image forming apparatus includes a plurality of anodes 1502 disposed in parallel on an insulating support 1501 and having a surface coated with a member (phosphor) that emits light by electron beam impact;
A plurality of filaments 1503 arranged in parallel and opposite to each other, an anode 1502 and a filament 1503
And a plurality of grids 1504 arranged orthogonal to the anode 1502 and the filament 1503,
The anode 1502, the filament 1503, and the grid 1504 are held in a transparent container 1505. The container 1505 is hermetically bonded (hereinafter, referred to as “sealing”) to the insulating support 1501 so that a vacuum inside the container 1505 can be maintained, and the inside of the envelope formed by the container 1505 and the insulating support 1501 The vacuum is maintained at about -6 Torr.

【0004】フィラメント1503は、真空中で加熱さ
れることにより電子を放出し、グリッド1504と陽極
1502に適当な電圧を印加することにより、フィラメ
ント1503から放出された電子が陽極1502に衝突
し、陽極1502上に塗布された蛍光体が発光する。陽
極1502の列(X方向)とグリッド1504の列(Y
方向)をマトリクスアドレッシングすることにより、発
光する位置の制御が可能となり、容器1505を通して
画像を表示することができる。
The filament 1503 emits electrons by being heated in a vacuum, and by applying an appropriate voltage to the grid 1504 and the anode 1502, the electrons emitted from the filament 1503 collide with the anode 1502, and The phosphor applied on 1502 emits light. A row of anodes 1502 (X direction) and a row of grids 1504 (Y
By performing matrix addressing of (direction), the position of light emission can be controlled, and an image can be displayed through the container 1505.

【0005】しかし、熱電子源を用いた画像形成装置
は、 (1)消費電力が大きい。 (2)変調スピードが遅いため、大容量の表示が困難で
ある。 (3)各素子間のばらつきが生じやすく、また構造が複
雑となるため大画面化が難しい。 という問題点がある。
However, an image forming apparatus using a thermionic electron source has the following disadvantages. (2) Since the modulation speed is slow, it is difficult to display a large capacity. (3) Variations between elements are likely to occur, and the structure is complicated, so that it is difficult to enlarge the screen. There is a problem.

【0006】そこで、熱電子源にかえて、冷陰極電子源
を用いた画像形成装置が考えられている。
Therefore, an image forming apparatus using a cold cathode electron source instead of a thermionic electron source has been considered.

【0007】冷陰極電子源には電界放出型(以下、FE
型という)、金属/絶縁層/金属型(以下、MIM型と
いう)や表面伝導型電子放出素子(以下、SCEとい
う)等がある。
A field emission type (hereinafter referred to as FE) is used as a cold cathode electron source.
Type), metal / insulating layer / metal type (hereinafter, referred to as MIM type), surface conduction electron-emitting device (hereinafter, referred to as SCE), and the like.

【0008】FE型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an, "Field emission", Advance inElectron Physics,
8, 89(1956)、あるいはC.A.SPindt, "PHYSICAL Propert
iesof thin-film field emission cathodes with moybd
enium coces", J.Appl.Phys., 47, 5248(1976) 等が知
られている。
As an example of the FE type, WPDyke & WWDol
an, "Field emission", Advance inElectron Physics,
8, 89 (1956), or CASPindt, "PHYSICAL Propert
iesof thin-film field emission cathodes with moybd
enium coces ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976).

【0009】MIM型の例としては、C.A.Mead, "Opera
tion of Tunnel-emission Devices", J.Appl.Phys., 3
2, 646(1961) 等が知られている。
As an example of the MIM type, CAMead, "Opera
tion of Tunnel-emission Devices ", J.Appl.Phys., 3
2, 646 (1961) and the like are known.

【0010】SCEの例としては、M.I.Elinson, Radio
Eng. Electron Phys., 10, (1965)等がある。SCE
は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に
電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用す
るものである。このSCEとしては、前記エリンソン等
によるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:"Thin Solid Films", 9, 317(1972)]、I
23/SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and C.
G.Fonstad:"IEEE Trans. ED Conf.", 519(1975)]、カ
ーボン薄膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、
第1号、22頁(1983)]等が報告されている。
[0010] Examples of SCE include MIElinson, Radio
Eng. Electron Phys., 10, (1965). SCE
Utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the SCE include those using the SnO 2 thin film by Elinson et al., Those using an Au thin film [G. Dittmer: “Thin Solid Films”, 9, 317 (1972)], I.
n 2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and C.
G. Fonstad: "IEEE Trans. ED Conf.", 519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26,
No. 1, p. 22 (1983)].

【0011】これら表面伝導型電子放出素子の典型的な
素子構成として、前述のハートウェル(M.Hartwell)の
文献による素子構成を図25に示す。図25において、
絶縁性基板2011には、素子電極となる電子放出部形
成用薄膜2012が形成されている。電子放出部形成用
薄膜2012は、H型形状のパターンに、スパッタで形
成された金属酸化物膜等からなり、後述のフォーミング
と呼ばれる通電処理により電子放出部2023が形成さ
れる。また、電子放出部形成用薄膜2012のうち電子
放出部2023が含まれる部分を、電子放出部を含む薄
膜2018と呼ぶことにする。
As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. 25 shows a device configuration according to the above-mentioned M. Hartwell document. In FIG.
On the insulating substrate 2011, a thin film 2012 for forming an electron-emitting portion serving as an element electrode is formed. The electron-emitting portion forming thin film 2012 is formed of a metal oxide film or the like formed by sputtering in an H-shaped pattern, and the electron-emitting portion 2023 is formed by an energization process called forming described later. In addition, a portion of the thin film 2012 for forming an electron emitting portion, which includes the electron emitting portion 2023, is referred to as a thin film 2018 including an electron emitting portion.

【0012】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行なう前に、電子放出部形成用薄
膜2012を、予めフォーミングと呼ばれる通電処理に
よって電子放出部2023を形成するのが一般的であっ
た。すなわちフォーミングとは、電子放出部形成用薄膜
2012の両端に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜
2012を局所的に破壊もしくは変質させ、電気的に高
抵抗な状態にした電子放出部2023を形成することで
ある。なお、電子放出部2023は、電子放出部形成用
薄膜2012の一部に亀裂が発生し、その亀裂付近から
電子放出が行なわれる。以下、フォーミングにより形成
した電子放出部を含む電子放出部形成用薄膜2012
を、電子放出部を含む薄膜2018と呼ぶ。前記フォー
ミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、上述の電
子放出部を含む薄膜2018に電圧を印加し、素子に電
流を流すことにより、上述の電子放出部2023より電
子を放出させるものである。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, before electron emission, the electron-emitting portion forming thin film 2012 is generally formed with an electron-emitting portion 2023 by an energization process called forming in advance. Met. That is, forming means that a voltage is applied to both ends of the electron-emitting-portion-forming thin film 2012 to locally destroy or alter the electron-emitting-portion-forming thin film 2012, and to change the electron-emitting portion 2023 in an electrically high-resistance state. It is to form. In the electron-emitting portion 2023, a crack is generated in a part of the thin film 2012 for forming an electron-emitting portion, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. Hereinafter, an electron emitting portion forming thin film 2012 including an electron emitting portion formed by forming.
Is referred to as a thin film 2018 including an electron-emitting portion. The surface-conduction type electron-emitting device that has been subjected to the forming process is configured to apply a voltage to the thin film 2018 including the above-described electron-emitting portion and to cause a current to flow through the device, thereby causing the above-described electron-emitting portion 2023 to emit electrons. .

【0013】例えば、この種の電子放出素子を用いた画
像形成装置としては、電子放出素子が設けられた電子源
と、電子の衝突により発光する蛍光体等を備えた画像形
成部材とを支持枠を介して対向配置し、これら電子源と
画像形成部材と支持枠とで構成される外囲器の内部を真
空にしたものが知られていいる。また、画像形成部材に
は、電子源から放出された電子を画像形成部材に向けて
加速するための加速電極が備えられ、加速電極に高電圧
を印加することで放出電子が画像形成部材へ向けて加速
され、画像形成部材に衝突する。また、薄型画像表示装
置等のように扁平な外囲器を用いる画像形成装置におい
ては、耐大気圧構造体として支持柱(スペーサ)を用い
る場合もある。
For example, an image forming apparatus using this type of electron-emitting device includes a support frame including an electron source provided with an electron-emitting device and an image-forming member having a phosphor or the like which emits light by collision of electrons. It is known that the inside of an envelope composed of the electron source, the image forming member, and the support frame is evacuated. The image forming member is provided with an accelerating electrode for accelerating the electrons emitted from the electron source toward the image forming member, and the emitted electrons are directed to the image forming member by applying a high voltage to the accelerating electrode. To accelerate and collide with the image forming member. Further, in an image forming apparatus using a flat envelope such as a thin image display device, a support column (spacer) may be used as an atmospheric pressure resistant structure.

【0014】多数のSCEを配列した例としては、並列
にSCEを配列し、個々の要素の両端を配線にてそれぞ
れ結線した行を多数配列した電子源が挙げられる(例え
ば、特開平1−31332号公報)。
An example in which a large number of SCEs are arranged is an electron source in which SCEs are arranged in parallel and a large number of rows in which both ends of each element are connected by wiring are arranged (for example, JP-A-1-313332). No.).

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、SCEを
用いた画像形成装置をより簡単な構成で実現する方法と
して、複数本の行方向配線と複数本の列方向配線とによ
って、SCEの対向する1対の素子電極をそれぞれ結線
することで、行列状に、多数個のSCEを配列した単純
マトリクス型の電子源を構成し、行方向と列方向に適当
な駆動信号を与えることで、多数のSCEを選択し、電
子放出量を制御し得る系を考えている。
As a method of realizing an image forming apparatus using an SCE with a simpler configuration, the present applicant has proposed a method of forming an SCE using a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings. By connecting a pair of element electrodes facing each other, a simple matrix type electron source in which a large number of SCEs are arranged in a matrix is configured, and appropriate driving signals are given in the row direction and the column direction. A system in which a large number of SCEs are selected and the amount of electron emission can be controlled is considered.

【0016】上記単純マトリクス型のSCE電子源を用
いた画像形成装置の検討において、本発明者らは、画像
形成部材をなす蛍光体上の発光位置すなわち電子の到達
位置や発光形状が設計値からずれる場合が生じることを
見出した。特に、カラー画像用の画像形成部材を用いた
場合は、発光位置ずれとあわせて、輝度低下や色ずれの
発生も見られる場合があった。また、本現象は電子源と
画像形成部材間に配置される支持枠または支持柱(スペ
ーサ)の近傍、あるいは画像形成部材の周縁部で起こる
ことを確認した。
In the study of the image forming apparatus using the simple matrix type SCE electron source, the present inventors have found that the light emission position on the phosphor constituting the image forming member, that is, the arrival position of the electrons and the light emission shape are different from the design values. It has been found that a deviation may occur. In particular, when an image forming member for a color image is used, in some cases, a decrease in luminance and a color shift occur in addition to a shift in the light emitting position. Further, it was confirmed that this phenomenon occurred near a support frame or a support pillar (spacer) disposed between the electron source and the image forming member, or at a peripheral portion of the image forming member.

【0017】そこで本発明は、電子放出素子からの電子
放出軌道を安定させ、電子の到達位置ずれのない電子線
発生装置および画像形成装置を提供することを目的とす
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electron beam generator and an image forming apparatus that stabilize the electron emission trajectory from an electron emitting element and have no deviation in the arrival position of electrons.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の電子線発生装置は、電子放出素子が設けられた
電子源と、前記電子源に真空雰囲気中で対向配置され、
前記電子放出素子から放出された電子を加速するための
加速電極を備えた電子被照射部材と、前記電子源と前記
電子被照射部材との間に配置された絶縁性部材とを有す
る電子線発生装置において、前記絶縁性部材の表面に
は、電位規定された複数の電極が、それぞれ前記電子源
と電子被照射部材との間の電場のなす方向と垂直な方向
に沿って設けられ、前記複数の電極は、以下の条件式に
従って設けられていることを特徴とする電子線発生装
置。 (突出量/電極間隔)≧√[(d・Vi)/(z・V
a)] d:前記電子源と電子被照射部材との距離 Vi:前記電子源と電子被照射部材との間に発生する電
荷担持体の初期運動エネルギーの最大値 z:前記電子源と電子被照射部材との間の電場のなす方
向における電荷担持体発生部から前記電極間までの距離 Va:前記電子源と電子被照射部材の加速電極との間の
電位差 突出量:z方向に直交する方向への前記電極の突出量 電極間隔:z方向での前記電極の間隔 本発明の他の形態による電子線発生装置は、電子放出素
子が設けられた電子源と、前記電子源に真空雰囲気中で
対向配置され、前記電子放出素子から放出された電子を
加速するための加速電極を備えた電子被照射部材と、前
記電子源と前記電子被照射部材との間に配置された少な
くともひとつの電極部と、前記電子源と前記電極部間を
なすか、あるいは前記電極部間をなす空間内に設置され
た絶縁性部材とを有する電子線発生装置において、前記
絶縁性部材の表面には、電位規定された複数の電極が、
それぞれ前記絶縁性部材の設置された空間の電場のなす
方向と垂直な方向に沿って設けられていることを特徴と
する。
In order to achieve the above object, an electron beam generator according to the present invention comprises: an electron source provided with an electron emitting element; and an electron source opposed to the electron source in a vacuum atmosphere.
Electron beam generation having an electron irradiation member provided with an accelerating electrode for accelerating electrons emitted from the electron emitting element, and an insulating member disposed between the electron source and the electron irradiation member In the device, on the surface of the insulating member, a plurality of electrodes having a regulated electric potential are provided along a direction perpendicular to a direction of an electric field between the electron source and the electron irradiation member, respectively, Wherein the electrode is provided according to the following conditional expression. (Projection amount / electrode interval) ≧ √ [(d · Vi) / (z · V
a)] d: distance between the electron source and the electron irradiation member Vi: maximum value of the initial kinetic energy of the charge carrier generated between the electron source and the electron irradiation member z: the electron source and the electron irradiation member Va: distance between the electrode and the electrode in the direction of the electric field between the irradiation member and the electrode Va: potential difference between the electron source and the accelerating electrode of the electron irradiation member Projection amount: direction perpendicular to the z direction Electrode spacing: the distance between the electrodes in the z-direction. An electron beam generator according to another aspect of the present invention includes an electron source provided with an electron-emitting device, and an electron source in a vacuum atmosphere. An electron-irradiated member provided with an accelerating electrode for accelerating electrons emitted from the electron-emitting device, and at least one electrode portion disposed between the electron source and the electron-irradiated member And the electron source and the electrode In the electron beam generator having an insulating member provided in the space between the electrodes or between the electrode portions, a plurality of electrodes whose potential is defined on the surface of the insulating member,
Each is provided along a direction perpendicular to the direction of the electric field in the space where the insulating member is installed.

【0019】この場合、前記絶縁性部材の表面には複数
の凸部が形成され、前記複数の凸部のそれぞれに前記電
位規定された電極が設けられているとしてもよい。
In this case, a plurality of projections may be formed on the surface of the insulating member, and each of the plurality of projections may be provided with an electrode having the specified potential.

【0020】また、前記複数の電極は、以下の条件式に
従って設けられていてもよい。 (突出量/電極間隔)≧√[Vi/(z・Ez)] Vi:前記絶縁性部材の設置された空間に入射する電荷
担持体の初期運動エネルギーの最大値 z:前記絶縁性部材の設置された空間内の電場の平均的
方向のなす方向 Ez:前記絶縁性部材の設置された空間内のz方向の電
場の平均値 突出量:z方向に直交する方向への前記電極の突出量 電極間隔:z方向での前記電極の間隔 また、前記電荷担持体は、前記電子源から放出される電
子、前記電子源から放出される電子が衝突することによ
り発生する2次電子またはイオンであってもよい。
Further, the plurality of electrodes may be provided according to the following conditional expression. (Projection amount / electrode spacing) ≧ √ [Vi / (z · Ez)] Vi: maximum value of the initial kinetic energy of the charge carrier incident on the space where the insulating member is installed z: installation of the insulating member Ez: Average value of the electric field in the z direction in the space where the insulating member is installed Projection amount: Projection amount of the electrode in the direction orthogonal to the z direction Interval: Interval of the electrodes in the z direction The charge carrier is an electron emitted from the electron source, a secondary electron or ion generated by collision of an electron emitted from the electron source. Is also good.

【0021】また、前記絶縁性部材は、前記電子源と電
極部との間に設置された耐大気圧構造体であってもよ
い。
Further, the insulating member may be an atmospheric pressure resistant structure provided between the electron source and the electrode portion.

【0022】また、前記絶縁性部材は、前記電子源と電
極部との間の真空雰囲気を維持するための外囲器の一部
をなす支持枠であってもよい。
Further, the insulating member may be a support frame forming a part of an envelope for maintaining a vacuum atmosphere between the electron source and the electrode section.

【0023】また、前記複数の電極は、それぞれ引き出
し配線により外部に引き出されていてもよい。
Further, the plurality of electrodes may be respectively led out to the outside by lead wires.

【0024】また、前記複数の電極は、それぞれ引き出
し配線により外部に引き出されていてもよい。
[0024] The plurality of electrodes may be led out to the outside by lead wires.

【0025】前記引き出し配線は、前記支持枠に設けら
れていてもよい。
[0025] The lead wiring may be provided on the support frame.

【0026】前記引き出し配線は、前記電極部に設けら
れていてもよい。
[0026] The lead wiring may be provided in the electrode section.

【0027】また、前記電子源が搭載されるリアプレー
トを有し、前記引き出し配線が、前記リアプレートに設
けられていてもよい。
[0027] The electronic device may further include a rear plate on which the electron source is mounted, and the lead wiring may be provided on the rear plate.

【0028】また、前記絶縁性部材に前記複数の電極を
接続する高抵抗導電膜が形成されるとともに、前記電極
部および前記電子源にそれぞれ前記高抵抗導電膜と電気
的に接続される導電性部材が設けられ、前記引き出し配
線が、前記導電性部材に設けられていてもよい。
Further, a high resistance conductive film for connecting the plurality of electrodes is formed on the insulating member, and a conductive material electrically connected to the high resistance conductive film for the electrode portion and the electron source, respectively. A member may be provided, and the lead wiring may be provided on the conductive member.

【0029】また、前記電子放出素子は、冷陰極型電子
放出素子であってもよい。
Further, the electron-emitting device may be a cold cathode type electron-emitting device.

【0030】前記冷陰極型電子放出素子は表面伝導型電
子放出素子であってもよい。
The cold cathode type electron emitting device may be a surface conduction type electron emitting device.

【0031】さらに、前記表面伝導型電子放出素子が2
次元のマトリクス状に複数個配置され、前記各表面伝導
型電子放出素子は、複数本の行方向配線と複数本の列方
向配線とによって、それぞれ結線されていてもよい。
Further, the surface conduction electron-emitting device is
A plurality of the surface conduction electron-emitting devices may be arranged in a dimensional matrix, and each of the surface conduction electron-emitting devices may be connected by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings.

【0032】本発明の画像形成装置は、上記のいずれか
に記載の電子線発生装置を用いた画像形成装置であっ
て、前記電子被照射部材に代えて、前記電子源に対向配
置され、前記電子放出素子から放出された電子が衝突す
ることにより画像が形成される部材および前記電子放出
素子から放出された電子を加速するための加速電極を備
えた画像形成部材とした。
An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus using the electron beam generator according to any one of the above, wherein the image forming apparatus is disposed to face the electron source instead of the electron irradiation member, A member on which an image is formed by the collision of electrons emitted from the electron-emitting device and an image-forming member provided with an acceleration electrode for accelerating the electrons emitted from the electron-emitting device.

【0033】[0033]

【作用】本発明者らは鋭意研究した結果、上記課題は電
子源から放出される電子がその誘因となることを見出し
た。
The present inventors have made intensive studies and have found that the above problem is caused by electrons emitted from an electron source.

【0034】電子源から放出された電子は画像形成部材
である蛍光体への衝突の他に、確率は低いが真空中の残
留ガスへの衝突が起こる。これらの衝突時にある確率で
発生した散乱粒子(イオン、2次電子、中性粒子等)の
一部が、画像形成装置内の絶縁性材料の露出した部分に
衝突し、上記露出部が帯電していることがわかった。こ
の帯電により、上記露出部の近傍では電場が変化して電
子軌道のずれが生じ、蛍光体の発光位置や発光形状の変
化が引き起こされたと考えられる。
The electrons emitted from the electron source collide not only with the phosphor as the image forming member but also with a low probability of collision with the residual gas in vacuum. Some of the scattering particles (ions, secondary electrons, neutral particles, etc.) generated at a certain probability at the time of these collisions collide with the exposed portions of the insulating material in the image forming apparatus, and the exposed portions are charged. I understood that. It is considered that, due to this charging, the electric field changed near the exposed portion, causing a shift in the electron trajectory, causing a change in the light emission position and light emission shape of the phosphor.

【0035】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子のうちの
正イオンが付着帯電する場合、あるいは散乱粒子が上記
露出部に衝突するときに発生する2次電子放出により正
の帯電が起きる場合などが考えられる。
Further, from the state of the change of the light emitting position and the shape of the phosphor, it was found that mainly the positive charges were accumulated in the exposed portion. This may be caused by the case where the positive ions of the scattering particles are attached and charged, or the case where the positive charging is caused by secondary electron emission generated when the scattering particles collide with the exposed portion.

【0036】以下に、上述の課題を解決するための手段
による作用を説明する。
The operation of the means for solving the above problems will be described below.

【0037】上記のとおり構成された本発明の電子線発
生装置では、電子源の電子放出素子から電子が放出さ
れ、この電子が電子被照射部材の加速電極に印加された
高電圧により加速されて電子被照射に衝突すると、電子
被照射部材からは散乱粒子が発生する。この散乱粒子の
うち正イオンの散乱時の最大運動エネルギーは50eV
程度である(Surface Science, 66(1977), 346によ
る)。また、この正イオンの他に、電子源と電子被照射
部材との間には、電子源から放出された電子といった電
荷担持体が存在する。一方、電子源と電子被照射部材と
の間に配置された絶縁性部材の表面には、電位規定され
た電極が設けられているので、絶縁性部材の表面には前
記荷電担持体が付着帯電しにくくなる。その結果、電子
放出素子から放出される電子の軌道がずれにくくなる。
また、電極は、電子源と電子被照射部材との間の電場の
なす方向と垂直な方向に沿って複数設けられているの
で、電子被照射部材の加速電極に印加される高電圧にも
耐え得る構造となる。
In the electron beam generator of the present invention configured as described above, electrons are emitted from the electron-emitting device of the electron source, and the electrons are accelerated by the high voltage applied to the acceleration electrode of the electron irradiation member. When colliding with electron irradiation, scattered particles are generated from the electron irradiation member. The maximum kinetic energy of the scattering particles during scattering of positive ions is 50 eV.
(According to Surface Science, 66 (1977), 346). In addition to the positive ions, a charge carrier such as electrons emitted from the electron source exists between the electron source and the electron irradiation member. On the other hand, the surface of the insulating member disposed between the electron source and the electron-irradiated member is provided with a potential-regulated electrode, so that the charge carrier adheres to the surface of the insulating member. It becomes difficult to do. As a result, the trajectory of the electrons emitted from the electron-emitting device is less likely to shift.
In addition, since a plurality of electrodes are provided along a direction perpendicular to the direction of the electric field between the electron source and the electron irradiation member, the electrodes withstand a high voltage applied to the accelerating electrode of the electron irradiation member. Structure.

【0038】ここで、電荷担持体が発生した位置を原点
としたとき、電子源と電子被照射部材との間の電場のな
す方向をZ、それに直交する方向をY、電子源と電子被
照射部材との間隔をd、電子源と電子被照射部材との電
位差をVa、電荷担持体の初期運動エネルギーの最大値
をViとすると、電荷担持体のなす軌跡は、 Z=[Va/(4d・Vi)]×Y2 で表わされる。
Here, when the position where the charge carrier is generated is set as the origin, the direction of the electric field between the electron source and the electron irradiation member is Z, the direction orthogonal thereto is Y, the electron source and the electron irradiation Assuming that the distance from the member is d, the potential difference between the electron source and the electron-irradiated member is Va, and the maximum value of the initial kinetic energy of the charge carrier is Vi, the locus formed by the charge carrier is Z = [Va / (4d) Vi)] × Y 2 .

【0039】そこで、電子源と電子被照射部材との間の
電場のなす方向における電荷担持体発生部から電極間ま
での距離をzとしたとき、 (突出量/電極間隔)≧√[(d・Vi)/(z・Va)]…条件式(1) の関係を満たすように各電極を形成すれば、絶縁性部材
への電荷担持体の軌道が電極によって遮られ、絶縁性部
材への帯電は防止される。
Therefore, when the distance from the charge carrier generating portion to the electrode in the direction of the electric field between the electron source and the electron-irradiated member is z, (projection amount / electrode interval) ≧ √ [(d · Vi) / (z · Va)] If each electrode is formed so as to satisfy the relationship of the conditional expression (1), the trajectory of the charge carrier to the insulating member is blocked by the electrode, and Charging is prevented.

【0040】また本発明は、複数本の行方向配線と複数
本の列方向配線とによってSCEをそれぞれ結線するこ
とで、行列状に多数個のSCEを配列した単純マトリク
ス型の電子源を用いた電子線発生装置に好適である。上
記単純マトリクス型の電子源は、行方向と列方向に適当
な駆動信号を与えることで、多数のSCEを選択し電子
放出量を制御し得るので、基本的には他の制御電極を付
加する必要がなく、1枚の基板上で容易に構成できる。
The present invention uses a simple matrix type electron source in which a large number of SCEs are arranged in a matrix by connecting the SCEs with a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings. It is suitable for an electron beam generator. The above-mentioned simple matrix type electron source can select a large number of SCEs and control the amount of electron emission by giving appropriate drive signals in the row direction and the column direction, so that basically other control electrodes are added. There is no necessity, and it can be easily configured on one substrate.

【0041】もちろん、本発明は電子源と電子被照射部
材との間に何らかの付加構造(例えば集束電極や偏向電
極等)を有する場合についても、上記の考え方を該付加
構造間の各々の空間に適用し、絶縁性部材に設けられる
複数の電極の構成を決めることで同様の効果を与える。
さらに、上記付加構造が上記複数の電極の一部を兼ねる
場合についても適用できる。
Of course, the present invention can be applied to a case where some additional structure (for example, a focusing electrode or a deflection electrode) is provided between the electron source and the electron irradiation member. The same effect is provided by applying and determining the configuration of the plurality of electrodes provided on the insulating member.
Furthermore, the present invention can be applied to a case where the additional structure also serves as a part of the plurality of electrodes.

【0042】本発明の画像形成装置では、本発明の電子
線発生装置で用いた電子被照射部材に代えて、電子源に
対向配置され、電子放出素子から放出された電子が衝突
することにより画像が形成される部材および電子放出素
子から放出された電子を加速するための加速電極を備え
た画像形成部材を用いているので、上述したように電子
放出素子から放出される電子の軌道が安定し、その結
果、発光位置のずれの少ない良好な画像が形成される。
In the image forming apparatus of the present invention, instead of the electron-irradiated member used in the electron beam generating apparatus of the present invention, the image is formed by colliding the electrons emitted from the electron-emitting devices with the electron source being opposed to the electron source. Is used, and an image forming member provided with an accelerating electrode for accelerating the electrons emitted from the electron-emitting device is used, so that the trajectory of the electrons emitted from the electron-emitting device is stabilized as described above. As a result, a good image with little shift of the light emitting position is formed.

【0043】[0043]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0044】本発明にかかわる画像形成装置は基本的に
は、薄型の真空容器内に、基板上に多数の冷陰極素子を
配列してなるマルチ電子ビーム源と、電子ビームの照射
により画像を形成する画像形成部材とを対向して備えて
いる。
The image forming apparatus according to the present invention basically comprises a multi-electron beam source having a large number of cold cathode elements arranged on a substrate in a thin vacuum vessel and forming an image by irradiating an electron beam. And an image forming member.

【0045】冷陰極素子は、たとえばフォトリソグラフ
ィーやエッチングのような製造技術を用いれば基板上に
精密に位置決めして形成できるため、微小な間隔で多数
個を配列することが可能である。しかも、従来からCR
T等で用いられてきた熱陰極と比較すると、陰極自身や
周辺部が比較的低温の状態で駆動できるため、より微細
な配列ピッチのマルチ電子ビーム源を容易に実現するこ
とができる。
The cold cathode devices can be precisely positioned and formed on the substrate by using a manufacturing technique such as photolithography or etching, so that a large number of cold cathode devices can be arranged at minute intervals. Moreover, CR
Compared with the hot cathode used in T and the like, the cathode itself and its peripheral portion can be driven at a relatively low temperature, so that a multi-electron beam source with a finer arrangement pitch can be easily realized.

【0046】本発明は、上述した冷陰極素子をマルチ電
子ビーム源として用いた画像形成装置にかかわるもので
ある。
The present invention relates to an image forming apparatus using the above-mentioned cold cathode device as a multi-electron beam source.

【0047】また、冷陰極素子のなかでもとりわけ好ま
しいのは、表面伝導型電子放出素子(SCE)である。
すなわち、前記MIM型素子は絶縁層や上部電極の厚さ
を比較的精密に制御する必要があり、またFE型は針状
の電子放出部の先端形状を精密に制御する必要がある。
そのため、これらの素子は比較的製造コストが高くなっ
たり、製造プロセス上の制限から大面積のものを作製す
るのが困難となる場合があった。
Among the cold cathode devices, a surface conduction electron-emitting device (SCE) is particularly preferable.
That is, the MIM type element needs to control the thickness of the insulating layer and the upper electrode relatively accurately, and the FE type element needs to precisely control the tip shape of the needle-like electron emitting portion.
For this reason, these elements have a relatively high manufacturing cost, and it is sometimes difficult to manufacture a large-area element due to limitations in the manufacturing process.

【0048】これに対してSCEは、構造が単純で製造
が簡単であり、大面積のものを容易に作製できる。近
年、特に大画面で安価な表示装置が求められている状況
においては、とりわけ好適な冷陰極素子であるといえ
る。
On the other hand, the SCE has a simple structure and is easy to manufacture, and a large-area SCE can be easily manufactured. In recent years, especially in a situation where a large-screen and inexpensive display device is required, it can be said that the cold-cathode element is particularly suitable.

【0049】SCEの典型的な構成を図22に示す。図
22は、SCEの典型的な素子構成を示す図である。す
なわち図22に示すように、絶縁性基板1011上に1
対の素子電極1016、1017を設け、これら各電極
1016、1017を連絡するように金属酸化物等の薄
膜1018(以下、「電子放出部形成用薄膜」とい
う。)を成膜し、この薄膜1018をフォーミングと呼
ばれる通電処理により局所的に破壊もしくは変質させ電
子放出部1023を形成したものである。
FIG. 22 shows a typical configuration of the SCE. FIG. 22 is a diagram showing a typical element configuration of the SCE. That is, as shown in FIG.
A pair of device electrodes 1016 and 1017 are provided, and a thin film 1018 of a metal oxide or the like (hereinafter, referred to as “electron emission portion forming thin film”) is formed so as to connect these electrodes 1016 and 1017. Is locally destroyed or deteriorated by an energization process called forming to form an electron-emitting portion 1023.

【0050】次に、図22に示した電子放出素子の製造
方法を、本出願人による特開平2−56822、4−2
8139を参考にして、図23の製造工程図を用いて概
説する。なお、以下の工程a〜cは図23の(a)〜
(c)に対応する。
Next, a method of manufacturing the electron-emitting device shown in FIG. 22 is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-56822, 4-2 by the present applicant.
The outline will be described with reference to 8139 using the manufacturing process diagram of FIG. Note that the following steps a to c are performed in FIG.
This corresponds to (c).

【0051】工程a:絶縁性基板1011を洗剤、純水
および有機溶剤により十分に洗浄後、真空蒸着法、スパ
ッタ法等により素子電極材料を堆積後、フォトリソグラ
フィー技術により絶縁性基板1011の面上に素子電極
1016、1017を形成する。
Step a: After sufficiently cleaning the insulating substrate 1011 with a detergent, pure water, and an organic solvent, depositing an element electrode material by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like, and then, on the surface of the insulating substrate 1011 by a photolithography technique. Next, device electrodes 1016 and 1017 are formed.

【0052】絶縁性基板1011としては、石英ガラ
ス、Na等の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラ
ス、青板ガラスにスパッタ法等により形成したSiO2
を積層したガラス基板等のガラス部材及びアルミナ等の
セラミックス部材等が挙げられる。素子電極1016、
1017の材料としては、導電性を有するものであれば
どのようなものであっても構わないが、例えばNi、C
r、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等
の金属、あるいは合金、或いはPd、Ag、Au、Ru
2 、Pd−Ag等の金属や金属酸化物とガラス等から
構成される印刷導体、あるいはIn23 /SnO2
の透明導電体、あるいはポリシリコン等の半導体導体材
料等が挙げられる。
As the insulating substrate 1011, quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, blue plate glass, and SiO 2 formed on blue plate glass by sputtering or the like are used.
And a ceramic member such as alumina. Device electrode 1016,
As the material of 1017, any material having conductivity can be used.
metals, such as r, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, or alloys, or Pd, Ag, Au, Ru
Examples include a printed conductor composed of a metal such as O 2 or Pd—Ag or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 / SnO 2 , or a semiconductor conductor material such as polysilicon.

【0053】工程b:絶縁性基板1011上に設けられ
た素子電極1016、1017の間に、有機金属溶液を
塗布して放置することにより、有機金属薄膜を形成す
る。この後、有機金属薄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、電子放出部形
成用薄膜1018を形成する。
Step b: An organic metal solution is applied between the device electrodes 1016 and 1017 provided on the insulating substrate 1011 and left to form an organic metal thin film. Thereafter, the organic metal thin film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, or the like, to form a thin film 1018 for forming an electron-emitting portion.

【0054】上記有機金属溶液とは、電圧印加により電
子を放出しやすいもの、即ち仕事関数の低いもので、か
つ安定なもの、例えばPd、Ru、Ag、Au、Ti、
In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、P
b、Hg、Cd、Pt、Mn、Sc、La、Co、C
e、Zr、Th、V、Mo、Ni、Os、Rh、Ir等
の金属、AgMg、NiCu、Pb、Sn等の合金を主
元素とする有機化合物の溶液である。
The above-mentioned organometallic solution is a solution which easily emits electrons by applying a voltage, that is, a solution having a low work function and being stable, for example, Pd, Ru, Ag, Au, Ti,
In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, P
b, Hg, Cd, Pt, Mn, Sc, La, Co, C
e, Zr, Th, V, Mo, Ni, Os, Rh, Ir, and other metals; and an organic compound solution containing an alloy of AgMg, NiCu, Pb, Sn, or the like as a main element.

【0055】なお、ここでは、有機金属溶液の塗布法に
より説明したが、これに限る物でなく、真空蒸着法、ス
パッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピン
グ法、スピンナー法等によって形成される場合もある。
Although the description has been made with reference to the method of applying the organometallic solution here, the present invention is not limited to this, but includes vacuum deposition, sputtering, chemical vapor deposition, dispersion coating, dipping, spinner, and the like. In some cases.

【0056】工程c:素子電極1016、1017間に
電圧を不図示の電源により電圧を印加することで、先述
のフォーミングと呼ばれる通電処理を施し、電子放出部
形成用薄膜1018に、電子放出部形成用薄膜1018
の構造が変化した部位である電子放出部1023を形成
する。このようにして形成された電子放出部1023
は、導電性微粒子で構成されていることを本発明者等は
観察している。
Step c: A voltage is applied between the device electrodes 1016 and 1017 by a power supply (not shown) to perform an energization process referred to as the above-described forming, and to form an electron emitting portion on the electron emitting portion forming thin film 1018. For thin film 1018
The electron-emitting portion 1023, which is a portion where the structure has changed, is formed. The electron emitting portion 1023 thus formed
The present inventors have observed that is composed of conductive fine particles.

【0057】このSCEは、素子電極1016、101
7間にある程度(しきい値電圧)以上の電圧を印加する
ことにより急激に放出電流が増加して電子放出部102
3から電子を放出し、一方、上記しきい値電圧未満では
放出電流がほとんど検出されない非線形素子である。S
CEの放出電流は素子電極1016、1017間に印加
する電圧で制御でき、また、放出電荷はこの電圧の印加
時間により制御できる。
This SCE is applied to the device electrodes 1016 and 101
When a voltage higher than a certain level (threshold voltage) is applied between the electrodes 7, the emission current sharply increases, and
3 is a non-linear element that emits electrons when the voltage is lower than the threshold voltage, and the emission current is hardly detected. S
The emission current of CE can be controlled by the voltage applied between the device electrodes 1016 and 1017, and the emission charge can be controlled by the application time of this voltage.

【0058】また、本出願人は、SCEのなかでは電子
放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成したもの
が特性上、あるいは大面積化する上で好ましいことを見
出している。
The present applicant has found that, among SCEs, an electron emission portion or its peripheral portion formed from a fine particle film is preferable in terms of characteristics or a large area.

【0059】そこで、以下に述べる実施例では、微粒子
膜を用いて形成したSCEをマルチ電子ビーム源として
用いた画像表示装置を、本発明の画像形成装置の好まし
い例として説明する。
Therefore, in the embodiments described below, an image display apparatus using an SCE formed using a fine particle film as a multi-electron beam source will be described as a preferable example of the image forming apparatus of the present invention.

【0060】(第1実施例)図1は、本発明の電子線発
生装置を応用した画像形成装置の第1実施例の一部を破
断した斜視図であり、図2は、図1に示した画像形成装
置の要部断面図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a first embodiment of an image forming apparatus to which an electron beam generator according to the present invention is applied, and FIG. FIG. 2 is a sectional view of a main part of the image forming apparatus according to the first embodiment.

【0061】図1および図2において、リアプレート2
には、複数の表面伝導型の電子放出素子(SCE)15
がマトリクス状に配列された電子源1が固定されてい
る。電子源1には、ガラス基板6の内面に蛍光膜7と加
速電極であるメタルバック8が形成された、画像形成部
材としてのフェースプレート3が、絶縁性材料からなる
支持枠4を介して対向配置されており、電子源1とメタ
ルバック8との間には、不図示の電源により高電圧が印
加される。これらリアプレート2、支持枠4およびフェ
ースプレート3は互いにフリットガラス等で封着され、
リアプレート2と支持枠4とフェースプレート3とで外
囲器10を構成する。
In FIG. 1 and FIG.
Has a plurality of surface conduction electron-emitting devices (SCE) 15
Are fixed in an electron source 1 arranged in a matrix. A face plate 3 as an image forming member having a fluorescent film 7 and a metal back 8 as an accelerating electrode formed on the inner surface of a glass substrate 6 is opposed to the electron source 1 via a support frame 4 made of an insulating material. A high voltage is applied between the electron source 1 and the metal back 8 by a power supply (not shown). The rear plate 2, the support frame 4 and the face plate 3 are mutually sealed with frit glass or the like,
The envelope 10 is composed of the rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3.

【0062】また、外囲器10の内部は10-6Torr
程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃など
による外囲器10の破壊を防止する目的で、耐大気圧構
造体として、外囲器10の内部には薄板状のスペーサ5
が設けられている。スペーサ5は絶縁性材料からなるも
ので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ、必
要な間隔をおいてX方向に平行に配置され、外囲器10
の内面および電子源1の表面にフリットガラス等で封着
される。
The inside of the envelope 10 is 10 −6 Torr.
Since the envelope 10 is maintained at a degree of vacuum, a thin plate-like spacer 5 is provided inside the envelope 10 as an anti-atmospheric structure for the purpose of preventing the envelope 10 from being destroyed due to an atmospheric pressure, an unexpected impact, or the like.
Is provided. The spacers 5 are made of an insulating material. The spacers 5 are arranged in a number necessary to achieve the above-mentioned object and at a necessary interval in parallel in the X direction.
And the surface of the electron source 1 are sealed with frit glass or the like.

【0063】スペーサ5の表面には、X方向に延びる3
つのストライプ状の電極9a、9b、9cが、それぞれ
Z方向に間隔をおいて互いに平行に設けられている。各
電極9a、9b、9cは、後述する取り出し配線を通じ
て、外囲器10の外部への取り出しが行なわれる。
On the surface of the spacer 5, 3 extending in the X direction
Two striped electrodes 9a, 9b, 9c are provided in parallel with each other at intervals in the Z direction. Each of the electrodes 9a, 9b, and 9c is extracted to the outside of the envelope 10 through an extraction wiring described later.

【0064】以下に、上述した各構成要素について詳細
に説明する。
Hereinafter, each component described above will be described in detail.

【0065】(1)電子源1 図3は、図1に示した画像形成装置の電子源の要部平面
図であり、図4は、図3に示した電子源のA−A’線断
面図である。
(1) Electron Source 1 FIG. 3 is a plan view of a main part of the electron source of the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the electron source shown in FIG. FIG.

【0066】図3および図4に示すように、ガラス基板
等からなる絶縁性基板11には、m本のX方向配線12
とn本のY方向配線13とが、層間絶縁層14(図3で
は不図示)で電気的に分離されてマトリクス状に配線さ
れている。各X方向配線12と各Y方向配線13との間
には、それぞれ表面伝導型の電子放出素子15が電気的
に接続されている。各電子放出素子15は、それぞれX
方向に間をおいて配置された1対の素子電極16、17
と、各素子電極16、17を連絡する電子放出部形成用
薄膜18とで構成され、1対の素子電極16、17のう
ち一方の素子電極16が、層間絶縁層14に形成された
コンタクトホール14aを介してX方向配線12に電気
的に接続され、他方の素子電極17がY方向配線13に
電気的に接続される。各素子電極16、17は、それぞ
れ導電性金属等からなるものであり、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, an insulating substrate 11 such as a glass substrate
And n Y-directional wirings 13 are electrically separated by an interlayer insulating layer 14 (not shown in FIG. 3) and wired in a matrix. A surface conduction electron-emitting device 15 is electrically connected between each X-direction wiring 12 and each Y-direction wiring 13. Each electron-emitting device 15 has X
A pair of device electrodes 16 and 17 spaced apart in the direction
And a thin film 18 for forming an electron emission portion that connects the device electrodes 16 and 17, and one of the device electrodes 16 and 17 is a contact hole formed in the interlayer insulating layer 14. The other element electrode 17 is electrically connected to the Y-directional wiring 13 via the wiring 14a. Each of the element electrodes 16 and 17 is made of a conductive metal or the like, and is formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like.

【0067】絶縁性基板11の大きさ及び厚みは、絶縁
性基板11に設置される電子放出素子15の個数および
個々の素子の設計上の形状や、電子源1の使用時に容器
の一部を構成する場合には、その容器を真空に保持する
ための条件等に依存して適宜設定される。
The size and thickness of the insulating substrate 11 are determined by the number of electron-emitting devices 15 provided on the insulating substrate 11 and the design shape of each device, and a part of the container when the electron source 1 is used. When it is configured, it is appropriately set depending on conditions for maintaining the container in a vacuum.

【0068】各X方向配線12および各Y方向配線13
は、それぞれ絶縁性基板11上に、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等により所望のパターンに形成された導
電性金属等からなり、多数の電子放出素子15にできる
だけ均等な電圧が供給されるように、材料、膜厚、配線
巾が設定される。また、層間絶縁層14は、真空蒸着
法、印刷法、スパッタ法等で形成されたSiO2 等であ
り、X方向配線12を形成した絶縁性基板11の全面或
いは一部に所望の形状で形成され、特にX方向配線12
とY方向配線13の交差部の電位差に耐え得るように、
膜厚、材料、製法が適宜設定される。
Each X direction wiring 12 and each Y direction wiring 13
Are made of a conductive metal or the like formed in a desired pattern on the insulating substrate 11 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like, and a voltage as uniform as possible is supplied to a large number of electron-emitting devices 15. Thus, the material, the film thickness, and the wiring width are set. The interlayer insulating layer 14 is made of SiO 2 or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like, and is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the insulating substrate 11 on which the X-directional wiring 12 is formed. In particular, the X-direction wiring 12
To withstand the potential difference at the intersection of the
The thickness, material, and manufacturing method are appropriately set.

【0069】また、X方向配線12には、X方向に配列
する電子放出素子15の行を任意に走査するための走査
信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気
的に接続されている。一方、Y方向配線13には、Y方
向に配列する電子放出素子15の各列を任意に変調する
ための変調信号を印加するための不図示の変調信号発生
手段と電気的に接続されている。ここにおいて、各電子
放出素子15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てい
るものである。
The X-direction wiring 12 is electrically connected to a scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for arbitrarily scanning a row of the electron-emitting devices 15 arranged in the X-direction. ing. On the other hand, the Y-direction wiring 13 is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for arbitrarily modulating each column of the electron-emitting devices 15 arranged in the Y direction. . Here, the drive voltage applied to each electron-emitting device 15 is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the device.

【0070】ここで、電子源1の製造方法の一例につい
て図5により工程順に従って具体的に説明する。尚、以
下の工程a〜hは、図5の(a)〜(h)に対応する。
Here, an example of a method of manufacturing the electron source 1 will be specifically described with reference to FIGS. Note that the following steps a to h correspond to (a) to (h) in FIG.

【0071】工程a:清浄化した青板ガラス上に厚さ
0.5μmのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した絶
縁性基板11上に、真空蒸着により厚さ50オングスト
ロームのCr、厚さ6000オングストロームのAuを
順次積層した後、ホトレジスト(AZ1370 ヘキス
ト社製)をスピンナーにより回転塗布、べークした後、
ホトマスク像を露光、現像して、X方向配線12のレジ
ストパターンを形成し、Au/Cr堆積膜をウエットエ
ッチングして、所望の形状のX方向配線12を形成す
る。
Step a: A 50 angstrom thick Cr film and a 6000 angstrom thick Angstrom film were formed by vacuum deposition on an insulating substrate 11 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film was formed on a cleaned blue plate glass by a sputtering method. After sequentially laminating Au, photoresist (AZ1370 Hoechst) was spin-coated with a spinner and baked.
The photomask image is exposed and developed to form a resist pattern for the X-directional wiring 12, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to form the X-directional wiring 12 having a desired shape.

【0072】工程b:次に、厚さ1.0μmのシリコン
酸化膜からなる層間絶縁層14をRFスパッタ法により
堆積する。
Step b: Next, an interlayer insulating layer 14 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm is deposited by RF sputtering.

【0073】工程c:工程bで堆積したシリコン酸化膜
にコンタクトホール14aを形成するためのホトレジス
トパターンを作り、これをマスクとして層間絶縁層14
をエッチングしてコンタクトホール14aを形成する。
エッチングはCF4 とH2 ガスを用いたRIE(Rea
ctive Ion Etching)法による。
Step c: A photoresist pattern for forming a contact hole 14a is formed in the silicon oxide film deposited in step b, and the photoresist pattern is used as a mask to form a photoresist pattern.
Is etched to form a contact hole 14a.
Etching is performed using RIE (Rea) using CF 4 and H 2 gas.
active ion etching) method.

【0074】工程d:その後、素子電極と素子電極間ギ
ャップとなるべきパターンをホトレジスト(RDー20
00Nー41 日立化成社製)で形成し、真空蒸着法に
より厚さ50オングストロームのTi、厚さ1000オ
ングストロームのNiを順次堆積した。ホトレジストパ
ターンを有機溶剤で溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフト
オフし、素子電極間隔L1(図3参照)が3μm、素子
電極幅W1(図3参照)が300μmである素子電極1
6、17を形成する。
Step d: Thereafter, a pattern to be a gap between the device electrodes and the device electrode is formed by photoresist (RD-20).
00N-41 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and a 50 Å thick Ti and a 1000 Å thick Ni were sequentially deposited by a vacuum evaporation method. The photoresist pattern is dissolved with an organic solvent, the Ni / Ti deposited film is lifted off, and the device electrode 1 having a device electrode interval L1 (see FIG. 3) of 3 μm and a device electrode width W1 (see FIG. 3) of 300 μm.
6 and 17 are formed.

【0075】工程e:素子電極16、17の上にY方向
配線13のホトレジストパターンを形成した後、厚さ5
0オングストロームのTi、厚さ5000オングストロ
ームのAuを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフに
より不要の部分を除去して、所望の形状のY方向配線1
3を形成する。
Step e: After forming a photoresist pattern of the Y-directional wiring 13 on the device electrodes 16 and 17,
0 angstrom Ti and 5000 angstrom thick Au are sequentially deposited by vacuum evaporation, unnecessary portions are removed by lift-off, and a Y-directional wiring 1 having a desired shape is formed.
Form 3

【0076】工程f:図6に示すような、素子電極間隔
L1だけ間をおいて位置する1対の素子電極16、17
を跨ぐような開口20aを有するマスク20を用い、膜
厚1000オングストロームのCr膜21を真空蒸着に
より堆積・パターニングし、その上に有機Pd(ccp
4230 奥野製薬(株)社製)をスピンナーにより回
転塗布、300℃で10分間の加熱焼成処理をした。
Step f: As shown in FIG. 6, a pair of device electrodes 16 and 17 located at a distance L1 between device electrodes
A Cr film 21 having a thickness of 1000 Å is deposited and patterned by vacuum deposition using a mask 20 having an opening 20a that straddles the organic Pd (ccp).
4230 Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was spin-coated with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes.

【0077】このようにして形成されたPdを主元素と
する微粒子からなる電子放出部形成用薄膜18の膜厚は
約100オングストローム、シート抵抗値は5×104
Ω/□であった。なお、ここで述べる微粒子膜とは、複
数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造として、
微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が
互いに隣接、あるいは、重なり合った状態(島状も含
む)の膜をさし、その粒径とは、前記状態で粒子形状が
認識可能な微粒子についての径をいう。
The thus formed electron emitting portion forming thin film 18 composed of fine particles containing Pd as a main element has a thickness of about 100 Å and a sheet resistance of 5 × 10 4.
Ω / □. In addition, the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated.
Not only a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also a film in which the fine particles are adjacent to each other or overlapped (including an island shape), and the particle size is a fine particle whose particle shape can be recognized in the above state. About diameter.

【0078】工程g:酸エンチャントによりCr膜21
を除去して、所望のパターン形状を有する電子放出部形
成用薄膜18を形成した。
Step g: Cr film 21 with acid enchant
Was removed to form an electron-emitting-portion-forming thin film 18 having a desired pattern shape.

【0079】工程h:コンタクトホール14a部分以外
にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真空蒸
着により厚さ50オングストロームのTi、厚さ500
0オングストロームのAuを順次堆積した。リフトオフ
により不要の部分を除去することにより、コンタクトホ
ール14aを埋め込んだ。
Step h: A pattern is formed such that a resist is applied to portions other than the contact hole 14a, and 50 Å thick Ti and 500 thick are formed by vacuum evaporation.
0 Å of Au was sequentially deposited. Unnecessary portions were removed by lift-off to fill the contact holes 14a.

【0080】以上の工程を経て、X方向配線12、Y方
向配線13および電子放出素子15が絶縁性基板11上
に2次元状に等間隔に形成配置される。
Through the above steps, the X-directional wiring 12, the Y-directional wiring 13, and the electron-emitting devices 15 are formed and arranged at equal intervals on the insulating substrate 11 two-dimensionally.

【0081】そして、外囲器10(図1参照)を、不図
示の排気管を通じて真空ポンプにて排気し、十分な真空
度に達した後、容器外端子Dox1ないしDoxmとD
oy1ないしDoynを通じ、電子放出素子15の素子
電極16、17間に電圧を印加し、電子放出部形成用薄
膜18を通電処理(フォーミング処理)することにより
電子放出部形成用薄膜18が局所的に破壊して電子放出
部形成用薄膜18に電子放出部23(図4参照)が形成
される。例えば、フォーミング処理として、10-6To
rrの真空雰囲気下で、図7に示すようなパルス幅T1
が1ミリ秒、波高値(フォーミング時のピーク電圧)が
5Vの三角波を、10ミリ秒のパルス間隔T2 で60秒
間、素子電極16、17間に通電することにより、電子
放出部形成用薄膜18に電子放出部23を形成できる。
Then, the envelope 10 (see FIG. 1) is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminals Dox1 to Doxm and Dx1
A voltage is applied between the device electrodes 16 and 17 of the electron-emitting device 15 through oy1 to Doyn, and the electron-emitting-portion forming thin film 18 is locally energized by applying current (forming process). The electron emission portions 23 (see FIG. 4) are formed on the thin film 18 for forming electron emission portions by breaking. For example, as forming processing, 10 -6 To
Under a vacuum atmosphere of rr, a pulse width T 1 as shown in FIG.
There one millisecond, a triangular wave wave height (the peak voltage for the forming) is 5V, 10 ms for 60 seconds at a pulse interval T 2 of the, by energizing between the device electrodes 16 and 17, the thin film for electron-emitting region The electron emission portion 23 can be formed on the substrate 18.

【0082】(2)蛍光膜7 蛍光膜7は、モノクロームの場合は、電子が衝突するこ
とにより画像を形成する部材としての蛍光体のみから成
るが、カラーの場合は、図8に示されるように蛍光体の
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
クスなどと呼ばれる黒色導電材7bと蛍光体7aとで構
成される。蛍光体7aは電子放出素子15に対応して配
置する必要があるので、外囲器10を構成する場合、フ
ェースプレート3とリアプレート2との位置合わせを精
度よく行なわなければならない。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
場合必要となる三原色蛍光体の、各蛍光体7a間の塗り
分け部を黒くすることで混色を目立たなくすることと、
蛍光膜7における外光反射によるコントラストの低下を
抑制することである。黒色導電材7bの材料としては、
通常よ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、光の透過及び反射が少ない材料で
あれば適用できる。また、ガラス基板6に蛍光体7aを
塗布する方法はモノクローム、カラーによらず、沈殿法
や印刷法が用いられる。
(2) Fluorescent Film 7 In the case of monochrome, the fluorescent film 7 is composed of only a fluorescent material as a member for forming an image by collision of electrons, but in the case of color, as shown in FIG. A black conductive material 7b called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphors and a phosphor 7a. Since the phosphor 7a needs to be arranged corresponding to the electron-emitting device 15, when the envelope 10 is configured, the face plate 3 and the rear plate 2 must be accurately aligned. Black stripe,
The purpose of the provision of the black matrix is to make the mixed colors inconspicuous by making the painted portions between the phosphors 7a of the three primary color phosphors necessary for color display black.
The purpose is to suppress a decrease in contrast due to reflection of external light on the fluorescent film 7. As a material of the black conductive material 7b,
In addition to commonly used materials mainly containing graphite, any material having conductivity and low light transmission and reflection can be used. The method of applying the phosphor 7a to the glass substrate 6 is not limited to monochrome or color, and a precipitation method or a printing method is used.

【0083】(3)メタルバック8 メタルバック8の目的は、蛍光体7aの蛍光のうち内面
側への光をフェースプレート3側へ鏡面反射することに
より輝度を向上すること、電子ビーム加速電圧を印加す
るための加速電極として作用すること、外囲器10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7
aの保護等である。メタルバック8は、蛍光膜7を作製
後、蛍光膜7の内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を真空蒸着等で堆積
することで作製できる。フェースプレート3には、さら
に蛍光膜7の導電性を高めるため、蛍光膜7とガラス基
板6との間にITO等の透明電極(不図示)を設けても
よい。
(3) Metal Back 8 The purpose of the metal back 8 is to improve the brightness by specularly reflecting the light of the fluorescent light of the phosphor 7a directed toward the inner surface toward the face plate 3 and to reduce the electron beam acceleration voltage. Acting as an accelerating electrode for applying, phosphor 7 from damage caused by collision of negative ions generated in envelope 10
a. The metal back 8 can be manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 7 after manufacturing the fluorescent film 7 and then depositing Al by vacuum evaporation or the like. The face plate 3 may be provided with a transparent electrode (not shown) such as ITO between the fluorescent film 7 and the glass substrate 6 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 7.

【0084】(4)外囲器10 外囲器10は、不図示の排気管に通じ、10-6Torr
程度の真空度にされた後、封止される。そのため、外囲
器10を構成するリアプレート2、フェースプレート
3、支持枠4は、外囲器10に加わる大気圧に耐えて真
空雰囲気を維持でき、かつ、電子源1とメタルバック8
間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有するも
のを用いることが望ましい。その材料としては、例えば
石英ガラス、Na等の不純物含有量を減少したガラス、
青板ガラス、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げら
れる。ただし、フェースプレート3については可視光に
対して一定以上の透過率を有するものを用いる必要があ
る。また、各々の部材の熱膨張率が互いに近いものを組
み合わせることが好ましい。
(4) Envelope 10 The envelope 10 is connected to an exhaust pipe (not shown) and is connected to a pressure of 10 -6 Torr.
After a degree of vacuum is applied, it is sealed. Therefore, the rear plate 2, the face plate 3, and the support frame 4 constituting the envelope 10 can withstand the atmospheric pressure applied to the envelope 10, maintain a vacuum atmosphere, and maintain the electron source 1 and the metal back 8.
It is desirable to use a material having an insulating property enough to withstand a high voltage applied therebetween. As the material, for example, quartz glass, glass having a reduced content of impurities such as Na,
Blue sheet glass, ceramic members such as alumina and the like can be mentioned. However, it is necessary to use a face plate 3 having a certain or higher transmittance for visible light. In addition, it is preferable to combine the members whose thermal expansion coefficients are close to each other.

【0085】リアプレート2は、主に電子源1の強度を
補強する目的で設けられるため、電子源1自体で十分な
強度をもつ場合にはリアプレート2は不要であり、電子
源1に直接支持枠4を封着し、電子源1と支持枠4とフ
ェースプレート3とで外囲器10を構成してもよい。
Since the rear plate 2 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source 1, if the electron source 1 itself has a sufficient strength, the rear plate 2 is unnecessary, and is directly connected to the electron source 1. The support frame 4 may be sealed, and the envelope 10 may be configured by the electron source 1, the support frame 4, and the face plate 3.

【0086】また、外囲器10の封止後の真空度を維持
するために、ゲッター処理を行う場合もある。これは、
外囲器10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により、外囲器10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
〜1×10-7Torrの真空度を維持するものである。
Further, in order to maintain the degree of vacuum after the envelope 10 is sealed, getter processing may be performed. this is,
Immediately before or after sealing of the envelope 10, a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the envelope 10 is heated by resistance heating, high-frequency heating, or the like to form a deposition film. Processing. A getter typically contains Ba is a main component, the adsorption effect of the vapor deposition film, for example, 1 × 10 -5
It maintains a degree of vacuum of about 1 × 10 −7 Torr.

【0087】(5)スペーサ5 スぺーサ5としては、電子源1とメタルバック8間に印
加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有するものであ
ればどのようなものであっても構わないが、例えば石英
ガラス、Na等の不純物含有量を減少したガラス、青板
ガラス、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げられ
る。ただし、その熱膨張率が外囲器10を成す部材と近
いものが好ましい。
(5) Spacer 5 The spacer 5 may be any spacer as long as it has an insulating property enough to withstand a high voltage applied between the electron source 1 and the metal back 8. For example, quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, blue plate glass, and ceramic members such as alumina may be used. However, it is preferable that the thermal expansion coefficient be close to that of the member forming the envelope 10.

【0088】図9はスぺーサ5の要部拡大図斜視図であ
る。前述したようにスペーサ5の表面には、各素子電極
16、17が対向する方向(X方向)、すなわち電子源
1とフェースプレート3のメタルバック8(図1参照)
との間の電場のなす方向と垂直な方向に沿って延びる3
つのストライプ状の電極9a、9b、9cが間隔をおい
て互いに平行に設けられており、その互いの間隔Sab
bcと厚みDa 、Db、Dc との関係は、上記条件式
(1)を満たしている。
FIG. 9 is an enlarged perspective view of an essential part of the spacer 5. As shown in FIG. As described above, on the surface of the spacer 5, the direction in which the device electrodes 16 and 17 face each other (X direction), that is, the electron source 1 and the metal back 8 of the face plate 3 (see FIG. 1).
Extending along the direction perpendicular to the direction of the electric field between
Stripe-shaped electrodes 9a, 9b, 9c are provided in parallel with each other at intervals, and the intervals S ab ,
S bc a thickness D a, the relationship between the D b, D c satisfies the conditional expression (1).

【0089】スぺーサ5上の電極9a、9b、9cの材
料としては、導電性を有するものであればどのようなも
のであっても構わないが、例えばNi、Cr、Au、M
o、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属あるい
は合金、あるいはPd、Ag、Au、RuO2 、Pd−
Ag等の金属や金属酸化物とガラス等から構成される印
刷導体、あるいはIn23 −SnO2 等の透明導電
体、あるいはポリシリコン等の半導体導体材料等が挙げ
られる。ただし、一定以上の厚み(数十μm以上)の形
成に適した製法(印刷等)を適用できる材料が好まし
い。
The electrodes 9a, 9b, 9c on the spacer 5 may be made of any material as long as it has conductivity. For example, Ni, Cr, Au, M
o, W, Pt, a metal or alloy such as Ti, Al, Cu, Pd, or Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd—
Examples include a printed conductor composed of a metal such as Ag or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 , or a semiconductor conductor material such as polysilicon. However, a material to which a manufacturing method (printing or the like) suitable for forming a certain thickness or more (several tens of μm or more) is preferable.

【0090】また、図10に示すように、各電極9a、
9b、9cには、支持枠4の内面に設けられた3本の取
り出し配線4a、4b、4cがそれぞれ電気的に接続さ
れており、これら各取り出し配線4a、4b、4cによ
り、各電極9a、9b、9cには外囲器10(図1参
照)の外部の不図示の電源により所定の電位が与えられ
る。各取り出し配線4a、4b、4cは、例えば金属や
金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体を用いて
印刷により支持枠上に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 10, each electrode 9a,
9b, 9c are electrically connected to three extraction wirings 4a, 4b, 4c provided on the inner surface of the support frame 4, respectively, and by these extraction wirings 4a, 4b, 4c, the respective electrodes 9a, A predetermined potential is applied to 9b and 9c by a power supply (not shown) outside the envelope 10 (see FIG. 1). Each of the extraction wirings 4a, 4b, and 4c can be formed on the support frame by printing using a printed conductor made of, for example, a metal, a metal oxide, and glass.

【0091】以上説明した構成に基づき、各電子放出素
子15に、容器外端子Dox1ないしDoxmとDoy
1ないしDoynを通じて電圧を印加すると、電子放出
部23から電子が放出される。それと同時にメタルバッ
ク8(あるいは不図示の透明電極)に高圧端子HV を通
じて数kV以上の高電圧を印加して電子放出部から放出
された電子を加速し、フェースプレート3の内面に衝突
させる。これにより、蛍光膜7の蛍光体7aが励起され
て発光し、画像が表示される。
Based on the configuration described above, the external terminals Dox1 to Doxm and Doy are connected to the electron-emitting devices 15 respectively.
When a voltage is applied through 1 to Doyn, electrons are emitted from the electron emission section 23. At the same by applying a high voltage of several kV or more through a high-voltage terminal H V to accelerate electrons emitted from the electron emission portion to the metal back 8 (or a transparent electrode (not shown)) at the same time, to impinge on the inner surface of the face plate 3. Thereby, the phosphor 7a of the phosphor film 7 is excited to emit light, and an image is displayed.

【0092】この様子を図11および図12に示す。図
11および図12は、それぞれ図1に示した画像形成装
置における電子およびイオンの軌跡を説明するための図
であり、図11はY方向から見た図、図12はX方向か
ら見た図である。すなわち図11に示すように、電子源
1の素子電極16、17に電圧Vfを印加することによ
り電子放出部23から放出された電子は、フェースプレ
ート3上のメタルバック8に印加された加速電圧Vaに
より、電子源1の面に対する電子放出部23からの法線
に対して、正極側の素子電極17のほうにずれて25t
で示した放物線軌跡をとって飛翔する。このため、蛍光
膜7上の発光部中心は電子源1の面に対する電子放出部
23からの法線上からずれることになる。このような放
射特性は、電子源1に平行な面内での電位分布が、電子
放出部23に対して非対称になることによるものと考え
られる。
FIG. 11 and FIG. 12 show this state. 11 and 12 are diagrams for explaining trajectories of electrons and ions in the image forming apparatus shown in FIG. 1, respectively. FIG. 11 is a diagram viewed from the Y direction, and FIG. 12 is a diagram viewed from the X direction. It is. That is, as shown in FIG. 11, the electrons emitted from the electron emission portion 23 by applying the voltage Vf to the device electrodes 16 and 17 of the electron source 1 are charged with the acceleration voltage applied to the metal back 8 on the face plate 3. With respect to a normal line from the electron emission portion 23 to the surface of the electron source 1, the device electrode 17 on the positive electrode side 17 shifts by 25 Va due to Va.
It flies along the parabolic trajectory indicated by. For this reason, the center of the light emitting portion on the fluorescent film 7 is shifted from the normal to the surface of the electron source 1 from the electron emitting portion 23. It is considered that such a radiation characteristic is due to the potential distribution in a plane parallel to the electron source 1 being asymmetric with respect to the electron emission portion 23.

【0093】電子がフェースプレート3の内面に衝突す
ることにより、蛍光膜7の発光現象以外に、図12に示
すように、蛍光膜7やメタルバック8に付着した粒子が
電離・散乱される現象が生じる。この散乱粒子のうち、
正イオンは電子源1及びフェースプレート3間に印加さ
れる電圧Vaにより電子源1側に向かって加速され、電
界に対して垂直方向(図示Y方向)の初速度に応じて、
例えば、26t、26tab、26tbcで示したよう
な放物線軌道をとって飛翔する。
When electrons collide with the inner surface of the face plate 3, in addition to the light emission phenomenon of the fluorescent film 7, the particles attached to the fluorescent film 7 and the metal back 8 are ionized and scattered as shown in FIG. Occurs. Of these scattering particles,
Positive ions are accelerated toward the electron source 1 by a voltage Va applied between the electron source 1 and the face plate 3, and according to an initial velocity in a direction perpendicular to the electric field (Y direction in the drawing),
For example, it flies in a parabolic orbit as indicated by 26t, 26tab, and 26tbc.

【0094】ここで、前記正イオンが電離した位置を原
点としたとき、電子源1とフェースプレート3との間の
電場のなす方向をZ、それに直交する方向をY、電子源
1とフェースプレート3との間隔をd、正イオンの初期
運動エネルギーの最大値をViとすると、電荷担持体の
なす軌跡は、 Z=[Va/(4d・Vi)]×Y2 で表わされる。
Here, when the position where the positive ions are ionized is set as the origin, the direction of the electric field between the electron source 1 and the face plate 3 is Z, the direction orthogonal thereto is Y, the electron source 1 is Assuming that the distance from the charge carrier 3 is d and the maximum value of the initial kinetic energy of the positive ions is Vi, the locus formed by the charge carrier is represented by Z = [Va / (4d · Vi)] × Y 2 .

【0095】そして、フェースプレート3からの距離Z
sでスペーサ5に衝突するとき、電荷担持体の飛翔方向
は、 dy/dz=√[(d・Vi)/(Zs・Va)] となる。
Then, the distance Z from the face plate 3
When s collides with the spacer 5, the flying direction of the charge carrier is dy / dz = √ [(d · Vi) / (Zs · Va)].

【0096】そこで、電極9a、9b、9cの厚みと間
隔との関係を条件式(1)に従って設定することによ
り、正イオンは電極9a、9b、9cの表面に全て衝突
し、スぺーサ5の非電極面に衝突することはない。従っ
て、スぺーサ5への電荷付着による帯電は起こらない。
なお、電極9a、9b、9cは、正イオンが付着しても
不図示の電源により、その位置における電子源1とメタ
ルバック8のなす電位と同程度の電圧V1、V2、V3
に保持される。
Therefore, by setting the relationship between the thicknesses and the intervals of the electrodes 9a, 9b, 9c in accordance with the conditional expression (1), all the positive ions collide with the surfaces of the electrodes 9a, 9b, 9c, and Does not collide with the non-electrode surface. Therefore, charging due to the adhesion of charges to the spacer 5 does not occur.
The electrodes 9a, 9b, and 9c are supplied with voltages V1, V2, and V3 that are substantially the same as the potentials between the electron source 1 and the metal back 8 at that position by a power supply (not shown) even if the positive ions adhere.
Is held.

【0097】また、フェースプレート3と電子源1との
間の空間には、上述した正イオンの他にも、電子源1か
ら放出される電子の電荷担持体が存在するが、これにつ
いても同様に適用される。
In the space between the face plate 3 and the electron source 1, there is a charge carrier for electrons emitted from the electron source 1 in addition to the above-mentioned positive ions. Applied to

【0098】正イオン等の電荷担持体がスペーサ5に付
着しないようにするためには、スペーサ5の全面を1つ
の電極で覆ってしまうことも考えられるが、これでは電
子源1とメタルバック8間の高電圧に耐えられなくなっ
てしまうので、複数の電極9a、9b、9cを設けた。
また、電界強度が一部に集中しないようにするために、
各電極9a、9b、9cに適切な電位を与えている。
In order to prevent the charge carrier such as positive ions from adhering to the spacer 5, it is conceivable that the entire surface of the spacer 5 is covered with one electrode. A plurality of electrodes 9a, 9b, and 9c were provided because it would not be able to withstand the high voltage between them.
Also, in order not to concentrate the electric field strength on a part,
An appropriate potential is applied to each of the electrodes 9a, 9b, 9c.

【0099】通常、電子放出素子15の一対の素子電極
16、17間の印加電圧Vfは12〜16V程度、メタ
ルバック8と電子放出素子15との距離dは2mm〜8
mm程度、メタルバック8と電子放出素子15間の電圧
Vaは1kV〜10kV程度である。また、スペーサ5
上に設けられた各電極9a、9b、9cに印加される電
圧V1、V2、V3は、各電極9a、9b、9cがない
場合の各位置での電位に対し、各々の値に対し20〜3
0%までは異なる値を設定してもよい。
Usually, the applied voltage Vf between the pair of device electrodes 16 and 17 of the electron-emitting device 15 is about 12 to 16 V, and the distance d between the metal back 8 and the electron-emitting device 15 is 2 mm to 8 mm.
mm, and the voltage Va between the metal back 8 and the electron-emitting device 15 is about 1 kV to 10 kV. The spacer 5
The voltages V1, V2, and V3 applied to the electrodes 9a, 9b, and 9c provided above are 20 to 20 with respect to the potential at each position when the electrodes 9a, 9b, and 9c are not provided. 3
Different values may be set up to 0%.

【0100】以上述べた構成は、画像表示等に用いられ
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や配置等、詳細な部分は上述
内容に限定されるものでなく、画像形成装置の用途に適
するように適宜選択する。
The configuration described above is a schematic configuration necessary for manufacturing a suitable image forming apparatus used for image display and the like. For example, detailed portions such as materials and arrangement of each member are limited to those described above. Rather, it is appropriately selected so as to be suitable for the use of the image forming apparatus.

【0101】以下に、本実施例の画像形成装置を用いた
画像表示の実験例を示す。
Hereinafter, an experimental example of image display using the image forming apparatus of this embodiment will be described.

【0102】(実験例1−1)本実験例では、まず、未
フォーミングの電子源1をリアプレート2に固定し、さ
らに図13に示すように3本のストライプ電極9a、9
b、9cを両側の表面に形成したスぺーサ5(板厚20
0μm、高さ5mm)を電子源1上に等間隔でX方向配
線12と平行に固定した。その後、電子源1の5mm上
方に、フェースプレート3を支持枠4を介し配置し、リ
アプレート2、フェースプレート3、支持枠4の接合部
にフリットガラスを塗布し、大気中で400℃乃至50
0℃で10分以上焼成することで封着した。このとき、
スぺーサ5上の各々の電極9a、9b、9cを支持枠4
の表面に形成された複数の取出配線(不図示)に接触さ
せるようにした。また、リアプレート2への電子源1の
固定及びスぺーサ5の電子源1への固定もフリットガラ
スで行った。
(Experimental Example 1-1) In this experimental example, first, the unformed electron source 1 was fixed to the rear plate 2, and then, as shown in FIG.
b, 9c formed on both sides of the spacer 5 (sheet thickness 20
(0 μm, height 5 mm) were fixed on the electron source 1 at regular intervals in parallel with the X-direction wiring 12. After that, the face plate 3 is placed 5 mm above the electron source 1 via the support frame 4, frit glass is applied to the joint between the rear plate 2, the face plate 3, and the support frame 4, and 400 ° C. to 50 ° C. in air.
It sealed by baking at 0 degreeC for 10 minutes or more. At this time,
Each electrode 9a, 9b, 9c on the spacer 5 is
In contact with a plurality of extraction wirings (not shown) formed on the surface. The fixing of the electron source 1 to the rear plate 2 and the fixing of the spacer 5 to the electron source 1 were also performed with frit glass.

【0103】スぺーサ5上への3本の電極9a、9b、
9cの形成は、Pd、Ag、RuO 2 、Pd−Ag等の
金属や金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体を
用いて印刷により行った。このとき、図13の(b)に
示すように、各電極9a、9b、9cの厚みDは50μ
m、高さHは1.4mm、各電極9a、9b、9c間お
よび電子源1、フェースプレート3との間隔Sは200
μmとした。この電極形状(特に電極間隔に対する電極
厚の比)は、フェースプレート3の内面上で散乱された
正イオン(最大初期エネルギー約50eV)あるいは電
子源1上から放出される電子(最大初期エネルギー約1
4eV)がなす放物線軌道が、スぺーサ5の非電極面上
に到達しないという条件を満たすように条件式(1)に
従って設定したものである。
The three electrodes 9a, 9b on the spacer 5
9c is formed of Pd, Ag, RuO Two , Pd-Ag, etc.
Printed conductors composed of metals and metal oxides and glass
And printing. At this time, in FIG.
As shown, the thickness D of each electrode 9a, 9b, 9c is 50 μm.
m, height H is 1.4 mm, and between each electrode 9a, 9b, 9c.
And the distance S between the electron source 1 and the face plate 3 is 200
μm. This electrode shape (especially the electrode
Thickness ratio) was scattered on the inner surface of the face plate 3
Positive ions (maximum initial energy about 50 eV) or
Electrons emitted from the electron source 1 (the maximum initial energy is about 1
4 eV) on the non-electrode surface of the spacer 5
So as to satisfy the condition of not reaching
Therefore, it is set.

【0104】画像形成部材であるところの蛍光膜7は、
本実験例では蛍光体7aはストライプ形状(図8の
(a)参照)を採用した。ブラックストライプの材料と
して、通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材料
を用いた。ガラス基板6に蛍光体7aを塗布する方法は
スラリー法を用いた。
The fluorescent film 7, which is an image forming member,
In this experimental example, the phosphor 7a has a stripe shape (see FIG. 8A). As a material for the black stripe, a material mainly containing graphite, which is commonly used, was used. A slurry method was used to apply the phosphor 7a to the glass substrate 6.

【0105】また、蛍光膜7の内面側に設けられるメタ
ルバック8は、蛍光膜7の作製後、蛍光膜7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。フェー
スプレート3には、さらに蛍光膜7の導電性を高めるた
め、蛍光膜7の外面側に透明電極が設けられる場合もあ
るが、本実験例では、メタルバック8のみで十分な導電
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7aを電子放出素子15と対応さ
せなくてはいけないため、十分な位置合わせを行った。
The metal back 8 provided on the inner surface side of the fluorescent film 7 is subjected to a smoothing process (usually called filming) of the inner surface of the fluorescent film 7 after the formation of the fluorescent film 7, and thereafter, Al is added. It was produced by vacuum evaporation. The face plate 3 may be provided with a transparent electrode on the outer surface side of the fluorescent film 7 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 7, but in this experimental example, sufficient conductivity was obtained only by the metal back 8. Omitted. When the above-mentioned sealing was performed, in the case of color, the phosphors 7a of the respective colors had to correspond to the electron-emitting devices 15, so that sufficient alignment was performed.

【0106】以上にようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dox1ない
しDoxmとDoy1ないしDoynを通じ電子放出素
子15の素子電極16、17間に電圧を印加し、電子放
出部形成用薄膜18を通電処理(フォーミング処理)す
ることにより電子放出部23を形成した。フォーミング
処理は、図7に示した、パルス幅T1が1ミリ秒、波高
値(フォーミング時のピーク電圧)が5Vの三角波を、
10ミリ秒のパルス間隔T2 で60秒間、素子電極1
6、17間に通電することにより行なった。
The atmosphere in the glass container completed as described above is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, is passed through external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. A voltage was applied between the device electrodes 16 and 17 of the electron-emitting device 15, and the electron-emitting portion forming thin film 18 was subjected to an energization process (forming process) to form the electron-emitting portion 23. In the forming process, a triangular wave having a pulse width T 1 of 1 millisecond and a peak value (peak voltage during forming) of 5 V shown in FIG.
Device electrode 1 for 60 seconds at a pulse interval T 2 of 10 milliseconds
This was carried out by applying a current between 6 and 17.

【0107】次に、10-6Torr程度の真空度で、不
図示の排気管をガスバーナで熱することで溶着し外囲器
10の封止を行った。
Next, at a degree of vacuum of about 10 −6 Torr, an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner, and the envelope 10 was sealed.

【0108】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、ゲッター処理を行った。
Finally, gettering was performed to maintain the degree of vacuum after sealing.

【0109】以上のようにして完成した画像形成装置に
おいて、各電子放出素子15には、容器外端子Dox1
ないしDoxmとDoy1ないしDoynを通じ、走査
信号及び変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞ
れ印加することにより電子を放出させ、メタルバック8
(或いは不図示の透明電極)には、高圧端子Hvを通じ
て高圧を印加することにより電子ビームを加速し、蛍光
膜7に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させること
で画像を表示した。なお、高圧端子Hvへの印加電圧は
5kV、素子電極16、17への印加電圧は14Vとし
た。また、スぺーサ5上に設けられた3本の電極9a、
9b、9cへの印加電圧は、メタルバック8に近い側か
ら各々4kV、2.5kV、1kVとした。
In the image forming apparatus completed as described above, each of the electron-emitting devices 15 has a terminal Dox1 outside the container.
The scanning signal and the modulation signal are applied by signal generating means (not shown) through Doxm and Doy1 to Doyn, respectively, to emit electrons, and the metal back 8 is formed.
An image was displayed by accelerating an electron beam by applying a high voltage through a high voltage terminal Hv (or a transparent electrode (not shown)), causing electrons to collide with the fluorescent film 7 and exciting and emitting light from the phosphor. The voltage applied to the high voltage terminal Hv was 5 kV, and the voltage applied to the device electrodes 16 and 17 was 14 V. Further, three electrodes 9 a provided on the spacer 5,
The applied voltages to 9b and 9c were 4 kV, 2.5 kV and 1 kV, respectively, from the side close to the metal back 8.

【0110】このとき、スぺーサ5に近い位置にある電
子放出素子15からの放出電子による発光スポットも含
め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよい画像表示ができた。このことは、ス
ぺーサ5を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電
界の乱れは発生しなかったことを示している。
At this time, a two-dimensional array of light-emitting spots including light-emitting spots generated by electrons emitted from the electron-emitting devices 15 located close to the spacer 5 are formed at two-dimensional intervals, and are clear and have good color reproducibility. Image display was completed. This indicates that even when the spacer 5 was installed, no disturbance of the electric field that would affect the electron trajectory occurred.

【0111】(実験例1−2)実験例1−1との差異
は、電極9a、9b、9cの各々の厚みDを互いに異な
らせたことにあり、メタルバック8に近い側から各々の
厚みDを50、40、30μmとした。この電極形状
(特に電極間隔に対する電極厚の比)は、フェースプレ
ート3の内面で散乱された正イオン(最大初期エネルギ
ー約50eV)がなす放物線軌道が、スぺーサ5の非電
極面上に到達しないという条件を満たすように設定し
た。
(Experimental Example 1-2) The difference from Experimental Example 1-1 is that the thicknesses D of the electrodes 9a, 9b and 9c were different from each other. D was set to 50, 40, and 30 μm. The shape of the electrode (particularly, the ratio of the electrode thickness to the electrode interval) is such that the parabolic orbit formed by the positive ions (maximum initial energy about 50 eV) scattered on the inner surface of the face plate 3 reaches the non-electrode surface of the spacer 5. It was set to satisfy the condition of not doing.

【0112】このときも、スペーサ5に近い位置にある
電子放出素子15からの放出電子による発光スポットも
含め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、
鮮明で色再現性のよい画像表示ができた。
Also at this time, a two-dimensional array of light emitting spots including light emitting spots due to electrons emitted from the electron emitting elements 15 located near the spacer 5 is formed.
A clear image with good color reproducibility could be displayed.

【0113】(実験例1−3)実験例1−1との差異
は、電極9a、9b、9cの高さHおよび間隔Sを互い
に異ならせたことにあり、メタルバック8に近い側から
各々の高さHを1.45、1.4、1.35mmとし、
互いの間隔Sを0.15、0.25mmとした。この電
極形状(特に電極間隔に対する電極厚の比)は、実験例
2と同様に、フェースプレート3の内面で散乱された正
イオン(最大初期エネルギー約50eV)がなす放物線
軌道が、スぺーサ5の非電極面上に到達しないという条
件を満たすように設定した。
(Experimental Example 1-3) The difference from Experimental Example 1-1 is that the heights H and the intervals S of the electrodes 9a, 9b, 9c were different from each other. Height 1.45, 1.4, 1.35 mm,
The distance S between each other was 0.15 and 0.25 mm. The electrode shape (especially, the ratio of the electrode thickness to the electrode interval) has a parabolic trajectory formed by positive ions (maximum initial energy of about 50 eV) scattered on the inner surface of the face plate 3 as in Experimental Example 2. Was set so as not to reach the non-electrode surface.

【0114】このときも、スペーサ5に近い位置にある
電子放出素子15からの放出電子による発光スポットも
含め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、
鮮明で色再現性のよい画像表示ができた。
Also at this time, a two-dimensional array of light emitting spots including light emitting spots caused by electrons emitted from the electron emitting elements 15 located close to the spacer 5 is formed.
A clear image with good color reproducibility could be displayed.

【0115】本実施例では、取り出し配線4aを支持枠
4に設け、外囲器10の外部への各電極9a、9b、9
cの取り出しを支持枠4から行なった例を示したが、こ
の場合、支持枠4の近傍での電界乱れも防止でき、か
つ、耐電圧特性も良好に保つことができる。
In the present embodiment, the extraction wiring 4a is provided on the support frame 4, and the electrodes 9a, 9b, 9
Although an example in which c is taken out from the support frame 4 is shown, in this case, disturbance of the electric field in the vicinity of the support frame 4 can be prevented, and the withstand voltage characteristics can be kept good.

【0116】他の方法としては、図14に示すように、
支持枠4よりも一回り大きいリアプレート2’を用い、
このリアプレート2’に取り出し配線2'a 、2'b 、
2'c を設けてリアプレート2’から各電極9a、9
b、9cの取り出しを行なったり、図15に示すよう
に、支持枠4よりも一回り大きいフェースプレート3’
を用い、このフェースプレート3’に取り出し配線3'
a 、3'b 、3'c を設けてフェースプレート3’か
ら各電極9a、9b、9cの取り出しを行なってもよ
い。この場合は、電子源1またはフェースプレート3の
基板上から配線が取り出せるので、電気的接続がやり易
くなる。
As another method, as shown in FIG.
Using a rear plate 2 'that is one size larger than the support frame 4,
On the rear plate 2 ', the extraction wirings 2'a, 2'b,
2′c, the electrodes 9a, 9 from the rear plate 2 ′.
b and 9c, and a face plate 3 'which is slightly larger than the support frame 4 as shown in FIG.
To the face plate 3 'and take out the wiring 3'
a, 3'b, and 3'c may be provided to extract the electrodes 9a, 9b, and 9c from the face plate 3 '. In this case, the wiring can be taken out from the substrate of the electron source 1 or the face plate 3, so that the electrical connection becomes easy.

【0117】さらに、図16に示すように、フェースプ
レート3のメタルバック8および電子源1の、スペーサ
5が接触する部位にそれぞれ印刷等により導電性部材
(不図示)を設け、これら各導電性部材間を、各電極9
a、9b、9c間に設けられた高抵抗導電膜32を介し
て電気的に接続した構成としてもよい。あるいは各導電
性部材の代りに、電子源1のX方向配線12またはY方
向配線13が取り出し配線を兼ねてもよく、また、メタ
ルバック8が取り出し配線を兼ねてもよい。高抵抗導電
膜32は、例えば、電子源1とメタルバック8間に印加
される高電圧に耐え、かつ、各電極9a、9b、9cの
電位を安定させるのに適当な抵抗値を持つ半絶縁性膜で
形成される。この場合は、電子源1およびフェースプレ
ート3の周辺部へ取り出し配線を追加して設ける必要が
ないので、装置サイズを小さくできる。また、スペーサ
5自体を上記周辺部まで延ばす必要がなくなるので、ス
ペーサ5の配置をかなり自由に行なうことができる。
Further, as shown in FIG. 16, a conductive member (not shown) is provided by printing or the like at each of the portions of the metal plate 8 of the face plate 3 and the electron source 1 where the spacer 5 comes into contact. Each electrode 9 between the members
A configuration may also be adopted in which electrical connection is made via a high-resistance conductive film 32 provided between a, 9b, and 9c. Alternatively, instead of each conductive member, the X-direction wiring 12 or the Y-direction wiring 13 of the electron source 1 may also serve as the leading wiring, and the metal back 8 may also serve as the leading wiring. The high-resistance conductive film 32 withstands a high voltage applied between the electron source 1 and the metal back 8, and has a semi-insulating material having an appropriate resistance value for stabilizing the potentials of the electrodes 9a, 9b, 9c. Formed of a conductive film. In this case, it is not necessary to additionally provide an extraction wiring in the periphery of the electron source 1 and the face plate 3, so that the device size can be reduced. Further, since it is not necessary to extend the spacer 5 to the peripheral portion, the arrangement of the spacer 5 can be performed quite freely.

【0118】(第2実施例)本実施例は、スペーサに設
ける電極の数を5本とした点が、第1実施例と異なる。
その他の構成は第1実施例と同様であるので、その説明
は省略する。
(Second Embodiment) This embodiment is different from the first embodiment in that the number of electrodes provided on the spacer is five.
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0119】具体的には、各電極の厚みは20μm、高
さは0.9mm、各電極間および電子源、フェースプレ
ートとの間隔は80μmとした。また、5本の電極への
印加電圧は、メタルバックに近い側から各々4.15、
3.3、2.5、1.7、0.85kVとした。この電
極形状(特に電極間隔に対する電極厚の比)は、第1実
施例と同様に、フェースプレートの内面上で散乱された
正イオン(最大初期エネルギー約50eV)がなす放物
線軌道が、スぺーサの非電極面上に到達しないという条
件を満たすように設定した。
More specifically, the thickness of each electrode was 20 μm, the height was 0.9 mm, and the distance between each electrode and the distance from the electron source and the face plate was 80 μm. The voltages applied to the five electrodes were 4.15 from the side near the metal back, respectively.
3.3, 2.5, 1.7, and 0.85 kV. As in the first embodiment, the shape of the electrode (especially the ratio of the electrode thickness to the electrode interval) is such that the parabolic orbit formed by the positive ions (maximum initial energy of about 50 eV) scattered on the inner surface of the face plate is a spacer. Was set so as not to reach the non-electrode surface.

【0120】このときも、スペーサに近い位置にある電
子放出素子からの放出電子による発光スポットも含め、
2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で
色再現性のよい画像表示ができた。
In this case, the light emitting spot including the emission spot of the electron emitted from the electron emitting element located near the spacer is also included.
Emitting spot arrays were formed two-dimensionally at equal intervals, and a clear image with good color reproducibility could be displayed.

【0121】本実施例では5本の電極を設け、また、第
1実施例では3本の電極を設けたが、電極の数は3本や
5本に限定されるものではなく、必要に応じて増減する
ことができる。
In this embodiment, five electrodes are provided, and in the first embodiment, three electrodes are provided. However, the number of electrodes is not limited to three or five, and may be changed as necessary. Can be increased or decreased.

【0122】(第3実施例)図17は、本発明の画像形
成装置の第3実施例の一部を破断した斜視図である。本
実施例は、装置サイズを小さくするために、支持枠54
を電子源51上の電子放出部及びフェースプレート53
上の発光部に近接して設け、かつ支持枠54の内側の表
面にスぺーサ55の電極59a、59b、59cと同様
なストライプ状の電極79a、79b、79cを設けた
点が、第1実施例と異なる。その他の構成は第1実施例
と同様であるのでそれらの詳しい説明は省略し、以下、
本実施例の画像形成装置について、その製造手順ととも
に説明する。
(Third Embodiment) FIG. 17 is a partially cutaway perspective view of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the support frame 54 is used to reduce the size of the device.
The electron emission portion on the electron source 51 and the face plate 53
The first point is that stripe-like electrodes 79a, 79b, and 79c similar to the electrodes 59a, 59b, and 59c of the spacer 55 are provided on the inner surface of the support frame 54 in the vicinity of the upper light emitting unit. Different from the embodiment. The other configurations are the same as those of the first embodiment, and therefore detailed description thereof is omitted.
The image forming apparatus according to the present embodiment will be described together with its manufacturing procedure.

【0123】まず、未フォーミングの電子源51をリア
プレート52に固定し、さらに3本のストライプ状の電
極59a、59b、59cを表面に形成したスぺーサ5
5(板厚200μm、高さ5mm)を電子源51上に等
間隔でX方向配線62と平行に固定した。その後、電子
源51の5mm上方にフェースプレート53を、3本の
ストライプ状の電極79a、79b、79cを内側の表
面に形成した支持枠54を介し配置し、リアプレート5
2、フェースプレート53、支持枠54の接合部にフリ
ットガラスを塗布し、大気中で400℃乃至500℃で
10分以上焼成することで封着した。スぺーサ55上の
各々の電極59a、59b、59cおよび支持枠54上
の各々の電極79a、79b、79cには、それぞれ取
り出し配線(不図示)により所定の電位が与えられる。
また、リアプレート52への電子源51の固定及びスぺ
ーサ55の電子源51への固定もフリットガラスで行っ
た。
First, an unformed electron source 51 is fixed to a rear plate 52, and three stripe-shaped electrodes 59a, 59b, 59c are formed on the surface of the spacer 5 to form a spacer.
5 (plate thickness: 200 μm, height: 5 mm) were fixed on the electron source 51 at equal intervals in parallel with the X-direction wiring 62. Thereafter, the face plate 53 is disposed 5 mm above the electron source 51 via a support frame 54 having three striped electrodes 79a, 79b, and 79c formed on the inner surface.
2. Frit glass was applied to the joint between the face plate 53 and the support frame 54, and was baked at 400 ° C. to 500 ° C. in the air for 10 minutes or more to seal. A predetermined potential is applied to each of the electrodes 59a, 59b, 59c on the spacer 55 and each of the electrodes 79a, 79b, 79c on the support frame 54 by a lead-out wiring (not shown).
The fixing of the electron source 51 to the rear plate 52 and the fixing of the spacer 55 to the electron source 51 were also performed with frit glass.

【0124】支持枠54は4本の板状部材からなり、ス
ぺーサ55上への電極59a、59b、59cの形成、
および支持枠54(板状部材)上への電極79a、79
b、79cの形成は、Pd、Ag、Au、RuO2 、P
d−Ag等の金属や金属酸化物とガラス等から構成され
る印刷導体を用いて印刷により行った。このとき、各電
極59a、59b、59c、79a、79b、79cの
厚みは50μm、高さは1.4mm、各電極間及び電子
源51、フェースプレート53との間隔は200μmと
した。この電極形状(特に電極間隔に対する電極厚の
比)は、フェースプレート53の内面上で散乱された正
イオン(最大初期エネルギー約50eV)あるいは電子
源51上から放出される電子(最大初期エネルギー約1
4eV)がなす放物線軌道が、スぺーサ55および支持
枠54の非電極面上に到達しないという条件を満たすよ
うに設定した。
The support frame 54 is formed of four plate-like members, and is formed with electrodes 59a, 59b, 59c on the spacer 55.
And electrodes 79a, 79 on support frame 54 (plate-like member)
b, 79c is formed by Pd, Ag, Au, RuO 2 , P
The printing was performed using a printed conductor composed of a metal such as d-Ag or a metal oxide and glass. At this time, the thickness of each of the electrodes 59a, 59b, 59c, 79a, 79b, and 79c was 50 μm, the height was 1.4 mm, and the distance between each electrode and the distance between the electron source 51 and the face plate 53 was 200 μm. The shape of the electrode (especially, the ratio of the electrode thickness to the electrode interval) is determined by positive ions (maximum initial energy of about 50 eV) scattered on the inner surface of the face plate 53 or electrons emitted from the electron source 51 (maximum initial energy of about 1).
4 eV) is set so as to satisfy the condition that the parabolic trajectory formed by 4 eV) does not reach the non-electrode surfaces of the spacer 55 and the support frame 54.

【0125】以上のようにして完成した画像形成装置に
おいて、各電子放出素子65には、容器外端子Dox1
ないしDoxmとDoy1ないしDoynを通じ、走査
信号及び変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞ
れ印加することにより電子放出させ、メタルバック58
(あるいは不図示の透明電極)には、高圧端子Hvを通
じて高圧を印加することにより電子ビームを加速し、蛍
光膜57に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させる
ことで画像を表示した。なお、高圧端子Hvへの印加電
圧は5kV、電子放出素子65の一対の素子電極への印
加電圧は14Vとした。また、各電極59a、59b、
59c、79a、79b、79cへの印加電圧は、メタ
ルバック58に近い側から各々4kV、2.5kV、1
kVとした。
In the image forming apparatus completed as described above, each of the electron-emitting devices 65 is provided with an external terminal Dox1.
The scanning signal and the modulation signal are applied by signal generation means (not shown) through Doxm and Doy1 to Doyn, respectively, to cause electrons to be emitted.
An image was displayed by applying a high voltage to the (or a transparent electrode not shown) through a high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam, collide electrons with the fluorescent film 57, and excite and emit light from the phosphor. The voltage applied to the high voltage terminal Hv was 5 kV, and the voltage applied to the pair of device electrodes of the electron-emitting device 65 was 14 V. In addition, each of the electrodes 59a, 59b,
The voltages applied to 59c, 79a, 79b, 79c are 4 kV, 2.5 kV,
kV.

【0126】このとき、スぺーサ55および支持枠54
に近い位置にある電子放出素子65からの放出電子によ
る発光スポットも含め、2次元状に等間隔の発光スポッ
ト列が形成され、鮮明で色再現性のよい画像表示ができ
た。このことは、スぺーサ55を設置しても電子軌道に
影響を及ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを
示している。また、装置サイズも第1実施例に比べ、よ
りコンパクトになった。
At this time, the spacer 55 and the support frame 54
A row of two-dimensionally spaced light-emitting spots including light-emitting spots generated by electrons emitted from the electron-emitting device 65 at a position close to was formed, and a clear image with good color reproducibility could be displayed. This indicates that even when the spacer 55 was installed, no disturbance of the electric field that would affect the electron trajectory occurred. Further, the size of the apparatus is more compact than that of the first embodiment.

【0127】(第1参考例)図18は、本発明の画像形
成装置の第1参考例のスペーサの断面図であり、図19
は、図18に示したスペーサの拡大斜視図である。
(First Reference Example) FIG. 18 is a sectional view of a spacer according to a first reference example of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 19 is an enlarged perspective view of the spacer shown in FIG.

【0128】本実施例では、図18および図19に示す
ように、電子源101とフェースプレート103との間
に封着されるスペーサ105の表面には、X方向、すな
わち電子放出素子115を構成する一対の素子電極11
6、117が対向する方向に延びる3つのストライプ状
の凸部105a、105b、105c(厚みD’、高さ
H’)が互いにZ方向に間隔S’をおいて一体的に設け
られ、これら各凸部105a、105b、105cの表
面に、それぞれ電極109a、109b、109cが形
成されている。各電極109a、109b、109cの
間隔と突出量との関係は、それぞれ条件式(1)を満た
している。スペーサ105へ凸部105a、105b、
105cを形成する方法としては、例えばガラス研磨に
よる方法が挙げられる。また、電極109a、109
b、109cを形成する方法としては、印刷による方法
や、斜方蒸着による方法などが挙げられる。その他の構
成については第1実施例と同様であるので、その説明は
省略する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 18 and 19, the surface of the spacer 105 sealed between the electron source 101 and the face plate 103 is provided with the electron emitting element 115 in the X direction. Pair of element electrodes 11
The three stripe-shaped protrusions 105a, 105b, 105c (thickness D ', height H') extending in the direction in which 6, 6 and 117 are opposed to each other are integrally provided with an interval S 'in the Z direction. Electrodes 109a, 109b, and 109c are formed on the surfaces of the protrusions 105a, 105b, and 105c, respectively. The relationship between the distance between the electrodes 109a, 109b, and 109c and the amount of protrusion satisfies the conditional expression (1). The convex portions 105a, 105b to the spacer 105,
As a method for forming 105c, for example, a method by glass polishing can be used. Also, the electrodes 109a, 109
As a method of forming b and 109c, a method by printing, a method by oblique evaporation, and the like are given. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0129】このように、スペーサ105に凸部105
a、105b、105cを設け、その表面に電極109
a、109b、109cを形成しても、結果として電極
109a、109b、109cの間隔に対する突出量の
比が条件式(1)を満たしていれば、スペーサ105へ
の電荷付着による帯電は起こらない。また、各電極10
9a、109b、109cそのものの厚みは、他の実施
例に比べ、より薄くできた。
As described above, the protrusion 105 is formed on the spacer 105.
a, 105b, 105c are provided, and the electrodes 109
Even if a, 109b, and 109c are formed, as a result, if the ratio of the protruding amount to the interval between the electrodes 109a, 109b, and 109c satisfies the conditional expression (1), charging due to charge adhesion to the spacer 105 does not occur. In addition, each electrode 10
The thicknesses of 9a, 109b, and 109c themselves could be made smaller than those of the other examples.

【0130】以下に、本実施例の画像形成装置を用いた
画像表示の実験例を示す。
Hereinafter, an experimental example of image display using the image forming apparatus of this embodiment will be described.

【0131】(実験例4−1)本実験例では、厚みD’
が50μm、高さH’が1.4mm、間隔S’が200
μmで凸部105a、105b、105cが形成された
スペーサ105を用い、各凸部105a、105b、1
05cの表面に電極を形成した。電極の形成は、金属や
金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体を用いて
印刷により行なった。この電極形状(特に電極間隔に対
する突出量の比)は、フェースプレート103の内面で
散乱された正イオン(最大初期エネルギー約50eV)
あるいは電子源101から放出される電子(最大初期エ
ネルギー約14eV)がなす放物線軌道が、スペーサ1
05の非電極面上に到達しないという条件を満たすよう
に設定した。
(Experimental example 4-1) In this experimental example, the thickness D '
Is 50 μm, height H ′ is 1.4 mm, and interval S ′ is 200
Each of the convex portions 105a, 105b, 1
An electrode was formed on the surface of 05c. The electrodes were formed by printing using a printed conductor composed of metal, metal oxide, glass, and the like. The shape of the electrode (especially, the ratio of the amount of protrusion to the distance between the electrodes) is such that the positive ions scattered on the inner surface of the face plate 103 (the maximum initial energy is about 50 eV)
Alternatively, a parabolic orbit formed by electrons (maximum initial energy of about 14 eV) emitted from the electron source 101 is formed by the spacer 1
05 was set so as not to reach the non-electrode surface.

【0132】そして、その他の条件を第1実施例と同様
の条件として画像を表示させたところ、スペーサ105
に近い位置にある電子放出素子115からの放出電子に
よる発光スポットも含め、2次元状に等間隔の発光スポ
ット列が形成され、鮮明で色再現正のよい画像表示がで
きた。このことは、スペーサ105を設置しても電子軌
道に影響を及ぼすような電界の乱れが発生しなかったこ
とを示している。
When an image was displayed under the same conditions as those of the first embodiment, the spacer 105
A two-dimensional array of light-emitting spots including light-emitting spots generated by the electrons emitted from the electron-emitting device 115 at a position close to was formed, and a clear image with good color reproduction was displayed. This indicates that even when the spacer 105 was provided, no electric field disturbance affecting the electron trajectory occurred.

【0133】(実験例4−2)実験例4−1との差異
は、スペーサ105の凸部105a、105b、105
cの各々の厚みD’を互いに異ならせたことにあり、メ
タルバック108に近い側から各々の厚みD’を50、
40、30μmとした。この電極形状(特に電極間隔に
対する突出量の比)は、フェースプレート103の内面
で散乱された正イオン(最大初期エネルギー約50e
V)がなす放物線軌道が、スぺーサ105の非電極面上
に到達しないという条件を満たすように設定した。
(Experimental Example 4-2) The difference from Experimental Example 4-1 is that the convex portions 105a, 105b, 105 of the spacer 105 are different.
c is different from each other, each thickness D ′ is 50 from the side near the metal back 108,
40 and 30 μm. This electrode shape (particularly the ratio of the protruding amount to the electrode interval) is determined by the positive ions scattered on the inner surface of the face plate 103 (the maximum initial energy is about 50 e).
V) was set so as to satisfy the condition that the parabolic trajectory formed by V) did not reach the non-electrode surface of spacer 105.

【0134】このときも、スペーサ105に近い位置に
ある電子放出素子115からの放出電子による発光スポ
ットも含め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成
され、鮮明で色再現性のよい画像表示ができた。
At this time, a two-dimensional array of light-emitting spots including light-emitting spots generated by electrons emitted from the electron-emitting devices 115 located close to the spacer 105 is formed two-dimensionally at equal intervals. Display was completed.

【0135】(実験例4−3)実験例4−1との差異
は、スペーサ105の凸部105a、105b、105
cの高さH’および間隔S’を互いに異ならせたことに
あり、メタルバック108に近い側から各々の高さH’
を1.45、1.4、1.35mmとし、互いの間隔
S’を0.15、0.25mmとした。この電極形状
(特に電極間隔に対する突出量の比)は、実験例2と同
様に、フェースプレート103の内面で散乱された正イ
オン(最大初期エネルギー約50eV)がなす放物線軌
道が、スぺーサ105の非電極面上に到達しないという
条件を満たすように設定した。
(Experimental Example 4-3) The difference from Experimental Example 4-1 is that the convex portions 105a, 105b, 105 of the spacer 105 are different.
The height H ′ and the interval S ′ of c are different from each other.
Were set to 1.45, 1.4, and 1.35 mm, and the distance S ′ between them was set to 0.15 and 0.25 mm. As in the experimental example 2, the electrode shape (particularly the ratio of the protrusion amount to the electrode interval) is such that the parabolic trajectory formed by the positive ions (maximum initial energy of about 50 eV) scattered on the inner surface of the face plate 103 has a spacer 105 Was set so as not to reach the non-electrode surface.

【0136】このときも、スペーサ105に近い位置に
ある電子放出素子115からの放出電子による発光スポ
ットも含め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成
され、鮮明で色再現性のよい画像表示ができた。
At this time, a two-dimensional array of light-emitting spots including light-emitting spots generated by electrons emitted from the electron-emitting devices 115 located close to the spacer 105 is formed two-dimensionally at equal intervals. Display was completed.

【0137】なお、本参考例では、スペーサ105に設
けられる凸部105a、105b、105cの形状が矩
形状のものの例を示したが、それに限らず、図20の
(a)〜(c)に示すような断面視三角状の凸部155
a、155b、155cとしたり、図20の(d)に示
すような断面視円弧状の凸部155dとすることもでき
る。このようにした場合でも、凸部の表面に形成される
電極の間隔Sと突出量Dとの比が条件式(1)を満たし
ていれば、スペーサへの荷電付着による帯電を防止でき
る。
In this embodiment, the example in which the convex portions 105a, 105b, and 105c provided on the spacer 105 are rectangular in shape is shown. However, the present invention is not limited to this, and FIGS. Triangular convex portion 155 as shown in cross section
a, 155b, and 155c, or a convex portion 155d having an arc shape in cross section as shown in FIG. Even in this case, if the ratio between the distance S between the electrodes formed on the surface of the projection and the amount of protrusion D satisfies the conditional expression (1), it is possible to prevent electrification due to charge adhesion to the spacer.

【0138】(第2参考例)本実施例は、スペーサ近傍
での電界をより均一にするために、スペーサに設ける凸
部の数を5本とし、その各々に電極を形成した点が、第
1参考例と異なる。その他の構成は第1参考例と同様で
あるので、その説明は省略する。
(Second Reference Example) This embodiment is different from the first embodiment in that in order to make the electric field near the spacers more uniform, the number of protrusions provided on the spacers is five, and electrodes are formed on each of them. 1 Different from Reference Example. The other configuration is the same as that of the first reference example, and the description is omitted.

【0139】具体的には、スペーサの各凸部の厚みを2
0μm、高さを0.9mmとし、各電極間および電子
源、フェースプレートとの間隔は80μmとした。ま
た、5本の電極への印加電圧は、メタルバックに近い側
から各々4.15、3.3、2.5、1.7、0.85
kVとした。この電極形状(特に電極間隔に対する突出
量の比)は、第1実施例と同様に、フェースプレートの
内面で散乱された正イオン(最大初期エネルギー約50
eV)がなす放物線軌道が、スぺーサの非電極面上に到
達しないという条件を満たすように設定した。
More specifically, the thickness of each projection of the spacer is set to 2
The height was set to 0 μm, the height was set to 0.9 mm, and the distance between each electrode and between the electron source and the face plate was set to 80 μm. The voltages applied to the five electrodes were 4.15, 3.3, 2.5, 1.7, and 0.85, respectively, from the side close to the metal back.
kV. As in the first embodiment, the shape of the electrode (especially, the ratio of the protrusion amount to the electrode interval) is the same as that of the first embodiment.
The parabolic trajectory formed by eV) was set so as to satisfy the condition that the parabolic trajectory did not reach the non-electrode surface of the spacer.

【0140】このときも、スペーサに近い位置にある電
子放出素子からの放出電子による発光スポットも含め、
2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で
色再現性のよい画像表示ができた。
At this time, the light-emitting spot including the emitted light from the electron-emitting device located near the spacer is also included.
Emitting spot arrays were formed two-dimensionally at equal intervals, and a clear image with good color reproducibility could be displayed.

【0141】(第3参考例)本参考例は、図17で説明
した第3実施例と同様に支持枠にも3つの電極を設けた
ものであるが、支持枠の内面に3つのストライプ状の凸
部を設け、その表面にそれぞれ電極を形成した点が第3
実施例と異なる。
(Third Embodiment) In this embodiment, three electrodes are provided on the support frame as in the third embodiment described with reference to FIG. 17, but three stripes are formed on the inner surface of the support frame. The point that an electrode was formed on the surface of the convex portion
Different from the embodiment.

【0142】具体的には、支持枠の内面に、厚みが50
μm、高さが1.4mm、間隔が200μmの3つの凸
部を電子源に沿って設け、その表面にそれぞれ電極を形
成した。この電極形状(特に電極間隔に対する突出量の
比)は、フェースプレートの内面で散乱された正イオン
(最大初期エネルギー約50eV)あるいは電子源から
放出される電子(最大初期エネルギー約14eV)がな
す放物線軌道が、スペーサおよび支持枠の非電極面上に
到達しないという条件を満たすように設定した。その他
の構成については第3実施例と同様であるので、その説
明は省略する。
Specifically, the thickness of the support frame is 50
Three projections having a thickness of 1.4 μm, a height of 1.4 mm, and an interval of 200 μm were provided along the electron source, and electrodes were formed on the surfaces thereof. This electrode shape (especially, the ratio of the protruding amount to the electrode interval) is a parabola formed by positive ions (maximum initial energy about 50 eV) scattered on the inner surface of the face plate or electrons (maximum initial energy about 14 eV) emitted from the electron source. The track was set so as to satisfy the condition that the track did not reach the non-electrode surfaces of the spacer and the support frame. The other configuration is the same as that of the third embodiment, and the description is omitted.

【0143】そして、第3実施例と同様の条件で画像を
表示したところ、スペーサおよび支持枠に近い位置にあ
る電子放出素子からの放出電子による発光スポットも含
め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよい画像表示ができた。このことは、ス
ペーサを設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界
の乱れが発生しなかったことを示している。また、第3
実施例と同様に、装置サイズがよりコンパクトになっ
た。
Then, when an image was displayed under the same conditions as in the third embodiment, two-dimensionally-emitted light including spots emitted by electrons emitted from the electron-emitting devices located near the spacer and the support frame was displayed. A spot array was formed, and a clear image with good color reproducibility was displayed. This indicates that even when the spacers were provided, no electric field disturbance affecting the electron trajectory occurred. Also, the third
As in the embodiment, the size of the apparatus became more compact.

【0144】(第4実施例)図21は、本発明の画像形
成装置に、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々
の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよう
に構成した画像表示装置の一例を示すための図である。
尚、本表示装置は、例えばテレビジョン信号のように映
像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場合に
は、当然映像の表示と同時に音声を再生するものである
が、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受信、分
離、再生、処理、記憶等に関する回路やスピーカー等に
ついては説明を省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 21 shows an image display apparatus constructed so that image information provided from various image information sources such as a television broadcast can be displayed on the image forming apparatus of the present invention. It is a figure for showing an example of.
When the present display device receives a signal containing both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like related to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that are not directly related to the above are omitted.

【0145】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。
Hereinafter, each component will be described along the flow of the image signal.

【0146】まず、TV信号受信回路513は、例えば
電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝送
されるTV画像信号を受信するための回路である。受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるTV信号(例えばMUSE方式を始めとするい
わゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化に適した
本発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル50
0の利点を生かすのに好適な信号源である。TV信号受
信回路513で受信されたTV信号は、デコーダ504
に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 513 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The format of the received TV signal is not particularly limited, and may be, for example, various systems such as the NTSC system, the PAL system, and the SECAM system. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as a MUSE system) composed of a larger number of scanning lines is used for a display panel using the image forming apparatus of the present invention, which is suitable for a large area and a large number of pixels. 50
It is a suitable signal source to take advantage of 0. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 513 is
Is output to

【0147】また、画像TV信号受信回路512は、例
えば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送
系を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回
路である。TV信号受信回路513と同様に、受信する
TV信号の方式は特に限られるものではなく、また本回
路で受信されたTV信号もデコーダ504に出力され
る。
The image TV signal receiving circuit 512 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similarly to the TV signal receiving circuit 513, the system of the received TV signal is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 504.

【0148】また、画像入力インターフェース回路51
1は、例えばTVカメラや画像読取スキャナーなどの画
像入力装置から供給される画像信号を取り込むための回
路で、取り込まれた画像信号はデコーダ504に出力さ
れる。
The image input interface circuit 51
Reference numeral 1 denotes a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner. The captured image signal is output to the decoder 504.

【0149】また、画像メモリインターフェース回路5
10は、ビデオテープレコーダ(以下VTRと略す)に
記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り
込まれた画像信号はデコーダ504に出力される。
The image memory interface circuit 5
Reference numeral 10 denotes a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR). The captured image signal is output to a decoder 504.

【0150】また、画像メモリインターフェース回路5
09は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取
り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ
504に出力される。
The image memory interface circuit 5
Reference numeral 09 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk, and the captured image signal is output to the decoder 504.

【0151】また、画像メモリインターフェース回路5
08は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像デ
ータを記憶している装置から画像信号を取り込むための
回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ504
に出力される。
The image memory interface circuit 5
Reference numeral 08 denotes a circuit for capturing an image signal from a device storing still image data, such as a so-called still image disk.
Is output to

【0152】また、入出力インターフェース回路505
は、本表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータ
ネットワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続
するための回路である。画像データや文字・図形情報の
入出力を行うのはもちろんのこと、場合によっては本表
示装置の備えるCPU506と外部との間で制御信号や
数値データの入出力などを行うことも可能である。
The input / output interface circuit 505
Is a circuit for connecting the present display device to an output device such as an external computer, a computer network, or a printer. In addition to inputting and outputting image data and character / graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 506 of the display device and the outside in some cases.

【0153】また、画像生成回路507は、入出力イン
ターフェース回路505を介して外部から入力される画
像データや文字・図形情報や、あるいはCPU506よ
り出力される画像データや文字・図形情報に基づき表示
用画像データを生成するための回路である。本回路の内
部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積する
ための書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画
像パターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画
像処理を行うためのプロセッサなどを初めとして画像の
生成に必要な回路が組み込まれている。
The image generation circuit 507 is used for display based on image data and character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 505, or image data and character / graphic information output from the CPU 506. This is a circuit for generating image data. The circuit includes, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory storing an image pattern corresponding to a character code, and a processor for performing image processing. And circuits necessary for generating an image.

【0154】画像生成回路507により生成された表示
用画像データは、デコーダ504に出力されるが、場合
によっては入出力インターフェース回路505を介して
外部のコンピュータネットワークやプリンターに出力す
ることも可能である。
The display image data generated by the image generation circuit 507 is output to the decoder 504. In some cases, the display image data can be output to an external computer network or a printer via the input / output interface circuit 505. .

【0155】また、CPU506は、主として本表示装
置の動作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる
作業を行なう。
The CPU 506 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection, and editing of a display image.

【0156】例えば、マルチプレクサ503に制御信号
を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適
宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には表
示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロー
ラ502に対して制御信号を発生し、画像表示周波数や
走査方法(例えばインターレースかノンインターレース
か)や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。
For example, a control signal is output to the multiplexer 503, and an image signal to be displayed on the display panel is appropriately selected or combined. In this case, a control signal is generated for the display panel controller 502 in accordance with the image signal to be displayed, and the display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), and the number of scanning lines on one screen are displayed. The operation of the device is appropriately controlled.

【0157】また、画像生成回路507に対して画像デ
ータや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出
力インターフェース回路505を介して外部のコンピュ
ータやメモリをアクセスして画像データや文字・図形情
報を入力する。
The image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 507, or the image data and character / graphic information are accessed by accessing an external computer or memory via the input / output interface circuit 505. Enter

【0158】なお、CPU506は、むろんこれ以外の
目的の作業にも関わるものであってもよい。例えば、パ
ーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのよう
に、情報を生成したり処理する機能に直接関わってもよ
い。
The CPU 506 may, of course, be involved in work for other purposes. For example, it may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor.

【0159】あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路505を介して外部のコンピュータ−ネッ
トワークと接触し、例えば数値計算などの作業を外部機
器と協同して行なってもよい。
Alternatively, as described above, the computer may be brought into contact with an external computer network via the input / output interface circuit 505 to perform operations such as numerical calculations in cooperation with external devices.

【0160】また、入力部514は、CPU506に使
用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力す
るためのものであり、例えばキーボードやマウスの他、
ジョイステック、バーコードリーダー、音声認識装置な
ど多様な入力機器を用いることが可能である。
The input unit 514 is for the user to input commands, programs, data, and the like to the CPU 506.
Various input devices such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device can be used.

【0161】また、デコーダ504は、画像生成回路5
07ないしTV信号受信回路513より入力される種々
の画像信号を3原色信号、または輝度信号とI信号、Q
信号に逆変換するための回路である。なお、同図中に点
線で示すように、デコーダ504は内部に画像メモリを
備えるのが望ましい。これは、例えばMUSE方式をは
じめとして、逆変換するに際して画像メモリを必要とす
るようなテレビ信号を扱うためである。また、画像メモ
リを備えることにより、静止画の表示が容易になる、あ
るいは画像生成回路507およびCPU506と協同し
て画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成をはじめとす
る画像処理や編集が容易に行なえるようになるという利
点が生まれるからである。
The decoder 504 includes the image generation circuit 5
07 to various signal signals input from the TV signal receiving circuit 513 are converted into three primary color signals, or a luminance signal and an I signal, and a Q signal.
This is a circuit for inversely converting to a signal. It is preferable that the decoder 504 includes an internal image memory as shown by a dotted line in FIG. This is for handling television signals that require an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory facilitates display of a still image, or facilitates image processing and editing including image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis in cooperation with the image generation circuit 507 and the CPU 506. This is because there is an advantage of being able to perform

【0162】また、マルチプレクサ503はCPU50
6より入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択
するものである。すなわち、マルチプレクサ503はデ
コーダ504から入力される逆変換された画像信号のう
ちから所望の画像信号を選択して駆動回路501に出力
する。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切
り換えて選択することにより、いわゆる多画面テレビの
ように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異な
る画像を表示することも可能である。
The multiplexer 503 is connected to the CPU 50.
The display image is appropriately selected based on the control signal input from the control unit 6. That is, the multiplexer 503 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 504 and outputs the selected image signal to the drive circuit 501. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is also possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【0163】また、ディスプレイパネルコントローラ5
02は、CPU506より入力される制御信号に基づき
駆動回路501の動作を制御するための回路である。
The display panel controller 5
Reference numeral 02 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 501 based on a control signal input from the CPU 506.

【0164】まず、ディスプレイパネル500の基本的
な動作に関わるものとして、例えばディスプレイパネル
500の駆動用電源(不図示)の動作シーケンスを制御
するための信号を駆動回路501に対して出力する。
First, as a signal related to the basic operation of the display panel 500, a signal for controlling an operation sequence of a drive power supply (not shown) of the display panel 500 is output to the drive circuit 501, for example.

【0165】また、ディスプレイパネル500の駆動方
法に関わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方
法(例えばインターレースかノンインターレースか)を
制御するための信号を駆動回路501に対して出力す
る。
Further, as a signal relating to the driving method of the display panel 500, a signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 501.

【0166】また、場合によっては表示画像の輝度、コ
ントラスト、色調、シャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路501に対して出力する場合
もある。
In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 501.

【0167】また、駆動回路501は、ディスプレイパ
ネル500に印加する駆動信号を発生するための回路で
あり、マルチプレクサ503から入力される画像信号
と、ディスプレイパネルコントローラ502より入力さ
れる制御信号に基づいて動作するものである。
The drive circuit 501 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 500, and is based on an image signal input from the multiplexer 503 and a control signal input from the display panel controller 502. It works.

【0168】以上、各部の機能を説明したが、図21に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル5
00に表示することが可能である。すなわち、テレビジ
ョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ50
4において逆変換された後、マルチプレクサ503にお
いて適宜選択され、駆動回路501に入力される。一
方、ディスプレイコントローラ502は、表示する画像
信号に応じて駆動回路501の動作を制御するための制
御信号を発生する。駆動回路501は、上記画像信号と
制御信号に基づいてディスプレイパネル500に駆動信
号を印加する。これにより、ディスプレイパネル500
において画像が表示される。これらの一連の動作は、C
PU506により統括的に制御される。
The function of each unit has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 21, in this display device, image information input from various image information sources is displayed on the display panel 5.
00 can be displayed. That is, various image signals including television broadcasting are transmitted to the decoder 50.
After the inverse conversion in step 4, the signal is appropriately selected in the multiplexer 503 and input to the drive circuit 501. On the other hand, the display controller 502 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 501 according to an image signal to be displayed. The drive circuit 501 applies a drive signal to the display panel 500 based on the image signal and the control signal. Thus, the display panel 500
Displays an image. A series of these operations is C
It is totally controlled by the PU 506.

【0169】また、本表示装置においては、デコーダ5
04に内蔵する画像メモリや、画像生成回路507およ
びCPU506が関与することにより、単に複数の画像
情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示
する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移
動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比
変換などをはじめとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を
行なうことも可能である。また、本実施例の説明では、
特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様
に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための専用
回路を設けてもよい。
In the present display device, the decoder 5
In addition to displaying the image information selected from a plurality of pieces of image information, the image information to be displayed can be enlarged or reduced by, for example, enlarging or reducing the image information by incorporating the image memory incorporated in the image information 04, the image generation circuit 507, and the CPU 506. Image processing including rotation, movement, edge emphasis, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, and image editing including synthesis, erasure, connection, replacement, inset, etc. It is. In the description of the present embodiment,
Although not specifically mentioned, a dedicated circuit for processing and editing audio information as well as the above-described image processing and image editing may be provided.

【0170】従って、本表示装置は、テレビジョン放送
の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピューターの端末機器、ワ
ードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
或いは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present display device is a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device that handles still and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor, a game terminal, and the like. It is possible to combine the functions of a single machine, etc., and has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0171】尚、上記図21は、本発明による画像形成
装置を用いた表示装置の構成の一例を示したに過ぎず、
これのみに限定されるものでないことは言うまでもな
い。例えば図21の構成要素のうち使用目的上必要のな
い機能に関わる回路は省いても差し支えない。またこれ
とは逆に、使用目的によってはさらに構成要素を追加し
てもよい。例えば、本表示装置をテレビ電話機として応
用する場合には、テレビカメラ、音声マイク、照明機、
モデムを含む送受信回路などを構成要素に追加するのが
好適である。
FIG. 21 merely shows an example of the configuration of a display device using the image forming apparatus according to the present invention.
It goes without saying that the present invention is not limited to this. For example, among the components shown in FIG. 21, circuits relating to functions that are unnecessary for the purpose of use may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when this display device is applied as a video phone, a TV camera, a voice microphone, a lighting device,
It is preferable to add a transmission / reception circuit including a modem to the components.

【0172】本表示装置においては、とりわけ本発明に
よる画像形成装置の薄型化が容易なため、表示装置の奥
行きを小さくすることができる。それに加えて、大画面
化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本表
示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く表
示することが可能である。
In the present display device, in particular, since the thickness of the image forming apparatus according to the present invention can be easily reduced, the depth of the display device can be reduced. In addition, since the screen can be easily enlarged, the luminance is high, and the viewing angle characteristics are excellent, the present display device can display an image full of presence and full of power with good visibility.

【0173】上述した各実施例では、電子源上に配置し
た各電子放出素子の一対の素子電極への印加電圧により
電子のオン(放出)とオフ(非放出)を制御したが、電
子放出素子とは別の変調電極を設け、この変調電極によ
り電子のオンとオフを制御してもよい。変調電極として
は、電子源が設けられる絶縁性基板上に一体成型したも
のや、電子源が設けられる絶縁性基板とフェースプレー
トとの間の空間上に配置したもの等が可能である。上記
構成においては、変調電極に印加される電圧により、こ
れまでの実施例とは異なる電界分布となるが、基本的に
はこの電位分布に対して、これまでの実施例と同様の条
件式に従った電極を設けたスペーサあるいは支持枠を設
置することにより、これまでの実施例と同様の効果を得
ることができる。特に、絶縁性基板とフェースプレート
との間の空間上に配置した場合は、電子源と変調電極間
およびフェースプレートと変調電極の間の各々の空間に
形成される電位分布に対し、これまでの条件式と同様の
条件式に従った電極を設けたスペーサあるいは支持枠を
設置することにより、これまでの実施例と同様の効果を
得ることができる。また、変調電極を前記空間上に支持
するための別のスペーサが付加される場合もあるが、そ
のスペーサに対しても同様な構成を用いればよい。
In each of the embodiments described above, the ON (emission) and OFF (non-emission) of electrons are controlled by the voltage applied to a pair of device electrodes of each electron-emitting device arranged on the electron source. Alternatively, another modulation electrode may be provided, and the modulation electrode may control on and off of electrons. The modulation electrode may be one integrally molded on an insulating substrate on which the electron source is provided, or one arranged in a space between the insulating substrate on which the electron source is provided and the face plate. In the above configuration, an electric field distribution different from that of the previous embodiments is caused by the voltage applied to the modulation electrode. However, basically, this potential distribution is expressed by the same conditional expression as that of the previous embodiments. By providing a spacer or a support frame provided with such an electrode, the same effect as in the previous embodiments can be obtained. In particular, in the case of being arranged in the space between the insulating substrate and the face plate, the potential distribution formed in the space between the electron source and the modulation electrode and in the space between the face plate and the modulation electrode is the same as before. By installing a spacer or a support frame provided with an electrode according to the same conditional expression as the conditional expression, it is possible to obtain the same effect as in the above-described embodiments. Further, another spacer for supporting the modulation electrode in the space may be added, but a similar configuration may be used for the spacer.

【0174】さらに、他の作用をなす電極(偏向電極、
収束電極等)を付加した場合についても、これら付加電
極間の空間に設置されるスペーサあるいは支持枠に対
し、同様の条件で電極を設けることにより、同様の効果
を得ることができる。
Further, electrodes that perform other functions (deflection electrodes,
In the case where a focusing electrode or the like is added, the same effect can be obtained by providing an electrode under the same conditions with respect to a spacer or a support frame provided in a space between these additional electrodes.

【0175】これらの場合、変調電極等の各電極で区分
される空間(以下、「部分空間」という)内に設置され
た絶縁性部材の表面には、条件式(1)と実質的に同等
な以下の条件式(2)にしたがって、電位規定された電
極を設ければよい。 (突出量/電極間隔)≧√[Vi/(z・Ez)]…条件式(2) ただし、 Vi:上記部分空間に入射する電荷担持体の初期運動エ
ネルギーの最大値 z:上記部分空間内の電場の平均的方向のなす方向 Ez:上記部分空間内のz方向の電場の平均値 突出量:z方向に直交する方向への前記電極の突出量 電極間隔:z方向での前記電極の間隔 とする。
In these cases, the surface of the insulating member provided in a space (hereinafter, referred to as a “partial space”) divided by each electrode such as a modulation electrode is substantially equivalent to the conditional expression (1). It is sufficient to provide an electrode whose potential is regulated according to the following conditional expression (2). (Protrusion amount / electrode spacing) ≧ √ [Vi / (z · Ez)] conditional expression (2), where Vi: the maximum value of the initial kinetic energy of the charge carrier incident on the subspace z: in the subspace Ez: Average value of the electric field in the z-direction in the subspace Projection amount: Projection amount of the electrode in a direction orthogonal to the z direction Electrode interval: Distance between the electrodes in the z direction And

【0176】以上の実施例においては、電子放出素子と
して表面伝導型電子放出素子を用いた例を示したが、そ
れに限らず、FE型電子放出素子やMIM型電子放出素
子を用いたものでも、電子放出軌道の安定性の点では同
様の効果が得られる。ただし、素子構造が簡単で、かつ
複数の素子を容易に配置することができるという点を考
えると、表面伝導型電子放出素子を用いることが好まし
い。これは特に、大型の画像形成装置において有効であ
る。
In the above embodiment, an example in which a surface conduction electron-emitting device is used as an electron-emitting device has been described. However, the present invention is not limited to this, and a device using an FE-type electron-emitting device or an MIM-type electron-emitting device may be used. A similar effect can be obtained in terms of the stability of the electron emission orbit. However, considering that the element structure is simple and that a plurality of elements can be easily arranged, it is preferable to use a surface conduction electron-emitting element. This is particularly effective in a large-sized image forming apparatus.

【0177】また、本発明の画像形成装置を画像表示装
置に応用した例で示したが、本発明はこの範囲に限られ
るものではなく、光プリンタの画像形成用発光ユニット
として用いるなど、記録装置への応用も可能である。こ
の場合、通常の形態としては1次元的に配列された画像
形成ユニットを用いることが多いが、上述のm本の行方
向配線とn本の列方向配線を、適宜選択することで、ラ
イン状発光源だけでなく、2次元状の発光源としても応
用できる。
Although the image forming apparatus of the present invention is applied to an image display apparatus, the present invention is not limited to this range. For example, a recording apparatus such as a light emitting unit for forming an image in an optical printer may be used. Application to is also possible. In this case, the image forming units arranged one-dimensionally are often used as a normal mode. However, by appropriately selecting the above-described m row-directional wirings and n column-directional wirings, the line-shaped wirings can be formed. It can be applied not only to a light emitting source but also to a two-dimensional light emitting source.

【0178】さらに、以上の実施例で用いた蛍光体のよ
うに直接発光する物質を有する画像形成部材を用いたも
のに限らず、電子の帯電による潜像画像が形成されるよ
うな部材を有する画像形成部材を用いたものであれば、
本発明は適用できる。
Further, the present invention is not limited to the use of an image forming member having a substance which directly emits light, such as the phosphor used in the above-described embodiments, but includes a member capable of forming a latent image by electron charging. If using an image forming member,
The present invention is applicable.

【0179】そして、電子被照射体は特定せず、マルチ
の平面電子源をなす電子線発生装置としての応用も可能
である。
The electron irradiation object is not specified, and application as an electron beam generator forming a multi-plane electron source is also possible.

【0180】[0180]

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0181】本発明の電子線発生装置は、電子源と電子
被照射部材との間に配置された支持枠や耐大気圧構造体
等の絶縁性部材の表面に、電位規定された電極を設ける
ことにより、絶縁性部材の表面には前記荷電担持体が付
着しにくくなるので、電子放出素子から放出される電子
の軌道のずれを防止できる。しかも、電極は電子源と電
子被照射部材との間の電場のなす方向と垂直な方向に沿
って複数設けられているので、電子被照射部材の加速電
極に印加される電圧にも耐え得る構造とすることができ
る。
In the electron beam generator of the present invention, an electrode with a regulated potential is provided on the surface of an insulating member such as a support frame or an atmospheric pressure resistant structure disposed between an electron source and an electron irradiation member. This makes it difficult for the charge carrier to adhere to the surface of the insulating member, thereby preventing the orbit of the electrons emitted from the electron-emitting device from being shifted. Moreover, since a plurality of electrodes are provided in a direction perpendicular to the direction of the electric field between the electron source and the electron irradiation member, a structure capable of withstanding the voltage applied to the acceleration electrode of the electron irradiation member is provided. It can be.

【0182】特に、電子源と電子被照射部材との間に存
在する電荷担持体の軌跡を考慮し、各電極の突出量と電
極間隔との比を条件式(1)に従って設定することによ
り、絶縁性部材への電荷担持体の軌跡が電極によって遮
られ、絶縁性部材への帯電を完全に防止することができ
る。従って、絶縁性部材に複数の凸部を形成し、それら
各凸部にそれぞれ電極を設けても同様の効果が得られ
る。
In particular, by considering the trajectory of the charge carrier existing between the electron source and the electron-irradiated member, the ratio between the protrusion amount of each electrode and the electrode interval is set according to the conditional expression (1). The trajectory of the charge carrier to the insulating member is blocked by the electrode, and the charging of the insulating member can be completely prevented. Therefore, the same effect can be obtained by forming a plurality of protrusions on the insulating member and providing electrodes on each of the protrusions.

【0183】電子源と電子被照射部材との間に少なくと
もひとつの電極部を有する場合にも、絶縁性部材の表面
に、絶縁性部材が設置された空間の電場のなす方向と垂
直な方向に沿って複数の電極を設けることで、上述した
効果と同様の効果を得ることができる。この場合には、
各電極の突出量と電極間隔との比は、条件式(2)に従
って設定すれば、絶縁性部材への帯電を完全に防止でき
る。
Even when at least one electrode portion is provided between the electron source and the electron-irradiated member, the surface of the insulating member may be disposed in a direction perpendicular to the direction of the electric field in the space where the insulating member is installed. By providing a plurality of electrodes along the same direction, the same effect as the above-described effect can be obtained. In this case,
If the ratio between the protrusion amount of each electrode and the electrode interval is set in accordance with the conditional expression (2), charging of the insulating member can be completely prevented.

【0184】また、各電極の取り出し配線を支持枠に設
けることで、支持枠近傍での電界乱れも防止でき、か
つ、耐電圧特性も良好に保つことができるし、取り出し
配線をフェースプレートに設けると、電気的接続をやり
易くすることができる。さらに、絶縁性部材に高抵抗導
電膜を形成し、これと電気的に接続される導電性部材に
取り出し配線を設けることで、装置サイズを小さくする
ことができるとともに、スペーサを自由に配置すること
ができる。
Further, by providing the lead-out wiring for each electrode on the support frame, it is possible to prevent electric field disturbance near the support frame, maintain good withstand voltage characteristics, and provide the lead-out wiring on the face plate. Thus, electrical connection can be easily performed. Furthermore, by forming a high-resistance conductive film on the insulating member and providing a lead-out wiring on the conductive member electrically connected to the conductive member, the size of the device can be reduced, and the spacer can be freely arranged. Can be.

【0185】加えて、電子放出素子として冷陰極型電子
放出素子を用いることで、省電力で応答速度が速く、し
かも大型の電子線発生装置を構成することができる。そ
の中でも特に表面伝導型電子放出素子は、素子構造が簡
単で、かつ複数の素子を容易に配置することができるの
で、表面伝導型電子放出素子を用いることによって、構
造が簡単で、しかも大型の電子線発生装置が達成でき
る。
In addition, by using a cold cathode type electron-emitting device as the electron-emitting device, it is possible to configure a large-sized electron beam generator with a low power consumption and a high response speed. Among them, in particular, the surface conduction electron-emitting device has a simple structure and a large number of devices can be easily arranged. An electron beam generator can be achieved.

【0186】さらに、複数個の表面伝導型電子放出素子
を2次元のマトリクス状に配置し、複数本の行方向配線
と複数本の列方向配線とによってそれぞれを結線するこ
とで、行方向と列方向に適当な駆動信号を与えること
で、多数の表面伝導型電子放出素子を選択し電子放出量
を制御し得るので、基本的には他の制御電極を付加する
必要がなく、電子源を1枚の基板上で容易に構成でき
る。
Further, a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a two-dimensional matrix and are connected by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings, respectively. By providing an appropriate drive signal in the direction, a large number of surface conduction electron-emitting devices can be selected and the amount of electron emission can be controlled. Therefore, basically, it is not necessary to add another control electrode, and one electron source can be used. It can be easily configured on a single substrate.

【0187】本発明の画像形成装置は、本発明の電子線
発生装置を用いているので上述したように電子の軌道が
安定し、発光位置ずれのない良好な画像を形成すること
ができるようになる。特に、電子放出素子として表面伝
導型電子放出素子を用いることで、構造が簡単で、か
つ、大画面の画像形成装置が達成できる。
Since the image forming apparatus of the present invention uses the electron beam generating apparatus of the present invention, as described above, the electron trajectory is stabilized, and a good image without emission position shift can be formed. Become. In particular, by using a surface conduction electron-emitting device as the electron-emitting device, an image forming apparatus having a simple structure and a large screen can be achieved.

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

【図1】本発明の画像形成装置の第1実施例の一部を破
断した斜視図である。
FIG. 1 is a partially broken perspective view of a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示した画像形成装置のスペーサ近傍の断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view near a spacer of the image forming apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示した画像形成装置の電子源の要部平面
図である。
FIG. 3 is a plan view of a main part of an electron source of the image forming apparatus shown in FIG.

【図4】図3に示した電子源のA−A’線断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view taken along line AA ′ of the electron source shown in FIG. 3;

【図5】図1に示した画像形成装置の電子源の製造工程
を順に示した図である。
FIG. 5 is a view sequentially illustrating a manufacturing process of the electron source of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1;

【図6】電子放出部形成用薄膜を形成する際に用いられ
るマスクの一例の平面図である。
FIG. 6 is a plan view of an example of a mask used when forming a thin film for forming an electron-emitting portion.

【図7】フォーミング処理に用いられる電圧波形の一例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a voltage waveform used for forming processing.

【図8】蛍光膜の構成を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a fluorescent film.

【図9】図1に示した画像形成装置のスペーサ近傍の拡
大斜視図である。
FIG. 9 is an enlarged perspective view of the vicinity of a spacer of the image forming apparatus shown in FIG.

【図10】スペーサに設けられた各電極の取り出し配線
の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a lead-out wiring of each electrode provided on a spacer.

【図11】図1に示した画像形成装置における電子およ
びイオンの軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の
電子放出部をY方向から見た図である。
11 is a view for explaining the trajectories of electrons and ions in the image forming apparatus shown in FIG. 1, and is a view of an electron emission portion near a spacer viewed from a Y direction.

【図12】図1に示した画像形成装置における電子およ
びイオンの軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の
電子放出部をX方向から見た図である。
FIG. 12 is a view for explaining trajectories of electrons and ions in the image forming apparatus shown in FIG. 1, and is a view of an electron emission portion near a spacer viewed in the X direction.

【図13】スペーサに設けられた各電極の形状を説明す
るための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the shape of each electrode provided on a spacer.

【図14】スペーサに設けられた各電極の取り出し配線
の他の例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing another example of a lead-out wiring of each electrode provided on a spacer.

【図15】スペーサに設けられた各電極の取り出し配線
の他の例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing another example of the lead-out wiring of each electrode provided on the spacer.

【図16】スペーサに設けられた各電極の取り出し配線
の他の例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing another example of a lead-out line for each electrode provided on a spacer.

【図17】本発明の画像形成装置の第3実施例の一部を
破断した斜視図である。
FIG. 17 is a partially broken perspective view of a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図18】本発明の画像形成装置の第1参考例のスペー
サ近傍の断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of the vicinity of a spacer in the first reference example of the image forming apparatus of the present invention.

【図19】図18に示した画像形成装置のスペーサ近傍
の拡大斜視図である。
19 is an enlarged perspective view of the vicinity of a spacer of the image forming apparatus shown in FIG.

【図20】図18に示した画像形成装置のスペーサの形
状の他の例を示す断面図である。
20 is a cross-sectional view illustrating another example of the shape of the spacer of the image forming apparatus illustrated in FIG.

【図21】本発明の画像形成装置を用いた画像表示装置
の一例のブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram of an example of an image display device using the image forming apparatus of the present invention.

【図22】表面伝導型電子放出素子の典型的な素子構成
を示すであり、同図(a)はその平面図、同図(b)は
そのA−A’線断面図である。
22A and 22B show a typical device configuration of a surface conduction electron-emitting device. FIG. 22A is a plan view thereof, and FIG. 22B is a sectional view taken along line AA ′.

【図23】図22に示した表面伝導型電子放出素子の製
造工程を順に示した図である。
FIG. 23 is a view sequentially illustrating the manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 22;

【図24】熱電子源を用いた従来の画像形成装置の概略
構成図である。
FIG. 24 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus using a thermoelectron source.

【図25】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。
FIG. 25 is a plan view of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、51、101 電子源 2、2’、52 リアプレート 2'a 、2'b 、2'c 取り出し配線 3、3’、53、103 フェースプレート 3'a 、3'b 、3'c 取り出し配線 4、54 支持枠 4a、4b、4c 取り出し配線 5、55、105 スペーサ 6 ガラス基板 7、57 蛍光膜 7a 蛍光体 7b 黒色導電材 8、58、108 メタルバック 9a、9b、9c、59a、59b、59c、79a、
79b、79c、109a、109b、109c 電
極 10 外囲器 11 絶縁性基板 12、62 X方向配線 13 Y方向配線 14 層間絶縁層 14a コンタクトホール 15、65、115 電子放出素子 16、17、116、117 素子電極 18 電子放出部形成用薄膜 20 マスク 20a 開口 21 Cr膜 23 電子放出部 32 高抵抗導電膜 105a、105b、105c、155a、155b、
155c、155d凸部 500 ディスプレイパネル 501 駆動回路 502 ディスプレイパネルコントローラ 503 マルチプレクサ 504 デコーダ 505 入出力インターフェース回路 506 CPU 507 画像生成回路 508、509、510 画像メモリインターフェー
ス回路 511 画像入力インターフェース回路 512、513 TV信号受信回路 514 入力部
1, 51, 101 Electron source 2, 2 ', 52 Rear plate 2'a, 2'b, 2'c Extraction wiring 3, 3', 53, 103 Face plate 3'a, 3'b, 3'c Extraction Wiring 4, 54 Support frame 4a, 4b, 4c Extraction wiring 5, 55, 105 Spacer 6 Glass substrate 7, 57 Phosphor film 7a Phosphor 7b Black conductive material 8, 58, 108 Metal back 9a, 9b, 9c, 59a, 59b , 59c, 79a,
79b, 79c, 109a, 109b, 109c Electrode 10 Enclosure 11 Insulating substrate 12, 62 X-direction wiring 13 Y-direction wiring 14 Interlayer insulating layer 14a Contact hole 15, 65, 115 Electron emitting element 16, 17, 116, 117 Element electrode 18 Thin film for forming electron emission portion 20 Mask 20a Opening 21 Cr film 23 Electron emission portion 32 High resistance conductive film 105a, 105b, 105c, 155a, 155b,
155c, 155d protrusion 500 display panel 501 drive circuit 502 display panel controller 503 multiplexer 504 decoder 505 input / output interface circuit 506 CPU 507 image generation circuit 508, 509, 510 image memory interface circuit 511 image input interface circuit 512, 513 TV signal reception Circuit 514 Input section

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子放出素子が設けられた電子源と、前
記電子源に真空雰囲気中で対向配置され、前記電子放出
素子から放出された電子を加速するための加速電極を備
えた電子被照射部材と、前記電子源と前記電子被照射部
材との間に配置された絶縁性部材とを有する電子線発生
装置において、 前記絶縁性部材の表面には、電位規定された複数の電極
が、それぞれ前記電子源と電子被照射部材との間の電場
のなす方向と垂直な方向に沿って設けられ、 前記複数の電極は、以下の条件式に従って設けられてい
ることを特徴とする電子線発生装置。 (突出量/電極間隔)≧√[(d・Vi)/(z・V
a)] d:前記電子源と電子被照射部材との距離 Vi:前記電子源と電子被照射部材との間に発生する電
荷担持体の初期運動エネルギーの最大値 z:前記電子源と電子被照射部材との間の電場のなす方
向における電荷担持体発生部から前記電極間までの距離 Va:前記電子源と電子被照射部材の加速電極との間の
電位差 突出量:z方向に直交する方向への前記電極の突出量 電極間隔:z方向での前記電極の間隔
An electron source provided with an electron-emitting device; and an electron irradiation device provided with an acceleration electrode opposed to the electron source in a vacuum atmosphere for accelerating electrons emitted from the electron-emitting device. In an electron beam generator having a member and an insulating member disposed between the electron source and the electron-irradiated member, a plurality of electrodes with a regulated electric potential are provided on the surface of the insulating member. An electron beam generator provided along a direction perpendicular to a direction of an electric field between the electron source and the electron irradiation member, wherein the plurality of electrodes are provided according to the following conditional expression. . (Projection amount / electrode interval) ≧ √ [(d · Vi) / (z · V
a)] d: distance between the electron source and the electron irradiation member Vi: maximum value of the initial kinetic energy of the charge carrier generated between the electron source and the electron irradiation member z: the electron source and the electron irradiation member Va: distance between the electrode and the electrode in the direction of the electric field between the irradiation member and the electrode Va: potential difference between the electron source and the accelerating electrode of the electron irradiation member Projection amount: direction perpendicular to the z direction The distance between the electrodes in the z direction
【請求項2】 電子放出素子が設けられた電子源と、前
記電子源に真空雰囲気中で対向配置され、前記電子放出
素子から放出された電子を加速するための加速電極を備
えた電子被照射部材と、前記電子源と前記電子被照射部
材との間に配置された少なくともひとつの電極部と、前
記電子源と前記電極部間をなすか、あるいは前記電極部
間をなす空間内に設置された絶縁性部材とを有する電子
線発生装置において、 前記絶縁性部材の表面には、電位規定された複数の電極
が、それぞれ前記絶縁性部材の設置された空間の電場の
なす方向と垂直な方向に沿って設けられていることを特
徴とする電子線発生装置。
2. An electron irradiation apparatus comprising: an electron source provided with an electron-emitting device; and an electron beam irradiation device comprising: an electron source provided opposite to the electron source in a vacuum atmosphere to accelerate electrons emitted from the electron-emitting device. A member, at least one electrode portion disposed between the electron source and the electron-irradiated member, and disposed between the electron source and the electrode portion or in a space between the electrode portions. In the electron beam generator having an insulating member, a plurality of electrodes having a prescribed potential are formed on the surface of the insulating member, respectively, in a direction perpendicular to the direction of the electric field in the space where the insulating member is installed. An electron beam generator characterized by being provided along.
【請求項3】 前記絶縁性部材の表面には複数の凸部が
形成され、前記複数の凸部のそれぞれに前記電位規定さ
れた電極が設けられている請求項2に記載の電子線発生
装置。
3. The electron beam generator according to claim 2, wherein a plurality of protrusions are formed on a surface of the insulating member, and the electrode with the specified potential is provided on each of the plurality of protrusions. .
【請求項4】 前記複数の電極は、以下の条件式に従っ
て設けられている請求項2または3に記載の電子線発生
装置。 (突出量/電極間隔)≧√[Vi/(z・Ez)] Vi:前記絶縁性部材の設置された空間に入射する電荷
担持体の初期運動エネルギーの最大値 z:前記絶縁性部材の設置された空間内の電場の平均的
方向のなす方向 Ez:前記絶縁性部材の設置された空間内のz方向の電
場の平均値 突出量:z方向に直交する方向への前記電極の突出量 電極間隔:z方向での前記電極の間隔
4. The electron beam generator according to claim 2, wherein the plurality of electrodes are provided according to the following conditional expression. (Projection amount / electrode spacing) ≧ √ [Vi / (z · Ez)] Vi: maximum value of the initial kinetic energy of the charge carrier incident on the space where the insulating member is installed z: installation of the insulating member Ez: Average value of the electric field in the z direction in the space where the insulating member is installed Projection amount: Projection amount of the electrode in the direction orthogonal to the z direction Spacing: spacing of the electrodes in the z-direction
【請求項5】 前記電荷担持体は、前記電子源から放出
される電子、前記電子源から放出される電子が衝突する
ことにより発生する2次電子またはイオンである請求項
4に記載の電子線発生装置。
5. The electron beam according to claim 4, wherein the charge carrier is an electron emitted from the electron source, a secondary electron or an ion generated by collision of an electron emitted from the electron source. Generator.
【請求項6】 前記絶縁性部材は、前記電子源と電極部
との間に設置された耐大気圧構造体である請求項2ない
し請求項5のいずれかに記載の電子線発生装置。
6. The electron beam generator according to claim 2, wherein the insulating member is an anti-atmospheric structure provided between the electron source and the electrode unit.
【請求項7】 前記絶縁性部材は、前記電子源と電極部
との間の真空雰囲気を維持するための外囲器の一部をな
す支持枠である請求項2ないし請求項6のいずれかに記
載の電子線発生装置。
7. The support frame according to claim 2, wherein the insulating member is a support frame that forms a part of an envelope for maintaining a vacuum atmosphere between the electron source and the electrode unit. An electron beam generator according to claim 1.
【請求項8】 前記複数の電極は、それぞれ引き出し配
線により外部に引き出されている請求項2ないし6のい
ずれかに記載の電子線発生装置。
8. The electron beam generator according to claim 2, wherein each of the plurality of electrodes is led out to the outside by a lead wire.
【請求項9】 前記複数の電極は、それぞれ引き出し配
線により外部に引き出されている請求項7に記載の電子
線発生装置。
9. The electron beam generator according to claim 7, wherein each of the plurality of electrodes is led out to the outside by a lead wire.
【請求項10】 前記引き出し配線は、前記支持枠に設
けられている請求項9に記載の電子線発生装置。
10. The electron beam generator according to claim 9, wherein the lead wiring is provided on the support frame.
【請求項11】 前記引き出し配線は、前記電極部に設
けられている請求項8または9に記載の電子線発生装
置。
11. The electron beam generator according to claim 8, wherein the lead wiring is provided on the electrode portion.
【請求項12】 前記電子源が搭載されるリアプレート
を有し、 前記引き出し配線が、前記リアプレートに設けられてい
る請求項8または9に記載の電子線発生装置。
12. The electron beam generator according to claim 8, further comprising a rear plate on which the electron source is mounted, wherein the lead wiring is provided on the rear plate.
【請求項13】 前記絶縁性部材に前記複数の電極を接
続する高抵抗導電膜が形成されるとともに、前記電極部
および前記電子源にそれぞれ前記高抵抗導電膜と電気的
に接続される導電性部材が設けられ、 前記引き出し配線が、前記導電性部材に設けられている
請求項8または9に記載の電子線発生装置。
13. A high-resistance conductive film connecting the plurality of electrodes to the insulating member, and a conductive material electrically connected to the high-resistance conductive film respectively to the electrode portion and the electron source. The electron beam generator according to claim 8, wherein a member is provided, and the lead-out wiring is provided on the conductive member.
【請求項14】 前記電子放出素子は、冷陰極型電子放
出素子である請求項1ないし13のいずれか1項に記載
の電子線発生装置。
14. The electron beam generator according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a cold cathode type electron-emitting device.
【請求項15】 前記冷陰極型電子放出素子は表面伝導
型電子放出素子である請求項14に記載の電子線発生装
置。
15. The electron beam generator according to claim 14, wherein said cold cathode type electron-emitting device is a surface conduction type electron-emitting device.
【請求項16】 前記表面伝導型電子放出素子が2次元
のマトリクス状に複数個配置され、前記各表面伝導型電
子放出素子は、複数本の行方向配線と複数本の列方向配
線とによって、それぞれ結線されている請求項15に記
載の電子線発生装置。
16. A plurality of said surface conduction electron-emitting devices are arranged in a two-dimensional matrix, and each of said surface conduction electron-emitting devices is formed by a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings. The electron beam generator according to claim 15, wherein the electron beam generators are connected.
【請求項17】 請求項1ないし16のいずれか1項に
記載の電子線発生装置を用いた画像形成装置であって、
前記電子被照射部材に代えて、前記電子源に対向配置さ
れ、前記電子放出素子から放出された電子が衝突するこ
とにより画像が形成される部材および前記電子放出素子
から放出された電子を加速するための加速電極を備えた
画像形成部材とした画像形成装置。
17. An image forming apparatus using the electron beam generator according to claim 1, wherein:
Instead of the electron irradiation member, a member on which an image is formed by colliding electrons emitted from the electron-emitting device and an electron emitted from the electron-emitting device are accelerated. Forming apparatus having an image forming member provided with an accelerating electrode.
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