JP3296549B2 - Ink jet ejecting apparatus and ink jet ink used therefor - Google Patents

Ink jet ejecting apparatus and ink jet ink used therefor

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JP3296549B2
JP3296549B2 JP6273199A JP6273199A JP3296549B2 JP 3296549 B2 JP3296549 B2 JP 3296549B2 JP 6273199 A JP6273199 A JP 6273199A JP 6273199 A JP6273199 A JP 6273199A JP 3296549 B2 JP3296549 B2 JP 3296549B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出部形成用
材料として有機金属錯体金属成分と樹脂を含む液体を液
滴として吐出させる吐出ノズルを備えたインクジェット
噴射装置及びそれに用いるインクジェットインクに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet ejecting apparatus provided with an ejection nozzle for ejecting a liquid containing an organometallic complex metal component and a resin as a material for forming an electron emitting portion as droplets, and an ink jet ink used therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
て熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた2種類
のものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放
出型(以下、「FE型」という。)、金属/絶縁層/金
属型(以下、「MIM型」という。)や、表面伝導型電
子放出素子(以下、「SCE型」という。)等がある。
FE型の例としては、W.P.Dyke&W.W.Do
lan、“Fieldemission”、Advan
ce in Electron Physics、8、
89(1956)あるいはC.A.Spindt、“P
HYSICALProperties of thin
−film field emission cath
odes with molybdenium con
es”、J.Appl.Phys.,47,5248
(1976)等に開示されたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices using a thermionic electron-emitting device and a cold-cathode electron-emitting device have been known. Cold cathode electron-emitting devices include a field emission type (hereinafter, referred to as “FE type”), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter, referred to as “MIM type”), and a surface conduction type electron emission device (hereinafter, referred to as “MIM type”). SCE type ").
As an example of the FE type, W. P. Dyke & W. W. Do
lan, "Fieldmission", Advan
ce in Electron Physics, 8,
89 (1956) or C.I. A. Spindt, "P
HYSICALProperties of thin
-Film field emission cath
odes with molebdenium con
es ", J. Appl. Phys., 47, 5248.
(1976) are known.

【0003】MIM型の例としてはC.A.Mea
d、”Operation of Tunnel−Em
ission Devices”、J.Apply.P
hys.、32、646(1961)等に開示されたも
のが知られている。
As an example of the MIM type, C.I. A. Mea
d, “Operation of Tunnel-Em
issue Devices ", J. Apply. P
hys. , 32, 646 (1961).

【0004】SCE型の例としては、M.I.Elin
son、Radio Eng.Electron Ph
ys.、10、1290(1965)等に開示されたも
のが知られている。
As an example of the SCE type, M. I. Elin
son, Radio Eng. Electron Ph
ys. , 10, 1290 (1965) and the like are known.

【0005】SCE型電子放出素子は、基板上に形成さ
れた小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことによ
り、電子放出が生ずる現象を利用するものである。この
表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等に
よるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:“Thin Solid Fi
lms”、9、317(1972)]、In23 /S
nO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and
C.G.Fonstad:”IEEE Trans.
ED Conf.”、519(1975)]、カーボン
薄膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第1
号、22頁(1983)]等が報告されている。
[0005] The SCE type electron-emitting device utilizes the phenomenon that electron emission occurs when a current flows through a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film [G. Dittmer: “Thin Solid Fi
lms ", 9,317 (1972)] , In 2 O 3 / S
nO 2 thin film [M. Hartwell and
C. G. FIG. Fonstad: "IEEE Trans.
ED Conf. , 519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1,
No. 22, p. 22 (1983)].

【0006】これらのSCE型電子放出素子の素子構成
の一例を図1に模式的に示す。同図において1は絶縁性
基板、2、3は素子電極である。4は電子放出部形成用
薄膜で、H型形状のパターンに有機金属化合物の溶液を
塗布、乾燥し、加熱焼成により有機成分を熱分解除去し
て金属もしくは金属酸化物にした薄膜等からなり、後述
の通電フォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出
部5が形成される。尚、図中の素子電極間隔Lは、0.
5mm〜1mm、W’は、0.1mmで設定されてい
る。
FIG. 1 schematically shows an example of an element configuration of these SCE type electron-emitting devices. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an insulating substrate, and reference numerals 2 and 3 denote device electrodes. Reference numeral 4 denotes a thin film for forming an electron-emitting portion, which is formed by applying a solution of an organometallic compound onto an H-shaped pattern, drying the resultant, and then thermally decomposing and removing an organic component by heating and baking to form a metal or metal oxide. The electron-emitting portion 5 is formed by an energization process called energization forming described below. Note that the element electrode interval L in the figure is 0.
5 mm to 1 mm, W 'is set to 0.1 mm.

【0007】従来、これらのSCE型電子放出素子にお
いては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜4を
予め通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子
放出部5を形成するのが一般的であった。即ち、通電フ
ォーミングとは前記電子放出部形成用薄膜4の両端に直
流電圧あるいは非常にゆっくりとした昇電圧例えば1V
/分程度を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的
に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状
態にした電子放出部5を形成することである。尚、電子
放出部5は電子放出部形成用薄膜4の一部に亀裂が発生
しその亀裂付近から電子放出が行われる。前記通電フォ
ーミング処理をしたSCE型電子放出素子は、上述電子
放出部形成用薄膜4に電圧を印加し、素子に電流を流す
ことにより、上述の電子放出部5より電子を放出せしめ
るものである。
Conventionally, in these SCE-type electron-emitting devices, the electron-emitting portion 5 is generally formed by applying a current to the electron-emitting portion-forming thin film 4 before the electron emission by an energization process called energization forming. Was. That is, the energization forming means that a DC voltage or a very slowly increasing voltage, for example, 1 V is applied to both ends of the thin film 4 for forming an electron emission portion.
/ Min. By applying an electric current at about / min to locally destroy, deform or alter the thin film for forming the electron emitting portion, thereby forming the electron emitting portion 5 in an electrically high resistance state. In the electron emitting portion 5, a crack is generated in a part of the thin film 4 for forming the electron emitting portion, and the electron is emitted from the vicinity of the crack. The SCE-type electron-emitting device that has been subjected to the energization forming process applies electrons to the thin film 4 for forming an electron-emitting portion and causes current to flow through the device, thereby causing the electron-emitting portion 5 to emit electrons.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のSCE型素子においては、後述するような様々の
問題があった。
However, these conventional SCE devices have various problems as described below.

【0009】すなわち、上述のSCE型素子は構造が単
純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数素
子を配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生か
し、発光素子や表示装置としての応用が研究されてい
る。例えばSCE型素子を多数配置した電子源と、電子
源より放出された電子によって可視光を発光せしめる蛍
光体とを組み合わせることにより、平面型表示装置であ
る画像形成装置として用いることができる。
That is, since the above-mentioned SCE type element has a simple structure and is easy to manufacture, there is an advantage that a large number of elements can be arrayed over a large area. Therefore, taking advantage of this feature, application as a light emitting element or a display device is being studied. For example, by combining an electron source having a large number of SCE-type elements and a phosphor that emits visible light by electrons emitted from the electron source, the device can be used as an image forming apparatus that is a flat display device.

【0010】ところが上述のような平面型表示装置を大
面積化する場合、大型基板上に電極等の微細なパターン
を従来のフォトリソグラフィー技術を用いて製造するに
は大型製造装置が必要となり、莫大な費用がかかる。
However, when the above-mentioned flat display device is made to have a large area, a large-sized manufacturing apparatus is required to manufacture a fine pattern such as an electrode on a large-sized substrate by using a conventional photolithography technique. Costly.

【0011】さらに電子放出部形成用薄膜4は、有機金
属化合物を有機溶媒に溶解した溶液を基板に塗布乾燥
後、加熱焼成により有機成分を熱分解除去して金属もし
くは金属酸化物としていた。電子放出部形成用薄膜4の
作製工程に有機溶媒を用いることは低コスト化、環境保
護などの点から望ましくなく、水に容易に溶解する有機
金属錯体の完成が望まれていた。さらに該有機金属錯体
を用いて形成した電子放出膜においては、膜厚が均一で
良好な電子放出特性を示すことが望まれていた。
Further, the thin film 4 for forming an electron emission portion is formed by applying a solution obtained by dissolving an organometallic compound in an organic solvent to a substrate and drying it, and then thermally baking to remove the organic components by thermal decomposition to form a metal or metal oxide. It is not desirable to use an organic solvent in the process of forming the thin film 4 for forming the electron emission portion from the viewpoint of cost reduction and environmental protection, and it has been desired to complete an organometallic complex that easily dissolves in water. Further, it has been desired that the electron emission film formed using the organometallic complex has a uniform thickness and good electron emission characteristics.

【0012】また、電子放出部形成用薄膜4の作製方法
としてインクジェットまたはバブルジェット方式(以下
BJ方式と略す)による作製方法が提案されており、こ
れらの作製方法にはヘッド部分の耐久性、液滴の安定発
生性などの点から有機金属錯体の水溶液を用いるのが望
ましい。
Further, as a method of producing the thin film 4 for forming the electron-emitting portion, a production method by an ink jet or bubble jet method (hereinafter abbreviated as BJ method) has been proposed. It is desirable to use an aqueous solution of an organometallic complex from the viewpoint of stable drop generation.

【0013】本発明の目的は、この様な従来技術のSC
E型素子の欠点を改善するものであり、特に電子放出素
子として、膜厚が均一で良好な電子放出特性が得られ
る、水に可溶性の有機金属錯体金属成分を含む液体を液
滴として吐出させる吐出ノズルを備えたインクジェット
噴射装置及び及びそれに用いるインクジェットインクを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide such a prior art SC.
In order to improve the disadvantages of the E-type element, a liquid containing a water-soluble organometallic complex metal component having a uniform film thickness and good electron emission characteristics is obtained as droplets, particularly as an electron-emitting element. An object of the present invention is to provide an ink jet ejecting apparatus having a discharge nozzle and an ink jet ink used therefor.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
達成するために鋭意検討した結果、特定の化学構造を有
する水に可溶性の有機金属錯体金属成分と樹脂を含む液
体を液滴として吐出させる吐出ノズルを備えたインクジ
ェット噴射装置及びそれに用いるインクジェットインク
を用いることによって、上記の問題を解決することがで
きる本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventor has found that a liquid containing a water-soluble organometallic complex metal component having a specific chemical structure and a resin is converted into droplets. The present invention, which can solve the above-described problems, has been completed by using an inkjet ejecting apparatus having an ejection nozzle for ejecting the ink and an inkjet ink used therefor.

【0015】すなわち本発明のインクジェット噴射装置
は、下記式の有機金属錯体金属成分と樹脂を含む液体を
液滴として吐出させる吐出ノズルを備えたことを特徴と
するものである。
That is, the ink jet injection device of the present invention is characterized by comprising a discharge nozzle for discharging a liquid containing an organometallic complex metal component and a resin represented by the following formula as droplets.

【0016】[0016]

【化3】 (但し、R1 、R2 ;炭素数1〜4のアルキル基、1:
2〜4の整数、m=1〜4の整数、n=0〜2の整数、
M=金属) また本発明のインクジェットインクは、下記式の有機金
属錯体金属成分と樹脂を含む液体からなることを特徴と
するものである。
Embedded image (However, R 1 , R 2 ; an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, 1:
An integer of 2 to 4, an integer of m = 1 to 4, an integer of n = 0 to 2,
(M = metal) The inkjet ink of the present invention is characterized by comprising a liquid containing a metal component of an organometallic complex represented by the following formula and a resin.

【0017】[0017]

【化4】 (但し、R1 、R2 :炭素数1〜4のアルキル基、1:
2〜4の整数、m=1〜4の整数、n=0〜2の整数、
M=金属)
Embedded image (However, R 1 and R 2 : an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
An integer of 2 to 4, an integer of m = 1 to 4, an integer of n = 0 to 2,
M = metal)

【0018】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明に適用される電子放出部形成用材料では、特定の化
学構造を有する水に可溶性の有機金属錯体と特定の樹脂
を含む材料を用いる。この特定の化学構造を有する有機
金属錯体は以下の式で表わされる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. As the material for forming an electron emission portion applied to the present invention, a material containing a water-soluble organometallic complex having a specific chemical structure and a specific resin is used. The organometallic complex having this specific chemical structure is represented by the following formula.

【0019】[0019]

【化5】 (但し、R1 、R2 :炭素数1〜4のアルキル基、l:
2〜4の整数、m=1〜4の整数、n=0〜2の整数、
M=金属)
Embedded image (However, R 1 , R 2 : an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, l:
An integer of 2 to 4, an integer of m = 1 to 4, an integer of n = 0 to 2,
M = metal)

【0020】本発明に適用される電子放出部形成用材材
料では、上記式で表わされる有機金属錯体を単独でまた
は複数含有しても良い。さらに粘度調整の目的で水溶性
樹脂を加えた水溶液として用いる。このように本発明に
適用される電子放出部形成用材材料では、特定の有機金
属錯体の水溶液を用い、さらに該水溶液の液滴が膜密度
の低い印刷電極内に浸透するのを防ぎ、一定の液滴形状
を保つために、該水溶液に特定の水溶性樹脂を含有させ
ることにより、適度な粘度に調整した水溶液として用い
ることを特徴とするものである。
The material for forming an electron-emitting portion applied to the present invention may contain one or more of the organometallic complexes represented by the above formula. Further, it is used as an aqueous solution to which a water-soluble resin is added for the purpose of adjusting the viscosity. As described above, in the material for forming an electron emission portion applied to the present invention, an aqueous solution of a specific organometallic complex is used, and a droplet of the aqueous solution is prevented from penetrating into a printing electrode having a low film density. In order to maintain the droplet shape, the aqueous solution contains a specific water-soluble resin, so that the aqueous solution is used as an aqueous solution adjusted to an appropriate viscosity.

【0021】一般に印刷法により形成された薄膜は蒸着
法等で形成された薄膜に比べ膜密度が低いことから、電
子放出部形成用水溶液が印刷電極上に付与された際、水
溶液の一部が電極内へ浸透する恐れがある。こうした現
象が発生した場合、後の乾燥あるいは焼成後に素子間で
の膜厚不均一化が起こり、その結果として電子放出部の
導伝膜が不均一になり電子放出素子の特性のばらつきを
生じさせる。
Generally, a thin film formed by a printing method has a lower film density than a thin film formed by an evaporation method or the like. There is a risk of permeation into the electrode. When such a phenomenon occurs, the film thickness becomes non-uniform between the devices after subsequent drying or firing, and as a result, the conductive film of the electron-emitting portion becomes non-uniform, which causes variations in the characteristics of the electron-emitting devices. .

【0022】水溶性樹脂はこうした事態を防ぐ為に添加
されるものであり、樹脂の添加により水溶液の粘度を調
整することによって、電極へ浸透を防ぎかつ液滴形状の
保持性を上げることが可能になり、結果的に均一な導電
膜の形成を可能にするものである。
The water-soluble resin is added in order to prevent such a situation. By adjusting the viscosity of the aqueous solution by adding the resin, it is possible to prevent the permeation into the electrode and increase the retention of the droplet shape. And, as a result, a uniform conductive film can be formed.

【0023】該水溶液の金属濃度範囲は、用いる金属元
素の種類や金属塩の種類によって最適な範囲が多少異な
るが、一般には重量で0.01%以上5%以下の範囲が
適当である。有機金属化合物の中心金属としては電圧印
加により電子を放出しやすいもの、すなわち仕事関数の
比較的低いもので且つ安定なもの、例えばPt、Pd、
Ru等の白金族、Au、Ag、Cu、Cr、Ta、F
e、W、Pb、Zn、Sn等の金属が挙げられる。
The optimum range of the metal concentration of the aqueous solution is slightly different depending on the kind of the metal element and the kind of the metal salt to be used, but generally the range of 0.01% to 5% by weight is appropriate. As the central metal of the organometallic compound, one that easily emits electrons by applying a voltage, that is, one that has a relatively low work function and is stable, for example, Pt, Pd,
Platinum group such as Ru, Au, Ag, Cu, Cr, Ta, F
metals such as e, W, Pb, Zn, and Sn.

【0024】一方、水溶性樹脂としては、主成分である
有機金属化合物と化学反応を起さないものでなければな
らない。用いられる樹脂として例えばポリビニルアルコ
ール、ポリエチレンオキシド、デンプン、メチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。こ
れらの本発明で用いられる水溶性樹脂は、加熱焼成温度
で完全に分解し、焼成後に残渣が残らないことが必要が
ある。
On the other hand, the water-soluble resin must be one that does not cause a chemical reaction with the organometallic compound as the main component. Examples of the resin used include polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, starch, methyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose. It is necessary that the water-soluble resin used in the present invention is completely decomposed at the heating and firing temperature and no residue remains after firing.

【0025】上記の有機金属化合物水溶液を基板に付与
する手段は、液滴を形成し付与することが可能ならば任
意の方法でよいが、特に微小な液滴を効率好く適度な精
度で発生付与でき制御性も良好なインクジェット方式が
便利である。インクジェット方式にはピエゾ素子等のメ
カニカルな衝撃により液滴を発生付与するものや、微小
ヒータ等で液を加熱し突沸により液滴を発生付与するバ
ブルジェット(BJ)方式があるが、何れの方式でも十
ng程度〜数十μg程度までの微小液滴を再現性良く発
生し基板に付与することができる。
The means for applying the organic metal compound aqueous solution to the substrate may be any method as long as it is possible to form and apply droplets. An ink jet system which can be applied and has good controllability is convenient. Ink jet systems include those that generate and apply droplets by a mechanical impact such as a piezo element, and bubble jet (BJ) systems that generate and apply droplets by heating a liquid with a micro heater or the like and bump it. However, fine droplets of about 10 ng to about several tens μg can be generated with good reproducibility and applied to the substrate.

【0026】BJ方式により液滴を付与する場合、水溶
液の25℃における粘度は10ないし20センチポイズ
が望ましく、この範囲の粘度になるように樹脂を添加す
ることが望ましい。この水溶性樹脂の濃度を添加量で表
わせば、好ましい範囲は0.01〜0.5重量%であ
り、さらに好ましくは0.03〜0.1重量%である。
0.01重量%以下では、本発明の効果が得られず、
0.5重量%以上では、インクジェット方式で連続的に
吐出が困難となるからである。
When droplets are applied by the BJ method, the viscosity of the aqueous solution at 25 ° C. is desirably 10 to 20 centipoise, and the resin is desirably added so as to have a viscosity in this range. If the concentration of the water-soluble resin is represented by the amount added, the preferred range is 0.01 to 0.5% by weight, and more preferably 0.03 to 0.1% by weight.
When the content is 0.01% by weight or less, the effect of the present invention cannot be obtained,
If the content is 0.5% by weight or more, it becomes difficult to continuously discharge by the ink jet method.

【0027】本発明に適用される電子放出部形成用材料
は、前記電子放出素子が特に表面伝導型である電子放出
素子に好ましく用いられる。本発明が適用される電子放
出素子の製造方法は、対向する電極間に電子放出部を有
する電子放出素子で、金属化合物を加熱焼成する過程を
経て電子放出部を形成する電子放出素子の製造方法にお
いて、金属錯体と水溶性樹脂を含む溶液を前記対向する
電極を有する基板に液滴の状態で付与する工程と、付与
された液滴を加熱分解する工程とを有することを特徴と
するものである。
The material for forming an electron-emitting portion applied to the present invention is preferably used for an electron-emitting device in which the electron-emitting device is of a surface conduction type. A method for manufacturing an electron-emitting device to which the present invention is applied is a method for manufacturing an electron-emitting device having an electron-emitting portion between opposed electrodes, wherein the electron-emitting portion is formed through a process of heating and firing a metal compound. Wherein a step of applying a solution containing a metal complex and a water-soluble resin to the substrate having the opposed electrodes in the form of droplets, and a step of thermally decomposing the applied droplets are provided. is there.

【0028】本発明が適用される電子源の製造方法は、
電子放出素子と該素子への電圧印加手段を具備する電子
源の製造方法であって、該電子放出素子を前記電子放出
素子の製造方法で製造したことを特徴とするものであ
る。
The method of manufacturing an electron source to which the present invention is applied is as follows:
A method for manufacturing an electron source comprising an electron-emitting device and a means for applying a voltage to the device, wherein the electron-emitting device is manufactured by the method for manufacturing an electron-emitting device.

【0029】本発明が適用される表示素子の製造方法
は、電子放出素子と該素子への電圧印加手段を具備する
電子源と、該素子から放出される電子を受けて発光する
発光体とを具備する表示素子の製造方法であって、該電
子放出素子を前記電子放出素子の製造方法で製造したこ
とを特徴とするものである。
A method of manufacturing a display element to which the present invention is applied includes an electron source having an electron emitting element and a voltage applying means for the element, and a luminous element which emits light by receiving electrons emitted from the element. A method for manufacturing a display element provided, wherein the electron-emitting device is manufactured by the method for manufacturing an electron-emitting device.

【0030】本発明が適用される画像形成装置の製造方
法は、電子放出素子と該素子への電圧印加手段を具備す
る電子源と、該素子から放出される電子を受けて発光す
る発光体と、外部信号に基づいてを該素子へ印加する電
圧を制御する駆動回路とを具備する画像形成装置の製造
方法であって、該電子放出素子を前記電子放出素子の製
造方法で製造したことを特徴とするものである。
A method of manufacturing an image forming apparatus to which the present invention is applied includes an electron source having an electron-emitting device and a means for applying a voltage to the device, a light-emitting body that receives and emits light from the device. And a drive circuit for controlling a voltage applied to the element based on an external signal, wherein the electron-emitting device is manufactured by the method for manufacturing an electron-emitting device. It is assumed that.

【0031】次に、本発明を適用可能な表面伝導型電子
放出素子の基本的な構成について図面を用いて説明す
る。図2(a)、(b)はそれぞれ本発明を適用可能な
基本的なSCE型電子放出素子の構成を示す平面図及び
断面図である。図2においては1は絶縁性基板、2及び
3は素子電極、4は電子放出部を含む薄膜、5は電子放
出部である。
Next, the basic structure of a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied will be described with reference to the drawings. FIGS. 2A and 2B are a plan view and a sectional view, respectively, showing the configuration of a basic SCE-type electron-emitting device to which the present invention can be applied. In FIG. 2, 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 5 is an electron emitting portion.

【0032】絶縁性基板1としては、石英ガラス、Na
等の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板
ガラスにスパッタ法等により形成したSiO2 を積層し
たガラス基板等及びアルミナ等のセラミックス及びSi
基板を用いることができる。素子電極の形成にはインキ
の転写膜厚を薄くできるという特徴を有するオフセット
印刷法が適当である。転写するインキの厚みが薄いほど
解像力を上げることができることから、オフセット印刷
法は高精細印刷が可能である。電極の印刷材料には有機
金属からなるレジネートベーストを用い、一対の電極
2、3の電極間隔は数μmより数百μm、膜厚は数百オ
ングストロームより数千オングストロームが望ましい。
また、前記一対の電極に接続される配線はスクリーン印
刷法を用いて形成させることもできる。すなわち本発明
では、素子電極の形成方法として印刷法、さらに電子放
出部形成用薄膜4の作製方法としてインクジェット及び
BJ方式を用いることを特徴とするものである。
As the insulating substrate 1, quartz glass, Na
Glass with reduced impurity content such as glass, blue plate glass, glass substrate laminated with SiO 2 formed on blue plate glass by sputtering or the like, ceramics such as alumina, and Si
A substrate can be used. An offset printing method having a feature that the transfer film thickness of the ink can be reduced is suitable for forming the element electrode. Since the resolution can be increased as the thickness of the ink to be transferred is smaller, the offset printing method can perform high-definition printing. As a printing material for the electrodes, a resinate base made of an organic metal is used, the electrode interval between the pair of electrodes 2 and 3 is preferably several μm to several hundred μm, and the film thickness is preferably several hundred angstroms to several thousand angstroms.
Further, the wiring connected to the pair of electrodes can be formed by a screen printing method. That is, the present invention is characterized in that a printing method is used as a method for forming the element electrode, and an inkjet method and a BJ method are used as a method for manufacturing the thin film 4 for forming the electron-emitting portion.

【0033】電子放出部形成用薄膜4には、良好な電子
放出特性を得るために、微粒子で構成された微粒子膜を
用いるのが好ましく、その膜厚は、素子電極2、3への
ステップカバレージ、素子電極2、3間の抵抗値及び後
述する通電フォーミング条件等を考慮して、適宜設定さ
れるが、通常は数オングストロームから数千オングスト
ロームの範囲とすることが好ましく、より好ましくは1
0Åより500Åの範囲とするのが良い。その抵抗値
は、Rs が102 から107 オーム/□の値である。な
おRs は、厚さがt、幅がwで長さがlの薄膜の抵抗R
を、R=Rs (l/w)とおいたときに現れる。本願明
細書において、フォーミング処理については、通電処理
を例に挙げて説明するが、フォーミング処理はこれに限
られるものではなく、膜に亀裂を生じさせて高抵抗状態
を形成する処理を包含するものである。
It is preferable to use a fine particle film composed of fine particles for the electron emission portion forming thin film 4 in order to obtain good electron emission characteristics. It is appropriately set in consideration of the resistance value between the device electrodes 2 and 3 and the energizing forming conditions described later, but is usually preferably in the range of several angstroms to several thousand angstroms, and more preferably in the range of one thousand angstroms.
It is preferable that the angle be in the range of 0 to 500 degrees. The resistance value is such that R s is 10 2 to 10 7 ohm / □. Note that R s is the resistance R of a thin film having a thickness t, a width w, and a length l.
Is set as R = R s (l / w). In the specification of the present application, the forming process will be described by taking an energizing process as an example, but the forming process is not limited to this, and includes a process of forming a crack in a film to form a high resistance state. It is.

【0034】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子がここに
分散配置した状態あるいは微粒子が互いに隣接、あるい
は重なり合った状態(いくつかの微粒子が集合し、全体
として島状構造を形成している場合も含む)をとってい
る。微粒子の粒径は、数オングストロームから数千オン
グストロームの範囲、好ましくは10Åから200Åの
範囲である。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure in a state where the fine particles are dispersed and arranged here or in a state where the fine particles are adjacent to each other or overlapped (some fine particles are mixed). To form an island-like structure as a whole). The particle size of the microparticles ranges from a few Angstroms to several thousand Angstroms, preferably from 10 ° to 200 °.

【0035】なお、本明細書では頻繁に「微粒子」とい
う言葉を用いるので、その意味について説明する。小さ
な粒子を「微粒子」と呼び、これよりも小さなものを
「超微粒子」と呼ぶ。「超微粒子」よりもさらに小さく
原子の数が数百個程度以下のものを「クラスター」と呼
ぶことは広く行われている。
In the present specification, the term “fine particles” is frequently used, and the meaning will be described. Small particles are called "fine particles" and smaller ones are called "ultra fine particles". It is widely practiced to call a “cluster” smaller than “ultrafine particles” and having a few hundred atoms or less.

【0036】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どの様な性質に注目して分類するかにより変
化する。また「微粒子」と「超微粒子」を一括して「微
粒子」と呼ぶ場合もあり、本明細書中での記述はこれに
沿ったものである。「実験物理学講座14 表面・微粒
子」(木下是雄 編、共立出版 1986年9月1日発
行)では次のように記述されている。
However, each boundary is not strict, and changes depending on what kind of property is focused on. Further, “fine particles” and “ultrafine particles” may be collectively referred to as “fine particles”, and the description in this specification is in line with this. "Experimental Physics Course 14: Surfaces and Particles" (edited by Kinoshita Yoshio, published by Kyoritsu Shuppan, September 1, 1986) states as follows.

【0037】「本稿で微粒子と言うときにはその直径が
だいたい2〜3μm程度から10nm程度までとし、特
に超微粒子と言うときは粒径が10nm程度から2〜3
nm程度までを意味することにする。両者を一括して単
に微粒子と書くこともあってけっして厳密なものではな
く、だいたいの目安である。粒子を構成する原子の数が
2個から数十〜数百個程度の場合はクラスターと呼ぶ」
(195ページ 22〜26行目) 付言すると、新技術開発事業団の“林・超微粒子プロジ
ェクト”での「超微粒子」の定義は、粒径の下限はさら
に小さく、次のようなものであった。
In the present description, "fine particles" have a diameter of about 2 to 3 μm to about 10 nm, and especially ultrafine particles have a particle diameter of about 10 nm to 2 to 3 nm.
It means up to about nm. It is not exactly strict because both are collectively written as fine particles, but it is a rough guide. When the number of atoms that make up a particle is two to several tens to several hundreds, it is called a cluster. "
(Pp. 195, lines 22-26) In addition, the definition of “ultrafine particles” in the “Hayashi / Ultrafine Particle Project” of the New Technology Development Corporation has a lower minimum particle size, as follows. Was.

【0038】「創造科学技術推進制度の“超微粒子プロ
ジェクト”(1981〜1986)では、粒子の大きさ
(径)がおよそ1〜100nmの範囲のものを“超微粒
子”(ultra fine particle)と呼
ぶことにした。すると1個の超微粒子はおよそ100〜
108 個くらいの原子の集合体という事になる。原子の
尺度でみれば超微粒子は大〜巨大粒子である。」(「超
微粒子−創造科学技術−」林主税、上田良二、田崎明
編;三田出版 1988年 2ページ1〜4行目)「超
微粒子よりさらに小さいもの、すなわち原子が数個〜数
百個で構成される1個の粒子は、ふつうクラスターと呼
ばれる」(同書2ページ12〜13行目)。
In the “Ultra Fine Particle Project” of the Promotion System for Creative Science and Technology (1981-1986), a particle having a size (diameter) in the range of about 1 to 100 nm is called “ultra fine particle”. Then, one ultrafine particle is about 100-
It is an aggregate of about 10 8 atoms. Ultra-fine particles are large to giant particles on an atomic scale. ("Ultra Fine Particles-Creative Science and Technology-" Hayashi Tax, Ryoji Ueda, Akira Tazaki
Ed., Mita Publishing, 1988, page 2, lines 1 to 4) "A particle smaller than an ultrafine particle, that is, a single particle composed of several to several hundred atoms is usually called a cluster." Lines 12-13).

【0039】上記のような一般的な呼び方をふまえて、
本明細書において「微粒子」とは多数の原子・分子の集
合体で、粒径の下限は数オングストローム〜10オング
ストローム程度、上限は数ミクロン程度のものを指すこ
ととする。
[0039] Based on the general notation as described above,
In this specification, the term "fine particles" refers to an aggregate of a large number of atoms and molecules, and the lower limit of the particle diameter is about several Angstroms to about 10 Angstroms, and the upper limit is about several microns.

【0040】電子放出部5は、電子放出部形成用薄膜4
の一部に形成された高抵抗の亀裂により構成され、電子
放出部形成用薄膜4の膜厚、膜質、材料及び後述する通
電フォーミング等の手法等に依存したものとなる。電子
放出部5の内部には、数オングストロームから数百オン
グストロームの範囲の粒径の導電性微粒子が依存する場
合もある。この導電性微粒子は、電子放出部形成用薄膜
4を構成する材料の元素の一部、あるいは全ての元素を
含有するものとなる。電子放出部5及びその近傍の電子
放出部形成用薄膜4には、炭素及び炭素化合物を有する
こともできる。電子放出部5を有する電子放出素子の作
製方法としては様々な方法が考えられるが、その一例を
図3に示す。
The electron emitting portion 5 is composed of the electron emitting portion forming thin film 4.
Is formed by a high-resistance crack formed in a part of the thin film, and depends on the film thickness, film quality, and material of the electron-emitting-portion-forming thin film 4, a method such as energization forming described later, and the like. In some cases, conductive fine particles having a particle size in the range of several Angstroms to several hundred Angstroms depend inside the electron-emitting portion 5. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the thin film 4 for forming an electron emission portion. The electron-emitting portion 5 and the electron-emitting-portion-forming thin film 4 in the vicinity thereof may contain carbon and a carbon compound. Various methods are conceivable as a method for manufacturing the electron-emitting device having the electron-emitting portion 5, and an example is shown in FIG.

【0041】以下、順をおって電子放出素子の製造方法
の説明を図2及び図3に基づいて説明する。 1)絶縁性基板1を洗剤、純水、および有機溶剤により
十分に洗浄後、オフセット印刷法により有機金属から成
るレジネートペーストを印刷、焼成して素子電極2,3
を形成する。
Hereinafter, a method of manufacturing an electron-emitting device will be described in order with reference to FIGS. 1) After sufficiently washing the insulating substrate 1 with a detergent, pure water, and an organic solvent, a resinate paste made of an organic metal is printed and baked by offset printing, and the device electrodes 2, 3 are formed.
To form

【0042】2)素子電極2及び3を形成した絶縁性基
板1上にBJ方式など液滴付与手段7により有機金属錯
体及び水溶性樹脂を含む液滴8を付与し加熱焼成して金
属もしくは金属無機化合物とし、電子放出部形成用薄膜
4を形成する。より詳しくは、有機金属錯体を塗布した
基板を分解温度以上に加熱し、基板上で有機金属錯体の
有機成分及び樹脂を分解させて電子放出部形成用薄膜4
を得る。上記有機金属錯体を加熱焼成すると有機成分及
び樹脂が1000℃以下、ほとんどの場合300℃前後
で分解して金属、金属酸化物などの無機化合物あるいは
それらの表面に単素数の小さな簡単な有機物が吸着した
化合物に変化するので基板加熱温度はほとんどの有機金
属化合物の場合に200℃から500℃である。本発明
では、この加熱工程で有機金属錯体を熱分解させて金属
酸化物、金属窒化物などの無機化合物とするのが好まし
い。
2) A droplet 8 containing an organometallic complex and a water-soluble resin is applied to the insulating substrate 1 on which the device electrodes 2 and 3 are formed by a droplet applying means 7 such as a BJ method, and is baked by heating. An electron emitting portion forming thin film 4 is formed using an inorganic compound. More specifically, the substrate coated with the organometallic complex is heated to a decomposition temperature or higher to decompose the organic component of the organometallic complex and the resin on the substrate, thereby forming the thin film 4 for forming the electron emission portion.
Get. When the above organometallic complex is heated and calcined, organic components and resins are decomposed at a temperature of 1000 ° C. or less, in most cases around 300 ° C., and inorganic compounds such as metals and metal oxides or simple organic substances having a small unit number are adsorbed on their surfaces. The substrate heating temperature is from 200 ° C. to 500 ° C. for most organometallic compounds. In the present invention, it is preferable to thermally decompose the organometallic complex in this heating step to obtain an inorganic compound such as a metal oxide or a metal nitride.

【0043】3)つづいて、フォーミング工程を施す。
このフォーミング工程の方法の一例として通電処理によ
る方法を説明する。素子電極2、3間に不図示の電源を
用いて、通電を行うと、電子放出部形成用薄膜4の部位
に、構造の変化した電子放出部5が形成される(図3
(c))。通電フォーミングによれば電子放出部形成用
薄膜4を局所的に破壊、変形もしくは変質等の構造の変
化した部位が形成される。該部位が電子放出部5を構成
する。通電フォーミングの電圧波形の例を図4に示す。
3) Subsequently, a forming step is performed.
As an example of a method of the forming step, a method by an energization process will be described. When an electric current is applied between the device electrodes 2 and 3 using a power supply (not shown), an electron emission portion 5 having a changed structure is formed at the portion of the electron emission portion forming thin film 4.
(C)). According to the energization forming, a portion having a structural change such as local destruction, deformation or alteration of the thin film 4 for forming an electron emission portion is formed. This portion constitutes the electron emission section 5. FIG. 4 shows an example of the voltage waveform of the energization forming.

【0044】電圧波形は、パルス波形が好ましい。これ
にはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加
する図4に示した手法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図4bに示した手法がある。
The voltage waveform is preferably a pulse waveform. This includes the method shown in FIG. 4 in which a pulse having a pulse peak value of a constant voltage is continuously applied, and the method shown in FIG. 4b in which a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value.

【0045】図4a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る。通常T1は1マイクロ秒
〜10ミリ秒、T2は、10マイクロ秒〜100ミリ秒
の範囲で設定される。三角波の波高値(通電フォーミン
グ時のピーク電圧)は、表面伝導型電子放出素子の形態
に応じて適宜選択される。このような条件のもと、例え
ば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は三
角波に限定されるものではなく、矩形波など所望の波形
を採用することができる。
T1 and T2 in FIG. 4A are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Usually, T1 is set in the range of 1 microsecond to 10 milliseconds, and T2 is set in the range of 10 microseconds to 100 milliseconds. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens minutes. The pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted.

【0046】図4bにおけるT1及びT2は、図4aに
示したのと同様とすることができる。三角波の波高値
(通電フォーミング時のピーク電圧)は、例えば0.1
Vステップ程度ずつ、増加させることができる。
T1 and T2 in FIG. 4b can be similar to those shown in FIG. 4a. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is, for example, 0.1
It can be increased by about V steps.

【0047】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔T2中に、電子放出部形成用薄膜4を局所的に破壊、
変形しない程度の電圧を印加し、電流を測定して検知す
ることができる。例えば0.1V程度の電圧印加により
流れる素子電流を測定し、抵抗値を求めて、1Mオーム
以上の抵抗を示した時、通電フォーミングを終了させ
る。
When the energization forming process is completed, the thin film 4 for forming an electron emission portion is locally destroyed during the pulse interval T2.
By applying a voltage that does not cause deformation, the current can be measured and detected. For example, an element current flowing by applying a voltage of about 0.1 V is measured, and a resistance value is obtained. When the resistance value indicates 1 M ohm or more, the energization forming is terminated.

【0048】4)フォーミングを終えた素子には活性化
工程と呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化工程と
は、この工程により、素子電流If、放出電流Ieが、
著しく変化する工程である。
4) It is preferable to perform a process called an activation step on the device after the forming. The activation step means that the element current If and the emission current Ie are
This is a process that changes significantly.

【0049】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パル
スの印加を繰り返すことで行うことができる。この雰囲
気は例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用い
て真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残留する有機
ガスを利用して形成することができる他、イオンポンプ
などにより一旦十分に排気した真空中に適当な有機物質
のガスを導入することによっても得られる。このときの
好ましい有機物質のガス圧は、前述の応用の形態、真空
容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため場
合に応じ適宜設定される。適当な有機物質としては、ア
ルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香
族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン
類、アミン類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の
有機酸類等を挙げることができ、具体的には、メタン、
エタン、プロパンなどCn2n+2で表される飽和炭化水
素、エチレン、プロピレンなどCn2n等の組成式で表
される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノー
ル、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エ
チルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等
が使用できる。この処理により、雰囲気中に存在する有
機物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積
し、素子電流If、放出電流Ieが、著しく変化するよ
うになる。
The activation step can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse in an atmosphere containing an organic substance gas, similarly to the energization forming. This atmosphere can be formed by using an organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump, or a vacuum once sufficiently evacuated by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance therein. The preferable gas pressure of the organic substance at this time varies depending on the above-described application form, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case. Suitable organic substances include aliphatic hydrocarbons of alkanes, alkenes, and alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, and organic acids such as phenols, carboxylic acids, and sulfonic acids. Specifically, methane,
Saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 such as ethane and propane, unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde and acetaldehyde , Acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like can be used. By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from the organic substance existing in the atmosphere, and the device current If and the emission current Ie are significantly changed.

【0050】活性化工程の終了判定は素子電流Ifと放
出電流Ieを測定しながら、適宜行う。なお、パルス
幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。
The end of the activation step is determined as appropriate while measuring the device current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.

【0051】炭素及び炭素化合物とは、グラファイト
(いわゆる高配向性熱分解炭素HOPG、熱分解炭素P
G、無定形炭素GC)を包含する、HOPGはほぼ完全
なグラファイトの結晶構造、PGは結晶粒が200Å程
度で結晶構造がやや乱れたもの、GCは結晶粒が20Å
程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなったものを
指す。)非晶質カーボン(アモルファスカーボン及び、
アモルファスカーボンと前記グラファイトの微結晶の混
合物を指す)であり、その膜厚は500Å以下の範囲と
するのが好ましく、300Å以下の範囲とするのがより
好ましい。
Carbon and carbon compounds include graphite (so-called highly oriented pyrolytic carbon HOPG, pyrolytic carbon P).
G, including amorphous carbon (GC), HOPG has a crystal structure of almost perfect graphite, PG has a crystal grain of about 200 ° and has a slightly disordered crystal structure, and GC has a crystal grain of 20 °.
It means that the degree of crystal structure disorder has further increased. ) Amorphous carbon (amorphous carbon and
The thickness is preferably in the range of 500 ° or less, and more preferably in the range of 300 ° or less.

【0052】5)このような工程を経て得られた電子放
出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程
は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真空
容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイ
ルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用
しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープ
ションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げる
ことが出来る。
5) The electron-emitting device obtained through the above steps is preferably subjected to a stabilization step. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container. It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used.

【0053】前記活性化の工程で、排気装置として油拡
散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生する
オイル成分に由来する有機ガスを用いた場合は、この成
分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空容器内の有
機成分の分圧は、上記の炭素及び炭素化合物がほぼ新た
に堆積しない分圧で1×10-8Torr以下が好まし
く、さらには1×10-10 Torr以下が特に好まし
い。さらに真空容器内を排気するときには、真空容器全
体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子に吸着し
た有機物質分子を排気しやすくするのが好ましい。この
ときの加熱条件は80〜200℃で5時間以上が望まし
いが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大
きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件により適
宜選ばれる条件により行う。真空容器内の圧力は極力低
くすることが必要で、1〜3×10-7Torr以下が好
ましく、さらに1×10-8Torr以下が特に好まし
い。
In the activation step, when an oil diffusion pump or a rotary pump is used as an exhaust device and an organic gas derived from an oil component generated from the oil diffusion pump or the rotary pump is used, it is necessary to keep the partial pressure of this component as low as possible. . The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel is preferably 1 × 10 −8 Torr or less, more preferably 1 × 10 −10 Torr or less, at a partial pressure at which the carbon and carbon compounds are not newly deposited. Further, when evacuating the inside of the vacuum vessel, it is preferable to heat the entire vacuum vessel to facilitate evacuating the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device. The heating condition at this time is preferably 80 to 200 ° C. for 5 hours or more, but is not particularly limited to this condition, and the heating is performed under conditions appropriately selected according to various conditions such as the size and shape of the vacuum vessel and the configuration of the electron-emitting device. . The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, preferably 1 to 3 × 10 −7 Torr or less, and more preferably 1 × 10 −8 Torr or less.

【0054】安定化工程を行った後の駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な
特性を維持することが出来る。このような真空雰囲気を
採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の
堆積を抑制でき、結果として素子電流If、放出電流I
eが、安定する。
It is preferable that the atmosphere at the time of driving after the stabilization process is performed is the same as that at the end of the stabilization process. However, the present invention is not limited to this. Even if the degree of vacuum itself is slightly reduced, sufficiently stable characteristics can be maintained. By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed, and as a result, the device current If and the emission current I
e becomes stable.

【0055】上述した工程を経て得られた本発明を適用
可能な電子放出素子の基本特性について図5、図6を参
照しながら説明する。図5は、真空処理装置の一例を示
す模式図であり、この真空処理装置は測定評価装置とし
ての機能をも兼ね備えている。図5においても、図1に
示した部位と同じ部位には図1に付した符号と同一の符
号を付している。図5において、55は真空容器であ
り、56は排気ポンプである。真空容器55内には電子
放出素子が配されている。即ち、1は電子放出素子を構
成する基体であり、2及び3は素子電極、4は電子放出
部形成用薄膜、5は電子放出部である。51は、電子放
出素子に素子電圧Vfを印加するための電源、50は素
子電極2・3間の電子放出部形成用薄膜4を流れる素子
電流Ifを測定するための電流計、54は素子の電子放
出部より放出される放出電流Ieを捕捉するためのアノ
ード電極である。53はアノード電極54に電圧を印加
するための高圧電源、52は素子の電子放出部5より放
出される放出電流Ieを測定するための電流計である。
一例として、アノード電極の電圧を1kV〜10kVの
範囲とし、アノード電極と電子放出素子との距離Hを2
mm〜8mmの範囲として測定を行うことができる。
The basic characteristics of the electron-emitting device to which the present invention obtained through the above-described steps can be applied will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a vacuum processing apparatus, and this vacuum processing apparatus also has a function as a measurement evaluation apparatus. Also in FIG. 5, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. In FIG. 5, 55 is a vacuum vessel, and 56 is an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 55. That is, 1 is a base constituting an electron-emitting device, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a thin film for forming an electron-emitting portion, and 5 is an electron-emitting portion. Reference numeral 51 denotes a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device; 50, an ammeter for measuring a device current If flowing through the thin film 4 for forming an electron-emitting portion between the device electrodes 2 and 3; An anode electrode for capturing an emission current Ie emitted from the electron emission portion. Reference numeral 53 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and reference numeral 52 denotes an ammeter for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission section 5 of the device.
As an example, the voltage of the anode electrode is in the range of 1 kV to 10 kV, and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device is 2
Measurements can be made in the range of mm to 8 mm.

【0056】真空容器55内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気中での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ56は、ターボポンプ、ロータリーポ
ンプからなる通常の高真空装置系と更に、イオンポンプ
等からなる超高真空装置系とにより構成されている。こ
こに示した電子源基板を配した真空処理装置の全体は、
不図示のヒーターにより200度まで加熱できる。従っ
て、この真空処理装置を用いると、前述の通電フォーミ
ング以降の工程も行うことができる。
In the vacuum vessel 55, equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere such as a vacuum gauge (not shown) is provided.
Measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere. The exhaust pump 56 is composed of a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultra high vacuum device system including an ion pump and the like. The entire vacuum processing apparatus equipped with the electron source substrate shown here is
It can be heated up to 200 degrees by a heater (not shown). Therefore, by using this vacuum processing apparatus, the steps after the energization forming described above can also be performed.

【0057】図6は図5に示した真空処理装置を用いて
測定された放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧Vf
の関係を模式的に示した図である。図6においては、放
出電流Ieが素子電流Ifに比べて著しく小さいので、
任意単位で示している。尚、縦、横軸ともリニアスケー
ルである。
FIG. 6 shows emission current Ie, device current If and device voltage Vf measured using the vacuum processing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship of FIG. In FIG. 6, since the emission current Ie is significantly smaller than the device current If,
Shown in arbitrary units. Note that both the vertical and horizontal axes are linear scales.

【0058】図6からも明らかなように、本発明を適用
可能な表面伝導型電子放出素子は、放出電流Ieに関し
て対する三つの特徴的特性を有する。
As apparent from FIG. 6, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie.

【0059】即ち、(i)本素子はある電圧(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V
th以下では放出電流Ieがほとんど検出されない。つ
まり、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。
That is, (i) when an element voltage higher than a certain voltage (referred to as a threshold voltage, Vth in FIG. 6) is applied to the present element, the emission current Ie rapidly increases, while the threshold voltage V
Below th, the emission current Ie is hardly detected. That is, a clear threshold voltage Vth for the emission current Ie
Is a non-linear element having

【0060】(ii)放出電流Ieが素子電圧Vfに単
調増加依存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制
御できる。
(Ii) Since the emission current Ie depends monotonically on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.

【0061】(iii)アノード電極54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。
すなわち、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。
(Iii) The emission charge captured by the anode electrode 54 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.

【0062】以上の説明により理解されるように、本発
明を適用可能な表面伝導型電子放出素子は、入力信号に
応じて、電子放出特性を容易に制御できることになる。
この性質を利用すると複数の電子放出素子を配して構成
した電子源、画像形成装置等、多方面への応用が可能と
なる。
As understood from the above description, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied can easily control the electron emission characteristics according to the input signal.
By utilizing this property, it is possible to apply to various fields such as an electron source and an image forming apparatus having a plurality of electron-emitting devices.

【0063】図6においては、素子電流Ifが素子電圧
Vfに対して単調増加する(以下、「MI特性」とい
う。)例を実線に示した。素子電流Ifが素子電圧Vf
に対して電圧制御型負性抵抗特性(以下、「VCNR特
性」という。)を示す場合もある(不図示)。また、こ
れら特性は、前述の工程を制御することで制御できる。
FIG. 6 shows an example in which the element current If monotonically increases with respect to the element voltage Vf (hereinafter referred to as “MI characteristic”). The element current If is equal to the element voltage Vf.
May exhibit a voltage control type negative resistance characteristic (hereinafter, referred to as “VCNR characteristic”) in some cases (not shown). Further, these characteristics can be controlled by controlling the above-described steps.

【0064】以下に本発明を適用可能な電子放出素子の
応用例について述べる。本発明を適用可能な表面伝導型
電子放出素子の複数個を基板上に配列し、例えば電子源
あるいは画像形成装置が構成できる。
Hereinafter, application examples of the electron-emitting device to which the present invention can be applied will be described. By arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices to which the present invention can be applied on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be configured.

【0065】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直行する方向
(列方向と呼ぶ)で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極(グリッドとも呼ぶ)により、電子放出素子から
の電子を制御駆動するはしご状配置のものがある。これ
とは別に、電子放出素子をX方向及びY方向に行列状に
複数配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極
の一方を、X方向の配線に共通に接続し、同じ列に配さ
れた複数の電子放出素子の電極の他方を、Y方向の配線
に共通に接続するものが挙げられる。このようなものは
所謂単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配
置について以下に詳述する。
Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted. As an example, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction), and a direction perpendicular to the wiring (referred to as a column direction). There is a ladder-like arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by control electrodes (also referred to as grids) disposed above the electron-emitting devices. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in rows and columns in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction, and the same. One example is one in which the other of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in a row is commonly connected to a wiring in the Y direction. This is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.

【0066】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素
子については、前述したとおり(i)ないし(iii)
の特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素子からの放
出電子は、しきい値電圧以上では、対向する素子電極間
に印加するパルス状電圧の波高値と巾で制御できる。一
方、しきい値電圧以下では、殆ど放出されない。この特
性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合におい
ても、個々の素子に、パルス状電圧を適宜印加すれば、
入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して
電子放出量を制御できる。
The surface conduction type electron-emitting device to which the present invention can be applied is as described above in (i) to (iii).
There is a characteristic. That is, when the electron emission from the surface conduction electron-emitting device is equal to or higher than the threshold voltage, it can be controlled by the peak value and the width of the pulse voltage applied between the opposing device electrodes. On the other hand, when the voltage is equal to or lower than the threshold voltage, it is hardly emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulse-like voltage is appropriately applied to each device,
The electron emission amount can be controlled by selecting the surface conduction electron-emitting device according to the input signal.

【0067】以下この原理に基づき、本発明を適用可能
な電子放出素子を複数配列して得られる電子源基板につ
いて、図7を用いて説明する。図7において、71は電
子源基板、72はX方向配線、73はY方向配線であ
る。74は表面伝導型電子放出素子、75は結線であ
る。尚、表面伝導型電子放出素子74は、前述した平面
型あるいは垂直型のどちらであってもよい。
Hereinafter, based on this principle, an electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. In FIG. 7, reference numeral 71 denotes an electron source substrate, 72 denotes an X-direction wiring, and 73 denotes a Y-direction wiring. 74 is a surface conduction electron-emitting device, and 75 is a connection. Incidentally, the surface conduction electron-emitting device 74 may be either the above-mentioned flat type or vertical type.

【0068】m本のX方向配線72はDX1,DX2,
・・・DXmからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッタ
法等を用いて形成された導電性金属等で構成することが
できる。配線の材料、膜厚、巾は、適宜設定される。Y
方向配線73はDY1,DY2,・・・DYnのn本の
配線よりなり、X方向配線72と同様に形成される。こ
れらm本のX方向配線72とn本のY方向配線73との
間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を
電気的に分離している(m,nは、共に正の整数であ
る)。
The m X-direction wires 72 are DX1, DX2,
... made of DXm, and can be made of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The material, thickness, and width of the wiring are appropriately set. Y
The directional wiring 73 includes n wirings DY1, DY2,... DYn, and is formed in the same manner as the X-directional wiring 72. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 72 and the n Y-directional wirings 73 to electrically separate them (m and n are both Is a positive integer).

【0069】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたSiO2 等で構成
される。例えば、X方向配線72を形成した基板71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72とY方向配線73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。X方向配線
72とY方向配線73は、それぞれ外部端子として引き
出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 71 on which the X-directional wiring 72 is formed. The material and the production method are appropriately set. The X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73 are respectively drawn out as external terminals.

【0070】表面伝導型放出素子74を構成する一対の
電極(不図示)は、m本のX方向配線72とn本のY方
向配線73と、導電性金属等からなる結線75によって
電気的に接続されている。
A pair of electrodes (not shown) constituting the surface conduction electron-emitting device 74 are electrically connected by m X-directional wires 72 and n Y-directional wires 73 and a connection 75 made of a conductive metal or the like. It is connected.

【0071】配線72と配線73を構成する材料、結線
75を構成する材料、結線75を構成する材料、及び一
対の素子電極を構成する材料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もよ
い。これら材料は、例えば前述の素子電極の材料より適
宜選択される。素子電極を構成する材料と配線材料が同
一である場合には、素子電極に接続した配線は素子電極
ということもできる。
The material forming the wiring 72 and the wiring 73, the material forming the connection 75, the material forming the connection 75, and the material forming the pair of element electrodes have some or all of the same constituent elements. May also be different. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes. When the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.

【0072】X方向配線72には、X方向に配列した表
面伝導型放出素子74の行を選択するための走査信号を
印加する不図示の走査信号印加手段が接続される。一
方、Y方向配線73には、Y方向に配列した表面伝導型
放出素子74の各列を入力信号に応じて、変調するため
の不図示の変調信号発生手段が接続される。各電子放出
素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走
査信号と変調信号の差電圧として供給される。上記構成
においては、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素
子を選択し、独立に駆動可能とすることができる。
The X-direction wiring 72 is connected to a scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the X direction. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the Y direction according to an input signal is connected to the Y-direction wiring 73. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device. In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using a simple matrix wiring.

【0073】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図8と図9及び
図10を用いて説明する。図8は、画像形成装置の表示
パネルの一例を示す模式図であり、図9は、図8の画像
形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図10は
NTSC方式のテレビ信号に応じて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。
An image forming apparatus configured using such an electron source having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 8, 9 and 10. FIG. FIG. 8 is a schematic view showing an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 9 is a schematic view of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG. 10 is a block diagram showing an example of a driving circuit for performing display according to an NTSC television signal.

【0074】図8において、71は電子放出素子を複数
配した電子源基板、81は電子源基板71を固定したリ
アプレート、86はガラス基板83の内面に蛍光膜84
とメタルバック85等が形成されたフェースプレートで
ある。82は支持枠であり該支持枠82には、リアプレ
ート81、フェースプレート86がフリットガラス等を
用いて接続されている。88は外囲器であり、例えば大
気中あるいは、窒素中で、400〜500度の温度範囲
で10分以上焼成することで、封着して構成される。7
4は図1における電子放出部に相当する。72、73は
表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続された
X方向配線及びY方向配線である。
8, reference numeral 71 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged; 81, a rear plate on which the electron source substrate 71 is fixed; 86, a fluorescent film 84 on the inner surface of a glass substrate 83;
And a face plate on which a metal back 85 and the like are formed. Reference numeral 82 denotes a support frame, to which a rear plate 81 and a face plate 86 are connected using frit glass or the like. Reference numeral 88 denotes an envelope, which is sealed by baking in a temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the atmosphere or nitrogen, for example. 7
Reference numeral 4 corresponds to the electron-emitting portion in FIG. Reference numerals 72 and 73 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0075】外囲器88は上述の如く、フェースプレー
ト86、支持枠82、リアプレート81で構成される。
リアプレート81は主に基板71の強度を補強する目的
で設けられるため、基板71自体で十分な強度を持つ場
合は別体のリアプレート81は不要とすることができ
る。即ち、基板71に直接支持枠82を封着し、フェー
スプレート86、支持枠82及び基板71で外囲器88
を構成しても良い。一方、フェースプレート86、リア
プレート81間に、スペーサーとよばれる不図示の支持
体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を
もつ外囲器88の構成することもできる。
The envelope 88 includes the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81 as described above.
Since the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 71, if the substrate 71 itself has sufficient strength, the separate rear plate 81 can be unnecessary. That is, the support frame 82 is directly sealed to the substrate 71, and the envelope 88 is formed by the face plate 86, the support frame 82 and the substrate 71.
May be configured. On the other hand, by installing a support (not shown) called a spacer between the face plate 86 and the rear plate 81, an envelope 88 having sufficient strength against atmospheric pressure can be formed.

【0076】図9は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜84は、モノクロームの場合は蛍光体のみから構成す
ることができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配
列によりブラックストライプあるいはブラックマトリク
スなどと呼ばれる黒色導電材91と蛍光体92とから構
成することができる。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、カラー表示の場合、必要とな
る三原色蛍光体の各蛍光体92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84に
おける外光反射によるコントラストの低下を抑制するこ
とにある。ブラックストライプの材料としては、通常用
いられている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性があ
り、光の透過及び反射が少ない材料を用いることができ
る。
FIG. 9 is a schematic view showing a fluorescent film. The fluorescent film 84 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, it can be composed of a black conductive material 91 called a black stripe or a black matrix and a fluorescent material 92 depending on the arrangement of the fluorescent materials. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the mixed portions inconspicuous by making the painted portions between the phosphors 92 of the necessary three primary color phosphors black in the case of color display, An object of the present invention is to suppress a decrease in contrast due to light reflection. As a material for the black stripe, a material which is conductive and has little light transmission and reflection can be used in addition to a commonly used material mainly containing graphite.

【0077】ガラス基板93に蛍光体を塗布する方法は
モノクローム、カラーによらず、沈殿法、印刷法等が採
用できる。蛍光膜84の内面側には通常メタルバック8
5が設けられる。メタルバックを設ける目的は、蛍光体
の発光のうち内面側への光をフェースプレート86側へ
鏡面反射することにより輝度を向上させること、電子ビ
ーム加速電圧を印加するための電極として作用させるこ
と、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージ
から蛍光体を保護すること等である。メタルバックは、
蛍光膜作製後、蛍光膜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、その後アル
ミニウムを真空蒸着等で堆積することで作製できる。
The method of applying the fluorescent substance to the glass substrate 93 can employ a precipitation method, a printing method, or the like irrespective of monochrome or color. Usually, a metal back 8 is provided on the inner side of the fluorescent film 84.
5 are provided. The purpose of providing the metal back is to improve the brightness by mirror-reflecting the light toward the inner surface side of the phosphor emission toward the face plate 86 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, The purpose is to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope. The metal back is
After the formation of the fluorescent film, the inner surface of the fluorescent film may be smoothed (usually called "filming"), and then aluminum may be deposited by vacuum evaporation or the like.

【0078】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。前述の封着を行う際に
は、カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応
させる必要があり、十分な位置合わせが不可欠となる。
The face plate 86 further has the fluorescent film 8
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to increase the conductivity of the phosphor film 84. When performing the above-described sealing, in the case of color, it is necessary to make each color phosphor correspond to the electron-emitting device, and sufficient alignment is indispensable.

【0079】図8に示した画像形成装置は、例えば以下
のようにして製造される。外囲器88は、前述の安定化
工程と同様に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソー
プションポンプなどのオイルを使用しない排気装置によ
り不図示の排気管を通じて排気し、10-7Torr程度
の真空度の有機物質の十分少ない雰囲気にした後、封止
が成される。外囲器88の封止後の真空度を維持するた
めに、ゲッター処理をおこなうこともできる。これは、
外囲器88の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器8
8内の所定の位置(不図示)に配置されたゲッターを加
熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常B
a等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、たと
えば1×10-5ないしは1×10-7Torrの真空度を
維持するものである。ここで、表面伝導型電子放出素子
のフォーミング処理以降の工程は、適宜設定できる。
The image forming apparatus shown in FIG. 8 is manufactured, for example, as follows. The envelope 88 is evacuated through an exhaust pipe (not shown) by an exhaust device that does not use oil, such as an ion pump and a sorption pump, while appropriately heating, as in the above-described stabilizing step, and is discharged at about 10 −7 Torr. After the atmosphere is made sufficiently low in the degree of vacuum of the organic substance, sealing is performed. To maintain the degree of vacuum after the envelope 88 is sealed, a getter process may be performed. this is,
Immediately before or after sealing of the envelope 88, the envelope 8 is heated by resistance heating or high-frequency heating.
This is a process of heating a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the step 8 to form a vapor deposition film. Getter is usually B
a is a main component, and maintains a vacuum degree of, for example, 1 × 10 −5 to 1 × 10 −7 Torr by the adsorption action of the deposited film. Here, steps after the forming process of the surface conduction electron-emitting device can be appropriately set.

【0080】次に、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に、NTSC方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成例
について、図10を用いて説明する。図10において、
101は画像表示パネル、102は走査回路、103は
制御回路、104はシフトレジスタである。105はラ
インメモリ、106は同期信号分離回路、107は変調
信号発生器、VxおよびVaは直流電圧源である。
Next, an example of the configuration of a driving circuit for performing television display based on NTSC television signals on a display panel configured using electron sources in a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. . In FIG.
101 is an image display panel, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit, and 104 is a shift register. 105 is a line memory, 106 is a synchronization signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0081】表示パネル101は、端子Dox1ないし
Doxm、端子Doy1ないしDoyn、及び高圧端子
Hvを介して外部の電気回路と接続している。端子Do
x1ないしDoxmには、表示パネル内に設けられてい
る電子源、即ち、M行N列の行列状にマトリクス配線さ
れた表面伝導型電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順
次駆動する為の走査信号が印加される。
The display panel 101 is connected to an external electric circuit via terminals Dox1 to Doxm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal Hv. Terminal Do
x1 to Doxm are provided for sequentially driving electron sources provided in the display panel, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns, one row (N element) at a time. A scanning signal is applied.

【0082】端子Dy1ないしDynには、前記走査信
号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の各
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。高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例えば
10K[V]の直流電圧が供給されるが、これは表面伝
導型電子放出素子から放出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に加速電圧
である。
To the terminals Dy1 to Dyn, a modulation signal for controlling the output electron beam of each of the surface conduction electron-emitting devices in one row selected by the scanning signal is applied. The high voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 K [V] from a DC voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor into an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. An accelerating voltage for applying energy.

【0083】走査回路102について説明する。同回路
は、内部にM個のスイッチング素子を備えたもので(図
中、S1ないしSmで模式的に示している)ある。各ス
イッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしくは
0[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、
表示パネル101の端子Dx1ないしDxmと電気的に
接続される。S1ないしSmの各スイッチング素子は、
制御回路103が出力する制御信号Tscanに基づい
て動作するものであり、例えばFETのようなスイッチ
ング素子を組み合わせる事により構成する事ができる。
The scanning circuit 102 will be described. This circuit includes M switching elements inside (in the drawing, S1 to Sm are schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level),
The display panel 101 is electrically connected to terminals Dx1 to Dxm. Each of the switching elements S1 to Sm is
It operates based on a control signal Tscan output from the control circuit 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0084】直流電圧源Vxは、本例の場合には表面伝
導型電子放出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に基
づき、走査されていない素子に印加される駆動電圧が電
子放出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 case of the present embodiment, the DC voltage source Vx is based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device, and the driving voltage applied to the unscanned device is an electron emission threshold. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the value voltage.

【0085】制御回路103は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動作
を整合させる機能を有する。制御回路103は、同期信
号分離回路106より送られる同期信号Tsyncに基
づいて、各部に対してTscanおよびTsftおよび
Tmryの各制御信号を発生する。
The control circuit 103 has a function of matching the operation of each unit so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 103 generates control signals Tscan, Tsft, and Tmry for each unit based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 106.

【0086】同期信号分離回路106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、一般的な周波数
分離(フィルター)回路等を用いて構成できる。同期信
号分離回路106により分離された同期信号は、垂直同
期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜
上、Tsync信号として図示した。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DATA信号
と表した。該DATA信号はシフトレジスタ104に入
力される。
The synchronizing signal separating circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 106 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal. Here, for the sake of explanation, it is illustrated as a Tsync signal. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. The DATA signal is input to the shift register 104.

【0087】シフトレジスタ104は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路103より送られる制御信号Tsftに基づいて
動作する(すなわち、制御信号Tsftは、シフトレジ
スタ104のシフトクロックであると言うこともでき
る)。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
(電子放出素子N素子分の駆動データに相当)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104より出力される。
The shift register 104 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 103. (Ie, the control signal Tsft can be said to be a shift clock of the shift register 104). The data for one line of the image subjected to the serial / parallel conversion (corresponding to drive data for N electron-emitting devices) is output from the shift register 104 as N parallel signals Id1 to Idn.

【0088】ラインメモリ105は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路103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Id’1ないしId’nとして出力され、変
調信号発生器107に入力される。
The line memory 105 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 103. The stored contents are output as Id′1 to Id′n and input to the modulation signal generator 107.

【0089】変調信号発生器107は、前記画像データ
Id’1ないしId’nの各々に応じて、表面電動型電
子放出素子の各々を適切に駆動変調する為の信号源であ
り、その出力信号は、端子Doy1ないしDoynを通
じて表示パネル101内の表面伝導型電子放出素子に印
加される。
The modulation signal generator 107 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface motor type electron-emitting devices in accordance with each of the image data Id'1 to Id'n. Is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 101 through the terminals Doy1 to Doyn.

【0090】前述したように、本発明を適用可能な電子
放出素子は放出電流Ieに対して以下の基本特性を有し
ている。即ち、電子放出には明確なしきい値電圧Vth
があり、Vth以上の電圧を印加された時のみ電子放出
が生じる。電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素
子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。こ
のことから、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、
例えば電子放出しきい値以下の電圧を印加しても電子放
出は生じないが、電子放出しきい値の電圧を印加する場
合には電子ビームが出力される。その際、パルスの波高
値Vmを変化させることにより出力電子ビームの強度を
制御する事が可能である。また、パルスの幅Pwを変化
させる事により出力される電子ビームの電荷の総量を制
御する事が可能である。
As described above, the electron-emitting device to which the present invention can be applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, a clear threshold voltage Vth is required for electron emission.
And electron emission occurs only when a voltage higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. From this, when applying a pulsed voltage to this element,
For example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur. However, when a voltage at the electron emission threshold is applied, an electron beam is output. At that time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. Further, by changing the pulse width Pw, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.

【0091】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器107として、一定長さの電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルスの波
高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いること
ができる。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device in accordance with the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be adopted. When implementing the voltage modulation method, a circuit of a voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 107. be able to.

【0092】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器107として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ことができる。
When implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 107, a pulse width modulation type circuit that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data can be used.

【0093】シフトレジスタ104やラインメモリ10
5は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもの
でも採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や
記憶が所定の速度で行われれば良いからである。
The shift register 104 and the line memory 10
5 can be a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0094】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路106の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要があるが、これは106の出力部にA/D変換
器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ105
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107に用いられる回路が若干異なったも
のとなる。即ち、デジタル信号を用いた電圧変調方式の
場合、変調信号発生器107には、例えばD/A変換回
路を用い、必要に応じて増幅回路などを付加する。パル
ス幅変調方式の場合、変調信号発生器107には、例え
ば、高速の発振器および発振器の出力する波数を計数す
る計数器(カウンタ)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)を組み合せ
た回路を用いる。必要に応じて、比較器の出力するパル
ス幅変調された変調信号を表面電動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加すること
もできる。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronizing signal separating circuit 106 into a digital signal. This can be achieved by providing an A / D converter at the output section of the circuit 106. In connection with this, the line memory 105
The circuit used for the modulation signal generator 107 is slightly different depending on whether the output signal is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, for example, a D / A conversion circuit is used as the modulation signal generator 107, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparison for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. The circuit which combined the device (comparator) is used. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface-motor-driven electron-emitting device can be added.

【0095】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器107には、例えばオペアンプなど
を用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフ
ト回路などを付加することもできる。パルス幅変調方式
の場合には、例えば、電圧制御型発振回路(VCO)を
採用でき、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動
電圧まで電圧増幅するための増幅器を付加することもで
きる。
In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 107, and a level shift circuit or the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage-controlled oscillation circuit (VCO) can be employed, and an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added as necessary.

【0096】このような構成をとり得る本発明を適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Dox1ないしDoxm、Doy1ないしDoy
nを介して電圧を印加することにより、電子放出が生ず
る。高圧端子Hvを介して、メタルバック85、あるい
は透明電極(不図示)に高圧を印加し、電子ビームを加
速する。加速された電子は、蛍光膜84に衝突し、発光
が生じて画像が形成される。
In the image display apparatus to which the present invention can be applied in such a configuration, external terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Doy are provided to each electron-emitting device.
By applying a voltage through n, electron emission occurs. A high voltage is applied to the metal back 85 or a transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 84 and emit light to form an image.

【0097】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の技
術思想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号に
ついては、NTSC方式をあげたが、入力信号はこれに
限られるものではなく、PAL、SECAM方式などの
他、これよりも、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)方式をも
採用できる。
The configuration of the image forming apparatus described here is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. Although the NTSC system has been used as the input signal, the input signal is not limited to the NTSC system. In addition to the PAL and SECAM systems, a TV signal including a larger number of scanning lines (for example, the MUSE system, etc.) High-definition TV).

【0098】次に、はしご型配置の電子源及び画像形成
装置について図11、図12を用いて説明する。図11
は、はしご型配置の電子源の一例を示す模式図である。
図11において、110は電子源基板、111は電子放
出素子である。112、Dx1〜Dx10は、電子放出
素子111を接続するための共通配線である。電子放出
素子111は、基板110上に、X方向に並列に複数個
配されている(これを素子行と呼ぶ)。この素子行が複
数個配されて、電子源を構成している。各素子行の共通
配線間に駆動電圧を印加することで、各素子行を独立に
駆動させることができる。即ち、電子ビームを放出させ
たい素子行には、電子放出しきい値以上の電圧を、電子
ビームを放出しない素子行には、電子放出しきい値以下
の電圧を印加する。各素子行間の共通配線Dx2〜Dx
9は、例えばDx2、Dx3を同一配線とすることもで
きる。
Next, the ladder-type arrangement of the electron source and the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an electron source having a ladder arrangement.
In FIG. 11, reference numeral 110 denotes an electron source substrate, and 111 denotes an electron-emitting device. 112, Dx1 to Dx10 are common wirings for connecting the electron-emitting devices 111. A plurality of electron-emitting devices 111 are arranged on the substrate 110 in parallel in the X direction (this is called an element row). A plurality of the element rows are arranged to constitute an electron source. By applying a drive voltage between the common wires of each element row, each element row can be driven independently. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied to an element row that wants to emit an electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied to an element row that does not emit an electron beam. Common wiring Dx2 to Dx between each element row
For example, Dx2 and Dx3 can be the same wiring.

【0099】図12は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図で
ある。120はグリッド電極、121は電子が通過する
ための空孔、122はDox1,Dox2,・・・Do
xmよりなる容器外端子である。123はグリッド電極
120と接続されたG1、G2,・・・Gnからなる容
器外端子、124は各素子行間の共通配線を同一配線と
した電子源基板である。図12においては、図8、11
に示した部位と同じ部位には、これらの図に付したのと
同一の符号を付している。ここに示した画像形成装置と
図8に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大
きな違いは、電子源基板110とフェースプレート86
の間にグリッド電極120を備えているか否かである。
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a panel structure in an image forming apparatus having a ladder-type electron source. 120 is a grid electrode, 121 is a hole for passing electrons, 122 is Dox1, Dox2,.
xm. Reference numeral 123 denotes an external terminal composed of G1, G2,... Gn connected to the grid electrode 120, and reference numeral 124 denotes an electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same. In FIG. 12, FIGS.
Are given the same reference numerals as those shown in these figures. The major difference between the image forming apparatus shown here and the image forming apparatus having the simple matrix arrangement shown in FIG.
Is provided with the grid electrode 120 between them.

【0100】図12においては、基板110とフェース
プレート86の間には、グリッド電極120が設けられ
ている。グリッド電極120は、表面伝導型放出素子か
ら放出された電子ビームを変調するためのものであり、
はしご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、各素子に対応
して1個ずつ円形の開口121が設けられている。グリ
ッドの形状や設置位置は図12に示したものに限定され
るものではない。例えば、開口としてメッシュ状に多数
の通過口を設けることもでき、グリッドを表面伝導型放
出素子の周囲や近傍に設けることもできる。容器外端子
122およびグリッド容器外端子123は、不図示の制
御回路と電気的に接続されている。
In FIG. 12, a grid electrode 120 is provided between a substrate 110 and a face plate 86. The grid electrode 120 is for modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device,
One circular opening 121 is provided for each element in order to allow an electron beam to pass through a striped electrode provided orthogonal to the ladder-shaped element rows. The shape and installation position of the grid are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of passage openings may be provided in a mesh shape as openings, and a grid may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device. The outer container terminal 122 and the outer grid container terminal 123 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0101】本例の画像形成装置では、素子行を1列ず
つ順次駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極
列に画像1ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
により、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像
を1ラインずつ表示することができる。
In the image forming apparatus of this embodiment, a modulation signal for one line of an image is simultaneously applied to the grid electrode rows in synchronization with sequentially driving (scanning) the element rows one by one. This makes it possible to control the irradiation of each electron beam to the phosphor and display an image one line at a time.

【0102】発明の画像形成装置は、テレビジョン放送
の表示装置、テレビ会議システムやコンピューター等の
表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プ
リンターとしての画像形成装置等としても用いることも
できる。
The image forming apparatus of the present invention is used not only as a display device for a television broadcast, a display device such as a video conference system and a computer, but also as an image forming device as an optical printer using a photosensitive drum or the like. You can also.

【0103】[0103]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例1 本実施例の電子放出素子として図2(a)、(b)に示
すタイプの電子放出素子を作製した。図2(a)は本素
子の平面図を、(b)は断面図を示している。また、図
2(a)、(b)中の1は絶縁性基板、2、3は素子に
電圧を印可するための素子電極、4は電子放出部を含む
薄膜、5は電子放出部を示す。尚、図2(a)中のL1
は素子電極2と素子電極3の素子電極間隔、W1は素子
電極の幅、dは素子電極の厚さ、W2は素子の幅を表し
ている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
The present invention is not limited to the following examples. Example 1 An electron-emitting device of the type shown in FIGS. 2A and 2B was manufactured as the electron-emitting device of this example. FIG. 2A is a plan view of the element, and FIG. 2B is a cross-sectional view. 2 (a) and 2 (b), 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are device electrodes for applying a voltage to the device, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 5 is an electron emitting portion. . Note that L1 in FIG.
Represents the element electrode interval between the element electrodes 2 and 3, W1 represents the width of the element electrode, d represents the thickness of the element electrode, and W2 represents the width of the element.

【0104】図3を用いて本実施例の電子放出素子の製
造方法を述べる。絶縁性基板1として石英基板を用い、
これを有機溶剤、純水により充分に洗浄し、更に200
℃の熱風で乾燥した。該基板1面上に、オフセット印刷
により素子電極2、3を形成した。本実施例においてイ
ンキは有機金属から成るAuレジネートペーストを用い
た。ガラス基板上にインキは約70℃の乾燥と約580
℃の焼成によってAuから成る素子電極として利用でき
る。焼成後のAu電極厚みは約1000Åと薄く形成す
ることができた。ここで素子電極のパターン形状として
は電子放出材を配置する素子電極間の寸法を約30ミク
ロンに設定した。
A method for manufacturing the electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG. Using a quartz substrate as the insulating substrate 1,
This is thoroughly washed with an organic solvent and pure water,
It dried with the hot air of ° C. The device electrodes 2 and 3 were formed on the surface of the substrate 1 by offset printing. In this embodiment, an Au resinate paste composed of an organic metal was used as the ink. The ink is dried on a glass substrate at about 70 ° C and
It can be used as an element electrode made of Au by baking at ℃. The thickness of the Au electrode after firing was as thin as about 1000 °. Here, as the pattern shape of the device electrodes, the dimension between the device electrodes on which the electron-emitting material is arranged was set to about 30 microns.

【0105】次に0.84gの酢酸パラジウム−モノエ
タノールアミン(以下PA−MEと略す)を12gの水
に溶解し、さらにポリビニルアルコール(以下PVAと
略す)を加え、溶液粘度を20センチポイズに調整した
ものをBJ付与用水溶液とした。PA−MEは以下のよ
うにして合成した。
Next, 0.84 g of palladium acetate-monoethanolamine (hereinafter abbreviated as PA-ME) was dissolved in 12 g of water, and polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVA) was added to adjust the solution viscosity to 20 centipoise. This was used as an aqueous solution for BJ application. PA-ME was synthesized as follows.

【0106】10gの酢酸Pdを200cm3 のIPA
に懸濁させ、更に16.6gのモノエタノールアミンを
加え室温で4時間撹拌させた。反応終了後、IPAをエ
バポレートにより除き、固形物にエタノールを加え溶
解、濾過し、濾液からPA−MEを再結晶した。空気中
での走査型示差熱分析測定の結果、PA−MEの分解温
度は272℃であった。また、PVAはけん化度98%
以上のクラレ製ポバールを用いた。
10 g of Pd acetate was added to 200 cm 3 of IPA.
, And 16.6 g of monoethanolamine was further added, followed by stirring at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction, IPA was removed by evaporation, and ethanol was added to the solid to dissolve and filter, and PA-ME was recrystallized from the filtrate. As a result of scanning differential thermal analysis in air, the decomposition temperature of PA-ME was 272 ° C. PVA has a degree of saponification of 98%
The above Kuraray poval was used.

【0107】次にBJ方式のインクジェット装置(Ca
non製BJ−10V)を用いて、素子電極2、3間に
PA−ME水溶液を付与し(図3(b))乾燥した。複
数の素子について液滴付与を行った結果、いずれにおい
ても付与された液滴は電極に浸透することなく、再現性
良く液滴を付与することができた。
Next, a BJ type ink jet apparatus (Ca
Non-BJ-10V) was used to apply a PA-ME aqueous solution between the device electrodes 2 and 3 (FIG. 3B) and dried. As a result of applying liquid droplets to a plurality of elements, the applied liquid droplets could be applied with good reproducibility without penetrating the electrodes.

【0108】これを大気雰囲気のオーブン中で300℃
に加熱して前記PA−ME及びPVAを基板上で分解堆
積させ、酸化パラジウム微粒子(平均粒径:65Å)か
らなる微粒子膜を形成し、電子放出部形成用薄膜4とし
た(図3)。酸化パラジウムであることはX線分析で確
認した。ここで電子放出部形成用薄膜4は、その幅(素
子の幅)W2を300μmとし、素子電極2、3間のほ
ぼ中央部に配置した。又、この電子放出部形成用薄膜4
の膜厚は100Å、シート抵抗値は5×104Ω/口で
あった。
This was placed in an air oven at 300 ° C.
Then, the PA-ME and PVA were decomposed and deposited on the substrate to form a fine particle film composed of fine particles of palladium oxide (average particle size: 65 °), thereby forming a thin film 4 for forming an electron-emitting portion (FIG. 3). It was confirmed by X-ray analysis that it was palladium oxide. The electron-emitting-portion-forming thin film 4 has a width (element width) W2 of 300 μm, and is disposed substantially at the center between the element electrodes 2 and 3. Further, the thin film 4 for forming the electron emitting portion is formed.
Had a thickness of 100 ° and a sheet resistance of 5 × 10 4 Ω / port.

【0109】なおここで述べる微粒子膜とは、複数の微
粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子
が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに
隣接、あるいは、重なり合った状態(島状も含む)の膜
を指し、その粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能
な微粒子についての径をいう。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are gathered, and has a fine structure not only in a state where the fine particles are individually dispersed and arranged, but also in a state where the fine particles are adjacent to each other or overlap each other ( (Including an island shape), and the particle size refers to the diameter of the fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0110】次に、図3(d)に示すように、電子放出
部5を素子電極2、3間に電圧を印加し電子放出部形成
用薄膜4を通電処理(フォーミング処理)することによ
り作製した。フォミング処理の電圧波形を図4に示す。
Next, as shown in FIG. 3D, the electron-emitting portion 5 is formed by applying a voltage between the device electrodes 2 and 3 and applying a current to the thin film 4 for forming the electron-emitting portion (forming process). did. FIG. 4 shows a voltage waveform of the forming process.

【0111】図4中、T1及びT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1m秒、T
2を10m秒とし、三角波の波高値(フォーミング時の
ピーク電圧)は5Vとし、フォーミング処理は約1×1
-6torrの真空雰囲気下で60秒間行った。さらに
還元処理により酸化パラジウムを金属パラジウムに還元
した。このようにして作製された電子放出部5は、パラ
ジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態
となり、その微粒子の平均粒径は28Åであった。
In FIG. 4, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. In this embodiment, T1 is 1 ms, T1 is
2 is set to 10 ms, the peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of forming) is set to 5 V, and the forming process is about 1 × 1.
This was performed for 60 seconds in a vacuum atmosphere of 0 -6 torr. Further, palladium oxide was reduced to metallic palladium by a reduction treatment. The electron-emitting portion 5 thus manufactured was in a state in which fine particles containing palladium as a main component were dispersed and arranged, and the fine particles had an average particle size of 28 °.

【0112】以上のようにして作製された電子放出素子
について、その電子放出特性の測定を行った。図5に測
定評価機能を備えた真空処理装置の概略構成図を示す。
The electron emission characteristics of the electron-emitting device manufactured as described above were measured. FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a vacuum processing apparatus having a measurement evaluation function.

【0113】図5において、1は絶縁性基板、2及び3
は素子電極、4は電子放出部を含む薄膜、5は電子放出
部を示し、51は素子に電圧を印加するための電源、5
0は素子電流Ifを測定するための電流計、54は素子
より発生する放出電流Ieを測定するためのアノード電
極、53はアノード電極54に電圧を印加するための高
圧電源、55は放出電流を測定するための電流計であ
る。電子放出素子の上記素子電流If、放出電流Ieの
測定にあたっては、素子電極2、3間に電源51および
電流計50を接続し、該電子放出素子の上方に電源53
及び電流計55を接続したアノード電極54を配置して
いる。また、本電子放出素子及びアノード電極54は真
空装置内に設置されており、その真空装置には不図示の
排気ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備
されており、所望の真空下で本素子の測定評価を行える
ようになっている。なお本実施例では、アノード電極と
電子放出素子間の距離を4mm、アノード電極の電位を
1KV、電子放出特性測定時の真空装置内の真空度を1
×10-6torrとした。
In FIG. 5, 1 is an insulating substrate, 2 and 3
Denotes a device electrode, 4 denotes a thin film including an electron-emitting portion, 5 denotes an electron-emitting portion, 51 denotes a power source for applying a voltage to the device, 5
0 is an ammeter for measuring the device current If, 54 is an anode electrode for measuring the emission current Ie generated from the device, 53 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and 55 is the emission current. It is an ammeter for measuring. In measuring the device current If and the emission current Ie of the electron-emitting device, a power supply 51 and an ammeter 50 are connected between the device electrodes 2 and 3, and a power supply 53 is provided above the electron-emitting device.
And an anode electrode 54 to which an ammeter 55 is connected. Further, the electron-emitting device and the anode electrode 54 are installed in a vacuum device, and the vacuum device is provided with equipment necessary for a vacuum device such as an exhaust pump (not shown) and a vacuum gauge. The device can be measured and evaluated below. In this example, the distance between the anode electrode and the electron-emitting device was 4 mm, the potential of the anode electrode was 1 KV, and the degree of vacuum in the vacuum device when measuring the electron emission characteristics was 1
× 10 -6 torr.

【0114】以上のような測定評価装置を用いて、本電
子放出素子の電極2、3間に素子電圧を印加し、その時
に流れる素子電流If及び放出電流Ieを測定したとこ
ろ、図6に示したような電流−電圧特性が得られた。本
素子では、素子電圧8V程度から急激に放出電流Ieが
増加し、素子電圧16Vでは素子電流Ifが1.6m
A、放出電流Ieが0.8μAとなり、電子放出効率η
=Ie/If(%)は、0.05%であった。
Using the measurement and evaluation apparatus as described above, a device voltage was applied between the electrodes 2 and 3 of the electron-emitting device, and the device current If and the emission current Ie flowing at that time were measured. Such a current-voltage characteristic was obtained. In the present device, the emission current Ie rapidly increases from a device voltage of about 8 V, and the device current If becomes 1.6 m at a device voltage of 16 V.
A, the emission current Ie becomes 0.8 μA, and the electron emission efficiency η
= Ie / If (%) was 0.05%.

【0115】以上説明した実施例中、電子放出部を形成
する際に、素子の電極間に三角波パルスを印加してフォ
ーミング処理を行っているが、素子の電極間に印加する
波形は三角波に限定することはなく、矩形波など所望の
波形を用いても良く、その波高値及びパルス幅・パルス
間隔等についても上述の値に限ることなく、電子放出部
が良好に形成されれば所望の値を選択することが出来
る。
In the embodiment described above, when forming the electron-emitting portion, the forming process is performed by applying a triangular wave pulse between the electrodes of the device, but the waveform applied between the electrodes of the device is limited to the triangular wave. However, a desired waveform such as a rectangular wave may be used, and the peak value, pulse width, pulse interval, and the like are not limited to the above-described values. Can be selected.

【0116】実施例2 よく洗浄した青板ガラスから成る基板上にレジネートペ
ーストインキのオフセット印刷をし、焼成によって厚み
1000ÅのAu素子電極をパターン形成した。
Example 2 Offset printing of a resinate paste ink was carried out on a well-washed substrate made of blue plate glass, and an Au element electrode having a thickness of 1000 mm was patterned by firing.

【0117】有機金属錯体として酢酸パラジウムージエ
タノルアミン(以下PA−DEと略す)1.07gを1
2gのに溶解し、さらにメチルセルロースを加え、溶液
粘度を20センチボイズに調整したものをBJ付与用水
溶液とした。基板上に付与された液滴は電極に浸透する
ことなく、電極部に形状、量ともに再現性の良い液滴を
付与することができた。その後、実施例1と同様の電子
放出素子製造方法にて電子放出素子を作成した。
As an organometallic complex, 1.07 g of palladium acetate diethanolamine (hereinafter abbreviated as PA-DE) was added to 1
After dissolving in 2 g, methyl cellulose was further added to adjust the solution viscosity to 20 cm. The droplet applied on the substrate did not permeate the electrode, and a droplet having good reproducibility in both shape and amount could be applied to the electrode portion. Thereafter, an electron-emitting device was manufactured by the same method as that of Example 1.

【0118】本素子では、素子電圧7.9V程度から急
激に放出電流Ieが増加し、素子電圧16Vでは素子電
流Ifが1.6mA、放出電流Ieが0.8μAとな
り、電子放出効率η=Ie/If(%)は0.052%
であった。
In this device, the emission current Ie sharply increases from the device voltage of about 7.9 V. At the device voltage of 16 V, the device current If becomes 1.6 mA, the emission current Ie becomes 0.8 μA, and the electron emission efficiency η = Ie / If (%) is 0.052%
Met.

【0119】実施例3 電子源の一部の平面図を図13に、図13中のA−A´
断面図を図14に、更に電子源の作製方法を図15に示
す。但し、図13、図14、図15および図16におい
て同じ記号を示したものは同じものを表わす。ここで1
は絶縁性基板、72は図8のDxmに対応するX方向配
線(下配線とも呼ぶ)、73は図8のDynに対応する
Y方向配線(上配線とも呼ぶ)、4は電子放出部を含む
薄膜、2、3は素子電極、111は層間絶縁層、112
は素子電極2と下配線72との電気的接続のためのコン
タクトホールである。
Embodiment 3 FIG. 13 is a plan view of a part of the electron source, and FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view, and FIG. 15 shows a method for manufacturing an electron source. 13, 14, 15, and 16, the same symbols indicate the same components. Where 1
Denotes an insulating substrate, 72 denotes an X-direction wiring (also referred to as a lower wiring) corresponding to Dxm in FIG. 8, 73 denotes a Y-direction wiring (also referred to as an upper wiring) corresponding to Dyn in FIG. 8, and 4 includes an electron emitting portion. Thin films, 2 and 3, device electrodes, 111, an interlayer insulating layer, 112
Is a contact hole for electrical connection between the element electrode 2 and the lower wiring 72.

【0120】工程−a 清浄化した青板ガラス上にレジネートベーストインキの
オフセット印刷、焼成によって厚み1000ÅのAu素
子電極2、3をパターン形成した。次にAgペーストイ
ンキをスクリーン印刷し、焼成して幅300μm、厚み
7μmの下層印刷配線72を形成した。
Step-a A thin film of Au element electrodes 2 and 3 having a thickness of 1000 mm was formed on a cleaned blue plate glass by offset printing and firing of a resinate-based ink. Next, an Ag paste ink was screen-printed and baked to form a lower printed wiring 72 having a width of 300 μm and a thickness of 7 μm.

【0121】工程−b 次にガラスペーストインキをスクリーン印刷し、焼成し
て幅500μm、厚み約20μmの絶縁層111と開口
寸法100μm角のコンタクトホール112を形成し
た。
Step-b Next, a glass paste ink was screen-printed and baked to form an insulating layer 111 having a width of 500 μm and a thickness of about 20 μm, and a contact hole 112 having an opening size of 100 μm square.

【0122】工程−c さらに絶縁層111上にAgペーストインキをスクリー
ン印刷し、焼成して幅300μm、厚み10μmの上層
印刷配線73を形成した。
Step-c Further, an Ag paste ink was screen-printed on the insulating layer 111 and baked to form an upper printed wiring 73 having a width of 300 μm and a thickness of 10 μm.

【0123】工程−d 実施例1で用いたBJ付与用水溶液をBJ方式のインク
ジェット装置(Canon製BJ−10V)を用いて素
子電極2、3間に付与し、300℃で10分間の加熱焼
成処理をした。また、こうして形成された主元素として
Pdよりなる微粒子からなる電子放出部形成用薄膜4の
膜厚は100Å、シート抵抗値は5×104 Ω/口であ
った。なおここで述べる微粒子膜とは、上述したよう
に、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造と
して、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微
粒子が互いに隣接、あるいは、重なり合った状態(島状
も含む)の膜をさし、その粒径とは、前記状態で粒子形
上が認識可能な微粒子ついての径をいう。以上の工程に
より絶縁性基板1上に下配線72、層間絶縁層111、
上配線73、素子電極2、3、電子放出部形成用薄膜4
等を形成した。
Step-d The aqueous solution for BJ application used in Example 1 was applied between the device electrodes 2 and 3 using a BJ type ink jet apparatus (BJ-10V manufactured by Canon), and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes. Processed. The electron emitting portion forming thin film 4 formed of fine particles of Pd as the main element thus formed had a thickness of 100 ° and a sheet resistance of 5 × 10 4 Ω / port. The fine particle film described here is, as described above, a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and as its fine structure, not only a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also the fine particles are adjacent to each other or overlap each other. A film in a state (including an island shape) is referred to, and the particle size is a diameter of a fine particle that can be recognized in a particle form in the state. Through the above steps, the lower wiring 72, the interlayer insulating layer 111,
Upper wiring 73, element electrodes 2, 3, thin film 4 for forming electron-emitting portion
Etc. were formed.

【0124】つぎに、以上のようにして作成した電子源
を用いて表示装置を構成した例を、図8と図9を用いて
説明する。
Next, an example in which a display device is configured by using the electron source created as described above will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

【0125】以上のようにして多数の平面型表面伝導電
子放出素子を作製した基板1をリアプレート81上に固
定した後、基板1の5mm上方に、フェースプレート8
6(ガラス基板93の内面に蛍光膜84とメタルパック
85が形成されて構成される)を支持枠82を介し配置
し、フェ−スプレート86、支持枠82、リアプレート
81の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中あるい
は窒素雰囲気中で400℃〜500℃で10分以上焼成
することで封着した(図9)。またリアプレート81へ
の基板1の固定もフリットガラスで行った。
After fixing the substrate 1 on which many planar surface conduction electron-emitting devices have been manufactured as described above on the rear plate 81, the face plate 8 is placed 5 mm above the substrate 1.
6 (formed by forming a fluorescent film 84 and a metal pack 85 on the inner surface of a glass substrate 93) via a support frame 82, and a frit is provided at the joint of the face plate 86, the support frame 82 and the rear plate 81. Glass was applied and sealed by baking at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more in air or nitrogen atmosphere (FIG. 9). The fixing of the substrate 1 to the rear plate 81 was also performed with frit glass.

【0126】図8において、74は電子放出素子、7
2、73はそれぞれX方向及びY方向の配線である。
In FIG. 8, reference numeral 74 denotes an electron-emitting device;
Reference numerals 2 and 73 denote wirings in the X and Y directions, respectively.

【0127】蛍光膜84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
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜84を作製した。ブ
ラックストライプの材料として通常良く用いられている
黒鉛を主成分とする材料を用いたガラス基板93に蛍光
体を塗布する方法はスラリー法を用いた。
The phosphor film 84 is made of only a phosphor in the case of a monochrome, but in this embodiment, the phosphor is formed in a stripe shape, a black stripe is formed first, and each color phosphor is placed in the gap. It was applied to form a fluorescent film 84. A slurry method was used to apply a phosphor to a glass substrate 93 using a material mainly composed of graphite, which is commonly used as a material of a black stripe.

【0128】また、蛍光膜84の内面側には通常メタル
バック85が設けられる。メタルバッックは、蛍光膜作
製後、蛍光膜84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)を行ない、その後、Alを真空蒸
着することで作製した。
On the inner surface side of the fluorescent film 84, a metal back 85 is usually provided. The metal back was manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 84 after the fluorescent film was manufactured, and then performing vacuum deposition of Al.

【0129】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導伝性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導伝性が得られたので省
略した。
The face plate 86 is further provided with a fluorescent film 8.
In some cases, a transparent electrode (not shown) is provided on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to increase the conductivity of the phosphor film 4. However, in the present embodiment, a sufficient conductivity is obtained only with the metal back, so that the description is omitted. did.

【0130】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行なった。
When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices, so that sufficient alignment is performed.

【0131】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度を達した後、容器外端子(Dxo1〜
DoxmとDoy1〜Doxmを通じ電子放出素子74
の電極2、3間に電圧を印加し、電子放出部5を、電子
放出部形成用薄膜4を通電処理(フォーミング処理)す
ることにより作成した。フォーミング処理の電圧波形を
図4に示す。
The atmosphere in the glass container completed as described above is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after a sufficient degree of vacuum is reached, the external terminals (Dxo1 to Dxo1).
Electron emitting device 74 through Doxm and Doy1 to Doxm
A voltage was applied between the electrodes 2 and 3 to form an electron emitting portion 5 by applying a current to the thin film 4 for forming the electron emitting portion 4 (forming process). FIG. 4 shows a voltage waveform of the forming process.

【0132】図4中、T1及びT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1m秒、T
2を10m秒とし、三角波の波高値(フォーミング時の
ピーク電圧)は5Vとし、フォーミング処理は約1×1
-6torrの真空雰囲気下で60秒間行なった。
In FIG. 4, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. In this embodiment, T1 is 1 ms, T1 is
2 is set to 10 ms, the peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of forming) is set to 5 V, and the forming process is about 1 × 1.
This was performed for 60 seconds in a vacuum atmosphere of 0 -6 torr.

【0133】このように作成された電子放出部5は、パ
ラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状
態となり、その微粒子の平均粒径は30Åであった。フ
ォーミングを行ない、電子放出部5を形成し電子放出素
子74を作製した。次に10-6torr程度の真空度
で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着
し外囲器の封止を行なった。
In the electron-emitting portion 5 thus formed, fine particles containing palladium as a main component were dispersed and arranged, and the average particle size of the fine particles was 30 °. Forming was performed to form the electron-emitting portion 5, thereby manufacturing the electron-emitting device 74. Next, at a degree of vacuum of about 10 −6 torr, an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner to seal the envelope.

【0134】最後に封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行った。これは、封止を行う直前に、高
周波加熱等の加熱法により、画像形成装置内の所定の位
置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を
形成処理した。ゲッターはBa等を主成分とした。
Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing,
Getter processing was performed. In this method, a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the image forming apparatus was heated by a heating method such as high-frequency heating or the like just before sealing to form a deposited film. The getter was mainly composed of Ba or the like.

【0135】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Dx1〜
Dxm、Dy1〜Dynを通じ、走査信号及び変調信号
を不図示の信号発生手段よりそれぞれ、印加することに
より、電子放出させ、高圧端子、Bvを通じ、メタルパ
ック9に数KV以上の高圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光膜8に衝突させ、励起・発光させることで画像
を表示した。
In the image display device of the present invention completed as described above, each electron-emitting device has external terminals Dx1 to Dx1.
A scanning signal and a modulation signal are applied from Dxm and Dy1 to Dyn from a signal generation unit (not shown) to emit electrons, and a high voltage of several KV or more is applied to the metal pack 9 through a high voltage terminal, Bv. An image was displayed by accelerating the electron beam, colliding with the fluorescent film 8, and exciting and emitting light.

【0136】また、上述の工程で作製した平面型表面伝
導電子放出素子の特性を把握するために、同時に、図2
に示した平面型表面伝導電子放出素子のL1、W1及び
W2等を同様にした標準的な比較サンプルを作製し、そ
の電子放出特性の測定を上述の図3の測定評価装置を用
いて行なった。
Further, in order to grasp the characteristics of the flat surface conduction electron-emitting device manufactured in the above-described steps, at the same time, FIG.
A standard comparative sample in which L1, W1, W2, etc. of the planar surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 4 were made the same was prepared, and its electron emission characteristics were measured using the above-described measurement and evaluation apparatus of FIG. .

【0137】なお比較サンプルの測定条件は、アノード
電極と電子放出素子間の距離を4mm、アノード電極の
電位を1KV、電子放出特性測定時の真空装置内の真空
度を1×10-6torrとした。電極2、3間に素子電
圧を印加し、その時に流れる素子電流If及び放出電流
Ieを測定したところ、図5に示したような電流−電圧
特性が得られた。本素子では、素子電圧8V程度から急
激に放出電流Ieが増加し、素子電圧16Vでは素子電
流Ifが1.6mA、放出電流Ieが0.8μAとな
り、電子放出効率=η=Ie/If(%)は0.05%
であった。
The measurement conditions of the comparative sample were as follows: the distance between the anode electrode and the electron-emitting device was 4 mm, the potential of the anode electrode was 1 KV, and the degree of vacuum in the vacuum apparatus when measuring the electron emission characteristics was 1 × 10 -6 torr. did. When a device voltage was applied between the electrodes 2 and 3 and the device current If and the emission current Ie flowing at that time were measured, current-voltage characteristics as shown in FIG. 5 were obtained. In this device, the emission current Ie rapidly increases from an element voltage of about 8 V. At an element voltage of 16 V, the element current If becomes 1.6 mA, the emission current Ie becomes 0.8 μA, and the electron emission efficiency = η = Ie / If (% ) Is 0.05%
Met.

【0138】比較例1 実施例1と同様の方法で絶縁基板上にオフセット印刷に
より素子電極2、3を作製した。次に酢酸パラジウム−
モノエタノールアミンを12gの水に溶解したものをB
J付与用水溶液とした。この水溶液を素子電極間2、3
に付与した。複数の素子について液滴付与を行ったとこ
ろ、少数の素子において液滴が電極内に浸透するという
現象が発生し、これら素子においては他の素子よりも焼
成後の膜厚が薄くなった。
Comparative Example 1 Element electrodes 2 and 3 were formed on an insulating substrate by offset printing in the same manner as in Example 1. Next, palladium acetate-
A solution of monoethanolamine dissolved in 12 g of water
An aqueous solution for J application was obtained. This aqueous solution is applied between the device electrodes 2, 3
Was given. When droplets were applied to a plurality of devices, a phenomenon occurred in which the droplets permeated the electrodes in a small number of devices, and the film thickness of these devices after firing was smaller than that of the other devices.

【0139】[0139]

【発明の効果】以上説明したように、素子電極をオフセ
ット印刷法を用いて形成することにより、画像形成装置
の大面積化が可能となり製造コストも削減することが可
能となった。
As described above, by forming the element electrodes by using the offset printing method, the area of the image forming apparatus can be increased and the manufacturing cost can be reduced.

【0140】さらに本発明の電子放出部形成用材料、液
滴付与手段を用いて作製された電子放出素子により、コ
スト、環境面での改善がなされた他、付与された液滴が
電極に浸透することを防ぎ、電子放出部膜の膜厚のばら
つきを抑えることが出来、フォーミング時及び電子放出
時の電子放出素子間のばらつきも従来より小さくするこ
とが可能となった。更に画像形成装置とした場合には輝
度むらや電子放出部の欠陥による不良品を少なくするこ
とが可能となった。
Further, the electron emission element formed using the material for forming an electron emission portion and the droplet applying means of the present invention not only improves the cost and environment but also allows the applied droplet to penetrate the electrode. And the variation in the thickness of the electron-emitting portion film can be suppressed, and the variation between the electron-emitting devices at the time of forming and at the time of electron emission can be made smaller than before. Furthermore, in the case of an image forming apparatus, it is possible to reduce defective products due to uneven brightness and defects in the electron emission portion.

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

【図1】 従来の表面伝導型電子放出素子の一例を示す
模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図2】 本発明の適用可能な表面伝導型電子放出素子
の構成を示す模式的平面図及び断面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view and a cross-sectional view illustrating a configuration of a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【図3】 本発明の電子放出素子の製造方法の1例を示
す模式的図である。
FIG. 3 is a schematic view showing one example of a method for manufacturing an electron-emitting device of the present invention.

【図4】 本発明に適用可能な表面伝導型電子放出素子
の製造に際して採用できる通電フォーミングの処理にお
ける電圧波形の一例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a voltage waveform in a current forming process that can be employed in manufacturing a surface conduction electron-emitting device applicable to the present invention.

【図5】 測定評価機能を備えた真空処理の一例を示す
模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a vacuum process having a measurement evaluation function.

【図6】 本発明の適用可能な表面伝導型電子放出素子
についての放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧Vf
の関係の一例を示すグラフである。
FIG. 6 shows emission current Ie, device current If, and device voltage Vf for a surface conduction electron-emitting device applicable to the present invention.
6 is a graph showing an example of the relationship.

【図7】 本発明の適用可能な単純マトリクス配置した
電子源の一例を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of an electron source arranged in a simple matrix to which the present invention can be applied.

【図8】 本発明の適用可能な画像形成装置の表示パネ
ルの一例を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図9】 蛍光膜の一例を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a fluorescent film.

【図10】 画像形成装置にNTSC方式のテレビ信号
に応じて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。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a driving circuit for performing display according to an NTSC television signal on the image forming apparatus.

【図11】 本発明の適用可能な梯子配置の電子源の一
例を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a ladder arrangement to which the present invention can be applied.

【図12】 本発明の適用可能な画像形成装置の表示パ
ネルの一例を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図13】 本発明の実施例3に示した画像形成装置の
電子源の平面図(一部)を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic view showing a plan view (partly) of an electron source of the image forming apparatus shown in Embodiment 3 of the present invention.

【図14】 本発明の実施例3に示した画像形成装置の
電子源の図13中のA−A’断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the electron source of the image forming apparatus according to the third embodiment taken along line AA ′ in FIG.

【図15】 本発明の実施例3に示した電子源の製造方
法を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic view showing a method for manufacturing the electron source shown in Embodiment 3 of the present invention.

【図16】 本発明の実施例3に示した電子源の製造方
法を示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic view showing a method for manufacturing the electron source shown in Embodiment 3 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板、2、3:素子電極、4:導電性薄膜、5:電
子放出部、21:液滴付与手段、50:素子電極2、3
間の導電性薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するため
の電流計、51:電子放出素子に素子電圧Vfを印加す
るための電源、52:素子の電子放出部5より放出され
る放出電流Ieを測定するための電流計、53:アノー
ド電極54に電圧を印加するための高圧電源、54:素
子の電子放出部より放出される放出電流Ieを捕捉する
ためのアノード電極、55:真空装置、56:排気ポン
プ、71:電子源基板、72:X方向配線、73:Y方
向配線、74:表面伝導型電子放出素子、75:結線、
81:リアプレート、82:支持枠、83:ガラス基
板、84:蛍光膜、85:メタルバック、86:フェー
スプレート、87:高圧端子、88:外囲器、91:黒
色導電材、92:蛍光体、93:ガラス基板、101:
表示パネル、102:走査回路、103:制御回路、1
04:シフトレジスタ、105:ラインメモリ、10
6:同期信号分離回路、107:変調信号発生器、Vx
およびVa:直流電圧源、110:電子源基板、11
1:電子放出素子、112:Dx1〜Dx10は、前記
電子放出素子を配線するための共通配線、120:グリ
ッド電極、121:電子が通過するための空孔、12
2:Dox1,Dox2,・・・Doxmよりなる容器
外端子、123:グリッド電極120と接続されたG
1、G2。
1: substrate, 2: 3: device electrode, 4: conductive thin film, 5: electron emitting portion, 21: droplet applying means, 50: device electrode 2, 3
Ammeter for measuring the device current If flowing through the conductive thin film 4 between the devices; 51: a power supply for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device; 52: an emission current Ie emitted from the electron-emitting portion 5 of the device. , A high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode, an anode electrode for capturing an emission current Ie emitted from an electron emission portion of the element, a vacuum device, 56: exhaust pump, 71: electron source substrate, 72: X direction wiring, 73: Y direction wiring, 74: surface conduction electron-emitting device, 75: connection,
81: rear plate, 82: support frame, 83: glass substrate, 84: fluorescent film, 85: metal back, 86: face plate, 87: high voltage terminal, 88: envelope, 91: black conductive material, 92: fluorescent Body, 93: glass substrate, 101:
Display panel, 102: scanning circuit, 103: control circuit, 1
04: shift register, 105: line memory, 10
6: synchronization signal separation circuit, 107: modulation signal generator, Vx
And Va: DC voltage source, 110: electron source substrate, 11
1: electron-emitting device; 112: common wiring for wiring the electron-emitting devices; 120: grid electrode; 121: hole for passing electrons;
2: Dox1, Dox2,... Doxm external terminal made of Doxm, 123: G connected to grid electrode 120
1, G2.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−277294(JP,A) 特開 平9−106754(JP,A) 特開 平7−182972(JP,A) 特開 平7−192613(JP,A) 特開 平7−192615(JP,A) 特開 平8−337747(JP,A) 特開 平8−104810(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 11/00 - 11/20 C07F 15/00 H01J 1/30 H01J 9/02 Continuation of the front page (56) References JP-A-8-277294 (JP, A) JP-A-9-106754 (JP, A) JP-A-7-182972 (JP, A) JP-A-7-192613 (JP, A) JP-A-7-192615 (JP, A) JP-A-8-337747 (JP, A) JP-A-8-104810 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) C09D 11/00-11/20 C07F 15/00 H01J 1/30 H01J 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記式の有機金属錯体金属成分と樹脂を
含む液体を液滴として吐出させる吐出ノズルを備えたこ
とを特徴とするインクジェット噴射装置。 【化1】 (但し、R1 、R2 素数1〜4のアルキル基、1:
2〜4の整数、m=1〜4の整数、n=0〜2の整数、
M=金属)
1. An ink jet apparatus comprising a discharge nozzle for discharging a liquid containing an organometallic complex metal component and a resin represented by the following formula as droplets. Embedded image (However, R 1, R 2; alkyl group having a carbon number of 1 to 4, 1:
An integer of 2 to 4, an integer of m = 1 to 4, an integer of n = 0 to 2,
M = metal)
【請求項2】 下記式の有機金属錯体金属成分と樹脂を
含む液体からなることを特徴とするインクジェットイン
ク。 【化2】 (但し、R1 、R2 素数1〜4のアルキル基、1:
2〜4の整数、m=1〜4の整数、n=0〜2の整数、
M=金属)
2. An ink-jet ink comprising a liquid containing an organometallic complex metal component represented by the following formula and a resin. Embedded image (However, R 1, R 2: an alkyl group having a carbon number of 1 to 4, 1:
An integer of 2 to 4, an integer of m = 1 to 4, an integer of n = 0 to 2,
M = metal)
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