JP2976175B2 - Electron emitting element, electron source, manufacturing method thereof, and image forming apparatus using the electron source - Google Patents

Electron emitting element, electron source, manufacturing method thereof, and image forming apparatus using the electron source

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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、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 having a plurality of such devices, and an image forming apparatus such as a display device or an exposure device using the electron source.

【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 performed on both ends of the conductive thin film.
It is usually performed by applying a voltage and energizing, locally breaking, deforming or altering the conductive thin film to change the structure,
This is a process for forming an electron emission portion in an electrically high resistance state. 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 a large number of arrays can be formed over a large area because of its simple structure and easy 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(共通配線とも呼ぶ)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2−257552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 wiring). An electron source in which rows connected by a plurality of rows (also referred to as a common wiring) are arranged in a large number of rows (also referred to as a trapezoidal arrangement) (JP-A-64-31332, JP-A-1-2302).
83749, JP-A-2-257552).

【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】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述のようなフォーミ
ング処理によって導電性薄膜の一部に電子放出部が形成
される表面伝導型電子放出素子の場合、フォーミングに
必要なパワーや、電子放出部の性状等は、導電性薄膜の
膜質(膜厚,抵抗等)に大きく左右される。
In the case of a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion is formed on a part of a conductive thin film by the above-described forming process, the power required for the forming and the power of the electron-emitting portion are reduced. The properties and the like greatly depend on the film quality (thickness, resistance, etc.) of the conductive thin film.

【0008】フォーミングパワーに関しては、特に多数
の表面伝導型電子放出素子を配列形成した電子源の場
合、1素子当たりのフォーミングに要する電流が大きい
と、多数の表面伝導型電子放出素子に同時に通電してフ
ォーミングを行うことが困難であると共に、多大な電力
を必要とするため高価なフォーミング装置を必要とし、
同時に、配線の電気容量を増加させるために電気伝導率
の高い高価な配線材料の使用が要求される。
Regarding the forming power, especially in the case of an electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged and arranged, if a large current is required for forming per element, a large number of surface conduction electron-emitting devices are simultaneously energized. It is difficult to carry out forming, and requires an expensive forming device to require a large amount of power,
At the same time, it is necessary to use expensive wiring materials having high electrical conductivity in order to increase the electric capacity of the wiring.

【0009】また、電子放出部の性状によって左右され
る素子の電子放出特性に関しては、素子駆動中に電子放
出部に電流が集中することによって前述の亀裂形状が変
化し、電子放出特性が経時的に変化する場合があった。
Regarding the electron emission characteristics of the device, which is influenced by the properties of the electron emission portion, the above-mentioned crack shape changes due to the concentration of current in the electron emission portion during device driving, and the electron emission characteristics change with time. Sometimes changed.

【0010】本発明は、上記事情に鑑み、上記表面伝導
型電子放出素子におけるフォーミングパワーを低減せし
めると同時に、電子放出特性の安定性を向上せしめるこ
とを主な目的とするものである。
In view of the above circumstances, it is a primary object of the present invention to reduce the forming power in the above-mentioned surface conduction electron-emitting device and to improve the stability of the electron emission characteristics.

【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】本発明の第一は、基板上に設けられた一対
の素子電極間に跨がる導電性薄膜に電子放出部を有する
電子放出素子の製造方法において、基板上に素子電極を
形成すると共に、導電性薄膜として、互いに融点の異な
る少なくとも2種類の微粒子の混合物からなる混合微粒
子膜を形成する工程と、該混合微粒子膜に通電して電子
放出部を形成するフォーミング工程とを有し、 該フォー
ミング工程は、前記電子放出部の近傍における高融点微
粒子の低融点微粒子に対する存在比が、前記混合微粒子
膜の他の部分のそれよりも大きくなるような条件で行わ
れることを特徴とする電子放出素子の製造方法にある。
また、本発明の第二は、基板上に設けられた一対の素子
電極間に跨がる導電性薄膜に電子放出部を有する電子放
出素子において、該導電性薄膜は、互いに融点の異なる
少なくとも2種類の微粒子の混合物からなる混合微粒子
膜であり、該混合微粒子膜は、電子放出部近傍におい
て、その他の部分よりも高融点微粒子の低融点微粒子に
対する存在比が大きいことを特徴とする電子放出素子に
ある。
A first aspect of the present invention is a method for manufacturing an electron-emitting device having an electron-emitting portion in a conductive thin film extending between a pair of device electrodes provided on a substrate, wherein the device electrode is formed on the substrate. with, as the conductive thin film, possess a step of forming a mixed fine particle film consisting of a mixture of different melting points of at least two types of particles each other and a forming step of energizing the mixture fine particle film to form the electron emitting portion, The four
The step of trimming includes the step of finely melting the high melting point near the electron emitting portion.
The existence ratio of the particles to the low melting point fine particles is
Performed under conditions that are larger than those of the rest of the membrane
A method for manufacturing an electron-emitting device.
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron-emitting device having an electron-emitting portion in a conductive thin film extending between a pair of device electrodes provided on a substrate, wherein the conductive thin films have at least two different melting points. A mixed fine particle film comprising a mixture of different types of fine particles, wherein the mixed fine particle film has a higher abundance ratio of high melting point fine particles to low melting point fine particles in the vicinity of the electron emitting portion than in other portions. It is in.

【0013】上記本発明第二は、さらにその特徴とし
て、前記電子放出部に炭素及び炭素化合物が堆積されて
いること、前記混合微粒子膜が、W微粒子Au微粒子
とからなること、前記混合微粒子膜が、Ir微粒子
dO微粒子とからなること、対の素子電極が同一面上
に形成された平面型であること、一方の素子電極に隣接
して設けられた絶縁層上に他方の素子電極が位置し、該
絶縁層の側面に電子放出部を含む導電性薄膜が形成され
た垂直型であること、前記電子放出素子は、表面伝導型
電子放出素子であることをも含む。
The second aspect of the present invention is further characterized in that carbon and a carbon compound are deposited on the electron-emitting portion.
The mixed fine particle film is composed of W fine particles and Au fine particles.
Be composed of a, the mixed fine particle film is, Ir particles and P
It consisting of dO particles, that device electrodes one pair is a flat type formed on the same surface, adjacent to one of the device electrodes
The other element electrode is located on the insulating layer provided as a vertical type in which a conductive thin film including an electron emitting portion is formed on a side surface of the insulating layer, and the electron emitting element is a surface conduction type. This includes an electron-emitting device.

【0014】また、本発明の第三は、一対の素子電極間
に跨がる導電性薄膜に電子放出部を有する電子放出素子
を、基板上に複数備える電子源の製造方法において、基
板上に複数対の素子電極を形成すると共に、各対の素子
電極間に跨がる導電性薄膜として、互いに融点の異なる
少なくとも2種類の微粒子の混合物からなる混合微粒子
膜を形成する工程と、各混合微粒子膜に通電して電子放
出部を形成するフォーミング工程とを有し、 該フォーミ
ング工程は、前記電子放出部の近傍における高融点微粒
子の低融点微粒子に対する存在比が、前記混合微粒子膜
の他の部分のそれよりも大きくなるような条件で行われ
ことを特徴とする電子源の製造方法にある。また、本
発明の第四は、前記本発明第二の電子放出素子を、基板
上に複数備えることを特徴とする電子源にある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electron source including a plurality of electron-emitting devices each having an electron-emitting portion on a conductive thin film extending between a pair of device electrodes. Forming a plurality of pairs of element electrodes and forming a mixed fine particle film made of a mixture of at least two types of fine particles having different melting points as a conductive thin film spanning between each pair of element electrodes; by energizing the membrane possess a forming step of forming the electron emitting portion, the Fomi
The high melting point fine particles in the vicinity of the electron emitting portion.
The ratio of particles to low melting point fine particles is
Done under conditions that are larger than those of the other parts of
In the manufacturing method of the electron source, characterized in that that. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electron source comprising a plurality of the second electron-emitting devices of the present invention on a substrate.

【0015】上記本発明第は、さらにその特徴とし
て、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。
[0015] The present invention Fourth, as further its features, the electron source includes element array in which a plurality of electron-emitting devices at least one row or more, the wiring for driving the electron-emitting devices There it has been arranged in a matrix, the electron source includes element array in which a plurality of electron-emitting devices at least one row or more, the wiring for driving the electron-emitting devices are arranged ladder-like Including.

【0016】更に、本発明の第は、上記本発明第
電子源と、該電子源からの電子線の照射により画像を形
成する画像形成部材とを具備することを特徴とする画像
形成装置にある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the electron source according to the fourth aspect of the present invention, and an image forming member for forming an image by irradiating an electron beam from the electron source. In the device.

【0017】上記のように、本発明は、表面伝導型電子
放出素子、該表面伝導型電子放出素子を用いた電子源、
該電子源を用いた画像形成装置に係るものであり、各発
明の構成及び作用を以下に更に説明する。
As described above, the present invention provides a surface conduction electron-emitting device, an electron source using the surface conduction electron-emitting device,
The present invention relates to an image forming apparatus using the electron source, and the configuration and operation of each invention will be further described below.

【0018】本発明の表面伝導型電子放出素子には平面
型と垂直型があり、まず、平面型表面伝導型電子放出素
子の基本的な構成について説明する。
The surface conduction electron-emitting device according to the present invention includes a planar type and a vertical type. First, the basic structure of the planar surface conduction electron-emitting device will be described.

【0019】平面型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2を含む導電性薄膜、
4と5は素子電極である。
FIG. 1 shows a basic structure of a flat surface conduction electron-emitting device. In FIG.
2 is an electron emitting portion, 3 is a conductive thin film including the electron emitting portion 2,
4 and 5 are device electrodes.

【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等の金属ある
いは合金、及びPd,Ag,Au,RuO2 ,Pd−A
g等の金属あるい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,
Metals or alloys such as Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, and Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-A
It is appropriately selected from a printed conductor composed of a metal such as g or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 , 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 1 , the shape of the conductive thin film 3 and the like are appropriately designed depending on the form to be applied.

【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
に印加する電圧等により、数μm〜数十μmである。
The distance L between the device electrodes is preferably several hundred μm to several hundred μm, and more preferably several μm to several tens μm depending on the voltage applied between the device electrodes 4 and 5.

【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 device electrodes length W 1, considering the resistance value and electron emission characteristic of the electrode is preferably several μm~ several hundred [mu] m, also the device electrode thickness d is several hundred Å~ number [mu] m.

【0025】尚、図1に示される表面伝導型電子放出素
子は、基板1上に、素子電極4,5、導電性薄膜3の順
に積層されたものとなっているが、基板1上に、導電性
薄膜3、素子電極4,5の順に積層したものとしてもよ
い。
The surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 1 is formed by laminating device electrodes 4 and 5 and a conductive thin film 3 on a substrate 1 in this order. The conductive thin film 3 and the device electrodes 4 and 5 may be stacked in this order.

【0026】導電性薄膜3は、互いに融点の異なる少な
くとも2種類の微粒子の混合物で構成される。その第一
の構成要素としての高融点微粒子の材料としては、例え
ばW,Ta,Mo,Ir,Cr等の金属、及びこれらの
合金、またはこれらの金属酸化物,金属炭化物等が挙げ
られる。また、第二の構成要素としての低融点微粒子の
材料としては、例えばAu,Ag,Cu,Ni,Zn,
Pd,Sn,Pb等の金属、及びこれらの合金、または
これらの金属酸化物が挙げられる。また、これらの微粒
子の粒径は、好ましくは、1nm〜50nmである。
The conductive thin film 3 is composed of a mixture of at least two kinds of fine particles having different melting points. Examples of the material of the high melting point fine particles as the first component include metals such as W, Ta, Mo, Ir, and Cr, alloys thereof, and metal oxides and metal carbides thereof. Further, as a material of the low melting point fine particles as the second component, for example, Au, Ag, Cu, Ni, Zn,
Examples include metals such as Pd, Sn, and Pb, alloys thereof, and metal oxides thereof. The particle size of these fine particles is preferably 1 nm to 50 nm.

【0027】導電性薄膜3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間の電気抵抗値
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。
The thickness of the conductive thin film 3 is appropriately set according to the step coverage of the device electrodes 4 and 5, the electric resistance between the device electrodes 4 and 5, the forming conditions described later, and the like.

【0028】導電性薄膜3の電気抵抗値は、単位面積当
たりの微粒子数、及び、上記高融点微粒子と低融点微粒
子の混合比によって制御可能であり、フォーミングに適
した値に設定できる。
The electric resistance value of the conductive thin film 3 can be controlled by the number of fine particles per unit area and the mixing ratio of the high melting point fine particles and the low melting point fine particles, and can be set to a value suitable for forming.

【0029】この導電性薄膜3の膜厚は、好ましくは1
0Å〜1000Åで、特に好ましくは100Å〜300
Åであり、その抵抗値は、103〜107Ω/□のシート
抵抗値である。
The thickness of the conductive thin film 3 is preferably 1
0 ° to 1000 °, particularly preferably 100 ° to 300 °
Å, and the resistance value is a sheet resistance value of 10 3 to 10 7 Ω / □.

【0030】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 contains 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 are formed depending on the thickness, the film quality, the material of the conductive thin film 3 and the manufacturing method such as forming conditions described later. Therefore, the position and shape of the electron-emitting portion 2 are not limited to the position and shape as shown in FIG.

【0031】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.

【0032】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子の基
本的な構成について説明する。
Next, the basic structure of the vertical surface conduction electron-emitting device will be described.

【0033】図2は、垂直型表面伝導型電子放出素子の
基本的な構成を示す図で、図中21は段差形成部材で、
その他図1と同じ符号は同じ部材を示すものである。
FIG. 2 is a view showing a basic structure of a vertical surface conduction electron-emitting device. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a step forming member.
Other reference numerals the same as those in FIG. 1 indicate the same members.

【0034】基板1、電子放出部2、導電性薄膜3及び
素子電極4,5は、前述した平面型表面伝導型電子放出
素子と同様の材料で構成されたものである。
The substrate 1, the electron-emitting portion 2, the conductive thin film 3, and the device electrodes 4 and 5 are made of the same material as the above-mentioned flat surface-conduction type electron-emitting device.

【0035】段差形成部材21は、例えば真空蒸着法、
印刷法、スパッタリング法等で付設されたSiO2 等の
絶縁性材料で構成されたものである。この段差形成部材
21の膜厚は、先に述べた平面型表面伝導型電子放出素
子の素子電極間隔L(図1参照)に対応するもので、段
差形成部材21の作成法や素子電極4,5間に印加する
電圧と電子放出し得る電界強度により設定されるが、好
ましくは数百Å〜数十μmであり、特に好ましくは数百
Å〜数μmである。
The step forming member 21 is formed, for example, by a vacuum evaporation method,
It is made of an insulating material such as SiO 2 provided by a printing method, a sputtering method, or the like. The thickness of the step forming member 21 corresponds to the element electrode interval L (see FIG. 1) of the flat surface conduction electron-emitting device described above. Although it is set by the voltage applied between the five and the electric field intensity capable of emitting electrons, it is preferably several hundreds to several tens μm, and particularly preferably several hundreds to several μm.

【0036】導電性薄膜3は、通常、素子電極4,5の
作成後に形成されるので、素子電極4,5の上に積層さ
れるが、導電性薄膜3の形成後に素子電極4,5を作成
し、導電性薄膜3の上に素子電極4,5が積層されるよ
うにすることも可能である。また、平面型表面伝導型電
子放出素子の説明においても述べたように、電子放出部
2の形成は、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等の製法に依存するので、その位
置及び形状は図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。
Since the conductive thin film 3 is usually formed after the formation of the device electrodes 4 and 5, the conductive thin film 3 is laminated on the device electrodes 4 and 5. It is also possible to form such that the device electrodes 4 and 5 are laminated on the conductive thin film 3. Further, as described in the description of the planar surface conduction electron-emitting device, the formation of the electron-emitting portion 2 depends on the manufacturing method such as the film thickness, film quality, material, and forming conditions of the conductive thin film 3 described later. , The position and shape are not limited to the position and shape as shown in FIG.

【0037】尚、以下の説明は、上述の平面型表面伝導
型電子放出素子と垂直型表面伝導型電子放出素子の内、
平面型を例に説明するが、垂直型としてもよい。
The following description is based on the above-mentioned planar surface conduction electron-emitting device and vertical surface conduction electron-emitting device.
The plane type will be described as an example, but may be a vertical type.

【0038】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本発明の表面伝
導型電子放出素子の製造方法の一例を以下に説明する。
An example of a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device according to the present invention will be described below with reference to the manufacturing process diagram of FIG. 3 using the surface conduction electron-emitting device having the structure shown in FIG. 1 as an example.

【0039】1)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、あるいは印刷法により基板1の面上に素子
電極4,5を形成する(図3(a))。
1) After sufficiently washing the substrate 1 with a detergent, pure water, and an organic solvent, depositing element electrode materials by vacuum evaporation, sputtering, or the like, and then depositing the substrate 1 by photolithography or printing. The device electrodes 4 and 5 are formed on the surface (FIG. 3A).

【0040】2)素子電極4,5を設けた基板1上に、
スパッタリング法,CVD法,電子ビーム加熱蒸着法,
あるいは有機金属化合物を塗布し加熱焼成する方法等を
用いて、例えば高融点微粒子を形成した後、同様にして
低融点微粒子を形成する。このようにして形成した微粒
子膜を、リフトオフ,エッチング等によりパターニング
して所望のパターンを有する導電性薄膜3を形成する
(図3(b))。尚、上記有機金属溶液とは、前述の導
電性薄膜3を構成する微粒子材料の金属を主元素とする
有機化合物の溶液である。
2) On the substrate 1 provided with the device electrodes 4 and 5,
Sputtering method, CVD method, electron beam heating evaporation method,
Alternatively, for example, by using a method of applying an organic metal compound and heating and baking, for example, after forming high melting point fine particles, low melting point fine particles are formed in the same manner. The fine particle film thus formed is patterned by lift-off, etching or the like to form a conductive thin film 3 having a desired pattern (FIG. 3B). Note that the organic metal solution is a solution of an organic compound containing a metal of the fine particle material constituting the conductive thin film 3 as a main element.

【0041】3)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(図3(c))。
3) 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 treatment, and the portion where the structure is changed is the electron emitting portion 2 (FIG. 3C).

【0042】導電性薄膜3として前述のW,Ta,Mo
などの高融点金属を使用した場合、膜抵抗が小さく、膜
の変形に大きな電力を必要とするため、上記フォーミン
グ工程の際に該膜に大電流を流す必要があった。一方、
導電性薄膜3として前述のAu,Ag,Pdなどの低融
点金属を使用した場合、上記フォーミングに要する電力
は非常に小さくて済むものの、長時間の連続駆動によっ
て電子放出部が構造的に変化し易く、電子放出特性が経
時的に変化・劣化し易かった。
As the conductive thin film 3, W, Ta, Mo described above is used.
When a high melting point metal such as the above is used, the film resistance is small and a large electric power is required to deform the film. Therefore, a large current has to flow through the film during the forming step. on the other hand,
When the above-mentioned low melting point metal such as Au, Ag, or Pd is used as the conductive thin film 3, although the power required for the forming is very small, the electron emission portion is structurally changed by continuous driving for a long time. The electron emission characteristics were easily changed and deteriorated with time.

【0043】本発明の表面伝導型電子放出素子では、導
電性薄膜3として、先述したような高融点微粒子と低融
点微粒子との混合微粒子膜を用いているため、上記フォ
ーミング工程における通電条件を適当に選択することに
より、低融点微粒子は変形,移動,もしくは蒸発する
が、高融点微粒子はほとんど変化しないようにすること
ができる。その結果、導電性薄膜3が高融点材料のみで
構成されている場合と比較して、非常に小さな電力でフ
ォーミングを完了することができる。
In the surface conduction type electron-emitting device of the present invention, since the mixed fine particle film of the high melting point fine particles and the low melting point fine particles as described above is used as the conductive thin film 3, the energizing conditions in the forming step are appropriately adjusted. In this case, the low-melting-point fine particles are deformed, move, or evaporate, while the high-melting-point fine particles hardly change. As a result, the forming can be completed with a very small electric power as compared with the case where the conductive thin film 3 is formed only of the high melting point material.

【0044】また、上記のようなフォーミングを経た本
発明の表面伝導型電子放出素子は、導電性薄膜3の内、
フォーミングによって形成された亀裂を含む電子放出部
2の近傍は、その他の部分よりも、高融点微粒子の低融
点微粒子に対する存在比が大きくなる。このため、素子
駆動中の電子放出部2に形状変化が起こり難く、安定し
た電子放出が得られる。
The surface conduction type electron-emitting device of the present invention, which has undergone the above-described forming, comprises:
In the vicinity of the electron emitting portion 2 including the crack formed by the forming, the abundance ratio of the high melting point fine particles to the low melting point fine particles is larger than in other portions. For this reason, a change in shape is unlikely to occur in the electron-emitting portion 2 during element driving, and stable electron emission is obtained.

【0045】上記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 the voltage waveform of the above-mentioned forming.

【0046】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).

【0047】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、適当
な真空度の真空雰囲気下で、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-described surface conduction electron-emitting device, and is applied for several seconds to several tens of minutes in a vacuum atmosphere having an appropriate degree of vacuum.
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.

【0048】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.

【0049】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。
It is to be noted 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.

【0050】4)本発明の表面伝導型電子放出素子は、
更に活性化工程を施すことが好ましい。
4) The surface conduction electron-emitting device of the present invention
Further, it is preferable to perform an activation step.

【0051】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.

【0052】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.

【0053】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.

【0054】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.

【0055】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2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 53 for capturing the emission current Ie generated, a high-voltage power supply 53 for applying a voltage to the anode electrode 54, and a reference numeral 52 for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 2. An ammeter, 55 is a vacuum device, and 56 is an exhaust pump.

【0056】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.

【0057】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。尚、この測定評価系は、後述するよ
うな表示パネル(図8における201参照)の組み立て
段階において、表示パネル及びその内部を真空装置55
及びその内部として構成することで、前述のフォーミン
グ工程及び活性化工程における測定評価及び処理に応用
することができるものである。
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. In this measurement and evaluation system, the display panel and the inside thereof are connected to a vacuum device 55 at the stage of assembling a display panel (see 201 in FIG. 8) described later.
And by configuring it as an interior thereof, it can be applied to measurement evaluation and processing in the above-described forming step and activation step.

【0058】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 set to 2 mm to 8 mm, and normal measurement is performed.

【0059】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.

【0060】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 is apparent from FIG. 6, the surface conduction electron-emitting device has the following three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie.

【0061】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 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.

【0062】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 (referred to as MI characteristic) that monotonically increases with respect to the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.

【0063】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。
Thirdly, the amount of charge emitted 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.

【0064】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.

【0065】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 characteristic characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the present invention as described above, 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 according to an input signal. It can be controlled and can be applied to various fields.

【0066】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.

【0067】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 of 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.

【0068】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 has a peak value and a 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. .

【0069】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 configuration 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.

【0070】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.

【0071】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-directional 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 materials,
The film thickness and the wiring width are set.

【0072】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.

【0073】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 wirings 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.

【0074】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。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like 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.

【0075】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) opposed to 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.

【0076】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 wires 102, the n Y-directional wires 103, the connection 105, and the opposing device electrodes may have the same or a part of the constituent elements, 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).

【0077】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 in detail later, 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.

【0078】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 driving 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 device.

【0079】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 simple matrix arrangement as described above 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.

【0080】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104を配置した電子源の基板、1
11は基板1を固定したリアプレ−ト、116はガラス
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 a substrate of an electron source on which the surface conduction electron-emitting devices 104 are arranged as described above.
Reference numeral 11 denotes a rear plate to which the substrate 1 is fixed, 116 denotes a face plate in which a fluorescent film 114 serving as an image forming member and a metal back 115 are formed on the inner surface of a glass substrate 113, and 112 denotes a support frame. . Rear plate 111,
The support frame 112 and the face plate 116 are sealed by applying a frit glass or the like to these joints and baking them at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more in the air or nitrogen atmosphere. An enclosure 118 is formed.

【0081】図8において、2は図1における電子放出
部に相当する。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Dynを有してい
る。
In FIG. 8, reference numeral 2 corresponds to the electron-emitting portion in FIG. 102 and 103 are a pair of device electrodes 4 and 5 of the surface conduction electron-emitting device 104 (see FIGS. 1 and 2).
, And have external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn, respectively.

【0082】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.

【0083】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 of only 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.

【0084】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 for applying the phosphor 122 to the glass substrate 113, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color.

【0085】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.

【0086】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.

【0087】前述の封着を行う際、カラ−の場合は各色
蛍光体122とSCE表面伝導型電子放出素子とを対応
させなくてはいけないため、十分な位置合わせを行う必
要がある。
When the above-mentioned sealing is performed, in the case of a color, it is necessary to make the respective phosphors 122 correspond to the SCE surface-conduction electron-emitting devices, so that sufficient alignment is required.

【0088】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.

【0089】尚、前述したフォーミング及びこれ以降の
表面伝導型電子放出素子の製造工程は、通常、外囲器1
18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 manufacturing steps of the above-described forming and the subsequent surface conduction electron-emitting device are usually performed by using the envelope 1
This is performed immediately before or after the sealing of 18, and the contents thereof are as described above.

【0090】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.

【0091】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, the surface conduction electron-emitting devices provided in the display panel 201, that is, the element groups arranged in a matrix of m rows and n columns are sequentially driven one by one (n elements). Are applied.

【0092】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.

【0093】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 inside (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.

【0094】本例における前記直流電圧源Vxは、前記
SCE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 DC voltage source Vx in this example, the drive voltage applied to the unscanned surface conduction electron-emitting device is equal to or lower than the threshold voltage based on the characteristics (threshold voltage) of the SCE. It is set to output such a constant voltage.

【0095】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 coordinating the operation of each section so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. 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.

【0096】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.

【0097】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 is 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.

【0098】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.

【0099】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。
A 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.

【0100】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 distinct 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 the material, configuration, and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device, the value of the threshold voltage and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed. I can say the thing.

【0101】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, electron emission does not occur even if a voltage lower than the threshold voltage is applied, 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.

【0102】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 of a fixed length, but uses a voltage modulation circuit capable of appropriately modulating the peak value of the pulse 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.

【0103】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.

【0104】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.

【0105】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.

【0106】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 digital signals, 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.

【0107】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, for example, a well-known amplifier circuit using an 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.

【0108】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、任意の表面伝導型電子放出素子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1
14に衝突させることで生じる励起・発光によって、N
TSC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 any surface conduction 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. To accelerate the electron beam and apply the accelerated electron beam to the fluorescent film 1
14 by the excitation and emission generated by the collision with
A television display can be performed according to a TSC television signal.

【0109】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, and detailed portions such as materials of each member are limited to those described above. Instead, it is appropriately selected so as to be suitable for the use of the image 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.

【0110】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.

【0111】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。
In FIG. 11, reference numeral 1 denotes a substrate, 104 denotes a surface conduction electron-emitting device, and 304 denotes ten common wirings for connecting the surface conduction electron-emitting devices 104, each having external terminals D1 to D10. doing.

【0112】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。
The surface conduction electron-emitting device 104 is
A plurality is arranged in parallel on the top. This is called an element row. These element rows are arranged in a plurality of rows to constitute an electron source.

【0113】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.

【0114】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.

【0115】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.

【0116】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 those 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.

【0117】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.

【0118】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.

【0119】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.

【0120】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.

【0121】[0121]

【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.

【0122】[実施例1]本実施例では、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例を説明す
る。図1(a)は表面伝導型電子放出素子の平面図を、
図1(b)は断面図を示している。なお、図中のLは素
子電極4,5間の間隔、W1は素子電極の幅、W2は導
電性薄膜3の幅を表している。
[Embodiment 1] In this embodiment, an example in which a surface conduction electron-emitting device having the structure shown in FIG. 1 is manufactured will be described. FIG. 1A is a plan view of a surface conduction electron-emitting device.
FIG. 1B shows a cross-sectional view. In the drawing, L represents the distance between the device electrodes 4 and 5, W1 represents the width of the device electrode, and W2 represents the width of the conductive thin film 3.

【0123】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説明する。
A method for manufacturing the surface conduction electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0124】1)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、フォトリ
ソグラフィー技術によりレジストマスクを作成し、その
後真空蒸着法により素子電極材としてのNiを堆積し
た。その後、リフトオフ法により、素子電極間隔Lが1
0μm、幅W1が500μmの素子電極4,5を形成し
た(図3(a))。
1) A quartz substrate was used as the substrate 1. After sufficiently washing the substrate with an organic solvent, a resist mask was formed on the substrate 1 by a photolithography technique, and then Ni as an element electrode material was formed by a vacuum deposition method. Was deposited. Thereafter, the element electrode interval L is set to 1 by a lift-off method.
Device electrodes 4 and 5 having a thickness of 0 μm and a width W1 of 500 μm were formed (FIG. 3A).

【0125】2)素子電極4,5を形成した基板1上に
Cr薄膜を形成した後、フォトグラフィー技術により、
導電性薄膜3が形成される領域を除去して、Crマスク
を作成した。さらにスパッタ蒸着法によりWの蒸着を行
い、W微粒子を基板1上に形成した。このとき、W微粒
子の平均粒子径は約5nmで、粒子は基板1上に離散的
に分布していた。続いて、同じくスパッタ蒸着法により
Auの蒸着を行い、Au微粒子を基板1上に形成した。
このとき、Auの平均粒子径は約6nmで、先に形成し
たW微粒子の隙間を埋めるように分布していた(図3
(b))。
2) After forming a Cr thin film on the substrate 1 on which the device electrodes 4 and 5 have been formed,
The region where the conductive thin film 3 was formed was removed to form a Cr mask. Further, W was deposited by a sputter deposition method to form W fine particles on the substrate 1. At this time, the average particle diameter of the W fine particles was about 5 nm, and the particles were discretely distributed on the substrate 1. Subsequently, Au was deposited by the same sputtering deposition method to form Au fine particles on the substrate 1.
At this time, the average particle diameter of Au was about 6 nm, and was distributed so as to fill the gaps of the previously formed W fine particles (FIG. 3).
(B)).

【0126】3)次に、素子電極4,5及び導電性薄膜
3等を形成した上記基板1を図5の測定評価系の真空装
置55内に設置し、排気ポンプ56にて排気して、真空
装置55内を約10-5Torrの真空度とした。この
後、素子電圧Vfを印加するための電源51により素子
電極4,5間に電圧を印加し、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(図3(c))。フ
ォ−ミング処理には図4(b)に示した電圧波形を用い
た。
3) Next, the substrate 1 on which the device electrodes 4 and 5 and the conductive thin film 3 were formed was set in a vacuum apparatus 55 of the measurement and evaluation system shown in FIG. The inside of the vacuum device 55 was set to a degree of vacuum of about 10 -5 Torr. Thereafter, a voltage was applied between the device electrodes 4 and 5 by a power supply 51 for applying a device voltage Vf, and a forming process was performed to form the electron-emitting portion 2 (FIG. 3C). The voltage waveform shown in FIG. 4B was used for the forming process.

【0127】本実施例では、図4(b)中のT1を1m
秒、T2を10m秒とし、フォーミングが完了するまで
三角波の波高値を徐々に大きくしていった。その結果、
本実施例ではフォーミング完了時の波高値は約5Vであ
った。
In this embodiment, T1 in FIG.
Second and T2 were set to 10 ms, and the peak value of the triangular wave was gradually increased until the forming was completed. as a result,
In the present embodiment, the peak value at the completion of the forming was about 5V.

【0128】尚、本実施例の素子は、導電性薄膜3をW
微粒子のみで構成した以外は上記と全く同様にして作成
した比較用素子と比べ、フォーミング電力を平均で約5
分の1にすることができた。
In the device of this embodiment, the conductive thin film 3 is made of W
On average, the forming power is about 5 times less than that of the comparative device prepared in the same manner as described above except that the device is composed only of fine particles.
Could be reduced by a factor of one.

【0129】本実施例の表面伝導型電子放出素子の電子
放出特性の測定を、上述の測定評価系を用いて行った。
The measurement of the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device of this example was performed using the above-described measurement evaluation system.

【0130】尚、測定条件は、アノ−ド電極54と表面
伝導型電子放出素子の距離Hを4mm、アノ−ド電極5
4の電位を1kV、電子放出特性測定時の真空装置55
内の真空度を約1×10-6Torrとした。
The measurement conditions were as follows: the distance H between the anode electrode 54 and the surface conduction electron-emitting device was 4 mm;
4 at 1 kV, and a vacuum device 55 for measuring the electron emission characteristics.
The degree of vacuum was set to about 1 × 10 −6 Torr.

【0131】その結果、本実施例における素子は、数回
の作製に対して、図6中の実線で示したうな電流−電
圧特性が得られた。代表的な素子の特性は素子電圧V
f=14Vにおいて、素子電流If=1.5mA、放出
電流Ie=0.8μAであった。
[0131] As a result, elements of this embodiment, with respect to production of several times the current that looks as though it indicated by a solid line in FIG. 6 - voltage characteristics were obtained. A typical element characteristic is an element voltage V
At f = 14 V, the device current If was 1.5 mA and the emission current Ie was 0.8 μA.

【0132】また、導電性薄膜3をAu微粒子のみで構
成した以外は本実施例と全く同様にして比較用素子を作
製し、100時間の連続駆動を行ったところ、駆動初期
と比べ放出電流Ieが約20%減少した。
A comparative device was fabricated in exactly the same manner as in this example except that the conductive thin film 3 was composed of only Au fine particles, and the device was continuously driven for 100 hours. Decreased by about 20%.

【0133】これに対して、本実施例における素子を同
様の条件で100時間連続駆動した後の放出電流Ieの
減少率は、約5%であった。
On the other hand, the reduction rate of the emission current Ie after continuously driving the device in this embodiment under the same conditions for 100 hours was about 5%.

【0134】[実施例2]本実施例では、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別の例を説明
する。
[Embodiment 2] In this embodiment, another example in which a surface conduction electron-emitting device having the structure shown in FIG. 1 is manufactured will be described.

【0135】本実施例の素子では、導電性薄膜3の第一
の構成要素である高融点微粒子7としてイリジウム(I
r)を、第二の構成要素である低融点微粒子8として酸
化パラジウム(PdO)を用いた。
In the device of this embodiment, iridium (I) is used as the high melting point fine particles 7 as the first constituent element of the conductive thin film 3.
For r), palladium oxide (PdO) was used as the low melting point fine particles 8 as the second component.

【0136】Ir微粒子を基板1上に形成するにはスパ
ッタ蒸着法を用いた。PdO微粒子の形成法としては、
まずPdを基板1にスパッタ蒸着し、その後、これを大
気雰囲気中、400℃で加熱焼成して酸化させる方法を
用いた。その他の部分の素子の構造、および製造工程は
実施例1と同様である。
For forming Ir fine particles on the substrate 1, a sputter deposition method was used. As a method for forming PdO fine particles,
First, a method was used in which Pd was sputter-deposited on the substrate 1 and then baked and oxidized at 400 ° C. in an air atmosphere. The structure of the other elements and the manufacturing process are the same as in the first embodiment.

【0137】本実施例においては、フォーミング前の両
素子電極4,5間の抵抗値が約1000Ωとなるよう
に、Ir微粒子およびPdO微粒子の量をそれぞれのス
パッタ蒸着時間によって調整した。
In this example, the amounts of the Ir fine particles and the PdO fine particles were adjusted by the respective sputter deposition times so that the resistance value between the two device electrodes 4 and 5 before forming was about 1000Ω.

【0138】その結果、フォーミング電流は、同様の構
造で、導電性薄膜3がIr微粒子のみで構成された素子
(素子抵抗値は約10Ω)と比較して、約10分の1以
下となった。
As a result, the forming current was about one tenth or less as compared with an element having the same structure and in which the conductive thin film 3 was composed of only Ir fine particles (element resistance was about 10Ω). .

【0139】また、導電性薄膜3をPdO微粒子のみで
構成した以外は本実施例と全く同様にして比較用素子を
作製し、100時間の連続駆動を行ったところ、駆動初
期と比べ放出電流Ieが約15%減少した。
A comparative device was produced in the same manner as in this example except that the conductive thin film 3 was composed of only PdO fine particles, and the device was continuously driven for 100 hours. Decreased by about 15%.

【0140】これに対して、本実施例における素子を同
様の条件で100時間連続駆動した後の放出電流Ieの
減少率は、約5%であった。
On the other hand, the reduction rate of the emission current Ie after continuously driving the device in this embodiment under the same conditions for 100 hours was about 5%.

【0141】[実施例3]本実施例では、図1に示した
ような表面伝導型電子放出素子の多数個を単純マトリク
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 3] In this embodiment, an electron source as shown in FIG. 7 in which a large number of the surface conduction electron-emitting devices as shown in FIG. 1 are arranged in a simple matrix is used.
An example in which the image forming apparatus shown in FIG.

【0142】電子源の作製は、実施例1で説明した素子
電極4,5及び導電性薄膜3の各パターンを拡張し、同
時に多数の表面伝導型電子放出素子を形成するととも
に、同時にX方向配線(下配線とも呼ぶ)102及びY
方向配線(上配線とも呼ぶ)103を形成して行った。
In the production of the electron source, each pattern of the device electrodes 4 and 5 and the conductive thin film 3 described in the first embodiment is expanded to form a large number of surface conduction electron-emitting devices at the same time, and to simultaneously form an X-direction wiring. (Also called lower wiring) 102 and Y
The direction wiring (also referred to as upper wiring) 103 was formed.

【0143】以上のようにして作製した未フォ−ミング
の電子源基板を用いて画像形成装置を構成した例を、図
8及び図9を用いて説明する。
An example in which an image forming apparatus is formed using an unformed electron source substrate manufactured as described above will be described with reference to FIGS.

【0144】まず、未フォ−ミングの電子源の基板1を
リアプレ−ト111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11
2、リアプレ−ト111の接合部にフリットガラスを塗
布し、大気中で400℃乃至500℃で10分以上焼成
することで封着した(図8参照)。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, after the substrate 1 of the unformed electron source is fixed to the rear plate 111, a face plate 116 (an image forming member is formed on the inner surface of the glass substrate 113) is provided 5 mm above the substrate 1. The fluorescent film 114 and the metal back 115 are formed.)
And the face plate 116 and the support frame 11
2. Frit glass was applied to the joint portion of the rear plate 111, and was baked at 400 ° C. to 500 ° C. in the air for 10 minutes or more to seal (see FIG. 8). The fixing of the substrate 1 to the rear plate 111 was also performed using frit glass.

【0145】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 phosphor 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.

【0146】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.

【0147】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.

【0148】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
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っ
た。
At the time of performing the above-mentioned sealing, in the case of color, since the phosphors 122 of each color must correspond to the surface conduction electron-emitting devices 104, sufficient alignment was performed.

【0149】以上のようにして完成した外囲器118内
の雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、外部端子Dx1〜Dxm
及びDy1〜Dynを通じ、各表面伝導型電子放出素子
104の素子電極4,5間に電圧を印加し、実施例1と
同様にしてフォ−ミング処理を行い、電子放出部2を作
製した。
The atmosphere in the envelope 118 completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminals Dx1 to Dxm
A voltage was applied between the device electrodes 4 and 5 of each of the surface conduction electron-emitting devices 104 through Dy1 to Dyn, and a forming process was performed in the same manner as in Example 1 to produce an electron-emitting portion 2.

【0150】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.

【0151】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、外部端子Dx1ないしDxm,Dy1ないしD
yn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、各表面伝導型電子放出素子104にそれぞ
れ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、本実施例で用いた表面伝導型電子放出素子は、電子
放出特性の安定性に優れていることから、長時間に亘り
輝度低下もなく、高輝度・高精細な画像を安定して表示
することができた。
In the display panel 201 (see FIG. 8) constructed using the electron sources in the simple matrix arrangement as described above, the external terminals Dx1 to Dxm, Dy1 to Dy
Through yn, a scanning signal and a modulation signal are applied to each of the surface conduction electron-emitting devices 104 by signal generation means (not shown) to emit electrons, and a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 115 through the high voltage terminal Hv. By applying the voltage, the electron beam was accelerated and collided with the fluorescent film 114 to excite and emit light, thereby displaying an image. As a result, since the surface conduction electron-emitting device used in this example has excellent stability of electron emission characteristics, there is no luminance reduction over a long period of time, and high-luminance, high-definition images can be stably formed. Could be displayed.

【0152】[実施例4]図13は、実施例3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 4] FIG. 13 shows a display panel (display panel) 201 (see FIG. 8) of Embodiment 3 using image information provided from various image information sources such as television broadcasting. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image display device of the present invention configured to be able to display.

【0153】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.

【0154】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.

【0155】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.

【0156】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.

【0157】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.

【0158】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.

【0159】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。
An 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.

【0160】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.

【0161】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.

【0162】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.

【0163】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

【0164】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
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.

【0165】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 is provided with image data, character / graphic information input from 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.

【0166】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 the present 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.

【0167】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.

【0168】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.

【0169】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.

【0170】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.

【0171】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 the 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.

【0172】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.

【0173】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. .

【0174】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.

【0175】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。
[0175] As ones related to the basic operation of the display panel 201, for example,
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.

【0176】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 drive circuit 1001 is a circuit for generating a drive 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.

【0177】以上、各部の機能を説明したが、図13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. 13, 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.

【0178】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 built 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.

【0179】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 as a display device for television broadcasting, a terminal device for video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, office terminal devices including word processors,
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.

【0180】尚、図13は、本発明の表面伝導型電子放
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. 13 shows only an example of the configuration of an image forming apparatus using a display panel using the surface conduction electron-emitting device of the present invention as an electron beam source. It goes without saying that the forming apparatus is not limited to this.

【0181】例えば図13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. 13, circuits relating to functions that are unnecessary for the purpose of use may be omitted.
Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when 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.

【0182】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, the display panel 201 according to the present invention can be easily made thin, so that 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.

【0183】[0183]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面伝導
型電子放出素子は、非常に小さい電力で容易にフォーミ
ングが行えると共に、これにより形成される電子放出部
の構造安定性が高い。従って、耐久性に優れ、安定した
電子放出特性を長期に亘って持続することができる。
As described above, the surface conduction electron-emitting device according to the present invention can easily form with very low power and has high structural stability of the electron-emitting portion formed thereby. Therefore, it is possible to maintain stable electron emission characteristics with excellent durability over a long period of time.

【0184】また、本発明の表面伝導型電子放出素子を
多数配列形成した電子源や、これを用いた画像形成装置
は、長時間駆動によっても輝度の低下が少なく、高輝度
・高精細な画像が安定して得られる。
Further, the electron source of the present invention, in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arrayed, and the image forming apparatus using the same, have a small decrease in luminance even after long-time driving, and provide a high-luminance, high-definition image. Is obtained stably.

【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例を示す
平面型表面伝導型電子放出素子の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a flat surface conduction electron-emitting device showing an example of the 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例を示
す垂直型表面伝導型電子放出素子の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a vertical surface conduction electron-emitting device showing another 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】実施例4にて示す画像形成装置のブロック図
である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating an image forming apparatus according to a fourth exemplary embodiment.

【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 7 高融点微粒子 8 低融点微粒子 21 段差形成部材 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 表面伝導型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 表面伝導型電子放出素子104を配線する共通
配線 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 Device electrode 7 High melting point particle 8 Low melting point particle 21 Step forming member 50 Ammeter for measuring element current If flowing through conductive thin film 3 51 Surface conduction type electron emission A power supply 52 for applying a device voltage Vf to the device 52 An ammeter 53 for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission unit 2 53 A high voltage power supply 54 for applying a voltage to the anode electrode 54 An emission from the electron emission unit 2 Anode electrode 55 for capturing electrons to be emitted 55 Vacuum device 56 Exhaust pump 102 X-direction wiring 103 Y-direction 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 01 display panel 202 scanning circuit 203 control circuit 204 shift register 205 line memory 206 synchronization 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 surface conduction Wiring for wiring the electron-emitting devices 104 1001 Driving circuit of the 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 9/02 H01J 1/30 H01J 31/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Surveyed fields (Int.Cl. 6 , DB name) H01J 9/02 H01J 1/30 H01J 31/12

Claims (15)

(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に
跨がる導電性薄膜に電子放出部を有する電子放出素子の
製造方法において、 基板上に素子電極を形成すると共に、導電性薄膜とし
て、互いに融点の異なる少なくとも2種類の微粒子の混
合物からなる混合微粒子膜を形成する工程と、 該混合微粒子膜に通電して電子放出部を形成するフォー
ミング工程とを有し、 該フォーミング工程は、前記電子放出部の近傍における
高融点微粒子の低融点微粒子に対する存在比が、前記混
合微粒子膜の他の部分のそれよりも大きくなるような条
件で行われる ことを特徴とする電子放出素子の製造方
法。
1. A semiconductor device comprising: a pair of device electrodes provided on a substrate;
Of an electron-emitting device having an electron-emitting portion in a conductive thin film
In the manufacturing method, an element electrode is formed on a substrate and a conductive thin film is formed.
A mixture of at least two types of fine particles having different melting points.
Forming a mixed fine particle film made of a compound;
With a mining processAnd The forming step is performed in the vicinity of the electron emitting portion.
The abundance ratio of high melting point fine particles to low melting point fine particles
A section that is larger than that of the rest of the composite particle membrane
Done in Manufacturing method of electron-emitting device characterized by the following:
Law.
【請求項2】 前記フォーミング工程の後に、前記電子
放出部に、雰囲気中に存在する有機物質から炭素及び炭
素化合物を堆積させる工程を有す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. The method according to claim 1 , further comprising the step of :
In the discharge area, carbon and carbon are removed from organic substances existing in the atmosphere.
A step of depositing an elemental compound.
The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1.
【請求項3】 基板上に設けられた一対の素子電極間に
跨がる導電性薄膜に電子放出部を有する電子放出素子に
おいて、 該導電性薄膜は、互いに融点の異なる少なくとも2種類
の微粒子の混合物からなる混合微粒子膜であり、 該混合微粒子膜は、電子放出部近傍において、その他の
部分よりも高融点微粒子の低融点微粒子に対する存在比
が大きいことを特徴とする 電子放出素子。
3. A method according to claim 1, wherein the device electrode is provided between a pair of device electrodes provided on the substrate.
For electron-emitting devices with an electron-emitting portion on a conductive thin film
The conductive thin film has at least two kinds of different melting points.
A mixed fine particle film comprising a mixture of fine particles of
Abundance ratio of high melting point fine particles to low melting point fine particles
An electron-emitting device characterized by having a large diameter.
【請求項4】 前記電子放出部に炭素及び炭素化合物が
堆積されていることを特徴とする請求項に記載の電子
放出素子。
4. The method according to claim 1, wherein carbon and a carbon compound are contained in the electron emitting portion.
The electron-emitting device according to claim 3 , wherein the electron-emitting device is deposited .
【請求項5】 前記混合微粒子膜が、W微粒子とAu微
粒子とからなることを特徴とする請求項3又は4に記載
の電子放出素子。
5. The method according to claim 1, wherein the mixed fine particle film comprises W fine particles and Au fine particles.
The electron-emitting device according to claim 3, comprising particles .
【請求項6】 前記混合微粒子膜が、Ir微粒子とPd
O微粒子とからなることを特徴とする請求項3又は4
記載の電子放出素子。
6. The mixed fine particle film comprises Ir fine particles and Pd
5. The electron-emitting device according to claim 3, comprising O fine particles .
【請求項7】 一対の素子電極が同一面上に形成された
平面型であることを特徴とする請求項〜6のいずれか
に記載の電子放出素子。
7. A pair of device electrodes are formed on the same surface.
The electron-emitting device according to any one of claims 3 to 6, wherein the electron-emitting device is a planar type .
【請求項8】 一方の素子電極に隣接して設けられた絶
縁層上に他方の素子電極が位置し、該絶縁層の側面に電
子放出部を含む導電性薄膜が形成された垂直型であるこ
とを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の電子放
出素 子。
8. An insulator provided adjacent to one of the device electrodes.
The other element electrode is located on the edge layer, and an electrode is placed on the side of the insulating layer.
Vertical type with a conductive thin film containing
The electron emission device according to any one of claims 3 to 6, wherein
Demoto child.
【請求項9】 前記電子放出素子は、表面伝導型電子放
出素子であることを特徴とする請求項3〜8のいずれか
に記載の電子放出素子。
9. An electron emission device according to claim 1, wherein said electron emission device is a surface conduction type electron emission device.
9. An output element according to claim 3, wherein
3. The electron-emitting device according to item 1.
【請求項10】 一対の素子電極間に跨がる導電性薄膜
に電子放出部を有する電子放出素子を、基板上に複数備
える電子源の製造方法において、 基板上に複数対の素子電極を形成すると共に、各対の素
子電極間に跨がる導電性薄膜として、互いに融点の異な
る少なくとも2種類の微粒子の混合物からなる混合微粒
子膜を形成する工程と、 各混合微粒子膜に通電して電子放出部を形成するフォー
ミング工程とを有し、 該フォーミング工程は、前記電子放出部の近傍における
高融点微粒子の低融点微粒子に対する存在比が、前記混
合微粒子膜の他の部分のそれよりも大きくなるような条
件で行われることを特徴とする電子源の製造方法。
10.Conductive thin film straddling between a pair of device electrodes
Multiple electron-emitting devices with electron-emitting parts on the substrate
In the method of manufacturing an electron source, A plurality of pairs of device electrodes are formed on a substrate, and
As a conductive thin film straddling between daughter electrodes,
Fine particles comprising a mixture of at least two types of fine particles.
Forming a daughter film; Form for forming an electron emission part by supplying electricity to each mixed fine particle film
And a mining step, The forming step is performed in the vicinity of the electron emitting portion.
The abundance ratio of high melting point fine particles to low melting point fine particles
A section that is larger than that of the rest of the composite particle membrane
A method for manufacturing an electron source, comprising:
【請求項11】 前記フォーミング工程の後に、前記電
子放出部に、雰囲気中に存在する有機物質から炭素及び
炭素化合物を堆積させる工程を有することを特徴とする
請求項10に記載の電子源の製造方法。
11. The method according to claim 11, further comprising the step of :
In the electron emission part, carbon and carbon
Having a step of depositing a carbon compound
A method for manufacturing an electron source according to claim 10.
【請求項12】 請求項3〜9のいずれかに記載の電子
放出素子を、基板上に複数備えることを特徴とする電子
源。
12. An electron according to claim 3, wherein
Electrons comprising a plurality of emission elements on a substrate
source.
【請求項13】 前記電子源は、複数の電子放出素子を13. The electron source includes a plurality of electron-emitting devices.
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出At least one or more element rows are arranged, and each electron emission
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Wiring for driving elements is arranged in a matrix
ことを特徴とする請求項12に記載の電子源。The electron source according to claim 12, wherein:
【請求項14】 前記電子源は、複数の電子放出素子を14. The electron source includes a plurality of electron-emitting devices.
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出At least one or more element rows are arranged, and each electron emission
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Make sure that the wiring for driving the elements is
特徴とする請求項12に記載の電子源。13. The electron source according to claim 12, wherein:
【請求項15】 請求項12〜14のいずれかに記載の15. The method according to claim 12, wherein:
電子源と、該電子源からの電子線の照射により画像を形An image is formed by irradiating an electron source and an electron beam from the electron source.
成する画像形成部材とを具備することを特徴とする画像An image forming member comprising:
形成装置。Forming equipment.
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