JP2866307B2 - Electron emitting element, electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same - Google Patents

Electron emitting element, electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same

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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30Cold cathodes
    • H01J2201/316Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
    • H01J2201/3165Surface conduction emission type cathodes

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、表面伝導型電子放出素
子と、該素子を複数備えた電子源、及び該電子源を用い
て構成した表示装置や露光装置等の画像形成装置に関わ
り、特にそれらの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface conduction electron-emitting device, an electron source provided with a plurality of such devices, and an image forming apparatus such as a display device or an exposure device using the electron source. In particular, it relates to a method for producing them.

【0002】[0002]

【従来の技術】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性の基
板上に形成された導電性薄膜に、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。
2. Description of the Related Art A surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted by passing a current through a conductive thin film formed on an insulating substrate in parallel with the film surface.

【0003】表面伝導型電子放出素子の典型的な構成例
としては、絶縁性の基板上に設けた一対の素子電極間を
連絡する金属酸化物等の導電性薄膜に、予めフォーミン
グと称される通電処理により電子放出部を形成したもの
が挙げられる。フォーミングは、導電性薄膜の両端に電
圧を印加通電することで通常行われ、導電性薄膜を局所
的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化させ、電
気的に高抵抗な状態の電子放出部を形成する処理であ
る。電子放出は、上記電子放出部が形成された導電性薄
膜に電圧を印加して電流を流すことにより、電子放出部
に発生した亀裂付近から行われる。
As a typical configuration example of a surface conduction electron-emitting device, a conductive thin film such as a metal oxide which connects a pair of device electrodes provided on an insulating substrate is referred to as forming in advance. One in which an electron-emitting portion is formed by an energization process is exemplified. Forming is usually performed by applying a voltage to both ends of the conductive thin film and conducting electricity.The conductive thin film is locally destroyed, deformed or altered to change its structure, and the electron-emitting portion is in an electrically high-resistance state. Is a process of forming The electron emission is performed from the vicinity of a crack generated in the electron emission portion by applying a voltage to the conductive thin film on which the electron emission portion is formed and causing a current to flow.

【0004】上記表面伝導型電子放出素子は、構造が単
純で製造も比較的容易であることから、大面積にわたり
多数配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を活
かすための種々の応用が研究されている。例えば、荷電
ビーム源、表示装置等の画像形成装置への利用が挙げら
れる。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that it can be formed in a large number over a large area since it has a simple structure and is relatively easy to manufacture. Therefore, various applications for utilizing this feature are being studied. For example, it can be used for an image forming apparatus such as a charged beam source and a display device.

【0005】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端(両素
子電極)を配線(共通電極とも呼ぶ)にて各々結線した
行を多数行配列(梯型配置とも呼ぶ)した電子源が挙げ
られる(特開昭64−31332号公報、特開平1−2
83749号公報、特開平−257552号公報)。
Conventionally, as an example of arranging a large number of surface conduction electron-emitting devices, a surface conduction electron-emitting device is arranged in parallel, and both ends (both device electrodes) of each surface conduction electron-emitting device are wired. (Also referred to as a common electrode). An electron source in which a plurality of rows each connected by a common electrode (also referred to as a common electrode) are arranged in a large number of rows (also referred to as a trapezoidal arrangement) (JP-A-64-31332;
83749, JP-A No. 2 -257 552 JP).

【0006】また、特に表示装置においては、液晶を用
いた表示装置と同様の平板型表示装置とすることが可能
で、しかもバックライトが不要な自発光型の表示装置と
して、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源
と、この電子源からの電子線の照射により可視光を発光
する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている
(アメリカ特許第5066883号明細書)。
In particular, in the case of a display device, a flat panel display device similar to a display device using liquid crystal can be used, and a self-luminous display device that does not require a backlight is used as a surface conduction electron emission device. There has been proposed a display device in which an electron source in which a number of elements are arranged and a phosphor that emits visible light when irradiated with an electron beam from the electron source are combined (US Pat. No. 5,066,883).

【0007】一方、物体表面の微小凹凸あるいは電子状
態を観察できる走査型トンネル顕微鏡(以下、「ST
M」と称す。)が開発されている。かかるSTMは、探
針と物体表面間のトンネル電流を計測しながら探針を走
査制御するものであり、主に表面物性分野の実験装置と
して用いられ、現在多くの実験データを提供している。
また、近年STMの探針を利用した微細加工が注目を浴
びている。その加工方法には多くの方法が存在し、多く
の報告が行われている。例えば、細木茂行、長谷川剛、
応用物理学会誌第62巻、第2号(1993年)、15
5頁〜159頁には、 1)探針で直接物質表面を削る電界蒸発による方法、 2)探針と原子との電磁相互作用によって、着目した原
子を探針の先に電気的に吸着,脱離させることにより、
欲する表面物体上位置に着目した原子を移動する方法、 3)探針によって、電子または電界を露光させる方法、 4)探針の先端の原子を離脱させることによって、原子
群を物質表面に配置させる方法等の記載がある。
On the other hand, a scanning tunneling microscope (hereinafter, referred to as “ST”) capable of observing minute irregularities or an electronic state of an object surface.
M ”. ) Has been developed. The STM controls the scanning of the probe while measuring the tunnel current between the probe and the surface of the object. The STM is mainly used as an experimental device in the field of surface physical properties, and currently provides a large amount of experimental data.
Further, in recent years, fine processing using an STM probe has attracted attention. There are many processing methods and many reports have been made. For example, Shigeyuki Hosoki, Go Hasegawa,
Journal of Japan Society of Applied Physics Vol.62, No.2 (1993), 15
Pages 5 to 159 include: 1) a method by electric field evaporation in which the surface of a material is directly shaved with a probe; 2) an atom of interest is electrically adsorbed to the tip of the probe by electromagnetic interaction between the probe and the atom; By desorption,
3) a method of exposing electrons or an electric field with a probe, 4) a method of exposing atoms at the tip of the probe, thereby disposing an atomic group on a material surface. There is a description of the method.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述した表面伝導型電
子放出素子においては、導電性薄膜の膜質、特に強度分
布に関する設計が困難であるため、フォーミングにより
発生する亀裂部分の形状(幅等)にバラツキが生じ易
い。すなわち、1つの素子内において、上記の亀裂から
なる電子放出部の形状にバラツキが生じ、その結果、素
子内の電子放出分布にバラツキが生じる。この様な素子
内のバラツキは、素子自身の大きさが上記亀裂部分の大
きさ(主に幅)に対して十分大きい場合には統計的に処
理でき問題はないが、多数の素子を高密度に配列形成し
た電子源や、該電子源を用いた高精細な画像形成装置を
構成するためには、素子の小型化が必須要件となり、重
大な問題となる。
In the above-described surface conduction electron-emitting device, it is difficult to design the film quality of the conductive thin film, particularly the strength distribution, and therefore, the shape (width, etc.) of the crack portion generated by the forming is limited. Variation is likely to occur. That is, in one device, the shape of the electron-emitting portion composed of the cracks varies, and as a result, the electron emission distribution in the device varies. Such a variation in the device can be statistically processed if the size of the device itself is sufficiently large with respect to the size (mainly the width) of the crack portion, and there is no problem. In order to construct an electron source arranged in a matrix and a high-definition image forming apparatus using the electron source, downsizing of elements is an essential requirement, which is a serious problem.

【0009】また、上記のように多数の素子を配列形成
した電子源や画像形成装置においては、各素子間のバラ
ツキも問題となる。すなわち、輝度分布のムラや画像ム
ラが発生し、高品質の画像が得られない。
Further, in an electron source or an image forming apparatus in which a large number of elements are arranged and formed as described above, variation among the elements also poses a problem. That is, unevenness in luminance distribution and image unevenness occur, and a high-quality image cannot be obtained.

【0010】本発明は、上記の従来技術が有する問題点
に鑑み、電子放出部が設けられた導電性薄膜を有する表
面伝導型電子放出素子及びそれを用いた電子源並びに画
像形成装置において、素子内の電子放出特性のバラツ
キ、更には多数の素子間の電子放出特性のバラツキを低
減することを目的とするものである。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems of the prior art, and has been developed in a surface conduction electron-emitting device having a conductive thin film provided with an electron-emitting portion, an electron source using the same, and an image forming apparatus. It is an object of the present invention to reduce the variation in the electron emission characteristics within the device, and further reduce the variation in the electron emission characteristics among many devices.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために成された本発明の構成は以下の通りである。
The structure of the present invention made to achieve the above object is as follows.

【0012】すなわち、本発明の第一は、基板上に設け
られた一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜に電子放
出部を設けた表面伝導型電子放出素子の製造方法におい
て、上記導電性薄膜に電子放出部を設けた後、該電子放
出部を微小針により加工する工程を有することを特徴と
する電子放出素子の製造方法にある。
That is, a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion is provided on a conductive thin film provided between a pair of device electrodes provided on a substrate . After providing the electron emission portion on the thin film, the electron emission portion
A method for manufacturing an electron-emitting device, comprising a step of processing a projection with a microneedle.

【0013】上記本発明第一は、さらにその特徴とし
て、前記微小針として走査型トンネル顕微鏡の探針を用
いることを含む。
[0013] use first as further its features, the probe of the scanning tunneling microscope as the microneedles of the present invention
Including that you are.

【0014】また、本発明の第二は、一対の素子電極間
を連絡する導電性薄膜に電子放出部を設けた表面伝導型
電子放出素子を基板上に複数備えた電子源の製造方法に
おいて、上記複数の表面伝導型電子放出素子のうち少な
くとも1つについて上記導電性薄膜に電子放出部を設
けた後、該電子放出部を微小針により加工する工程を有
することを特徴とする電子源の製造方法にある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electron source comprising a plurality of surface conduction electron-emitting devices having an electron-emitting portion provided on a conductive thin film communicating between a pair of device electrodes on a substrate. with at least one of the plurality of surface conduction electron-emitting device, set the electron-emitting portion in the conductive thin film
The method of manufacturing an electron source according to claim 1, further comprising a step of processing the electron-emitting portion with a fine needle after firing .

【0015】上記本発明第二は、さらにその特徴とし
て、前記微小針として走査型トンネル顕微鏡の探針を用
いること、前記電子源は、複数の電子放出素子を配列し
た素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出素子を
駆動するための配線がマトリクス配置されていること、
前記電子源は、複数の電子放出素子を配列した素子列を
少なくとも1列以上有し、各電子放出素子を駆動するた
めの配線が梯状配置されていることをも含む。
The second aspect of the present invention is further characterized in that a probe of a scanning tunnel microscope is used as the microneedle.
The electron source has at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting element are arranged in a matrix.
The electron source may include at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting element may be arranged in a ladder configuration.

【0016】また、本発明の第三は、一対の素子電極間
を連絡する導電性薄膜に電子放出部を設けた表面伝導型
電子放出素子を基板上に複数備えた電子源と、該電子源
から放出される電子線の照射により画像を形成する画像
形成部材を有する画像形成装置の製造方法において、上
記複数の表面伝導型電子放出素子のうち少なくとも1つ
ついて上記導電性薄膜に電子放出部を設けた後、該
電子放出部を微小針により加工する工程を有することを
特徴とする画像形成装置の製造方法にある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an electron source comprising a plurality of surface conduction electron-emitting devices each having an electron-emitting portion provided on a conductive thin film communicating between a pair of device electrodes, on a substrate; in the manufacturing method of an image forming apparatus having an image forming member for forming an image by irradiation of electron beams emitted from with at least one <br/> among the plurality of surface conduction electron-emitting device, the conductive After providing the electron emitting portion on the thin film,
A method of manufacturing an image forming apparatus, comprising a step of processing an electron emitting portion with a fine needle.

【0017】上記本発明第三は、さらにその特徴とし
て、前記微小針として走査型トンネル顕微鏡の探針を用
いること、前記電子源は、複数の電子放出素子を配列し
た素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出素子を
駆動するための配線がマトリクス配置されていること、
前記電子源は、複数の電子放出素子を配列した素子列を
少なくとも1列以上有し、各電子放出素子を駆動するた
めの配線が梯状配置されていることをも含む。
The third aspect of the present invention is further characterized in that a probe of a scanning tunnel microscope is used as the microneedle.
The electron source has at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting element are arranged in a matrix.
The electron source may include at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting element may be arranged in a ladder configuration.

【0018】更に本発明は、上記本発明の製造方法によ
り得られた電子放出素子あるいは電子源あるいは画像形
成装置にある。
Further, the present invention resides in an electron-emitting device, an electron source or an image forming apparatus obtained by the above-mentioned manufacturing method of the present invention.

【0019】本発明に関わる表面伝導型電子放出素子の
基本的な構成は、図1に示すようなものであり、図中1
は基板、2は電子放出部、3は電子放出部を含む導電性
薄膜、4と5は素子電極である。また、本発明に関わる
表面伝導型電子放出素子は、図2に示されるように、素
子電極4,5と、導電性薄膜3の上下関係が図1の素子
構成と逆の構成であってもよい。
The basic structure of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention is as shown in FIG.
Is a substrate, 2 is an electron emitting portion, 3 is a conductive thin film including the electron emitting portion, and 4 and 5 are device electrodes. Further, as shown in FIG. 2, the surface conduction electron-emitting device according to the present invention has a configuration in which the vertical relationship between the device electrodes 4 and 5 and the conductive thin film 3 is opposite to the device configuration of FIG. Good.

【0020】基板1としては、例えば石英ガラス、Na
等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青
板ガラスにスパッタ法等によりSiO2 を積層した積層
体、アルミナ等のセラミックス等が挙げられる。
As the substrate 1, for example, quartz glass, Na
And glass having reduced impurity content such as glass, blue plate glass, a laminate obtained by laminating SiO 2 on a blue plate glass by a sputtering method or the like, and ceramics such as alumina.

【0021】対向する素子電極4,5の材料としては、
一般的導体材料が用いられ、例えばNi,Cr,Au,
Mo,W,Pt,Ti,Al,Cu,Pd等の金属或は
合金、及びPd,Ag,Au,RuO2 ,Pd−Ag等
の金属或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導
体、In23 −SnO2 等の透明導電体、及びポリシ
リコン等の半導体導体材料等から適宜選択される。
The materials of the opposing device electrodes 4 and 5 are as follows.
A general conductor material is used, for example, Ni, Cr, Au,
Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, metal or an alloy such as Pd, and Pd, Ag, Au, printed conductors composed of RuO 2, metal or metal oxide such as Pd-Ag and glass, etc. , In 2 O 3 —SnO 2, etc., and a semiconductor conductor material such as polysilicon.

【0022】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
薄膜3の形状等は、応用される形態等によって、適宜設
計される。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 3 and the like are appropriately designed depending on the applied form and the like.

【0023】素子電極間隔Lは、数百Å〜数百μmであ
ることが好ましく、より好ましくは、素子電極4,5間
に印加する電圧と電子放出し得る電界強度等により、数
μm〜数十μmである。
The distance L between the device electrodes is preferably several hundreds of μm to several hundreds of μm, and more preferably several μm to several hundred μm depending on the voltage applied between the device electrodes 4 and 5 and the electric field strength capable of emitting electrons. 10 μm.

【0024】素子電極長さWは、電極の抵抗値や電子放
出特性を考慮すると、好ましくは数μm〜数百μmであ
り、また素子電極厚dは、数百Å〜数μmである。
The element electrode length W is preferably several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value and electron emission characteristics of the electrode, and the element electrode thickness d is several hundred μm to several μm.

【0025】導電性薄膜3は、良好な電子放出特性を得
るためには、微粒子で構成された微粒子膜であるのが特
に好ましく、その膜厚は、素子電極4,5へのステップ
カバレージ、素子電極4,5間の抵抗値及び後述するフ
ォーミング条件等によって、適宜設定される。この導電
性薄膜3の膜厚は、好ましくは数Å〜数千Åで、特に好
ましくは10Å〜500Åであり、その抵抗値は、10
3 〜107 Ω/□のシート抵抗値である。
The conductive thin film 3 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics, and its film thickness is determined by the step coverage on the device electrodes 4 and 5 and the device thickness. It is set as appropriate according to the resistance value between the electrodes 4 and 5 and the forming conditions described later. The thickness of the conductive thin film 3 is preferably several Å to several thousand Å, particularly preferably 10 to 500 、, and its resistance value is 10 to 500 Å.
The sheet resistance is 3 to 10 7 Ω / □.

【0026】導電性薄膜3を構成する主な材料は、例え
ばRu,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,
Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金属の酸化物である。
The main materials constituting the conductive thin film 3 are, for example, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe,
It is an oxide of a metal such as Zn, Sn, Ta, W, and Pb.

【0027】尚、上記微粒子膜とは、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)の膜を指す。微
粒子膜である場合、微粒子の粒径は、数Å〜数千Åであ
るのが好ましく、特に好ましくは10Å〜200Åであ
る。
The fine particle film is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure not only in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (in an island shape). ). In the case of a fine particle film, the particle size of the fine particles is preferably from several to several thousand, particularly preferably from 10 to 200.

【0028】電子放出部2には亀裂が含まれており、電
子放出はこの亀裂付近から行われる。この亀裂を含む電
子放出部2及び亀裂自体は、導電性薄膜3の膜厚,膜
質,材料及び後述するフォーミング条件、さらには後述
する本発明の大きな特徴である加工工程等の製法に依存
して形成される。従って、電子放出部2の位置及び形状
は図1及び図2に示されるような位置及び形状に特定さ
れるものではない。
The electron emitting portion 2 includes a crack, and the electron emission is performed from the vicinity of the crack. The electron-emitting portion 2 including the crack and the crack itself depend on the film thickness, film quality, and material of the conductive thin film 3 and the forming conditions described later, and further, the manufacturing method such as a processing step which is a major feature of the present invention described later. It is formed. Therefore, the position and shape of the electron-emitting portion 2 are not limited to the positions and shapes as shown in FIGS.

【0029】亀裂は、数Å〜数百Åの粒径の導電性微粒
子を有することもある。この導電性微粒子は、導電性薄
膜3を構成する材料の元素の一部、あるいは全てと同様
の物である。また、亀裂を含む電子放出部2及びその近
傍の導電性薄膜3は炭素及び炭素化合物を有することも
ある。
The crack may have conductive fine particles having a particle size of several to several hundreds of mm. The conductive fine particles are similar to some or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 3. Further, the electron emitting portion 2 including the crack and the conductive thin film 3 in the vicinity thereof may include carbon and a carbon compound.

【0030】表面伝導型電子放出素子の基本構成の製造
方法としては様々な方法が考えられるが、図1に示した
構成の表面伝導型電子放出素子を例に、図3の製造工程
図に基づいてその一例を以下に説明する。尚、以下に示
す工程a〜cは図3の(a)〜(c)に対応する。
Various methods are conceivable as a method of manufacturing the basic structure of the surface conduction electron-emitting device. The surface conduction electron-emitting device having the structure shown in FIG. An example of such a method will be described below. Steps a to c shown below correspond to (a) to (c) in FIG.

【0031】工程a:基板1を洗剤、純水および有機溶
剤により十分に洗浄した後、真空蒸着法,スパッタ法等
により素子電極材料を堆積させた後、フォトリソグラフ
ィー技術により基板1の面上に素子電極4,5を形成す
る。
Step a: After sufficiently washing the substrate 1 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 depositing the material on the surface of the substrate 1 by a photolithography technique. Device electrodes 4 and 5 are formed.

【0032】工程b:素子電極4,5を設けた基板1上
に有機金属溶液を塗布して放置することにより、素子電
極4と素子電極5間を連絡して有機金属薄膜を形成す
る。尚、有機金属溶液とは、前述の導電性薄膜3の構成
材料の金属を主元素とする有機化合物の溶液である。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された導電性薄膜3を形
成する。尚、ここでは、有機金属溶液の塗布法により説
明したが、これに限ることなく、例えば真空蒸着法、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有機金属膜を形成するこ
ともできる。
Step b: An organometallic solution is applied on the substrate 1 provided with the device electrodes 4 and 5 and allowed to stand, so that the device electrode 4 and the device electrode 5 are connected to form an organometallic thin film. The organic metal solution is a solution of an organic compound containing a metal as a constituent element of the conductive thin film 3 as a main element. Thereafter, the organic metal thin film is heated and baked to form a conductive thin film 3 patterned by lift-off, etching, or the like. Here, the description has been given of the method of applying the organic metal solution. However, the present invention is not limited thereto. For example, the organic metal solution may be formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, a dipping method, a spinner method, or the like. A film can also be formed.

【0033】工程c:続いて、フォーミングと呼ばれる
通電処理を施す。素子電極4,5間に不図示の電源より
通電すると、導電性薄膜3の部位に構造の変化した電子
放出部2が形成される。この通電処理により導電性薄膜
3を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造の変
化した部位が電子放出部2である。
Step c: Subsequently, an energization process called forming is performed. When power is applied between the device electrodes 4 and 5 from a power supply (not shown), an electron-emitting portion 2 having a changed structure is formed at the portion of the conductive thin film 3. The conductive thin film 3 is locally destroyed, deformed or deteriorated by this energization process, and the portion where the structure is changed is the electron emitting portion 2.

【0034】フォーミングの電圧波形の例を図4に示
す。
FIG. 4 shows an example of a forming voltage waveform.

【0035】電圧波形は、特にパルス波形が好ましく、
パルス波高値を定電圧とした電圧パルスを連続的に印加
する場合(図4(a))と、パルス波高値を増加させな
がら電圧パルスを印加する場合(図4(b))がある。
The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform.
There are a case where a voltage pulse having a pulse crest value as a constant voltage is continuously applied (FIG. 4A) and a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse crest value (FIG. 4B).

【0036】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて説明する。図4(a)におけるT1及びT2は電
圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、例えば、T1を
1μ秒〜10m秒、T2を10μ秒〜100m秒とし、
波高値(フォ−ミング時のピ−ク電圧)を前述した表面
伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択して、真空
雰囲気下で、数秒から数十分印加する。尚、印加する電
圧波形は、図示される三角波に限定されるものではな
く、矩形波等の所望の波形を用いることができる。
First, the case where the pulse peak value is a constant voltage will be described. T1 and T2 in FIG. 4A are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. For example, T1 is 1 μsec to 10 msec, T2 is 10 μsec to 100 msec,
The peak value (peak voltage at the time of forming) is appropriately selected according to the form of the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, and is applied in a vacuum atmosphere for several seconds to several tens of minutes. Note that the voltage waveform to be applied is not limited to the illustrated triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be used.

【0037】次に、パルス波高値を増加させながら電圧
パルスを印加する場合について説明する。図4(b)に
おけるT1及びT2は図4(a)と同様であり、波高値
(フォ−ミング時のピ−ク電圧)を、例えば0.1Vス
テップ程度づつ増加させ、図4(a)の説明と同様の適
当な真空雰囲気下で印加する。
Next, a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value will be described. T1 and T2 in FIG. 4B are the same as those in FIG. 4A, and the peak value (peak voltage at the time of forming) is increased by, for example, about 0.1 V steps. Is applied under an appropriate vacuum atmosphere as described in the above.

【0038】尚、パルス間隔T2中で、導電性薄膜3
(図1及び図2参照)を局所的に破壊、変形もしくは変
質させない程度の電圧、例えば0.1V程度の電圧で素
子電流を測定して抵抗値を求め、例えば1Mオーム以上
の抵抗を示した時にフォーミングを終了する。
Note that, during the pulse interval T2, the conductive thin film 3
(See FIGS. 1 and 2) The element current was measured at a voltage that does not locally destroy, deform, or alter the element, for example, a voltage of about 0.1 V, and the resistance was obtained. For example, a resistance of 1 M ohm or more was shown. Sometimes the forming ends.

【0039】先述したように、導電性薄膜3の膜質を厳
密に設計することは不可能なため、上記のフォーミング
により形成される亀裂を含む電子放出部2は、導電性薄
膜3の膜質、特に強度分布のバラツキを反映して、直線
状ではなく図13に示すように一般にランダムに蛇行し
た形状となっている。また、図13のA−A’断面を図
14に示す。一般に上記亀裂部分の幅W1についても、
ランダムな場所依存性即ちバラツキが生じている。この
ことが電子放出の際の、電子分布の不均一性を生むこと
となる。
As described above, since it is impossible to strictly design the film quality of the conductive thin film 3, the electron-emitting portion 2 including the crack formed by the above-described forming process is used to form the film quality of the conductive thin film 3, particularly Reflecting the variation of the intensity distribution, the shape is not linear but generally meanders at random as shown in FIG. FIG. 14 shows a cross section taken along line AA ′ of FIG. Generally, also for the width W1 of the crack portion,
There is random location dependence, ie, variation. This causes non-uniformity of electron distribution at the time of electron emission.

【0040】本発明は、上記のようなバラツキの有る電
子放出部2を含む導電性薄膜3を、微小針により加工す
ることで、電子放出の際の電子分布の不均一性を実質的
に解消するものであり、この点について以下に説明す
る。
According to the present invention, the non-uniformity of the electron distribution at the time of electron emission is substantially eliminated by processing the conductive thin film 3 including the electron emitting portion 2 having the above-mentioned variation with a fine needle. This will be described below.

【0041】上記の微小針による加工工程では、例えば
[従来の技術]で述べたような走査型トンネル顕微鏡
(STM)による加工技術を使用することができる。図
15はその様子を示したものであり、501はSTMの
探針である。
In the processing step using the fine needle, for example, a processing technique using a scanning tunneling microscope (STM) as described in [Prior Art] can be used. FIG. 15 shows this state, and 501 is an STM probe.

【0042】図15に示すように、探針501によっ
て、導電性薄膜3に形成されている亀裂部を切削し、亀
裂幅W1がほぼ一定になるように整形する。この時、予
め亀裂の幅W1の分布を観察し、その観察結果に基づい
て切削する箇所を決定し、掘削に際してはSTMの探針
501と亀裂との位置制御を行う。
As shown in FIG. 15, a crack formed in the conductive thin film 3 is cut by a probe 501 and shaped so that the crack width W1 becomes substantially constant. At this time, the distribution of the width W1 of the crack is observed in advance, the location to be cut is determined based on the observation result, and the position of the STM probe 501 and the crack is controlled during excavation.

【0043】具体的には、切削する前に、STMの顕微
鏡としての性能を利用して、探針501と亀裂の位置、
及び亀裂の幅W1を観察し、これをSTMの制御装置内
にある記憶装置に記憶させ、記憶されたデータのから切
削する箇所を決定し、STMの探針501を制御して亀
裂を切削する。
Specifically, before cutting, the probe 501 and the position of the crack are determined using the performance of the STM as a microscope.
And the width W1 of the crack is observed, stored in a storage device in the control device of the STM, the location to be cut is determined from the stored data, and the tip 501 of the STM is controlled to cut the crack. .

【0044】上記の亀裂部分の観察は、必ずしもSTM
を利用する必要はなく、走査型電子顕微鏡(SEM)や
原子間力顕微鏡(AFM)等を用いることもできる。ま
た、亀裂部を切削するに際しても、AFMの探針を用い
ることもできる。
Observation of the above cracks is not necessarily made by STM
It is not necessary to use a scanning electron microscope (SEM) or an atomic force microscope (AFM). Also, when cutting a crack, an AFM probe can also be used.

【0045】上記加工工程を経た素子の平面図の一例を
図16に示す。このように、場所によらず幅が一定にな
るように整形された亀裂部からなる電子放出部2では、
電子放出における放出電子の分布がより均一になる。
FIG. 16 shows an example of a plan view of an element having undergone the above-mentioned processing steps. As described above, in the electron emitting portion 2 including the crack portion shaped so that the width becomes constant regardless of the location,
The distribution of emitted electrons in electron emission becomes more uniform.

【0046】更に活性化工程を施すことが好ましい。Preferably, an activation step is further performed.

【0047】活性化工程とは、例えば10-4〜10-5
orr程度の真空度で、フォーミング工程での説明と同
様に、パルス波高値を定電圧としたパルスの印加を繰り
返す処理のことをいい、真空雰囲気中に存在する有機物
質から炭素及び炭素化合物を電子放出部2(図1及び図
2参照)に堆積させることで、素子電流、放出電流の状
態を著しく向上させることができる工程である。この活
性化工程は、例えば素子電流や放出電流を測定しながら
行って、例えば放出電流が飽和した時点で終了するよう
にすれば効果的であるので好ましい。また、活性化工程
でのパルス波高値は、好ましくは素子を駆動する際に印
加する駆動電圧の波高値である。
The activation step is, for example, 10 -4 to 10 -5 T
Similar to the description of the forming process, a process of repeating application of a pulse with a pulse peak value of a constant voltage at a degree of vacuum of about orr, and converts carbon and carbon compounds from organic substances existing in a vacuum atmosphere into electrons. This is a step in which the state of the device current and the emission current can be significantly improved by depositing the light on the emission portion 2 (see FIGS. 1 and 2). This activation step is preferably performed while measuring, for example, the device current and the emission current, and is completed when, for example, the emission current is saturated, since it is effective and is preferable. In addition, the pulse peak value in the activation step is preferably a peak value of a driving voltage applied when driving the element.

【0048】尚、上記炭素及び炭素化合物とは、グラフ
ァイト(単結晶及び多結晶の双方を指す)、非晶質カー
ボン(非晶質カーボン及びこれと多結晶グラファイトと
の混合物を指す)である。また、その堆積膜厚は、好ま
しくは500Å以下、より好ましくは300Å以下であ
る。
The above-mentioned carbon and carbon compound are graphite (indicating both single crystal and polycrystal) and amorphous carbon (indicating amorphous carbon and a mixture thereof with polycrystalline graphite). Further, the deposited film thickness is preferably 500 ° or less, more preferably 300 ° or less.

【0049】このようにして得られる本発明の表面伝導
型電子放出素子の基本特性を以下に説明する。
The basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the present invention thus obtained will be described below.

【0050】図5は、表面伝導型電子放出素子の電子放
出特性を測定するための測定評価系の一例を示す概略構
成図で、まずこの測定評価系を説明する。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of a measurement evaluation system for measuring the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device. First, this measurement evaluation system will be described.

【0051】図5において、図1と同じ符号は同じ部材
を示す。また、51は素子に素子電圧Vfを印加するた
めの電源、50は素子電極4,5間の導電性薄膜3を流
れる素子電流Ifを測定するための電流計、54は電子
放出部2より放出される放出電流Ieを捕捉するための
アノ−ド電極、53はアノ−ド電極54に電圧を印加す
るための高圧電源、52は電子放出部5より放出される
放出電流Ieを測定するための電流計、55は真空装
置、56は排気ポンプである。
In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members. Reference numeral 51 denotes a power supply for applying a device voltage Vf to the device; 50, an ammeter for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 3 between the device electrodes 4 and 5; An anode electrode for capturing the emission current Ie to be emitted, 53 is a high voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and 52 is for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 5. An ammeter, 55 is a vacuum device, and 56 is an exhaust pump.

【0052】表面伝導型電子放出素子及びアノ−ド電極
54等は真空装置55内に設置され、この真空装置55
には不図示の真空計等の必要な機器が具備されており、
所望の真空下で表面伝導型電子放出素子の測定評価がで
きるようになっている。
The surface conduction electron-emitting device and the anode electrode 54 are installed in a vacuum device 55.
Is equipped with necessary equipment such as a vacuum gauge (not shown),
Measurement and evaluation of the surface conduction electron-emitting device can be performed under a desired vacuum.

【0053】排気ポンプ56は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とから構成されている。
また、真空装置55全体及び表面伝導型電子放出素子の
基板1は、ヒーターにより200℃程度まで加熱できる
ようになっている。
The exhaust pump 56 is composed of a normal high vacuum system such as a turbo pump and a rotary pump, and an ultrahigh vacuum system such as an ion pump.
The entire vacuum device 55 and the substrate 1 of the surface conduction electron-emitting device can be heated to about 200 ° C. by a heater.

【0054】以下に述べる表面伝導型電子放出素子の基
本特性は、上記測定評価系のアノ−ド電極54の電圧を
1kV〜10kVとし、アノ−ド電極54と表面伝導型
電子放出素子の距離Hを2mm〜8mmとして通常測定
を行う。
The basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device described below are as follows. The voltage of the anode electrode 54 of the above-mentioned measurement and evaluation system is 1 kV to 10 kV, and the distance H between the anode electrode 54 and the surface conduction electron-emitting device. Is usually set to 2 mm to 8 mm.

【0055】まず、放出電流Ie及び素子電流Ifと、
素子電圧Vfの関係の典型的な例を図6(図中の実線)
に示す。尚、図6において、放出電流Ieは素子電流I
fに比べて著しく小さいので、任意単位で示されてい
る。
First, the emission current Ie and the device current If,
FIG. 6 (a solid line in the figure) shows a typical example of the relationship between the element voltages Vf.
Shown in In FIG. 6, the emission current Ie is the device current Ie.
Since it is significantly smaller than f, it is shown in arbitrary units.

【0056】図6から明らかなように、表面伝導型電子
放出素子は、放出電流Ieに対する次の3つの特徴的特
性を有する。
As apparent from FIG. 6, the surface conduction electron-emitting device has the following three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie.

【0057】まず第1に、表面伝導型電子放出素子はあ
る電圧(しきい値電圧と呼ぶ:図6中のVth)以上の
素子電圧Vfを印加すると急激に放出電流Ieが増加
し、一方、しきい値電圧Vth以下では放出電流Ieが
殆ど検出されない。即ち、放出電流Ieに対する明確な
しきい値電圧Vthを持った非線形素子である。
First, when a device voltage Vf higher than a certain voltage (referred to as a threshold voltage: Vth in FIG. 6) is applied to the surface conduction type electron-emitting device, the emission current Ie sharply increases. Below the threshold voltage Vth, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a nonlinear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0058】第2に、放出電流Ieが素子電圧Vfに対
して単調増加する特性(MI特性と呼ぶ)を有するた
め、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。
Second, since the emission current Ie has a characteristic that monotonically increases with respect to the device voltage Vf (referred to as MI characteristic), the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.

【0059】第3に、アノード電極54(図5参照)に
捕捉される放出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に
依存する。即ち、アノード電極54に捕捉される電荷量
は、素子電圧Vfを印加する時間により制御できる。
Third, the emission charge trapped by the anode electrode 54 (see FIG. 5) depends on the time during which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 54 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.

【0060】図6に実線で示した特性は、放出電流Ie
が素子電圧Vfに対してMI特性を有すると同時に、素
子電流Ifも素子電圧Vfに対してMI特性を有してい
るが、図6に破線で示すように、素子電流Ifは素子電
圧Vfに対して電圧制御型負性抵抗特性(VCNR特性
と呼ぶ)を示す場合もある。いずれの特性を示すかは、
素子の製法及び測定時の測定条件等に依存する。但し、
素子電流Ifが素子電圧Vfに対してVCNR特性を有
する素子でも、放出電流Ieは素子電圧Vfに対してM
I特性を有する。
The characteristic shown by the solid line in FIG.
Has the MI characteristic with respect to the element voltage Vf, and the element current If also has the MI characteristic with respect to the element voltage Vf. However, as shown by a broken line in FIG. On the other hand, a voltage control type negative resistance characteristic (referred to as VCNR characteristic) may be exhibited. Which property is shown
It depends on the manufacturing method of the element and the measurement conditions at the time of measurement. However,
Even if the device current If has a VCNR characteristic with respect to the device voltage Vf, the emission current Ie is M with respect to the device voltage Vf.
It has an I characteristic.

【0061】以上のような本発明の表面伝導型電子放出
素子の特徴的特性のため、複数の素子を配置した電子源
や画像形成装置等でも、入力信号に応じて、容易に放出
電子量を制御することができることとなり、多方面への
応用ができる。
Because of the above-described characteristic characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the present invention, even in an electron source or an image forming apparatus in which a plurality of devices are arranged, the amount of emitted electrons can be easily reduced in accordance with an input signal. It can be controlled and can be applied to various fields.

【0062】次に、本発明の電子源における表面伝導型
電子放出素子の配列について説明する。
Next, the arrangement of the surface conduction electron-emitting devices in the electron source of the present invention will be described.

【0063】本発明の電子源における表面伝導型電子放
出素子の配列方式としては、従来の技術の項で述べたよ
うな梯型配置の他、m本のX方向配線の上にn本のY方
向配線を層間絶縁層を介して設置し、表面伝導型電子放
出素子の一対の素子電極に各々X方向配線、Y方向配線
を接続した配列方式が挙げられる。これを以後単純マト
リクス配置と呼ぶ。まず、この単純マトリクス配置につ
いて詳述する。
The arrangement of the surface conduction electron-emitting devices in the electron source according to the present invention is not limited to the ladder arrangement as described in the section of the prior art, or to the arrangement of n Y-direction wirings on m X-direction wirings. An arrangement method in which directional wiring is provided via an interlayer insulating layer, and an X-directional wiring and a Y-directional wiring are connected to a pair of device electrodes of a surface conduction electron-emitting device, respectively. This is hereinafter referred to as a simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail.

【0064】前述した表面伝導型電子放出素子の基本的
特性によれば、印加される素子電圧Vfがしきい値電圧
Vthを超える場合には、印加するパルス状電圧の波高
値とパルス幅で電子放出量を制御できる。一方、しきい
値電圧Vth以下では、殆ど電子の放出はされない。従
って、多数の表面伝導型電子放出素子を配置した場合に
おいても、単純なマトリクス配線だけで入力信号に応じ
て制御したパルス状電圧を印加し、個々の素子を選択し
て独立に駆動可能となる。
According to the above-described basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device, when the applied device voltage Vf exceeds the threshold voltage Vth, the electron is expressed by the peak value and the pulse width of the applied pulse voltage. The amount of release can be controlled. On the other hand, below the threshold voltage Vth, almost no electrons are emitted. Therefore, even when a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, it becomes possible to apply a pulse-like voltage controlled in accordance with an input signal with only a simple matrix wiring and to select individual devices to be driven independently. .

【0065】単純マトリクス配置は上記原理に基づくも
のであり、本発明の電子源の一例である単純マトリクス
配置の電子源の構成について、図7に基づいて更に説明
する。
The simple matrix arrangement is based on the above principle, and the structure of an electron source having a simple matrix arrangement as an example of the electron source of the present invention will be further described with reference to FIG.

【0066】図7において、基板1は既に説明したよう
なガラス板等であり、この基板1上に配列された表面伝
導型電子放出素子104の個数及び形状は用途に応じて
適宜設定されるものである。
In FIG. 7, the substrate 1 is a glass plate or the like as described above, and the number and shape of the surface conduction electron-emitting devices 104 arranged on the substrate 1 are appropriately set according to the application. It is.

【0067】m本のX方向配線102は、各々外部端子
DX1,DX2,・・・DXmを有するもので、基板1
上に、真空蒸着法,印刷法,スパッタ法等で形成した導
電性金属等である。また、多数の表面伝導型電子放出素
子104にほぼ均等に電圧が供給されるように、材料、
膜厚、配線幅が設定されている。
Each of the m X-direction wirings 102 has external terminals DX1, DX2,.
A conductive metal formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like is provided thereon. In addition, the material and the material are so set that the voltage is supplied to the many surface conduction electron-emitting devices 104 almost uniformly.
The film thickness and the wiring width are set.

【0068】n本のY方向配線103は、各々外部端子
DY1,DY2,・・・DYnを有するもので、X方向
配線102と同様に作成される。
Each of the n Y-directional wirings 103 has external terminals DY1, DY2,... DYn, and is formed in the same manner as the X-directional wiring 102.

【0069】これらm本のX方向配線102とn本のY
方向配線103間には、不図示の層間絶縁層が設置さ
れ、電気的に分離されて、マトリクス配線を構成してい
る。尚、このm,nは共に正の整数である。
These m X-directional wires 102 and n Y wires
An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the direction wirings 103, and is electrically separated to form a matrix wiring. Note that both m and n are positive integers.

【0070】不図示の層間絶縁層は、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102を形成した基板1の全面或は一部に所望の
形状で形成され、特に、X方向配線102とY方向配線
103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。また、X方向配線102と
Y方向配線103は各々外部端子として引き出されてい
る。
The interlayer insulating layer (not shown) is, for example, SiO 2 formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like, and has a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 1 on which the X-directional wiring 102 is formed. In particular, the film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 102 and the Y-direction wiring 103. Further, the X-direction wiring 102 and the Y-direction wiring 103 are led out as external terminals.

【0071】更に、表面伝導型電子放出素子104の対
向する素子電極(不図示)が、m本のX方向配線102
と、n本のY方向配線103と、真空蒸着法,印刷法,
スパッタ法等で形成された導電性金属等からなる結線1
05によって電気的に接続されているものである。
Further, the device electrodes (not shown) facing the surface conduction electron-emitting device 104 are provided with m X-direction wirings 102.
And n Y-directional wirings 103, vacuum deposition method, printing method,
Connection 1 made of conductive metal or the like formed by sputtering or the like
05 are electrically connected.

【0072】ここで、m本のX方向配線102と、n本
のY方向配線103と、結線105と、対向する素子電
極とは、その構成元素の一部あるいは全部が同一であっ
ても、またそれぞれ異なっていてもよく、前述の素子電
極の材料等より適宜選択される。これら素子電極への配
線は、素子電極と材料が同一である場合には、素子電極
と総称する場合もある。また、表面伝導型電子放出素子
104は、基板1あるいは不図示の層間絶縁層上どちら
に形成してもよい。
Here, the m X-directional wirings 102, the n Y-directional wirings 103, the connection 105, and the opposing device electrodes may have the same or some of the constituent elements, even if they are the same. Further, they may be different from each other, and are appropriately selected from the above-described materials of the device electrodes and the like. The wires to these device electrodes may be collectively referred to as device electrodes when the material is the same as the device electrodes. The surface conduction electron-emitting device 104 may be formed on either the substrate 1 or an interlayer insulating layer (not shown).

【0073】また、詳しくは後述するが、前記X方向配
線102には、X方向に配列された表面伝導型電子放出
素子104の行を入力信号に応じて走査するために、走
査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が電気的に
接続されている。
As will be described later in detail, a scanning signal is applied to the X-direction wiring 102 in order to scan a row of the surface conduction electron-emitting devices 104 arranged in the X-direction in accordance with an input signal. A scanning signal applying unit (not shown) is electrically connected.

【0074】一方、Y方向配線103には、Y方向に配
列された表面伝導型電子放出素子104の列の各列を入
力信号に応じて変調するために、変調信号を印加する不
図示の変調信号印加手段が電気的に接続されている。各
表面伝導型電子放出素子104に印加される駆動電圧
は、当該表面伝導型電子放出素子に印加される走査信号
と変調信号の差電圧として供給されるものである。
On the other hand, a modulation signal (not shown) for applying a modulation signal is applied to the Y-direction wiring 103 in order to modulate each of the rows of the surface conduction electron-emitting devices 104 arranged in the Y direction according to an input signal. The signal applying means is electrically connected. The drive voltage applied to each surface conduction electron-emitting device 104 is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the surface conduction electron-emitting device.

【0075】フォーミングは、X方向配線102及びY
方向配線103を通じ、前述した要領で各表面伝導型電
子放出素子104の素子電極4,5間に通電して行う。
The forming is performed by the X-direction wiring 102 and the Y
Electricity is supplied between the device electrodes 4 and 5 of the respective surface conduction electron-emitting devices 104 through the direction wiring 103 in the manner described above.

【0076】本発明では、上記複数の全ての表面伝導型
電子放出素子104に対して前述の微小針による加工工
程を行うこともできるが、製造コストの兼ね合い等か
ら、他の素子と比べて著しく素子特性が異なるものだけ
に対して行っても良い。これにより、各素子間のバラツ
キを低減することができる。
According to the present invention, the above-mentioned processing step using the microneedles can be performed on all of the plurality of surface conduction electron-emitting devices 104. However, due to the manufacturing cost, etc., it is remarkably different from other devices. It may be performed only for those having different element characteristics. As a result, variations among the elements can be reduced.

【0077】また、特に素子の小型化を図り、多数の素
子を高密度に配列する場合には、1素子内の輝度分布に
バラツキが生じ易いため、一度電子放出を行った後に、
輝度分布にムラのある素子のみに対して前述の微小針に
よる加工工程を行っても良い。
In particular, in the case of miniaturizing the elements and arranging a large number of elements at a high density, the luminance distribution in one element is likely to vary.
The processing step using the fine needle described above may be performed only on the element having unevenness in luminance distribution.

【0078】次に、以上のような単純マトリクス配置の
本発明の電子源を用いた本発明の画像形成装置の一例
を、図8〜図10を用いて説明する。尚、図8は表示パ
ネル201の基本構成図であり、図9は蛍光膜114を
示す図であり、図10は図8の表示パネル201でNT
SC方式のテレビ信号に応じてテレビジョン表示を行う
ための駆動回路の一例を示すブロック図である。
Next, an example of the image forming apparatus of the present invention using the electron source of the present invention having the above-described simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 8 is a diagram showing the basic configuration of the display panel 201, FIG. 9 is a view showing the fluorescent film 114, and FIG. 10 is a diagram showing the display panel 201 of FIG.
It is a block diagram which shows an example of the drive circuit for performing television display according to the television signal of SC system.

【0079】図8において、1は上述のようにして表面
伝導型電子放出素子を配置した電子源の基板、111は
基板1を固定したリアプレ−ト、116はガラス基板1
13の内面に画像形成部材であるところの蛍光膜114
とメタルバック115等が形成されたフェ−スプレ−
ト、112は支持枠である。リアプレ−ト111,支持
枠112及びフェ−スプレ−ト116は、これらの接合
部分にフリットガラス等を塗布し、大気中あるいは窒素
雰囲気中で400℃〜500℃で10分間以上焼成する
ことで封着して、外囲器118を構成している。
In FIG. 8, reference numeral 1 denotes an electron source substrate on which the surface conduction electron-emitting devices are arranged as described above, 111 denotes a rear plate to which the substrate 1 is fixed, and 116 denotes a glass substrate.
A fluorescent film 114 serving as an image forming member
And a face play on which a metal back 115 and the like are formed.
And 112, a support frame. The rear plate 111, the support frame 112, and the face plate 116 are sealed by applying frit glass or the like to these joints and firing at 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the air or a nitrogen atmosphere. To form an envelope 118.

【0080】図8において、102,103は表面伝導
型電子放出素子104の一対の素子電極4,5(図1及
び図2参照)に接続されたX方向配線及びY方向配線
で、各々外部端子Dx1ないしDxm、Dy1ないしD
ynを有している。
In FIG. 8, reference numerals 102 and 103 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes 4 and 5 (see FIGS. 1 and 2) of the surface conduction electron-emitting device 104. Dx1 to Dxm, Dy1 to D
yn.

【0081】外囲器118は、上述の如く、フェ−スプ
レ−ト116、支持枠112、リアプレ−ト111で構
成されている。しかし、リアプレ−ト111は主に基板
1の強度を補強する目的で設けられるものであり、基板
1自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレ−ト1
11は不要であり、基板1に直接支持枠112を封着
し、フェ−スプレ−ト116、支持枠112、基板1に
て外囲器118を構成しても良い。また、フェースプレ
ート116とリアプレート111の間に、スペーサーと
呼ばれる不図示の支持体を更に設置することで、大気圧
に対して十分な強度を有する外囲器118とすることも
できる。
The envelope 118 includes the face plate 116, the support frame 112, and the rear plate 111, as described above. However, the rear plate 111 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 1, and if the substrate 1 itself has sufficient strength, the rear plate 1
11 is unnecessary, and the support frame 112 may be directly sealed to the substrate 1, and the envelope 118 may be constituted by the face plate 116, the support frame 112, and the substrate 1. Further, by further providing a support (not shown) called a spacer between the face plate 116 and the rear plate 111, the envelope 118 having sufficient strength against atmospheric pressure can be obtained.

【0082】蛍光膜114は、モノクロ−ムの場合は蛍
光体122のみから成るが、カラ−の場合は、蛍光体1
22の配列により、ブラックストライプ(図9(a))
あるいはブラックマトリクス(図9(b))等と呼ばれ
る黒色導電材121と、蛍光体122とで構成される。
ブラックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的
は、カラ−表示の場合必要となる三原色の各蛍光体12
2間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなく
することと、蛍光膜114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12
1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他の材料を用いることもでき
る。
The fluorescent film 114 is composed only of the phosphor 122 in the case of a monochrome, but is composed of the phosphor 1 in the case of a color.
Black stripes (FIG. 9A)
Alternatively, it is composed of a black conductive material 121 called a black matrix (FIG. 9B) and the like, and a phosphor 122.
The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to provide the three primary color phosphors 12 necessary for color display.
The purpose is to make the color mixture or the like inconspicuous by making the painted portion between the two black, and to suppress a decrease in contrast due to reflection of external light on the fluorescent film 114. Black conductive material 12
As the first material, not only a material mainly containing graphite, which is generally used, but also other materials can be used as long as they are conductive and have little light transmission and reflection.

【0083】ガラス基板113に蛍光体122を塗布す
る方法としては、モノクロ−ム、カラ−によらず、沈殿
法や印刷法が用いられる。
As a method of applying the phosphor 122 to the glass substrate 113, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color.

【0084】また、図8に示されるように、蛍光膜11
4の内面側には通常メタルバック115が設けられる。
メタルバック115の目的は、蛍光体122(図9参
照)の発光のうち内面側への光をフェ−スプレ−ト11
6側へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、高
圧端子Hvから電子ビ−ム加速電圧を印加するための電
極として作用すること、外囲器118内で発生した負イ
オンの衝突によるダメ−ジからの蛍光体122の保護等
である。メタルバック115は、蛍光膜114の作製
後、蛍光膜114の内面側表面の平滑化処理(通常、フ
ィルミングと呼ばれる)を行い、その後Alを真空蒸着
等で堆積することで作製できる。
Further, as shown in FIG.
A metal back 115 is usually provided on the inner surface side of 4.
The purpose of the metal back 115 is to reduce the light emitted from the phosphor 122 (see FIG.
Improving the brightness by specular reflection to the 6th side, acting as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage from the high voltage terminal Hv, and damaging by the collision of negative ions generated in the envelope 118. Protection of the phosphor 122 from the laser beam. The metal back 115 can be manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 114 after the fluorescent film 114 is manufactured, and then depositing Al by vacuum evaporation or the like.

【0085】フェ−スプレ−ト116には、更に蛍光膜
114の導電性を高めるため、蛍光膜114の外面側に
透明電極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 116 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 114 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 114.

【0086】前述の封着を行う際、カラ−の場合は各色
蛍光体122と表面伝導型電子放出素子104とを対応
させなくてはいけないため、十分な位置合わせを行う必
要がある。
At the time of the above-mentioned sealing, in the case of a color, the phosphors 122 of each color must correspond to the surface conduction electron-emitting device 104, so that it is necessary to perform sufficient alignment.

【0087】外囲器118内は、不図示の排気管を通
じ、10-7Torr程度の真空度にされ、封止される。
また、外囲器118の封止を行う直前あるいは封止後
に、ゲッタ−処理を行う場合もある。これは、抵抗加熱
あるいは高周波加熱等の加熱法により、外囲器118内
の所定の位置に配置したゲッタ−(不図示)を加熱し、
蒸着膜を形成する処理である。ゲッタ−は通常Ba等が
主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば10
-5〜10-7Torrの真空度を維持するためのものであ
る。
The inside of the envelope 118 is evacuated to a degree of vacuum of about 10 −7 Torr through an exhaust pipe (not shown) and sealed.
In addition, getter processing may be performed immediately before or after sealing the envelope 118. This is to heat a getter (not shown) disposed at a predetermined position in the envelope 118 by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating.
This is a process for forming a deposition film. The getter is usually composed mainly of Ba or the like.
This is for maintaining a degree of vacuum of -5 to 10 -7 Torr.

【0088】尚、前述した活性化工程は、通常、外囲器
118の封止直前又は封止後に行われるもので、その内
容は前述の通りである。
The above-described activation step is usually performed immediately before or after sealing the envelope 118, and the contents thereof are as described above.

【0089】上述の表示パネル201は、例えば図10
に示されるような駆動回路で駆動することができる。
尚、図10において、201は前記表示パネルであり、
202は走査回路、203は制御回路、204はシフト
レジスタ、205はラインメモリ、206は同期信号分
離回路、207は変調信号発生器、Vx及びVaは直流
電圧源である。
The display panel 201 described above is, for example, shown in FIG.
Can be driven by a driving circuit as shown in FIG.
In FIG. 10, reference numeral 201 denotes the display panel;
202 is a scanning circuit, 203 is a control circuit, 204 is a shift register, 205 is a line memory, 206 is a synchronization signal separation circuit, 207 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0090】図10に示されるように、表示パネル20
1は、外部端子Dx1ないしDxm、外部端子Dy1な
いしDyn、及び高圧端子Hvを介して外部の電気回路
と接続されている。このうち、外部端子Dx1ないしD
xmには、前記表示パネル201内に設けられている表
面伝導型電子放出素子、すなわちm行n列の行列状にマ
トリクス配置された表面伝導型電子放出素子群を1行
(n素子)づつ順次駆動して行くための走査信号が印加
される。
As shown in FIG. 10, the display panel 20
1 is connected to an external electric circuit via external terminals Dx1 to Dxm, external terminals Dy1 to Dyn, and a high voltage terminal Hv. Of these, the external terminals Dx1 to Dx1
In xm, surface conduction electron-emitting devices provided in the display panel 201, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of m rows and n columns are sequentially arranged in a row (n elements). A scanning signal for driving is applied.

【0091】一方、外部端子Dy1ないしDynには、
前記走査信号により選択された1行の各素子の出力電子
ビームを制御する為の変調信号が印加される。また、高
圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例えば10kV
の直流電圧が供給される。これは表面伝導型電子放出素
子より出力される電子ビームに、蛍光体を励起するのに
十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
On the other hand, the external terminals Dy1 to Dyn
A modulation signal for controlling an output electron beam of each element in one row selected by the scanning signal is applied. The high voltage terminal Hv is connected to a DC voltage source Va at, for example, 10 kV.
Is supplied. This is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device to excite the phosphor.

【0092】走査回路202は、内部にm個のスイッチ
ング素子(図10中、S1ないしSmで模式的に示す)
を備えるもので、各スイッチング素子S1〜Smは、直
流電圧源Vxの出力電圧もしくは0V(グランドレベ
ル)のいずれか一方を選択して、表示パネル201の外
部端子Dx1ないしDxmと電気的に接続するものであ
る。各スイッチング素子S1〜Smは、制御回路203
が出力する制御信号Tscanに基づいて動作するもの
で、実際には、例えばFETのようなスイッチング機能
を有する素子を組み合わせることにより容易に構成する
ことが可能である。
The scanning circuit 202 has m switching elements therein (schematically indicated by S1 to Sm in FIG. 10).
Each of the switching elements S1 to Sm selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 V (ground level) and is electrically connected to the external terminals Dx1 to Dxm of the display panel 201. Things. Each of the switching elements S1 to Sm includes a control circuit 203
Operates on the basis of the control signal Tscan output by the device, and in fact, it can be easily configured by combining elements having a switching function such as an FET, for example.

【0093】本例における前記直流電圧源Vxは、前記
表面伝導型電子放出素子の特性(しきい値電圧)に基づ
き、走査されていない表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる駆動電圧がしきい値電圧以下となるような一定電圧
を出力するよう設定されている。
In the present embodiment, the DC voltage source Vx has a driving voltage applied to the unscanned surface conduction electron-emitting device based on the characteristics (threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the value voltage.

【0094】制御回路203は、外部より入力される画
像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の
動作を整合させる働きをもつものである。次に説明する
同期信号分離回路206より送られる同期信号Tsyn
cに基づいて、各部に対してTscan、Tsft及び
Tmryの各制御信号を発生する。
The control circuit 203 has a function of matching the operations of the respective units so that appropriate display is performed based on an externally input image signal. A synchronization signal Tsyn sent from a synchronization signal separation circuit 206 described below.
Based on c, each control signal of Tscan, Tsft, and Tmry is generated for each unit.

【0095】同期信号分離回路206は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離する為の回路で、良く知られてい
るように、周波数分離(フィルター)回路を用いれば、
容易に構成できるものである。同期信号分離回路206
により分離された同期信号は、これも良く知られるよう
に、垂直同期信号と水平同期信号より成る。ここでは説
明の便宜上、Tsyncとして図示する。一方、前記テ
レビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上D
ATA信号と図示する。このDATA信号はシフトレジ
スタ204に入力される。
The synchronizing signal separating circuit 206 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside. ) With the circuit,
It can be easily configured. Sync signal separation circuit 206
The sync signal separated by is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal, as is well known. Here, it is illustrated as Tsync for convenience of explanation. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as D for convenience.
This is illustrated as an ATA signal. This DATA signal is input to the shift register 204.

【0096】シフトレジスタ204は、時系列的にシリ
アル入力される前記DATA信号を、画像の1ライン毎
にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制御
回路203より送られる制御信号Tsftに基づいて動
作する。この制御信号Tsftは、シフトレジスタ20
4のシフトクロックであると言い換えても良い。また、
シリアル/パラレル変換された画像1ライン分(表面伝
導型電子放出素子のn素子分の駆動データに相当する)
のデータは、Id1ないしIdnのn個の並列信号とし
て前記シフトレジスタ204より出力される。
The shift register 204 is for serially / parallel-converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and based on a control signal Tsft sent from the control circuit 203. Operate. This control signal Tsft is supplied to the shift register 20
4 may be rephrased as the shift clock. Also,
One line of serial / parallel converted image (equivalent to drive data for n elements of surface conduction electron-emitting device)
Are output from the shift register 204 as n parallel signals of Id1 to Idn.

【0097】ラインメモリ205は、画像1ライン分の
データを必要時間だけ記憶する為の記憶装置であり、制
御回路203より送られる制御信号Tmryに従って適
宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶された内
容は、I’d1ないしI’dnとして出力され、変調信
号発生器207に入力される。
The line memory 205 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 203. The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to the modulation signal generator 207.

【0098】変調信号発生器207は、前記画像データ
I’d1ないしI’dnの各々に応じて、表面伝導型電
子放出素子の各々を適切に駆動変調する為の信号線で、
その出力信号は、外部端子Dy1ないしDynを通じて
表示パネル201内の表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる。
The modulation signal generator 207 is a signal line for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices in accordance with each of the image data I'd1 to I'dn.
The output signal is applied to the surface conduction electron-emitting devices in the display panel 201 through the external terminals Dy1 to Dyn.

【0099】前述したように、表面伝導型電子放出素子
は電子放出に明確なしきい値電圧を有しており、しきい
値電圧を超える電圧が印加された場合にのみ電子放出が
生じる。また、しきい値電圧を超える電圧に対しては、
表面伝導型電子放出素子への印加電圧の変化に応じて放
出電流も変化して行く。表面伝導型電子放出素子の材料
や構成、製造方法の一部を変える事により、しきい値電
圧の値や、印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが
変わる場合もあるが、いずれにしても以下のような事が
言える。
As described above, the surface conduction electron-emitting device has a clear threshold voltage for electron emission, and electron emission occurs only when a voltage exceeding the threshold voltage is applied. For voltages exceeding the threshold voltage,
The emission current also changes according to the change in the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device. By changing a part of the material, configuration, and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device, the value of the threshold voltage or the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed. You can say something like

【0100】即ち、表面伝導型電子放出素子にパルス状
の電圧を印加する場合、例えばしきい値電圧以下の電圧
を印加しても電子放出は生じないが、しきい値電圧を超
える電圧を印加する場合には電子放出を生じる。その
際、第1には電圧パルスの波高値を変化させることによ
り、出力される電子ビームの強度を制御することが可能
である。第2には、電圧パルスの幅を変化させることに
より、出力される電子ビームの電荷の総量を制御するこ
とが可能である。
That is, when a pulse-like voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device, for example, even if a voltage lower than the threshold voltage is applied, electron emission does not occur, but a voltage exceeding the threshold voltage is applied. In this case, electron emission occurs. At that time, first, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value of the voltage pulse. Second, by changing the width of the voltage pulse, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.

【0101】従って、入力信号に応じて表面伝導型電子
放出素子を変調する方式としては、電圧変調方式とパル
ス幅変調方式とが挙げられる。電圧変調方式を行う場
合、変調信号発生器207としては、一定の長さの電圧
パルスを発生するが、入力されるデータに応じて適宜パ
ルスの波高値を変調できる電圧変調方式の回路を用い
る。また、パルス幅変調方式を行う場合、変調信号発生
器207としては、一定の波高値の電圧パルスを発生す
るが、入力されるデータに応じて適宜パルス幅を変調で
きるパルス幅変調方式の回路を用いる。
Therefore, as a method of modulating the surface conduction electron-emitting device according to an input signal, there are a voltage modulation method and a pulse width modulation method. In the case of performing the voltage modulation method, the modulation signal generator 207 generates a voltage pulse having a fixed length, and uses a voltage modulation circuit capable of appropriately modulating the pulse peak value according to input data. In the case of performing the pulse width modulation method, the modulation signal generator 207 generates a voltage pulse having a constant peak value, but a pulse width modulation method circuit capable of appropriately modulating the pulse width according to input data. Used.

【0102】シフトレジスタ204やラインメモリ20
5は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもの
でもよく、画像信号のシリアル/パラレル変換や記憶が
所定の速度で行えるものであればよい。
The shift register 204 and the line memory 20
Reference numeral 5 may be a digital signal type or an analog signal type, as long as it can perform serial / parallel conversion and storage of an image signal at a predetermined speed.

【0103】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路206の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要がある。これは同期信号分離回路206の出力
部にA/D変換器を設けることで行える。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 206 into a digital signal. This can be achieved by providing an A / D converter at the output of the synchronization signal separation circuit 206.

【0104】また、これと関連して、ラインメモリ20
5の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かにより、
変調信号発生器207に設けられる回路が若干異なるも
のとなる。
In connection with this, the line memory 20
Depending on whether the output signal of 5 is a digital signal or an analog signal,
The circuit provided in modulation signal generator 207 is slightly different.

【0105】即ち、デジタル信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器207には、例えば良く知られてい
るD/A変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付
け加えればよい。また、デジタル信号でパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器207は、例えば高速の発振
器及び発振器の出力する波数を計数する計数器(カウン
タ)及び計数器の出力値と前記メモリの出力値を比較す
る比較器(コンパレータ)を組み合わせた回路を用いる
ことで容易に構成することができる。更に、必要に応じ
て、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を表
面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するた
めの増幅器を付け加えてもよい。
That is, in the case of a voltage modulation method using a digital signal, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 207, and an amplification circuit or the like may be added as necessary. In the case of a pulse width modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 207 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter (counter) for counting the number of waves output from the oscillator, and an output value of the counter and an output value of the memory. It can be easily configured by using a circuit in which comparators for comparison are combined. Further, if necessary, an amplifier may be added for amplifying the voltage of the pulse-width-modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface-conduction electron-emitting device.

【0106】一方、アナログ信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器207には、例えばよく知られてい
るオペアンプ等を用いた増幅回路を用いればよく、必要
に応じてレベルシフト回路等を付け加えてもよい。ま
た、アナログ信号でパルス幅変調方式の場合、例えばよ
く知られている電圧制御型発振回路(VCO)を用いれ
ばよく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電
圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよ
い。
On the other hand, in the case of a voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using a well-known operational amplifier or the like may be used as the modulation signal generator 207, and a level shift circuit or the like may be added as necessary. You may. In the case of a pulse width modulation method using an analog signal, for example, a well-known voltage-controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and a voltage is amplified to a drive voltage of a surface conduction electron-emitting device as necessary. May be added.

【0107】以上のような表示パネル201及び駆動回
路を有する本発明の画像形成装置は、外部端子Dx1〜
Dxm及びDy1〜Dynから電圧を印加することによ
り、任意の電子放出素子104から電子を放出させるこ
とができ、高圧端子Hvを通じてメタルバック115あ
るいは透明電極(不図示)に高電圧を印加して電子ビ−
ムを加速し、加速した電子ビームを蛍光膜114に衝突
させることで生じる励起・発光によって、NTSC方式
のテレビ信号に応じてテレビジョン表示を行うことがで
きるものである。
The image forming apparatus of the present invention having the display panel 201 and the driving circuit as described above has the external terminals Dx1 to Dx1.
By applying a voltage from Dxm and Dy1 to Dyn, electrons can be emitted from an arbitrary electron-emitting device 104, and a high voltage is applied to the metal back 115 or the transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal Hv. Bee
A television display can be performed according to an NTSC television signal by excitation / emission generated by accelerating the system and causing the accelerated electron beam to collide with the fluorescent film 114.

【0108】尚、以上説明した構成は、表示等に用いら
れる本発明の画像形成装置を得る上で必要な概略構成で
あり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述の内容
に限られるものではなく、画像形成装置の用途に適する
よう、適宜選択されるものである。また、入力信号例と
してNTSC方式を挙げたが、本発明の画像形成装置は
これに限られるものではなく、PAL,SECAM方式
等の他の方式でもよく、更にはこれらよりも多数の走査
線からなるTV信号、例えばMUSE方式をはじめとす
る高品位TV方式でもよい。
The configuration described above is a schematic configuration necessary for obtaining the image forming apparatus of the present invention used for display and the like. For example, detailed portions such as materials of each member are limited to the above-described contents. Instead, it is appropriately selected so as to be suitable for the use of the image forming apparatus. Although the NTSC system has been described as an example of the input signal, the image forming apparatus of the present invention is not limited to this, and may employ another system such as a PAL or SECAM system. For example, a high-definition TV system such as a MUSE system may be used.

【0109】次に、前述の梯型配置の電子源及びこれを
用いた本発明の画像形成装置の一例について、図11及
び図12を用いて説明する。
Next, an example of the above-described ladder-shaped electron source and an image forming apparatus of the present invention using the same will be described with reference to FIGS.

【0110】図11において、1は基板、104は表面
伝導型電子放出素子、304は表面伝導型電子放出素子
104を接続する共通配線で10本設けられており、各
々外部端子D1〜D10を有している。表面伝導型電子
放出素子104は、基板1上に並列に複数個配置され
る。これを素子行と呼ぶ。そしてこの素子行が複数行配
置されて電子源を構成している。
In FIG. 11, reference numeral 1 denotes a substrate; 104, a surface conduction electron-emitting device; and 304, ten common wirings for connecting the surface conduction electron-emitting devices 104, each having external terminals D1 to D10. doing. A plurality of surface conduction electron-emitting devices 104 are arranged in parallel on the substrate 1. This is called an element row. These element rows are arranged in a plurality of rows to constitute an electron source.

【0111】各素子行の共通配線304(例えば外部端
子D1とD2の共通配線304)間に適宜の駆動電圧を
印加することで、各素子行を独立に駆動することが可能
である。即ち、電子ビームを放出させたい素子行にはし
きい値電圧を超える電圧を印加し、電子ビームを放出さ
せたくない素子行にはしきい値電圧以下の電圧を印加す
るようにすればよい。このような駆動電圧の印加は、各
素子行間に位置する共通配線D2〜D9について、各々
相隣接する共通配線304、即ち相隣接する外部端子D
2とD3,D4とD5,D6とD7,D8とD9の共通
配線304を一体の同一配線としても行うことができ
る。
By applying an appropriate drive voltage between the common wiring 304 of each element row (for example, the common wiring 304 of the external terminals D1 and D2), each element row can be driven independently. That is, a voltage exceeding the threshold voltage may be applied to an element row where electron beams are to be emitted, and a voltage lower than the threshold voltage may be applied to an element row where electron beams are not desired to be emitted. Such a drive voltage is applied to the common lines D2 to D9 located between the element rows, and the common lines 304 adjacent to each other, that is, the external terminals D adjacent to each other.
2 and D3, D4 and D5, D6 and D7, and D8 and D9 can be formed as a single common wiring.

【0112】図12は、上記梯型配置の電子源を備えた
表示パネル301の構造を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the structure of a display panel 301 provided with the above-described trapezoidal arrangement of electron sources.

【0113】図12において、302はグリッド電極、
303は電子が通過するための開口、D1〜Dmは各表
面伝導型電子放出素子に電圧を印加するための外部端
子、G1〜Gnはグリッド電極302に接続された端子
である。また、各素子行間の共通配線304は一体の同
一配線として基板1上に形成されている。
In FIG. 12, reference numeral 302 denotes a grid electrode,
Reference numeral 303 denotes an opening through which electrons pass, D1 to Dm denote external terminals for applying a voltage to each surface conduction electron-emitting device, and G1 to Gn denote terminals connected to the grid electrode 302. Further, the common wiring 304 between each element row is formed on the substrate 1 as an integral same wiring.

【0114】尚、図12において図8と同じ符号は同じ
部材を示すものであり、図8に示される単純マトリクス
配置の電子源を用いた表示パネル201との大きな違い
は、基板1とフェースプレート116の間にグリッド電
極302を備えている点である。
In FIG. 12, the same reference numerals as in FIG. 8 denote the same members, and the major difference between the display panel 201 using the electron sources in the simple matrix arrangement shown in FIG. The point is that a grid electrode 302 is provided between the electrodes 116.

【0115】基板1とフェースプレート116の間に
は、上記のようにグリッド電極302が設けられてい
る。このグリッド電極302は、表面伝導型電子放出素
子104から放出された電子ビームを変調することがで
きるもので、梯型配置の素子行と直交して設けられたス
トライプ状の電極に、電子ビームを通過させるために、
各表面伝導型電子放出素子104に対応して1個づつ円
形の開口303を設けたものとなっている。
The grid electrode 302 is provided between the substrate 1 and the face plate 116 as described above. The grid electrode 302 is capable of modulating an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device 104. The grid electrode 302 applies the electron beam to a stripe-shaped electrode provided orthogonally to the ladder-shaped element rows. In order to pass
A circular opening 303 is provided one by one corresponding to each surface conduction electron-emitting device 104.

【0116】グリッド電極302の形状や配置位置は、
必ずしも図12に示すようなものでなくともよく、開口
303をメッシュ状に多数設けることもあり、またグリ
ッド電極302を、例えば表面伝導型電子放出素子10
4の周囲や近傍に設けてもよい。
The shape and arrangement position of the grid electrode 302
It does not necessarily have to be as shown in FIG. 12, and a large number of openings 303 may be provided in a mesh shape.
4 may be provided around or in the vicinity.

【0117】外部端子D1〜Dm及びG1〜Gnは不図
示の駆動回路に接続されている。そして、素子行を1列
づつ順次駆動(走査)していくのと同期して、グリッド
電極302の列に画像1ライン分の変調信号を印加する
ことにより、各電子ビームの蛍光膜114への照射を制
御し、画像を1ラインづつ表示することができる。
The external terminals D1 to Dm and G1 to Gn are connected to a drive circuit (not shown). A modulation signal for one line of an image is applied to the column of the grid electrode 302 in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one by one, so that each electron beam is applied to the fluorescent film 114. The irradiation can be controlled and the image can be displayed line by line.

【0118】以上のように、本発明の画像形成装置は、
単純マトリクス配置及び梯型配置のいずれの本発明の電
子源を用いても得ることができ、上述したテレビジョン
放送の表示装置のみならず、テレビ会議システム、コン
ピューター等の表示装置として好適な画像形成装置が得
られる。更には、感光ドラム等とで構成した光プリンタ
−の露光装置としても用いることができるものである。
As described above, the image forming apparatus of the present invention
It can be obtained by using any of the electron sources of the present invention in a simple matrix arrangement or a trapezoidal arrangement, and is suitable not only for the above-described television broadcast display device, but also as a video conference system and a display device such as a computer. A device is obtained. Further, it can be used as an exposure device of an optical printer including a photosensitive drum and the like.

【0119】[0119]

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明す
る。
The present invention will be further described with reference to the following examples.

【0120】[実施例1]本実施例の電子放出素子とし
て、図1に示した構成の表面伝導型電子放出素子を作製
した。図1(a)は本素子の平面図を、図1(b)は断
面図を示している。なお、図中のWは素子電極4,5の
幅、Lは素子電極4,5間の間隔、dは素子電極の厚さ
を表している。
Example 1 A surface conduction electron-emitting device having the structure shown in FIG. 1 was manufactured as the electron-emitting device of this example. FIG. 1A is a plan view of the device, and FIG. 1B is a cross-sectional view. In the drawing, W represents the width of the device electrodes 4 and 5, L represents the distance between the device electrodes 4 and 5, and d represents the thickness of the device electrodes.

【0121】図3を用いて、本実施例の表面伝導型電子
放出素子の製造方法を述べる。尚、以下の工程a〜cは
図3の(a)〜(c)に対応する。
A method for manufacturing the surface conduction electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG. The following steps a to c correspond to (a) to (c) in FIG.

【0122】工程a:基板1として石英基板を用い、こ
れを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板1上に、Ni
からなる素子電極4,5を形成した。この時、素子電極
間隔Lは3μm、素子電極の幅Wを500μm、その厚
さdを1000Åとした。
Step a: A quartz substrate was used as the substrate 1 and this was sufficiently washed with an organic solvent.
The device electrodes 4 and 5 were formed. At this time, the element electrode interval L was 3 μm, the element electrode width W was 500 μm, and its thickness d was 1000 °.

【0123】工程b:有機パラジウム(奥野製薬(株)
製、ccp−4230)含有溶液を塗布した後、300
℃で10分間の加熱処理をして、酸化パラジウム(Pd
O)微粒子(平均粒径:70Å)からなる微粒子膜を形
成し、導電性薄膜3とした。ここで導電性薄膜3は、そ
の幅を300μmとし、素子電極4と5のほぼ中央部に
配置した。また、この導電性薄膜3の膜厚は100Å、
シート抵抗値は5×104 Ω/□であった。
Step b: Organic palladium (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.)
After applying a solution containing ccp-4230), 300
C. for 10 minutes to give palladium oxide (Pd
O) A fine particle film composed of fine particles (average particle size: 70 °) was formed, and was used as a conductive thin film 3. Here, the conductive thin film 3 had a width of 300 μm, and was disposed substantially at the center of the device electrodes 4 and 5. The thickness of the conductive thin film 3 is 100 °,
The sheet resistance was 5 × 10 4 Ω / □.

【0124】なお、ここで述べる微粒子の粒径とは、粒
子形状が認識可能な微粒子についての径を言う。
The particle diameter of the fine particles described herein means the diameter of the fine particles whose particle shape can be recognized.

【0125】工程c:素子電極4,5間に電圧を印加
し、導電性薄膜3をフォ−ミング処理することにより、
電子放出部2を形成した。フォ−ミング処理には図4
(a)に示した電圧波形を用いた。
Step c: A voltage is applied between the device electrodes 4 and 5 to form the conductive thin film 3 so that
The electron emission part 2 was formed. FIG. 4 shows the forming process.
The voltage waveform shown in (a) was used.

【0126】本実施例ではT1を1m秒、T2を10m
秒とし、三角波の波高値(フォ−ミング時のピ−ク電
圧)は5Vとし、フォ−ミング処理は約1×10-6To
rrの真空雰囲気下で60秒間行った。このようにして
作成された電子放出部2は亀裂を含んでおり、パラジウ
ム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態とな
り、その微粒子の平均粒径は30Åであった。
In this embodiment, T1 is 1 msec, and T2 is 10 msec.
Seconds, the peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of forming) is 5 V, and the forming process is about 1 × 10 −6 To.
This was performed in a vacuum atmosphere of rr for 60 seconds. The electron-emitting portion 2 thus formed contained cracks, in which fine particles mainly composed of palladium were dispersed and arranged, and the average particle size of the fine particles was 30 °.

【0127】以上のようにして作製した表面伝導型電子
放出素子の電子放出特性の測定を、図5に示した測定評
価系を用いて行った。
The electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device manufactured as described above were measured using the measurement evaluation system shown in FIG.

【0128】尚、測定条件は、アノ−ド電極54と表面
伝導型電子放出素子間の距離Hを4mm、アノ−ド電極
54の電位を1kV、電子放出特性測定時の真空装置5
5内の真空度を約1×10-6Torrとした。その結
果、本実施例の素子では、図6中の実線で示したような
電流−電圧特性が得られた。本素子では、素子電圧8V
程度から急激に放出電流Ieが増加し、素子電圧14V
で素子電流Ifが2.2mA、放出電流Ieが1.1μ
Aとなり、電子放出効率η=Ie/If(%)は0.0
5%であった。
The measurement conditions were as follows: the distance H between the anode electrode 54 and the surface conduction type electron-emitting device was 4 mm; the potential of the anode electrode 54 was 1 kV;
The degree of vacuum in 5 was set to about 1 × 10 −6 Torr. As a result, in the device of this example, current-voltage characteristics as shown by the solid line in FIG. 6 were obtained. In this element, the element voltage is 8V
The emission current Ie suddenly increases from about
And the device current If is 2.2 mA and the emission current Ie is 1.1 μm.
A, and the electron emission efficiency η = Ie / If (%) is 0.0
5%.

【0129】また、上記測定評価系において、アノード
電極54に代えて、図8中に示したフェースプレート1
16と同様の構成を有するターゲット部材を配置し、表
面伝導型電子放出素子から電子放出させてターゲット部
材上に輝点を形成させた。この輝点の輝度分布を観察し
たところ、電子放出部2の亀裂部分のバラツキが原因と
思われる輝度ムラが確認された。
In the above-described measurement and evaluation system, the face plate 1 shown in FIG.
A target member having the same configuration as that of No. 16 was arranged, and electrons were emitted from the surface conduction electron-emitting device to form a bright spot on the target member. Observation of the brightness distribution of the luminescent spots confirmed unevenness in brightness, which is considered to be caused by variations in the cracks of the electron-emitting portion 2.

【0130】続いて、上記の表面伝導型電子放出素子に
対して本発明の特徴とする微小針による加工工程を行っ
た。
Subsequently, the above-described surface conduction electron-emitting device was subjected to a processing step using a microneedle, which is a feature of the present invention.

【0131】本実施例では、まずSTMの顕微鏡として
の機能により、電子放出部2の亀裂部分の形状を観察し
た。その結果、図13に示すようにランダムに蛇行した
亀裂が確認され、この亀裂部分の幅は10nm〜200
nmの範囲でばらついていた。
In this embodiment, first, the shape of the cracked portion of the electron-emitting portion 2 was observed by the STM function as a microscope. As a result, randomly meandering cracks were confirmed as shown in FIG. 13, and the width of the cracks was 10 nm to 200 nm.
It varied in the range of nm.

【0132】次に、上記亀裂部分の幅を100nmに整
形するように、切削する亀裂箇所を決定し、図15に示
すように、STMの探針501を制御して亀裂を切削し
た。
Next, the crack to be cut was determined so that the width of the crack was adjusted to 100 nm, and the crack was cut by controlling the STM probe 501 as shown in FIG.

【0133】整形後の亀裂部分の形状を確認するため、
再度STMにより観察したところ、亀裂部分の幅は90
nm〜150nmの範囲に納まっていた。
To confirm the shape of the crack after shaping,
When observed again by STM, the width of the crack was 90
nm to 150 nm.

【0134】また、本実施例では行わなかったが、例え
ば、図22に示すように、規則正しく、亀裂部分の幅を
制御してもよい。図22(a)は補正前の形状である。
図22(b)は補正後の形状の例である。例えば、10
nmの幅の亀裂が5nm、と50nm以上の亀裂が20
から50nm続くようにし、10nmの幅の亀裂がほぼ
1000nmに25箇所できるように制御して形状を補
正した。また、図22(c)に示した例は三角型の形状
に補正した例である。
Although not performed in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 22, the width of the crack portion may be controlled regularly. FIG. 22A shows the shape before correction.
FIG. 22B is an example of the shape after correction. For example, 10
5 nm cracks with a width of 5 nm and 20 cracks with a width of 50 nm or more.
, And the shape was corrected by controlling so that cracks having a width of 10 nm could be formed at 25 places at approximately 1000 nm. The example shown in FIG. 22C is an example in which the shape is corrected to a triangular shape.

【0135】このように、本発明の本質は、亀裂形状の
補正にあり、その形状に関しては、その材料、活性化の
方法に依存して、最適なものを選ぶようにする。
As described above, the essence of the present invention lies in the correction of the crack shape, and the optimum shape is selected depending on the material and the activation method.

【0136】以上のようにして得られた本発明の表面伝
導型電子放出素子から電子放出させ、先と同様にターゲ
ット部材上に輝点を形成し、この輝点の輝度分布を観察
したところ、輝度ムラは殆ど無かった。
Electrons were emitted from the surface conduction electron-emitting device of the present invention obtained as described above, a bright spot was formed on the target member in the same manner as above, and the brightness distribution of this bright spot was observed. There was almost no luminance unevenness.

【0137】[実施例2]本実施例では、多数の表面伝
導型電子放出素子を単純マトリクス配置した図7に示し
たような電子源を用いて、図8に示したような画像形成
装置を作製した例を説明する。
[Embodiment 2] In this embodiment, an image forming apparatus as shown in FIG. 8 is used by using an electron source as shown in FIG. 7 in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix. An example of fabrication will be described.

【0138】電子源の一部の平面図を図17に示す。ま
た、図中のA−A’断面図を図18に示す。但し、図
7,図8,図17,図18において同じ符号は同じ部材
を示す。
FIG. 17 is a plan view of a part of the electron source. FIG. 18 is a sectional view taken along the line AA ′ in the figure. However, the same reference numerals in FIGS. 7, 8, 17, and 18 indicate the same members.

【0139】ここで、1は基板、102はX方向配線
(下配線とも呼ぶ)、103はY方向配線(上配線とも
呼ぶ)、3は導電性薄膜、4,5は素子電極、、401
は層間絶縁層、402は素子電極4と下配線102との
電気的接続のためのコンタクトホ−ルである。
Here, 1 is a substrate, 102 is an X-direction wiring (also called a lower wiring), 103 is a Y-direction wiring (also called an upper wiring), 3 is a conductive thin film, 4 and 5 are element electrodes, and 401
And 402, a contact hole for electrical connection between the element electrode 4 and the lower wiring 102.

【0140】まず、電子源の製造方法を図19を用いて
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19の(a)〜(h)に対応する。
First, a method of manufacturing an electron source will be specifically described with reference to FIGS. In addition, the following steps a to
h corresponds to (a) to (h) of FIG.

【0141】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基
板1上に、真空蒸着により、厚さ50ÅのCr、厚さ6
000ÅのAuを順次積層した後、ホトレジスト(AZ
1370 ヘキスト社製)をスピンナ−により回転塗
布、ベ−クした後、ホトマスク像を露光、現像して、下
配線102のレジストパタ−ンを形成し、Au/Cr堆
積膜をウエットエッチングして、所望の形状の下配線1
02を形成した。
Step a: On a substrate 1 having a 0.5 μm thick silicon oxide film formed on a cleaned blue plate glass by a sputtering method, a Cr film having a thickness of 50 ° and a thickness of 6 mm was formed by vacuum evaporation.
000 of Au is sequentially laminated, and then the photoresist (AZ
1370 Hoechst Co.) is spin-coated and baked with a spinner, and the photomask image is exposed and developed to form a resist pattern for the lower wiring 102, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to obtain a desired pattern. Wiring 1 of shape
02 was formed.

【0142】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401をRFスパッタ法によ
り堆積した。
Step b: Next, an interlayer insulating layer 401 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm was deposited by RF sputtering.

【0143】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−ル402を形成するためのホトレジス
トパタ−ンを作り、これをマスクとして層間絶縁層40
1をエッチングしてコンタクトホ−ル402を形成し
た。エッチングはCF4 とH2ガスを用いたRIE(R
eactive Ion Etching)法によっ
た。
Step c: A photoresist pattern for forming the contact hole 402 is formed on the silicon oxide film deposited in the step b, and this is used as a mask to form the interlayer insulating layer 40.
1 was etched to form a contact hole 402. Etching using CF 4 and H 2 gas RIE (R
active Ion Etching) method.

【0144】工程d:その後、素子電極4,5と素子電
極間ギャップGとなるべきパタ−ンをホトレジスト(R
D−2000N−41 日立化成社製)で形成し、真空
蒸着法により、厚さ50ÅのTi、厚さ1000ÅのN
iを順次堆積した。ホトレジストパタ−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Lが3μm、幅W1が300μmの素子電極4,5を
形成した。
Step d: Thereafter, a pattern to be a gap G between the device electrodes 4 and 5 and the device electrode is formed by a photoresist (R
D-2000N-41, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and a vacuum evaporation method is used to form a 50-mm thick Ti and a 1000-mm thick N.
i were sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent, and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes 4 and 5 having a device electrode interval L of 3 μm and a width W1 of 300 μm.

【0145】工程e:素子電極4,5の上に上配線10
3のホトレジストパタ−ンを形成した後、厚さ50Åの
Ti,厚さ5000Å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
状の上配線103を形成した。
Step e: Upper wiring 10 on device electrodes 4 and 5
After a photoresist pattern of No. 3 was formed, Ti with a thickness of 50 ° and Au with a thickness of 5000 ° were sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to form an upper wiring 103 having a desired shape. .

【0146】工程f:図20に本工程に関わる導電性薄
膜3のマスクの平面図の一部を示す。これは素子電極間
ギャップLおよびこの近傍に開口を有するマスクであ
り、このマスクにより膜厚1000ÅのCr膜403を
真空蒸着により堆積・パターニングし、その上に有機P
d(ccp−4230 奥野製薬(株)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。このようにして形成された主元素としてPdよ
りなる微粒子からなる導電性薄膜3の膜厚は100Å、
シート抵抗は5×104 Ω/□であった。
Step f: FIG. 20 shows a part of a plan view of a mask of the conductive thin film 3 involved in this step. This is a mask having a gap L between device electrodes and an opening in the vicinity thereof. A Cr film 403 having a thickness of 1000 堆積 is deposited and patterned by vacuum deposition using the mask, and an organic P is formed thereon.
d (ccp-4230 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was spin-coated with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes. The conductive thin film 3 made of fine particles of Pd as a main element thus formed has a thickness of 100 °.
The sheet resistance was 5 × 10 4 Ω / □.

【0147】工程g:リフトオフ法によりCr膜403
を除去して、所望のパターン形状を有する導電性薄膜3
を形成した。
Step g: Cr film 403 by lift-off method
To remove the conductive thin film 3 having a desired pattern shape.
Was formed.

【0148】工程h:全面にレジストを塗布し、マスク
を用いて露光の後現像し、コンタクトホール402部分
のみレジストを除去した。この後、真空蒸着により、厚
さ50ÅのTi、厚さ5000ÅのAuを順次堆積し、
リフトオフにより不要な部分を除去することによりコン
タクトホール402を埋め込んだ。
Step h: A resist was applied to the entire surface, exposed and developed using a mask, and the resist was removed only in the contact hole 402. Thereafter, by vacuum evaporation, Ti with a thickness of 50 ° and Au with a thickness of 5000 ° are sequentially deposited.
Unnecessary portions were removed by lift-off to bury the contact holes 402.

【0149】以上の工程により、基板1上に下配線10
2、層間絶縁層401、上配線103、素子電極4,
5、導電性薄膜3等を形成し、未フォーミングの電子源
を得た。
According to the above steps, the lower wiring 10
2, interlayer insulating layer 401, upper wiring 103, element electrode 4,
5. The conductive thin film 3 and the like were formed to obtain an unformed electron source.

【0150】次に、下配線102及び上配線103を通
じ、実施例1に示した要領で各表面伝導型電子放出素子
の素子電極4,5間に電圧を印加し、前述のフォーミン
グ処理を行い、電子放出部2を形成した。
Next, a voltage is applied between the device electrodes 4 and 5 of each of the surface conduction electron-emitting devices through the lower wiring 102 and the upper wiring 103 in the manner described in Embodiment 1, and the above-described forming process is performed. The electron emission part 2 was formed.

【0151】図5に示した測定評価系において、アノー
ド電極54に代えて、図8中に示したフェースプレート
116と同様の構成を有するターゲット部材を配置し、
上記電子源の全ての表面伝導型電子放出素子から電子放
出させてターゲット部材上に多数の輝点を形成させた。
これらの輝点の輝度のバラツキを観察したところ、全輝
点の輝度の平均値の1.3倍以上の輝度を有するものが
5個数%存在していた。
In the measurement evaluation system shown in FIG. 5, a target member having the same structure as the face plate 116 shown in FIG.
Electrons were emitted from all the surface conduction electron-emitting devices of the above-mentioned electron source to form many bright spots on the target member.
Observation of variations in the brightness of these bright spots revealed that 5% by number had brightness that was 1.3 times or more the average brightness of all the bright spots.

【0152】続いて、上記の電子源に対して本発明の特
徴とする微小針による加工工程を行った。
Subsequently, the above electron source was subjected to a processing step using a microneedle, which is a feature of the present invention.

【0153】本実施例では、先に観察された全輝点の輝
度の平均値の1.3倍以上の輝度の輝点に対応する表面
伝導型電子放出素子についてのみ、実施例1に示した要
領で電子放出部2の亀裂部分の整形を行った。
In the present embodiment, only the surface conduction electron-emitting device corresponding to a bright spot having a luminance of 1.3 times or more the average value of the luminance of all the bright spots previously observed is shown in the first embodiment. The cracked portion of the electron emission portion 2 was shaped in the same manner.

【0154】以上のようにして得られた本発明の電子源
において、全表面伝導型電子放出素子から電子放出さ
せ、先と同様にターゲット部材上に多数の輝点を形成
し、これらの輝点の輝度のバラツキを観察した。その結
果、亀裂部分の整形を行った表面伝導型電子放出素子の
輝度が低下し、各輝点の輝度のバラツキが低減された。
In the electron source of the present invention obtained as described above, electrons are emitted from the all-surface-conduction electron-emitting device, and a large number of bright spots are formed on the target member in the same manner as described above. Of the sample was observed. As a result, the brightness of the surface conduction electron-emitting device in which the crack portion was shaped was reduced, and the variation in the brightness of each bright spot was reduced.

【0155】次に、上記の電子源を用いて画像形成装置
を作製した。作製手順を図8及び図9を参照して以下に
説明する。
Next, an image forming apparatus was manufactured using the above-mentioned electron source. The manufacturing procedure will be described below with reference to FIGS.

【0156】まず、電子源の基板1をリアプレ−ト11
1に固定した後、基板1の5mm上方に、フェ−スプレ
−ト116(ガラス基板113の内面に画像形成部材で
あるところの蛍光膜114とメタルバック115が形成
されて構成される。)を支持枠112を介し配置し、フ
ェ−スプレ−ト116、支持枠112、リアプレ−ト1
11の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中で40
0℃乃至500℃で10分以上焼成することで封着し
た。また、リアプレ−ト111への基板1の固定もフリ
ットガラスで行った。
First, the substrate 1 of the electron source was placed on the rear plate 11.
After fixing the substrate 1, a face plate 116 (formed by forming a fluorescent film 114 as an image forming member and a metal back 115 on the inner surface of a glass substrate 113) is formed 5 mm above the substrate 1. Arranged via the support frame 112, the face plate 116, the support frame 112, the rear plate 1
Frit glass is applied to the joints of No. 11 and 40 in air.
Sealing was performed by baking at 0 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more. The fixing of the substrate 1 to the rear plate 111 was also performed using frit glass.

【0157】画像形成部材であるところの蛍光膜114
は、モノクロ−ムの場合は蛍光体のみから成るが、本実
施例では蛍光体はストライプ形状(図9(a)参照)を
採用し、先に黒色導電材121でブラックストライプを
形成し、その間隙部にスラリー法により各色蛍光体12
2を塗布して蛍光膜114を作製した。黒色導電材12
1としては、通常よく用いられている黒鉛を主成分とす
る材料を用いた。
The fluorescent film 114 serving as an image forming member
Is made of only a phosphor in the case of a monochrome, but in this embodiment, the phosphor adopts a stripe shape (see FIG. 9A), and a black stripe is formed first with the black conductive material 121, and Each color phosphor 12 is formed in the gap by the slurry method.
2 was applied to form a fluorescent film 114. Black conductive material 12
As 1, a commonly used material mainly composed of graphite was used.

【0158】また、蛍光膜114の内面側にはメタルバ
ック115を設けた。メタルバック115は、蛍光膜1
14の作製後、蛍光膜114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、A
lを真空蒸着することで作製した。
Further, a metal back 115 was provided on the inner surface side of the fluorescent film 114. The metal back 115 is the fluorescent film 1
After the fabrication of 14, a smoothing process (usually called filming) of the inner surface of the fluorescent film 114 is performed, and then A
1 was produced by vacuum evaporation.

【0159】フェ−スプレ−ト116には、更に蛍光膜
114の導電性を高めるため、蛍光膜114の外面側に
透明電極が設けられる場合もあるが、本実施例では、メ
タルバック115のみで十分な導電性が得られたので省
略した。
In the face plate 116, a transparent electrode may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 114 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 114, but in this embodiment, only the metal back 115 is provided. Omitted because sufficient conductivity was obtained.

【0160】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体122と電子放出素子104とを対応させなくて
はいけないため、十分な位置合わせを行った。
At the time of performing the above-mentioned sealing, since the phosphors 122 of each color must correspond to the electron-emitting devices 104 in the case of color, sufficient alignment was performed.

【0161】この後、不図示の排気管を通じ、外囲器1
18内を10-6.5Torr程度の真空度とし、該排気管
をガスバ−ナで熱することで溶着し、外囲器118の封
止を行った。最後に、封止後の真空度を維持するため
に、高周波加熱法でゲッタ−処理を行った。ゲッターは
Baを主成分とした。
Thereafter, the envelope 1 is passed through an exhaust pipe (not shown).
The inside of the vessel 18 was evacuated to a degree of vacuum of about 10 −6.5 Torr, and the exhaust pipe was heated and welded with a gas burner to seal the envelope 118. Finally, gettering was performed by a high-frequency heating method in order to maintain the degree of vacuum after sealing. The getter contained Ba as a main component.

【0162】以上のようにして単純マトリクス配置の電
子源を用いて構成した表示パネル201(図8参照)に
おいて、容器外端子Dx1ないしDxmとDy1ないし
Dynを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発
生手段により各々電子放出素子104に印加することに
より電子放出させると共に、高圧端子Hvを通じてメタ
ルバック115に数kV以上の高圧を印加して、電子ビ
−ムを加速し、蛍光膜114に衝突させ、励起・発光さ
せることで画像表示を行った。その結果、本実施例の電
子源は、各表面伝導型電子放出素子間の電子放出特性の
バラツキが小さく、極めて良好な画像が得られた。
In the display panel 201 (see FIG. 8) constituted by using the electron sources having the simple matrix arrangement as described above, the scanning signal and the modulation signal are not shown through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn. Electrons are emitted by applying them to the electron-emitting devices 104 by the signal generating means, and a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 115 through the high-voltage terminal Hv to accelerate the electron beam and collide with the fluorescent film 114. The image was displayed by exciting and emitting light. As a result, in the electron source of this example, the dispersion of the electron emission characteristics among the surface conduction electron-emitting devices was small, and an extremely good image was obtained.

【0163】[実施例3]図21は、実施例2の表示パ
ネル(ディスプレイパネル)201(図8参照)を、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本
発明の画像表示装置の一例を示す図である。
[Embodiment 3] FIG. 21 shows a display panel (display panel) 201 (see FIG. 8) of the embodiment 2 in which image information provided from various image information sources such as television broadcasting is displayed. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image display device of the present invention configured to be able to display.

【0164】図中201はディスプレイパネル、100
1はディスプレイパネルの駆動回路、1002はディス
プレイコントローラ、1003はマルチプレクサ、10
04はデコーダ、1005は入出力インターフェース回
路、1006はCPU、1007は画像生成回路、10
08,1009及び1010は画像メモリインターフェ
ース回路、1011は画像入力インターフェース回路、
1012及び1013はTV信号受信回路、1014は
入力部である。
In the figure, reference numeral 201 denotes a display panel;
1 is a display panel driving circuit, 1002 is a display controller, 1003 is a multiplexer, 10
04 is a decoder, 1005 is an input / output interface circuit, 1006 is a CPU, 1007 is an image generation circuit, 10
08, 1009 and 1010 are image memory interface circuits, 1011 is an image input interface circuit,
1012 and 1013 are TV signal receiving circuits, and 1014 is an input unit.

【0165】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、記憶などに関する回路やス
ピーカーなどについては説明を省略する。
When the present display device receives a signal including 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 features of the present invention are omitted.

【0166】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。
Hereinafter, each part will be described along the flow of the image signal.

【0167】先ず、TV信号受信回路1013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。
First, the TV signal receiving circuit 1013 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.

【0168】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、SE
CAM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
式をはじめとするいわゆる高品位TVは、大面積化や大
画素数化に適した前記ディスプレイパネル201の利点
を生かすのに好適な信号源である。
The format of the received TV signal is not particularly limited. For example, NTSC, PAL, SE
Various systems such as the CAM system may be used. Further, a TV signal composed of a larger number of scanning lines than these, for example, a so-called high-definition TV including the MUSE system is suitable for taking advantage of the display panel 201 suitable for a large area and a large number of pixels. Signal source.

【0169】TV信号受信回路1013で受信されたT
V信号は、デコーダ1004に出力される。
T received by TV signal receiving circuit 1013
The V signal is output to the decoder 1004.

【0170】画像TV信号受信回路1012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。前記TV信号受信回路1013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1004に出力さ
れる。
The image TV signal receiving circuit 1012 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 1013, the system of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 1004.

【0171】画像入力インターフェース回路1011
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1004に出力さ
れる。
Image input interface circuit 1011
Is 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 1004.

【0172】画像メモリインターフェース回路1010
は、ビデオテープレコーダー(以下VTRと略す)に記
憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り込
まれた画像信号はデコーダ1004に出力される。
Image memory interface circuit 1010
Is 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 1004.

【0173】画像メモリインターフェース回路1009
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10
04に出力される。
Image memory interface circuit 1009
Is a circuit for taking in an image signal stored in a video disk.
04 is output.

【0174】画像メモリ−インターフェース回路100
8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1004
に出力される。
Image memory-interface circuit 100
Reference numeral 8 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

【0175】入出力インターフェース回路1005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
力を行な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CPU1006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なうことも可能である。
The input / output interface circuit 1005 comprises:
This is a circuit for connecting the present display device to an output device such as an external computer, computer network, or 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 1006 of the display device and the outside in some cases.

【0176】画像生成回路1007は、前記入出力イン
ターフェース回路1005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、或いはCPU1006
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、
画像処理を行なうためのプロセッサなどをはじめとして
画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
The image generation circuit 1007 includes image data and character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 1005, or the CPU 1006.
This is a circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from the display unit. Inside this circuit, 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,
A circuit necessary for generating an image such as a processor for performing image processing is incorporated therein.

【0177】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ1004に出力されるが、場合によっては
前記入出力インターフェース回路1005を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンターに出力するこ
とも可能である。
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 1004, but may be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 1005 in some cases.

【0178】CPU1006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 1006 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection, and editing of a display image.

【0179】例えば、マルチプレクサ1003に制御信
号を出力し、ディスプレイパネル201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1002に対して制御信号を発生し、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)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。また、前記画像生成回路1007に
対して画像データや文字・図形情報を直接出力したり、
或いは前記入出力インターフェース回路1005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。
For example, a control signal is output to the multiplexer 1003, and image signals to be displayed on the display panel 201 are appropriately selected or combined. At that time, a control signal is generated for the display panel controller 1002 in accordance with an image signal to be displayed, and a display frequency, a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), and the number of scanning lines per screen are displayed. The operation of the device is appropriately controlled. Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 1007,
Alternatively, an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 1005 to input image data and character / graphic information.

【0180】尚、CPU1006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良い。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良
い。或いは前述したように、入出力インターフェース回
路1005を介して外部のコンピューターネットワーク
と接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協同
して行なっても良い。
The CPU 1006 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. Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 1005 to perform operations such as numerical calculations in cooperation with external devices.

【0181】入力部1014は、前記CPU1006に
使用者が命令やプログラム、或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、
ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識装置
など多様な入力機器を用いることが可能である。
The input unit 1014 is for the user to input commands, programs, data, and the like to the CPU 1006. For example, in addition to a keyboard and a mouse,
Various input devices such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device can be used.

【0182】デコーダ1004は、前記1007ないし
1013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。尚、同図中に点線で示すように、デコーダ1
004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。
The decoder 1004 converts various image signals input from the above 1007 to 1013 into three primary color signals,
Alternatively, it is a circuit for inversely converting a luminance signal into an I signal and a Q signal. As shown by the dotted line in FIG.
004 preferably has an internal image memory. This is for handling television signals that require an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method.

【0183】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。或いは前記画像生成回路1007及
びCPU1006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
なるという利点が得られる。
The provision of the image memory facilitates the display of a still image. Alternatively, in cooperation with the image generation circuit 1007 and the CPU 1006, there is obtained an advantage that image processing and editing including image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis become easy.

【0184】マルチプレクサ1003は前記CPU10
06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。即ち、マルチプレクサ1003はデ
コーダ1004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1001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 1003 is connected to the CPU 10
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the controller 06. That is, the multiplexer 1003 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 1004 and outputs the selected image signal to the drive circuit 1001. 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. .

【0185】ディスプレイパネルコントローラ1002
は、前記CPU1006より入力される制御信号に基づ
き駆動回路1001の動作を制御するための回路であ
る。
Display panel controller 1002
Is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 1001 based on a control signal input from the CPU 1006.

【0186】ディスプレイパネル201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201
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1001に対して出力する。ディス
プレイパネル201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1001に対して出力する。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10
01に対して出力する場合もある。
For example, the display panel 201 is related to the basic operation of the display panel 201.
A signal for controlling the operation sequence of the driving power supply (not shown) is output to the driving circuit 1001. As a method related to the driving method of the display panel 201, a signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced) is output to the driving circuit 1001. In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as luminance, contrast, color tone, and sharpness of a display image is supplied to the driving circuit 10.
01 may be output.

【0187】駆動回路1001は、ディスプレイパネル
201に印加する駆動信号を発生するための回路であ
り、前記マルチプレクサ1003から入力される画像信
号と、前記ディスプレイパネルコントローラ1002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 driving circuit 1001 is a circuit for generating a driving signal to be applied to the display panel 201, based on an image signal input from the multiplexer 1003 and a control signal input from the display panel controller 1002. It works.

【0188】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2
01に表示することが可能である。即ち、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1004
において逆変換された後、マルチプレクサ1003にお
いて適宜選択され、駆動回路1001に入力される。一
方、ディスプレイコントローラ1002は、表示する画
像信号に応じて駆動回路1001の動作を制御するため
の制御信号を発生する。駆動回路1001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201に
駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネル
201において画像が表示される。これらの一連の動作
は、CPU1006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 2.
01 can be displayed. That is, various image signals including television broadcasting are supplied to the decoder 1004.
After being inversely converted in, the signal is appropriately selected in the multiplexer 1003 and input to the drive circuit 1001. On the other hand, the display controller 1002 generates a control signal for controlling the operation of the driving circuit 1001 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 1001 applies a drive signal to the display panel 201 based on the image signal and the control signal. Thus, an image is displayed on the display panel 201. These series of operations are totally controlled by the CPU 1006.

【0189】本画像形成装置においては、前記デコーダ
1004に内蔵する画像メモリや、画像生成回路100
7及びCPU1006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良い。
In the present image forming apparatus, the image memory incorporated in the decoder 1004 and the image generation circuit 100
7 and the CPU 1006 involve not only displaying a selected one of a plurality of pieces of image information but also enlarging, reducing, rotating, moving, edge emphasizing, thinning out, and interpolating the image information to be displayed. It is also possible to perform image processing such as color conversion, image aspect ratio conversion and the like, and image editing such as synthesis, erasure, connection, replacement, and fitting. Although not particularly described in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【0190】従って、本画像形成装置は、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 image forming apparatus can be used for a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It is possible to combine functions such as game machines with one unit,
It has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0191】尚、図21は、電子放出素子を電子ビーム
源とする表示パネルを用いた画像形成装置とする場合の
構成の一例を示したに過ぎず、本発明の画像形成装置が
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。
FIG. 21 shows only an example of the configuration of an image forming apparatus using a display panel using an electron-emitting device as an electron beam source, and the image forming apparatus of the present invention is not limited to this. It goes without saying that it is not limited.

【0192】例えば図21の構成要素の内、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更に構成要素
を追加しても良い。例えば、本画像形成装置をテレビ電
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。
For example, among the components shown in FIG. 21, circuits relating to functions that are not necessary for the purpose of use may be omitted.
Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present image forming apparatus is applied as a videophone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【0193】本画像形成装置においては、とりわけ本発
明によるディスプレイパネル201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、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 image forming apparatus, in particular, since the display panel 201 according to the present invention can be easily made thin, the depth of the display device can be reduced. In addition, since it is easy to enlarge the screen, the brightness is high, and the viewing angle characteristics are excellent, it is possible to display an image full of a sense of reality and full of power with good visibility.

【0194】[0194]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子放出部となる亀裂部分の設計が可能となり、1素子
内の電子放出分布のバラツキを低減させることができ
る。
As described above, according to the present invention,
It is possible to design a crack portion that becomes an electron emission portion, and it is possible to reduce variation in electron emission distribution in one device.

【0195】また、多数の素子をより高密度に配列形成
するために素子を小型化した場合にも、1素子内の電子
放出分布のバラツキを低減させることができると共に、
各素子間の電子放出特性のバラツキを低減させることが
できる。
Further, even when the elements are miniaturized in order to form a large number of elements at higher density, the variation in the electron emission distribution within one element can be reduced.
Variations in the electron emission characteristics between the devices can be reduced.

【0196】このため、本発明の電子源を用いた本発明
の画像形成装置は、画像ムラの少ない良好な画像が得ら
れる。
For this reason, the image forming apparatus of the present invention using the electron source of the present invention can obtain a good image with less image unevenness.

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

【図1】本発明の表面伝導型電子放出素子の一構成例を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one configuration example of a surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図2】本発明の表面伝導型電子放出素子の別の構成例
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing another configuration example of the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図3】図1の表面伝導型電子放出素子の製造方法の一
例を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of FIG.

【図4】フォーミング処理に用いる電圧波形の一例であ
る。
FIG. 4 is an example of a voltage waveform used for a forming process.

【図5】表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を測定
するための測定評価系の概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a measurement evaluation system for measuring electron emission characteristics of a surface conduction electron-emitting device.

【図6】本発明の表面伝導型電子放出素子の、放出電流
Ie及び素子電流Ifと、素子電圧Vfの関係の典型的
な例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf of the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図7】単純マトリクス配置の電子源の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of an electron source having a simple matrix arrangement.

【図8】単純マトリクス配置の電子源を備えた表示パネ
ルの概略構成を示す部分切り欠き斜視図である。
FIG. 8 is a partially cutaway perspective view showing a schematic configuration of a display panel including an electron source in a simple matrix arrangement.

【図9】表示パネルに用いる蛍光膜の構成例を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a fluorescent film used for a display panel.

【図10】NTSC方式のテレビ信号に応じて画像表示
を行う画像形成装置の駆動回路の一例を示すブロック図
である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a driving circuit of an image forming apparatus that performs image display according to an NTSC television signal.

【図11】梯型配置の電子源の概略図である。FIG. 11 is a schematic view of a trapezoidal arrangement of electron sources.

【図12】梯型配置の電子源を備えた表示パネルの概略
構成を示す部分切り欠き斜視図である。
FIG. 12 is a partially cutaway perspective view showing a schematic configuration of a display panel provided with a trapezoidal arrangement of electron sources.

【図13】フォーミングにより形成された亀裂からなる
電子放出部の形状を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a shape of an electron emission portion formed of a crack formed by forming.

【図14】フォーミングにより形成された亀裂からなる
電子放出部を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an electron emission portion formed of a crack formed by forming.

【図15】本発明に関わる微小針による加工工程を説明
するための断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a processing step using a microneedle according to the present invention.

【図16】本発明に関わる微小針による加工工程を経た
表面伝導型電子放出素子の平面図である。
FIG. 16 is a plan view of a surface conduction electron-emitting device that has undergone a processing step using a microneedle according to the present invention.

【図17】実施例2にて示す単純マトリクス配置の電子
源の部分平面図である。
FIG. 17 is a partial plan view of an electron source having a simple matrix arrangement shown in Embodiment 2.

【図18】図17の電子源の部分断面図である。18 is a partial sectional view of the electron source shown in FIG.

【図19】図17の電子源の製造工程を説明するための
図である。
FIG. 19 is a view for explaining a manufacturing process of the electron source in FIG. 17;

【図20】図17の電子源の製造工程で用いたマスクの
部分平面図である。
20 is a partial plan view of a mask used in the manufacturing process of the electron source in FIG.

【図21】実施例3にて示す画像形成装置のブロック図
である。
FIG. 21 is a block diagram of an image forming apparatus according to a third embodiment.

【図22】本発明による電子放出部の亀裂部分の形状補
正を説明するための図である。
FIG. 22 is a diagram for explaining the shape correction of a crack portion of an electron emitting portion according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 電子放出部 3 導電性薄膜 4,5 素子電極 50 導電性薄膜3を流れる素子電流Ifを測定するた
めの電流計 51 電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための電
源 52 電子放出部2より放出される放出電流Ieを測定
するための電流計 53 アノード電極54に電圧を印加するための高圧電
源 54 電子放出部2より放出される電子を捕捉するため
のアノ−ド電極 55 真空装置 56 排気ポンプ 102 X方向配線 103 Y方向配線 104 表面伝導型電子放出素子 105 結線 111 リアプレ−ト 112 支持枠 113 ガラス基板 114 蛍光膜 115 メタルバック 116 フェ−スプレ−ト Hv 高圧端子 118 外囲器 121 黒色導電材 122 蛍光体 201 表示パネル 202 走査回路 203 制御回路 204 シフトレジスタ 205 ラインメモリ 206 同期信号分離回路 207 変調信号発生器 Va 直流電圧源 Vx 直流電圧源 301 表示パネル 302 グリッド電極 303 電子が通過するための開口 304 電子放出素子104を配線する共通配線 401 層間絶縁層 402 コンタクトホール 403 Cr膜 501 探針 1001 ディスプレイパネル201の駆動回路 1002 ディスプレイコントローラ 1003 マルチプレクサ 1004 デコーダ 1005 入出力インターフェース回路 1006 CPU 1007 画像生成回路 1008,1009,1010 画像メモリインターフ
ェース回路 1011 画像入力インターフェース回路 1012,1013 TV信号受信回路 1014 入力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Electron emission part 3 Conductive thin film 4, 5 Element electrode 50 Ammeter for measuring element current If flowing through conductive thin film 3 51 Power supply for applying element voltage Vf to electron emission element 52 Electron emission part An ammeter 53 for measuring an emission current Ie emitted from the second electrode 53; a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54; an anode electrode 55 for capturing electrons emitted from the electron emission section 2; 56 Exhaust pump 102 X-directional wiring 103 Y-directional wiring 104 Surface conduction electron-emitting device 105 Connection 111 Rear plate 112 Support frame 113 Glass substrate 114 Fluorescent film 115 Metal back 116 Face plate Hv High voltage terminal 118 Envelope 121 Black conductive material 122 Phosphor 201 Display panel 202 Scanning circuit 203 Control circuit 204 Shift Register 205 Line memory 206 Synchronous signal separation circuit 207 Modulation signal generator Va DC voltage source Vx DC voltage source 301 Display panel 302 Grid electrode 303 Opening for passing electrons 304 Common wiring for wiring electron-emitting devices 104 Interlayer insulating layer 402 contact hole 403 Cr film 501 probe 1001 drive circuit of display panel 201 1002 display controller 1003 multiplexer 1004 decoder 1005 input / output interface circuit 1006 CPU 1007 image generation circuit 1008, 1009, 1010 image memory interface circuit 1011 image input interface circuit 1012 1013 TV signal receiving circuit 1014 Input unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 1/30,9/02,9/50 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 1/30, 9/02, 9/50 JICST file (JOIS)

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に設けられた一対の素子電極間
を連絡する導電性薄膜に電子放出部を設けた表面伝導型
電子放出素子の製造方法において、上記導電性薄膜に電子放出部を設けた後、該電子放出部
微小針により加工する工程を有することを特徴とする
電子放出素子の製造方法。
1. A method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion is provided on a conductive thin film provided between a pair of device electrodes provided on a substrate, wherein the electron-emitting portion is provided on the conductive thin film. After that, the electron emission section
A method of manufacturing an electron-emitting device, comprising:
【請求項2】 前記微小針として走査型トンネル顕微鏡
の探針を用いることを特徴とする請求項1に記載の電子
放出素子の製造方法。
2. A scanning tunnel microscope as said microneedle.
The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the probe is used .
【請求項3】 請求項1又は2に記載の製造方法により
得られた電子放出素子。
3. An electron-emitting device obtained by the method according to claim 1.
【請求項4】 一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜
に電子放出部を設けた表面伝導型電子放出素子を基板上
に複数備えた電子源の製造方法において、 上記複数の表面伝導型電子放出素子のうち少なくとも1
つについて上記導電性薄膜に電子放出部を設けた後、
該電子放出部を微小針により加工する工程を有すること
を特徴とする電子源の製造方法。
4. A method for manufacturing an electron source comprising a plurality of surface conduction electron-emitting devices each having an electron-emitting portion provided on a conductive thin film communicating between a pair of device electrodes on a substrate, wherein the plurality of surface conduction electron-emitting devices are provided. At least one of the emitting elements
One to about, after providing an electron emitting portion in the conductive film,
A method of manufacturing an electron source, comprising a step of processing the electron emitting portion with a fine needle.
【請求項5】 前記微小針として走査型トンネル顕微鏡
の探針を用いることを特徴とする請求項4に記載の電子
源の製造方法。
5. A scanning tunneling microscope as said microneedle.
The method for manufacturing an electron source according to claim 4, wherein the probe is used .
【請求項6】 前記電子源は、複数の電子放出素子を配
列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出素
子を駆動するための配線がマトリクス配置されているこ
とを特徴とする請求項4又は5に記載の電子源の製造方
法。
6. The electron source according to claim 1, wherein the electron source has at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting element are arranged in a matrix. Item 6. The method for manufacturing an electron source according to item 4 or 5.
【請求項7】 前記電子源は、複数の電子放出素子を配
列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出素
子を駆動するための配線が梯状配置されていることを特
徴とする請求項4又は5に記載の電子源の製造方法。
7. The electron source has at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting element are arranged in a ladder shape. A method for manufacturing an electron source according to claim 4.
【請求項8】 請求項4〜7いずれかに記載の製造方法
により得られた電子源。
8. An electron source obtained by the method according to claim 4.
【請求項9】 一対の素子電極間を連絡する導電性薄膜
に電子放出部を設けた表面伝導型電子放出素子を基板上
に複数備えた電子源と、該電子源から放出される電子線
の照射により画像を形成する画像形成部材を有する画像
形成装置の製造方法において、 上記複数の表面伝導型電子放出素子のうち少なくとも1
つについて上記導電性薄膜に電子放出部を設けた後、
該電子放出部を微小針により加工する工程を有すること
を特徴とする画像形成装置の製造方法。
9. An electron source having a plurality of surface conduction electron-emitting devices each having an electron-emitting portion provided on a conductive thin film communicating between a pair of device electrodes on a substrate, and an electron beam emitted from the electron source. In a method of manufacturing an image forming apparatus having an image forming member that forms an image by irradiation, at least one of the plurality of surface conduction electron-emitting devices is used.
One to about, after providing an electron emitting portion in the conductive film,
A method for manufacturing an image forming apparatus, comprising a step of processing the electron emitting portion with a fine needle.
【請求項10】 前記微小針として走査型トンネル顕微
鏡の探針を用いることを特徴とする請求項9に記載の画
像形成装置の製造方法。
10. A scanning tunneling microscope as said microneedle.
The method according to claim 9, wherein a probe of a mirror is used .
【請求項11】 前記電子源は、複数の電子放出素子を
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出
素子を駆動するための配線がマトリクス配置されている
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成装
置の製造方法。
11. The electron source has at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting element are arranged in a matrix. Item 11. The method for manufacturing an image forming apparatus according to Item 9 or 10.
【請求項12】 前記電子源は、複数の電子放出素子を
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出
素子を駆動するための配線が梯型配置されていることを
特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成装置の製
造方法。
12. The electron source has at least one element row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wiring for driving each electron-emitting element is arranged in a ladder configuration. A method for manufacturing an image forming apparatus according to claim 9.
【請求項13】 請求項9〜12いずれかに記載の製造
方法により得られた画像形成装置。
13. An image forming apparatus obtained by the manufacturing method according to claim 9.
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