JP3302255B2 - Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus - Google Patents

Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus

Info

Publication number
JP3302255B2
JP3302255B2 JP6900196A JP6900196A JP3302255B2 JP 3302255 B2 JP3302255 B2 JP 3302255B2 JP 6900196 A JP6900196 A JP 6900196A JP 6900196 A JP6900196 A JP 6900196A JP 3302255 B2 JP3302255 B2 JP 3302255B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
emitting device
manufacturing
voltage
droplets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6900196A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09245622A (en
Inventor
和也 重岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6900196A priority Critical patent/JP3302255B2/en
Publication of JPH09245622A publication Critical patent/JPH09245622A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3302255B2 publication Critical patent/JP3302255B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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】本発明は電子放出素子、電子
源基板、及び画像形成装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron-emitting device, an electron source substrate, and a method for manufacturing an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型(以下、「FE型」と略す)、金属/絶縁層
/金属型(以下、「MIM型」と略す)や表面伝導型電
子放出素子等がある。FE型の例としては「W.P.D
yke&W.W.Dolan、“Field emis
sion”、Advance in Electron
Physics、8、89(1956)」あるいは
「C.A.Spindt、“Physical Pro
perties of thin−film fiel
d emission cathodes with
molybdenium”、J.Appl.Phy
s.,47,5248(1976)」等が知られてい
る。MIM型の例としては「C.A.Mead、“Th
e Tunnel−emission amplifi
er”、J.Appl.Phys.、32、646(1
961)」等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a thermionic electron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron source includes a field emission type (hereinafter abbreviated as “FE type”), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter abbreviated as “MIM type”), a surface conduction type electron emission element, and the like. As an example of the FE type, "WPPD
yke & W. W. Dolan, "Field emis
sion ”, Advance in Electron
Physics, 8, 89 (1956) "or" CA Spindt, "Physical Pro.
parties of thin-film field
de emission cathodes with
mollybdenium ", J. Appl. Phys.
s. , 47, 5248 (1976) ". Examples of the MIM type include “CAMead,“ Th
e Tunnel-emission amplifi
er ", J. Appl. Phys., 32, 646 (1
961)).

【0003】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
「M.I.Elinson、Radio Eng.El
ectron Phys.、1290(1965)」等
がある。表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、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 SolidFi
lms”、9 317(1972)」)、In23
SnO2 薄膜によるもの(「M.Hartwell a
nd C.G.Fonstad:“IEEETran
s.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。
Examples of the surface conduction electron-emitting device include:
"MI Elinson, Radio Eng. El
electron Phys. , 1290 (1965) ". The surface conduction electron-emitting device utilizes the phenomenon that electron emission occurs when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the 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 SolidFi
lms ", 9 317 (1972)"), In 2 O 3 /
By a SnO 2 thin film (“M. Hartwell a
nd C.I. G. FIG. Fonstad: “IEEE Tran
s. ED Conf. ", 519 (1975)"), a carbon thin film ("Hisashi Araki et al .: Vacuum, 26th
Vol. 1, No. 22, p. 22 (1983) ").

【0004】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のM.ハートウェルの素子構成を
図12に示す。同図において1は基板である。4は導電
性薄膜で、H型形状のパターンに、スパッタで形成され
た金属酸化物薄膜等からなり、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。尚、電子放出部
5の位置及び形状については、不明であるので模式図と
して表わした。
A typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices is described in the above-mentioned M.S. FIG. 12 shows the device configuration of the Hartwell. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate. Reference numeral 4 denotes a conductive thin film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering in an H-shaped pattern, and the electron emitting portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later.
In addition, the element electrode interval L in the figure is 0.5 mm to 1 mm,
W 'is set at 0.1 mm. Since the position and shape of the electron-emitting portion 5 are unknown, they are shown as schematic diagrams.

【0005】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行なう前に導電性薄膜4に対して
予め通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことに
よって電子放出部5を形成するのが一般的である。通電
フォーミングとは導電性薄膜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、導電性薄膜4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は導電性薄膜
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
なわれる。前記通電フォーミング処理をした表面伝導型
電子放出素子は、導電性薄膜4に電圧を印加し、素子に
電流を流すことにより電子放出部5より電子を放出せし
めるものである。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, the electron-emitting portion 5 is generally formed by subjecting the conductive thin film 4 to an energization process called energization forming before performing electron emission. It is a target. The energization forming is to apply a DC voltage or a very slowly increasing voltage, for example, about 1 V / min, to both ends of the conductive thin film 4 and to energize the conductive thin film 4 to locally destroy, deform or alter the conductive thin film 4. Electron emitting portion 5 in a resistance state
Is to form In the electron emitting portion 5, a crack is generated in a part of the conductive thin film 4, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. In the surface conduction type electron-emitting device subjected to the energization forming process, a voltage is applied to the conductive thin film 4 and a current flows through the device to cause the electron-emitting portion 5 to emit electrons.

【0006】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから大面積にわたり多数素子を配
列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生かせるよ
うないろいろな応用が研究されている。例えば、荷電ビ
ーム源、画像表示装置等の表示装置があげられる。
The above-mentioned surface conduction type emission element has an advantage that a large number of elements can be arranged and formed over a large area because of its simple structure and easy manufacture. Therefore, various applications that can take advantage of this feature are being studied. For example, a display device such as a charged beam source and an image display device can be used.

【0007】また、特開平2−56822号公報に開示
されている電子放出素子の構成を図13に示す。同図に
おいて1は基板、2及び3は素子電極、4は導電性薄
膜、5は電子放出部である。この電子放出素子の製造方
法としては、様々な方法があるが、例えば基板1に一般
的な真空蒸着技術、フォトリソグラフィ技術により素子
電極2,3を形成する。次いで導電性薄膜4を分散塗布
法等によって形成する。その後、素子電極2,3に電圧
を印加し通電処理を施すことによって電子放出部5を形
成する。
FIG. 13 shows the structure of an electron-emitting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-56822. In the figure, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emitting portion. There are various methods for manufacturing the electron-emitting device. For example, the device electrodes 2 and 3 are formed on the substrate 1 by a general vacuum deposition technique and a photolithography technique. Next, a conductive thin film 4 is formed by a dispersion coating method or the like. Thereafter, a voltage is applied to the device electrodes 2 and 3 to perform an energization process, thereby forming the electron-emitting portions 5.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例による製造方法では半導体プロセスを主とする方
法で製造するものであるため、時間がかかり、また、現
行の技術では大面積に電子放出素子を形成することが困
難であり、且つ特殊で高価な製造装置を必要とし、生産
コストが高いといった欠点がある。
However, in the above-mentioned conventional manufacturing method, since the manufacturing is performed mainly by a semiconductor process, it takes a long time, and the current technology forms an electron-emitting device in a large area. However, there are drawbacks in that it is difficult to perform the process, a special and expensive manufacturing apparatus is required, and the production cost is high.

【0009】そこで本発明の目的は短時間に低コスト
で、且つ容易に大面積において電子放出素子を形成する
ことができる表面伝導型電子放出素子並びにそれを有す
る電子源基板及び画像形成装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface conduction electron-emitting device capable of easily forming an electron-emitting device in a large area in a short time at low cost, an electron source substrate having the same, and an image forming apparatus. Is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、一対の素子電極間に、導電膜を形成するた
めの材料の溶液を液滴の状態で付与して導電膜を形成
し、そしてこの導電膜に電子放出部を形成する電子放出
素子、電子源基板、あるいは画像形成装置の製造方法に
おいて、複数または単数のノズルを有するインクジェッ
ト方式の液滴付与手段を用い、このノズルを前記素子電
極間のギャップ方向に走行させながら、付与される液滴
によって形成されるドットの直径より短い間隔で複数の
前記材料溶液の液滴を付与することを特徴とする。ここ
で、前記電子放出部の膜厚は、付与する液滴の量、また
は液滴の数によって制御することができる。また、前記
インクジェット方式では圧電素子を用いたもの、熱的エ
ネルギーの付与により気泡を発生させ液滴を吐出させる
方式による前記液滴付与手段を用いることができる。
According to the present invention, a solution of a material for forming a conductive film is applied between a pair of device electrodes in the form of droplets to form a conductive film. And, in the method of manufacturing an electron-emitting device, an electron source substrate, or an image forming apparatus for forming an electron-emitting portion on the conductive film, using an inkjet type droplet applying means having a plurality or a single nozzle, The method is characterized in that a plurality of droplets of the material solution are applied at an interval shorter than the diameter of a dot formed by the applied droplets while traveling in a gap direction between the device electrodes. Here, the film thickness of the electron emitting portion can be controlled by the amount of the applied droplets or the number of the droplets. In addition, in the inkjet method, a method using a piezoelectric element or the above-described liquid droplet applying means using a method of generating bubbles by applying thermal energy and ejecting liquid droplets can be used.

【0011】以上の方法により、フォトリソグラフィ技
術を用いることなく導電膜を形成でき、かつ複数のドッ
トでマルチパターン(以下パッド)を形成するため、ア
ライメント精度も高いものを必要とせず、歩留りを向上
させることができる。また、対向する素子電極間のギャ
ップ方向に走査し、走査方向に液滴のドット径より短い
間隔で複数個の液滴を付与してマルチパターンを形成す
るため、例えば、図3(c)のようにギャップ方向に垂
直な方向に配列される多数の素子を形成する場合、その
配列方向に走査し、この走査を、基板ギャップ方向に送
りながら複数回行う場合より短時間で形成できる。
According to the above method, a conductive film can be formed without using photolithography technology, and a multi-pattern (hereinafter referred to as a pad) is formed with a plurality of dots. Can be done. Further, in order to form a multi-pattern by scanning in the gap direction between opposing element electrodes and applying a plurality of droplets at intervals shorter than the dot diameter of the droplets in the scanning direction, for example, as shown in FIG. When a large number of elements arranged in a direction perpendicular to the gap direction are formed as described above, scanning can be performed in the arrangement direction, and the scanning can be formed in a shorter time than when scanning is performed a plurality of times while moving in the substrate gap direction.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施形態を
示す。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described.

【0013】本発明が対象とする冷陰極電子源として
は、単純な構成であり、製法が容易な表面伝導型電子放
出素子が好適である。
As the cold cathode electron source to which the present invention is applied, a surface conduction electron-emitting device having a simple structure and easy to manufacture is preferable.

【0014】図4は本発明の一実施形態に係る基本的な
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。図4において1は基板、2,3は素子電
極、4は導電性薄膜、5は電子放出部である。基板1と
しては、石英ガラス、Na等の不純物含有量の少ないガ
ラス、青板ガラス、SiO2 を表面に形成したガラス基
板及びアルミナ等のセラミックス基板が用いられる。素
子電極2,3の材料としては一般的な導電体が用いら
れ、例えばNi,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,
Al,Cu,Pd等の金属あるいは合金、Pd,Ag,
Au,RuO2 ,Pd−Ag等の金属あるいは金属酸化
物とガラス等から構成される印刷導体、In23 −S
nO2 等の透明導電体、ポリシリコン等の半導体材料等
から適宜選択される。
FIG. 4 is a schematic plan view and a sectional view showing the structure of a basic surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emitting portion. As the substrate 1, quartz glass, impurity content less glass such as Na, blue plate glass, ceramics substrate such as a glass substrate and an alumina forming the SiO 2 on the surface used. As a material for the device electrodes 2 and 3, a general conductor is used. For example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti,
Metals or alloys such as Al, Cu, Pd, Pd, Ag,
Printed conductor composed of a metal such as Au, RuO 2 , Pd-Ag or a metal oxide and glass; In 2 O 3 —S
It is appropriately selected from a transparent conductor such as nO 2 or a semiconductor material such as polysilicon.

【0015】素子電極2,3間の間隔Lは好ましくは数
百オングストロームないし数百マイクロメートルであ
る。また素子電極2,3間に印加する電圧は低い方が望
ましく、再現良く作成することが要求されるため、好ま
しい素子電極間隔Lは数マイクロメートルないし数十マ
イクロメートルである。素子電極2,3の長さW1は電
極の抵抗値、及び電子放出特性から、数マイクロメート
ルないし数百マイクロメートルであり、また素子電極
2,3の膜厚dは、数百オングストロームないし数マイ
クロメートルが好ましい。尚、図1の構成に限らず、基
板1上に導電性薄膜4、素子電極2,3の電極を順に形
成させた構成にしてもよい。
The distance L between the device electrodes 2 and 3 is preferably several hundred angstroms to several hundred micrometers. Further, it is desirable that the voltage applied between the device electrodes 2 and 3 is low, and it is required to produce the device with good reproducibility. Therefore, the preferable device electrode interval L is several micrometers to several tens of micrometers. The length W1 of the device electrodes 2 and 3 is several micrometers to hundreds of micrometers from the electrode resistance value and electron emission characteristics, and the film thickness d of the device electrodes 2 and 3 is several hundred angstroms to several micrometers. Meters are preferred. The configuration is not limited to the configuration in FIG. 1, and a configuration in which the conductive thin film 4 and the electrodes of the device electrodes 2 and 3 are sequentially formed on the substrate 1 may be employed.

【0016】導電性薄膜4としては、良好な電子放出特
性を得るために、微粒子で構成された微粒子膜が特に好
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
ーミング条件等によって、適宜設定されるが、好ましく
は数オングストロームないし数千オングストロームで、
特に好ましくは10オングストロームないし500オン
グストロームである。そのシート抵抗値は10の3乗な
いし10の7乗オーム/□である。
The conductive thin film 4 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics, and the film thickness is determined by the step coverage of the device electrodes 2 and 3 and the device electrodes 2 and 3. It is appropriately set depending on the resistance value between the electrodes and the energizing forming conditions described below, but is preferably several angstroms to several thousand angstroms.
Particularly preferably, it is 10 Å to 500 Å. The sheet resistance value is 10 3 to 10 7 ohm / □.

【0017】導電性薄膜4を構成する材料としては、P
d,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,C
r,Fe,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金属、Pd
O,SnO2 ,In23 ,PbO,Sb23 等の酸
化物があげられる。
The material constituting the conductive thin film 4 is P
d, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, C
metals such as r, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, Pd
Oxides such as O, SnO 2 , In 2 O 3 , PbO, and Sb 2 O 3 are mentioned.

【0018】尚、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
しており、微粒子の粒径は数オングストロームないし数
千オングストロームであり、好ましくは10オングスト
ロームないし200オングストロームである。
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 in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (an island). The particle size of the fine particles is from several Angstroms to several thousand Angstroms, preferably from 10 Angstroms to 200 Angstroms.

【0019】次に、図面を参照して図4の電子放出素子
の製造方法、特に導電性薄膜4を構成する微粒子膜の形
成方法を詳細に説明する。
Next, a method for manufacturing the electron-emitting device shown in FIG. 4, particularly a method for forming a fine particle film constituting the conductive thin film 4, will be described in detail with reference to the drawings.

【0020】図1は、導電性薄膜4の形成方法を示す図
であり、図2は導電性薄膜4を形成する材料の液滴のマ
ルチパターン(パッド)を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a method of forming the conductive thin film 4, and FIG. 2 is a view showing a multi-pattern (pad) of liquid droplets of a material for forming the conductive thin film 4.

【0021】図1,2において、6は液滴付与装置、7
は液滴、4は液滴を基板1上に付与した後形成される、
液状あるいは固体状の円形の膜(ドット)である。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 6 denotes a droplet applying device;
Are formed after applying the droplet on the substrate 1,
It is a liquid or solid circular film (dot).

【0022】液滴付与装置6としては、任意の液滴を形
成できる装置であればどのような装置でもかまわない
が、特に十数ngから数十ng程度の範囲で制御が可能
で、且つ数十ng程度以上の微少量の液滴が容易に形成
でき、複数のノズルを有するインクジェット方式の装置
がよい。また、液滴の材料としては、液滴が形成できる
状態であればどのような状態でもかまわないが、水、溶
剤等に前述の金属等を分散、溶解した、溶液、有機金属
溶液等が使える。
As the droplet applying device 6, any device can be used as long as it can form an arbitrary droplet. In particular, the device can be controlled in a range of about several tens to several tens of ng. It is preferable to use an ink jet type apparatus which can easily form a very small amount of droplets of about 10 ng or more and has a plurality of nozzles. As the material of the droplet, any state may be used as long as the droplet can be formed, but a solution in which the above-described metal or the like is dispersed and dissolved in water, a solvent, or the like, a solution of an organic metal, or the like can be used. .

【0023】有機溶剤等で充分洗浄し乾燥させた基板1
に、真空蒸着技術及びフォトリソグラフィ技術を用いて
素子電極2,3を形成する。この基板1上に、図2に示
すような複数のドット4を付与してマルチパターン(パ
ッド)を形成する。ここで、ノズルを素子電極2,3の
ギャップ方向に走査して、ドット間隔P1をドット4の
直径φより短い間隔で複数個付与する。これにより隣接
するドットが重なり、液滴が基板上でのびて幅W2がほ
ぼ一定になることによりパッドを形成する。尚パッドの
大きさは、幅W2が素子電極幅W1以下で、長さTはギ
ャップ間隔L1以上であることが好ましく、さらには求
める抵抗値、素子電極の幅及びギャップ幅、アライメン
ト精度により決定される。なお、図2(b)では6個の
液滴により、パッドを形成したが本発明においてはこれ
に限らず複数個であれば良い。また、図2(b)のよう
に一列でなく、図3(b)のように複数列に形成しても
良い。
Substrate 1 sufficiently washed with an organic solvent and dried
Next, device electrodes 2 and 3 are formed using a vacuum deposition technique and a photolithography technique. A plurality of dots 4 as shown in FIG. 2 are provided on the substrate 1 to form a multi-pattern (pad). Here, a plurality of dot intervals P1 are provided at intervals shorter than the diameter φ of the dots 4 by scanning the nozzles in the gap direction between the element electrodes 2 and 3. As a result, adjacent dots overlap, the droplets extend on the substrate, and the width W2 becomes substantially constant, thereby forming a pad. The size of the pad is preferably such that the width W2 is equal to or less than the element electrode width W1 and the length T is equal to or greater than the gap interval L1. Further, the size of the pad is determined by the required resistance value, the width and gap width of the element electrode, and the alignment accuracy. You. In FIG. 2B, the pad is formed by six droplets, but the present invention is not limited to this, and a plurality of droplets may be used. Further, instead of a single line as shown in FIG. 2B, a plurality of lines may be formed as shown in FIG. 3B.

【0024】以上の方法で液滴を付与した後、300度
ないし600度の温度で加熱処理し、溶媒を蒸発させて
導電性薄膜4を形成する。
After the droplets are applied by the above method, a heat treatment is performed at a temperature of 300 to 600 degrees to evaporate the solvent to form the conductive thin film 4.

【0025】図4の電子放出素子について説明する。電
子放出部5は導電性薄膜4の一部に形成された高抵抗の
亀裂であり、通電フォーミング等により形成される。ま
た亀裂内には数オングストロームから数百オングストロ
ームの粒径の導電性微粒子を有することもある。この導
電性微粒子は導電性薄膜4を構成する物質の少なくとも
一部の元素を含んでいる。また電子放出部5及びその近
傍の導電性薄膜4は炭素あるいは炭素化合物を有するこ
ともある。
The electron-emitting device shown in FIG. 4 will be described. The electron-emitting portion 5 is a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 4, and is formed by energization forming or the like. The crack may have conductive fine particles having a particle size of several Angstroms to several hundred Angstroms. The conductive fine particles contain at least some of the elements constituting the conductive thin film 4. Further, the electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof may contain carbon or a carbon compound.

【0026】通電フォーミングと呼ばれる通電処理は素
子電極2,3間に不図示の電源より通電を行い、導電性
薄膜4を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造
を変化させた部位を形成させるものである。この局所的
に構造変化させた部位が電子放出部5である。通電フォ
ーミングの電圧波形の例を図5に示す。
In an energization process called energization forming, an energization is performed between the element electrodes 2 and 3 from a power source (not shown) to locally destroy, deform or alter the conductive thin film 4, thereby forming a portion having a changed structure. Things. The site where the structure is locally changed is the electron emitting portion 5. FIG. 5 shows an example of the voltage waveform of the energization forming.

【0027】電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
(図5(a))と、パルス波高値を増加させながら、電
圧パルスを印加する場合(図5(b))とがある。まず
パルス波高値が一定電圧とした場合(図5(a))につ
いて説明する。
The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform. When a voltage pulse having a constant pulse peak value is continuously applied (FIG. 5A), when a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value (FIG. 5B). First, the case where the pulse peak value is a constant voltage (FIG. 5A) will be described.

【0028】図5(a)におけるT1及びT2は電圧波
形のパルス幅とパルス間隔であり、T1を1マイクロ秒
〜10ミリ秒、T2を10マイクロ秒〜100ミリ秒と
し、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
し、適当な真空度、例えば、10の−5乗torr程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分印加する。尚、素子
電極間に印加する波形は三角波に限定することはなく、
矩形波等所望の波形を用いても良い。
In FIG. 5A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds, T2 is 10 microseconds to 100 milliseconds, and the peak value of the triangular wave ( The peak voltage at the time of energization forming is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device, and is applied for several seconds to several tens of minutes under a vacuum atmosphere having an appropriate degree of vacuum, for example, about 10 −5 torr. . The waveform applied between the device electrodes is not limited to a triangular wave,
A desired waveform such as a rectangular wave may be used.

【0029】図5(b)におけるT1及びT2は、図5
(a)と同様であり、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0.1Vステップ程度づ
つ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。
T1 and T2 in FIG.
As in (a), the peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of energization forming) is increased in steps of, for example, about 0.1 V and applied under an appropriate vacuum atmosphere.

【0030】尚、この場合の通電フォーミング処理はパ
ルス間隔T2中に、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形
しない程度の電圧、例えば0.1V程度の電圧で素子電
流を測定し、抵抗値を求め、例えば、1Mオーム以上の
抵抗を示した時に通電フォーミング終了とする。
In the energization forming process in this case, the element current is measured at a voltage that does not locally destroy or deform the conductive thin film 4 during the pulse interval T2, for example, a voltage of about 0.1 V, and the resistance value is measured. The energization forming is terminated when, for example, a resistance of 1 M ohm or more is indicated.

【0031】次に通電フォーミングが終了した素子に活
性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化工程
とは、例えば、10の−4乗〜10の−5乗torr程
度の真空度で、通電フォーミング同様、パルス波高値が
一定の電圧パルスを繰り返し印加する処理のことであ
り、真空中に存在する有機物質に起因する炭素あるいは
炭素化合物を導電性薄膜4上に堆積させ、素子電流I
f、放出電流Ieを著しく変化させる処理である。活性
化工程は素子電流Ifと放出電流Ieを測定しながら、
例えば、放出電流Ieが飽和した時点で終了する。また
印加する電圧パルスは動作駆動電圧で行うことが好まし
い。
Next, it is desirable to perform a process called an activation process on the element after the energization forming. The activation process is, for example, a process of repeatedly applying a voltage pulse having a constant pulse peak value at a degree of vacuum of about 10 −4 to 10 −5 torr, as in the energization forming. Is deposited on the conductive thin film 4 by carbon or a carbon compound caused by an organic substance existing in the device.
f, a process for significantly changing the emission current Ie. The activation step measures the device current If and the emission current Ie,
For example, the process ends when the emission current Ie is saturated. Further, it is preferable that the applied voltage pulse be performed at an operation drive voltage.

【0032】尚、ここで炭素あるいは炭素化合物とは、
グラファイト(単結晶、多結晶双方を指す)、非晶質カ
ーボン(非晶質カーボン及び多結晶グラファイトとの混
合物を指す)であり、その膜厚は500オングストロー
ム以下が好ましく、より好ましくは300オングストロ
ーム以下である。
Here, the carbon or carbon compound is
Graphite (indicating both single crystal and polycrystalline) and amorphous carbon (indicating a mixture of amorphous carbon and polycrystalline graphite). The film thickness is preferably 500 Å or less, more preferably 300 Å or less. It is.

【0033】こうして作成した電子放出素子は、通電フ
ォーミング工程、活性化工程における真空度よりも高い
真空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。ま
た更に高い真空度の雰囲気下で、80℃〜150℃の加
熱後動作駆動させることが望ましい。フォーミング工
程、活性化処理した真空度より高い真空度とは、例えば
約10の−6乗以上の真空度であり、より好ましくは超
高真空系であり、新たに炭素あるいは炭素化合物が導電
性薄膜4上にほとんど堆積しない真空度である。こうす
ることによって素子電流If、放出電流Ieを安定化さ
せることが可能になる。
The electron-emitting device thus prepared is preferably operated and driven in an atmosphere having a degree of vacuum higher than the degree of vacuum in the energization forming step and the activation step. Further, it is desirable to drive the device after heating at 80 ° C. to 150 ° C. in an atmosphere with a higher vacuum degree. The vacuum degree higher than the vacuum degree after the forming step and the activation treatment is, for example, a vacuum degree of about 10 −6 or more, more preferably an ultra-high vacuum system, in which carbon or a carbon compound is newly formed of a conductive thin film. 4 is a degree of vacuum that hardly accumulates. This makes it possible to stabilize the element current If and the emission current Ie.

【0034】次に画像形成装置について述べる。画像形
成装置に用いられる電子源基板は複数の表面伝導型電子
放出素子を基板上に配列することにより形成される。表
面伝導型電子放出素子の配列の方式としては、表面伝導
型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の両端を配
線で接続するはしご型配置(以下、はしご型配置電子源
基板と呼ぶ)や、表面伝導型電子放出素子の一対の素子
電極にそれぞれX方向配線、Y方向配線を接続した単純
マトリクス配置(以下、マトリクス型配置電子源基板と
呼ぶ)があげられる。尚、はしご型配置電子源基板を有
する画像形成装置には電子放出素子からの電子の飛翔を
制御する電極である制御電極(グリッド電極)を必要と
する。
Next, the image forming apparatus will be described. An electron source substrate used in an image forming apparatus is formed by arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices on a substrate. As a method of arranging the surface-conduction electron-emitting devices, the surface-conduction electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends of each element are connected by wiring. Another example is a simple matrix arrangement in which an X-direction wiring and a Y-direction wiring are connected to a pair of device electrodes of a surface conduction electron-emitting device (hereinafter, referred to as a matrix-type arrangement electron source substrate). Note that an image forming apparatus having a ladder-type electron source substrate requires a control electrode (grid electrode) which is an electrode for controlling the flight of electrons from the electron-emitting devices.

【0035】以下単純マトリクス配置の電子源の構成に
ついて、図6を用いて説明する。61は電子源基板、6
2はX方向配線、63はY方向配線、64は表面伝導型
電子放出素子、65は結線である。電子源基板61に用
いる基板は前述したガラス基板等であり、用途に応じて
形状が適宜設定される。m本のX方向配線62は、DX
1,DX2,・・・・・・DXmからなり、Y方向配線63は
DY1,DY2,・・・・・・DYnのn本の配線よりなる。
また多数の表面伝導型素子64にほぼ均等な電圧が供給
されるように材料、膜厚、配線幅が適宜設定される。こ
れらm本のX方向配線62とn本のY方向配線63間は
不図示の層間絶縁層により電気的に分離されてマトリッ
クス配線を構成する(m,nは共に正の整数)。
The structure of the electron source having the simple matrix arrangement will be described below with reference to FIG. 61 is an electron source substrate, 6
2 is an X-direction wiring, 63 is a Y-direction wiring, 64 is a surface conduction electron-emitting device, and 65 is a connection. The substrate used as the electron source substrate 61 is the above-described glass substrate or the like, and the shape is appropriately set according to the application. The m X-direction wires 62 are DX
, DX2,..., DXm, and the Y-direction wiring 63 is composed of n wirings DY1, DY2,.
Further, the material, the film thickness, and the wiring width are appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to many surface conduction elements 64. The m X-directional wirings 62 and the n Y-directional wirings 63 are electrically separated by an interlayer insulating layer (not shown) to form a matrix wiring (m and n are both positive integers).

【0036】不図示の層間絶縁層はX方向配線62を形
成した基板61の全面域は一部の所望の領域に形成され
る。X方向配線62とY方向配線63はそれぞれ外部端
子として引き出される。更に表面伝導型放出素子64の
素子電極(不図示)がm本のX方向配線62及びn本の
Y方向配線63と結線65によって電気的に接続されて
いる。また表面伝導型電子放出素子64は、基板あるい
は不図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。
The interlayer insulating layer (not shown) is formed in a part of a desired region on the entire surface of the substrate 61 on which the X-directional wiring 62 is formed. The X-direction wiring 62 and the Y-direction wiring 63 are led out as external terminals. Further, the element electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 64 are electrically connected to the m X-directional wirings 62 and the n Y-directional wirings 63 by connection 65. The surface conduction electron-emitting device 64 may be formed on either the substrate or an interlayer insulating layer (not shown).

【0037】また詳しくは後述するが、X方向配線62
は、X方向に配列する表面伝導型放出素子64の行を入
力信号に応じて走査するための走査信号を印加するため
の不図示の走査信号発生手段と電気的に接続されてい
る。一方、Y方向配線63は、Y方向に配列する表面伝
導型放出素子64の各列を入力信号に応じて変調するた
めの変調信号を印加するための不図示の変調信号発生手
段と電気的に接続されている。更に表面伝導型電子放出
素子64の各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
るものである。これにより、単純なマトリクス配線だけ
で個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。
As will be described in detail later, the X-direction wiring 62
Are electrically connected to a scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for scanning a row of the surface conduction electron-emitting devices 64 arranged in the X direction according to an input signal. On the other hand, the Y-direction wiring 63 is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices 64 arranged in the Y direction according to an input signal. It is connected. Further, the driving voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting device 64 is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the element. As a result, individual elements can be selected and driven independently using only simple matrix wiring.

【0038】次に、以上のようにして作成した単純マト
リクス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図
7、図8及び図9を用いて説明する。図7は画像形成装
置の表示パネルの基本構成図であり、図8はこれに用い
られる蛍光膜を示す。図9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ブロック図を示す
とともに、その駆動回路を含む画像形成装置を表す。
Next, an image forming apparatus using the electron sources having the simple matrix arrangement prepared as described above will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. FIG. FIG. 7 is a basic configuration diagram of a display panel of an image forming apparatus, and FIG. 8 shows a fluorescent film used for the display panel. FIG. 9 shows a block diagram of a drive circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal, and shows an image forming apparatus including the drive circuit.

【0039】図7において、61は電子放出素子64を
基板上に作製した電子源基板、71は電子源基板61を
固定したリアプレート、76はガラス基板73の内面に
蛍光膜74とメタルバック75等が形成されたフェース
プレート、72は支持枠であり、リアプレート71、支
持枠72及びフェースプレート76を、フリットガラス
等を塗布し、大気中あるいは窒素中で400〜500度
で10分以上焼成することで封着して外囲器78を構成
する。5は電子放出素子64の電子放出部、62,63
は各表面伝導型電子放出素子64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。
In FIG. 7, reference numeral 61 denotes an electron source substrate on which an electron-emitting device 64 is formed, 71 is a rear plate on which the electron source substrate 61 is fixed, and 76 is a fluorescent film 74 and a metal back 75 on the inner surface of a glass substrate 73. And a support frame 72. The rear plate 71, the support frame 72, and the face plate 76 are coated with frit glass or the like and baked in the air or nitrogen at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more. Then, sealing is performed to form the envelope 78. Reference numeral 5 denotes an electron emission portion of the electron emission element 64;
Are X-direction wiring and Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of each surface conduction electron-emitting device 64.

【0040】外囲器78は、上述の如くフェースプレー
ト76、支持枠72、リアプレート71で構成したが、
リアプレート71は主に電子源基板61の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板61自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート71は不要であ
り、電子源基板61に直接支持枠72を封着し、フェー
スプレート76、支持枠72、電子源基板61にて外囲
器78を構成しても良い。またさらにはフェースプレー
ト76、リアプレート71間に、スペーサーとよばれる
耐大気圧支持部材を設置することで大気圧に対して十分
な強度をもつ外囲器78にすることもできる。
The envelope 78 includes the face plate 76, the support frame 72, and the rear plate 71 as described above.
Since the rear plate 71 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 61, if the electron source substrate 61 itself has sufficient strength, the separate rear plate 71 is unnecessary, and The support frame 72 may be directly sealed, and the envelope 78 may be constituted by the face plate 76, the support frame 72, and the electron source substrate 61. Further, by providing an anti-atmospheric pressure support member called a spacer between the face plate 76 and the rear plate 71, the envelope 78 having sufficient strength against atmospheric pressure can be obtained.

【0041】図8中82は蛍光膜74を構成する蛍光体
である。蛍光体82はモノクロームの場合は蛍光体のみ
からなるが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列に
よりブラックストライプあるいはブラックマトリクス等
と呼ばれる黒色導電材81とで構成される。ブラックス
トライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、カラー
表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体82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74における外光反射によるコントラス
トの低下を抑制することである。ブラックストライプの
材料としては、通常良く用いられている黒鉛を主成分と
する材料だけでなく、導電性があり、光の透過及び反射
が少ない材料であればこれに限るものではない。
In FIG. 8, reference numeral 82 denotes a phosphor constituting the phosphor film 74. The phosphor 82 is composed of only the phosphor in the case of a monochrome, but is composed of a black conductive material 81 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphor in the case of a color phosphor film. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color separation and the like inconspicuous by making the painted portions between the phosphors 82 of the necessary three primary color phosphors black in color display, The purpose is to suppress a decrease in contrast due to light reflection. The material of the black stripe is not limited to the commonly used material containing graphite as a main component, as long as it is conductive and has little light transmission and reflection.

【0042】ガラス基板73に蛍光体を塗布する方法と
しては、モノクローム、カラーによらず沈澱法や印刷法
が用いられる。また蛍光膜74(図7)の内面側には通
常、メタルバック75(図7)が設けられる。メタルバ
ック75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76側へ鏡面反射することにより輝度を向上
すること、電子ビーム加速電圧を印加するための電極と
して作用すること、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の蛍光体の保護等の役割を有する。
メタルバック75は蛍光膜74の作製後、蛍光膜74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A1を真空蒸着等で堆積することで
作製できる。
As a method of applying a fluorescent substance to the glass substrate 73, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color. A metal back 75 (FIG. 7) is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 74 (FIG. 7). The metal back 75 improves the brightness by reflecting the light toward the inner surface side of the light emitted from the phosphor to the face plate 76 side to improve the brightness, acts as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and It has a role of protecting the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the vessel.
The metal back 75 can be manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 74 after manufacturing the fluorescent film 74, and then depositing A1 by vacuum evaporation or the like.

【0043】フェースプレート76には、更に蛍光膜7
4の導電性を高めるため、蛍光膜74の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 76 further includes a fluorescent film 7.
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 74 in order to increase the conductivity of the fluorescent film 74.

【0044】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ならず、十
分な位置合わせを行う必要がある。
When performing the above-described sealing, in the case of color, the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices, and it is necessary to perform sufficient alignment.

【0045】外囲器78は不図示の排気管を通じ、10
-7torr程度の真空度にされ、封止が行われる。
The envelope 78 passes through an exhaust pipe (not shown) and
The degree of vacuum is set to about -7 torr, and sealing is performed.

【0046】また外囲器78の封止後の真空度を維持す
るためにゲッター処理を行う場合もある。これは外囲器
78の封止を行う直前あるいは封止後に抵抗加熱あるい
は高周波加熱等の加熱法により、外囲器78内の所定の
位置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜
を形成する処理である。ゲッターは通常Ba等が主成分
であり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば1×10-5
torrないし1×10-7torrの真空度を維持する
ものである。尚、表面伝導型電子放出素子の通電フォー
ミング以降の工程は適宜設定される。
In some cases, a getter process is performed to maintain the degree of vacuum after the envelope 78 is sealed. This is accomplished by heating a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the envelope 78 by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating immediately before or after the envelope 78 is sealed, and vapor deposition. This is a process for forming a film. A getter typically contains Ba as a principal component, the adsorption effect of the vapor deposition film, for example, 1 × 10 -5
This is to maintain the degree of vacuum from torr to 1 × 10 −7 torr. Steps after the energization forming of the surface conduction electron-emitting device are appropriately set.

【0047】次に、単純マトリクス配置型基板を有する
電子源を用いて構成したこの表示パネルを駆動して、N
TSC方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行
うための駆動回路の概略構成を図9を用いて説明する。
91は前記表示パネル、92は走査回路、93は制御回
路、94はシフトレジスタ、95はラインメモリ、96
は同期信号分離回路、97は変調信号発生器、Vx及び
Vaは直流電圧源である。
Next, by driving this display panel constituted by using an electron source having a simple matrix arrangement type substrate, N
A schematic configuration of a drive circuit for performing television display based on a TSC television signal will be described with reference to FIG.
91 is the display panel, 92 is a scanning circuit, 93 is a control circuit, 94 is a shift register, 95 is a line memory, 96
Is a synchronization signal separation circuit, 97 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0048】以下、各部の機能を説明するが、まず表示
パネル91は、端子Dox1ないしDoxm及び端子D
oy1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。このうち端子Dox1ないし
Doxmには表示パネル91内に設けられている電子
源、すなわち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
動してゆくための走査信号が印加される。一方、端子D
oy1ないしDoyn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
ームを制御するための変調信号が印加される。また高圧
端子Hvには直流電圧源Vaより、例えば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
素子より出力される電子ビームに蛍光体を励起するのに
十分なエネルギーを付与するための加速電圧である。
The function of each section will be described below. First, the display panel 91 is connected to the terminals Dox1 to Doxm and the terminal Dx1.
It is connected to an external electric circuit via oy1 to Doyn and the high voltage terminal Hv. Of these terminals, the terminals Dox1 to Doxm sequentially drive electron sources provided in the display panel 91, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns, one row at a time (N elements). A scanning signal for moving is applied. On the other hand, terminal D
To oy1 to Doyn, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the one row of surface conduction electron-emitting devices selected by the scanning signal is applied. Further, for example, 10K [V] is applied to the high voltage terminal Hv from the DC voltage source Va.
This is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device to excite the phosphor.

【0049】次に走査回路92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るもので(図
中、S1ないしSmで模式的に示している)、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91の端子Dox1ないしDoxmと電気的に
接続するものである。S1ないしSmの各スイッチング
素子は制御回路93が出力する制御信号Tscanに基
づいて動作するものだが、実際には例えばFETのよう
なスイッチング素子を組み合わせることにより構成する
ことが可能である。尚、前記直流電圧源Vxは前記表面
伝導型電子放出素子の特性(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。
Next, the scanning circuit 92 will be described. This circuit has M switching elements inside (in the figure, S1 to Sm are schematically shown), and each switching element is provided with an output voltage of a DC voltage source Vx or 0V.
[V] (ground level) is selected and electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the display panel 91. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 93, but can be actually configured by combining switching elements such as FETs. Note that the DC voltage source Vx is such that the drive voltage applied to an element that is not scanned based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction type electron emission element is equal to or lower than the electron emission threshold voltage. It is set to output a constant voltage.

【0050】また制御回路93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
作を整合させる働きをもつものである。次に説明する同
期信号分離回路96より送られる同期信号Tsyncに
基づいて各部に対してTscan、Tsft及びTmr
yの各制御信号を発生する。
The control circuit 93 has a function of matching the operations of the respective units so that appropriate display is performed based on an externally input image signal. Tscan, Tsft, and Tmr for each unit based on a synchronization signal Tsync sent from a synchronization signal separation circuit 96 described below.
Generate y control signals.

【0051】同期信号分離回路96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ための回路であり、周波数分離
(フィルター)回路を用いれば構成できるものである。
同期信号分離回路96により分離された同期信号は良く
知られるように垂直同期信号と水平同期信号よりなる
が、ここでは説明の便宜上Tsync信号として図示し
た。一方、前記テレビ信号から分離された画像の輝度信
号成分を便宜上DATA信号と表すが、同信号はシフト
レジスタ94に入力される。
The synchronizing signal separating circuit 96 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and can be formed by using a frequency separating (filter) circuit. It is.
As is well known, the synchronization signal separated by the synchronization signal separation circuit 96 is composed of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal, but is shown here as a Tsync signal for convenience of explanation. On the other hand, a luminance signal component of an image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience, and the signal is input to a shift register 94.

【0052】シフトレジスタ94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あり、制御回路
93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94
のシフトクロックであると言い換えても良い。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する)のデータはId1ない
しIdnのN個の並列信号としてシフトレジスタ94よ
り出力される。
The shift register 94 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and operates based on a control signal Tsft sent from the control circuit 93. I do. That is, the control signal Tsft is
May be rephrased as the shift clock. One line of serial / parallel converted image (electron emitting element N
(Corresponding to the drive data for the elements) is output from the shift register 94 as N parallel signals Id1 to Idn.

【0053】ラインメモリ95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ための記憶装置であり、
制御回路93より送られる制御信号Tmryにしたがっ
て適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶され
た内容はId1ないしIdnとして出力され変調信号発
生器97に入力される。
The line memory 95 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time only.
The contents of Id1 to Idn are stored as appropriate according to the control signal Tmry sent from the control circuit 93. The stored contents are output as Id1 to Idn and input to the modulation signal generator 97.

【0054】変調信号発生器97は前記画像データId
1ないしIdnの各々に応じて表面伝導型電子放出素子
の各々を適切に駆動変調するための信号源であり、その
出力信号は端子Doy1ないしDoynを通じて表示パ
ネル91内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 97 outputs the image data Id
A signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of 1 to Idn, and an output signal thereof is sent to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 91 through terminals Doy1 to Doyn. Applied.

【0055】前述したように本発明に関わる電子放出素
子は放出電流Ieに対して以下の基本特性を有してい
る。すなわち前述したように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。また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
も変化してゆく。尚、電子放出素子の材料や構成、製造
方法を変えることにより電子放出しきい値電圧Vthの
値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえ
る。
As described above, the electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, as described above, electron emission has a clear threshold voltage Vth, 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 in accordance with the change in the voltage applied to the device. Note that the value of the electron emission threshold voltage Vth and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed by changing the material, configuration, and manufacturing method of the electron emission element. I can say that.

【0056】すなわち、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以上の電圧
を印加する場合には電子ビームが出力される。その際、
第一にはパルスの波高値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ことが可能である。第二
には、パルスの幅Pwを変化させることにより出力され
る電子ビームの電荷の総量を制御することが可能であ
る。
That is, when a pulse-like voltage is applied to the present element, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur but a voltage higher than the electron emission threshold is applied. Outputs an electron beam. that time,
First, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the pulse peak value Vm. Second, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw.

【0057】したがって、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
調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには、変
調信号発生器97として、一定の長さの電圧パルスを発
生するが入力されるデータに応じて適宜パルスの波高値
を変調するような電圧変調方式の回路を用いる。またパ
ルス幅変調方式を実施するには、変調信号発生器97と
しては、一定の波高値の電圧パルスを発生するが、入力
されるデータに応じて適宜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。
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 and the like can be mentioned. A voltage modulation circuit is used which generates a voltage pulse having a length of, but modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data. In order to implement the pulse width modulation method, the modulation signal generator 97 generates a voltage pulse having a constant peak value, but the pulse width is such that the width of the voltage pulse is appropriately modulated according to input data. A modulation type circuit is used.

【0058】以上に説明した一連の動作により、画像表
示装置は表示パネル91を用いてテレビジョンの表示を
行える。尚、上記説明中特に記載しなかったが、シフト
レジスタ94やラインメモリ95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差し支えなく、要は画
像信号のシリアル/パラレル変換や記憶が所定の速度で
行われればよい。
Through the series of operations described above, the image display device can display a television using the display panel 91. Although not particularly described in the above description, the shift register 94 and the line memory 95 may be of a digital signal type or an analog signal type. In short, serial / parallel conversion and storage of image signals are performed at a predetermined speed. It should be done in.

【0059】デジタル信号式のものを用いる場合には、
同期信号分離回路96の出力信号DATAをデジタル信
号化する必要があるが、これは同期信号分離回路96の
出力部にA/D変換器を備えれば可能である。また、こ
れと関連してラインメモリ95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97に用い
られる回路が若干異なったものとなる。
When using a digital signal type,
It is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 96 into a digital signal. This can be achieved by providing an A / D converter at the output of the synchronization signal separation circuit 96. In connection with this, the circuit used for the modulation signal generator 97 differs slightly depending on whether the output signal of the line memory 95 is a digital signal or an analog signal.

【0060】まずデジタル信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器97には、例え
ばよく知られるD/A変換回路を用い、必要に応じて増
幅回路等を付け加えればよい。またパルス幅変調方式の
場合、変調信号発生器97は、例えば高速の発振器、発
振器が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ラインメモリ95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こ
とにより構成できる。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伝導型電子放出素子の
駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えて
もよい。
First, the case of a digital signal will be described.
In the voltage modulation method, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 97, and an amplification circuit or the like may be added as necessary. In the case of the pulse width modulation system, the modulation signal generator 97 compares, for example, a high-speed oscillator, a counter (counter) for counting the number of waves output from the oscillator, and an output value of the counter with an output value of the line memory 95. It can be configured by using a circuit in which a comparator (comparator) is combined. If necessary, an amplifier for amplifying the voltage of the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.

【0061】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器97には、例え
ばよく知られるオペアンプ等を用いた増幅回路を用いれ
ばよく、必要に応じてレベルシフト回路等を付け加えて
もよい。またパルス幅変調方式の場合には例えばよく知
られた電圧制御型発振回路(VCO)を用いればよく、
必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで
電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。
Next, the case of an analog signal will be described.
In the voltage modulation method, for example, an amplification circuit using a well-known operational amplifier or the like may be used as the modulation signal generator 97, and a level shift circuit or the like may be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a well-known voltage controlled oscillator (VCO) may be used.
If necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.

【0062】以上のような構成を有する画像表示装置に
おいて、表示パネル91の各電子放出素子には、容器外
端子Dox1ないしDoxm、Doy1ないしDoyn
を通じ、電圧を印加することにより、電子放出させると
ともに、高圧端子Hvを通じ、メタルバック75あるい
は透明電極(不図示)に高圧を印加して電子ビームを加
速し、蛍光膜84に衝突させ、励起・発光させることで
画像を表示することができる。
In the image display device having the above-described structure, the electron-emitting devices of the display panel 91 are provided with external terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Doyn.
Through the high voltage terminal Hv to apply a high voltage to the metal back 75 or a transparent electrode (not shown) to accelerate the electron beam, collide with the fluorescent film 84, and excite An image can be displayed by emitting light.

【0063】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、NTSC方式
をあげたが、これに限るものでなく、PAL、SECA
M方式等の諸方式でもよく、また、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
めとする商品位TV)方式でもよい。
The structure described above is a schematic structure necessary for manufacturing a suitable image forming apparatus used for display and the like. For example, detailed portions such as materials of each member are not limited to the above-described contents. Is appropriately selected so as to be suitable for the use of the image forming apparatus. Also, the NTSC system has been described as an example of the input signal, but the present invention is not limited to this, and PAL, SECA
Various systems such as the M system may be used, and a TV signal (for example, a commercial TV including the MUSE system) including a large number of scanning lines may be used.

【0064】次に、前述のはしご型配置電子源基板及び
それを用いた画像表示装置について図10,図11を用
いて説明する。
Next, the above-mentioned ladder-type arrangement electron source substrate and an image display device using the same will be described with reference to FIGS.

【0065】図10において、101は電子源基板、1
02は電子放出素子、103のDx1〜Dx10は電子
放出素子110に接続した共通配線である。電子放出素
子101は、基板101上に、X方向に並列に複数個配
置される。これを素子行と呼ぶ。この素子行を複数個基
板上に配置し、はしご型電子源基板が構成される。各素
子行の共通配線間に適宜駆動電圧を印加することで、各
素子行を独立に駆動することが可能になる。すなわち、
電子ビームを放出させる素子行には、電子放出しきい値
以上の電圧を印加し、電子ビームを放出させない素子行
には電子放出しきい値以下の電圧を印加すればよい。ま
た、各素子行間の共通配線Dx2〜Dx9、例えばDx
2,Dx3を同一配線とするようにしても良い。
In FIG. 10, 101 is an electron source substrate, 1
02 is an electron-emitting device, 103 is a common wiring connected to the electron-emitting device 110 and Dx1 to Dx10. A plurality of electron-emitting devices 101 are arranged on the substrate 101 in parallel in the X direction. This is called an element row. A plurality of such element rows are arranged on a substrate to form a ladder-type electron source substrate. By appropriately 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 may be applied to an element row that emits an electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold may be applied to an element row that does not emit an electron beam. Further, common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows, for example, Dx
2, Dx3 may be the same wiring.

【0066】図11は、このようなはしご型配置の電子
源を備えた画像形成装置の構造を示す。111はグリッ
ド電極、112は電子が通過するための空孔、113
は、Dox1,Dox2・・・・・・Doxmよりなる容器外
端子、114はグリッド電極111と接続されたG1,
G2,・・・・・・Gnからなる容器外端子、115は前述の
ように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。尚、図7,10と同一の符号は同一の部材を
示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置(図
7)との違いは、電子源基板115とフェースプレート
76の間にグリッド電極111を備えていることであ
る。
FIG. 11 shows the structure of an image forming apparatus having such a ladder-type arrangement of electron sources. 111 is a grid electrode, 112 is a hole through which electrons pass, 113
Are external terminals made of Dox1, Dox2... Doxm, and 114 are G1, connected to the grid electrode 111.
.., Gn, the external terminal 115 is an electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same as described above. 7 and 10 indicate the same members. The difference from the image forming apparatus having the simple matrix arrangement (FIG. 7) is that a grid electrode 111 is provided between the electron source substrate 115 and the face plate 76.

【0067】グリッド電極111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ことができるも
ので、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
102に対応して1個ずつ円形の開口112が設けられ
ている。グリッドの形状や設置位置は必ずしも図11の
ようなものでなくともよく、開口としてメッシュ状に多
数の通過口を設けることもあり、また例えば表面伝導型
放出素子102の周囲や近傍に設けてもよい。
The grid electrode 111 is capable of modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and passes the electron beam to a stripe-shaped electrode provided orthogonally to the ladder-shaped device row. For this purpose, one circular opening 112 is provided for each element 102. The shape and the installation position of the grid need not always be as shown in FIG. 11, and a large number of openings may be provided in the form of a mesh as openings. For example, the openings may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device 102. Good.

【0068】容器外端子113及びグリッド容器外端子
114は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
The outer container terminal 113 and the grid outer terminal 114 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0069】本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とにより、
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 this image forming apparatus, the modulation signals for one line of an image are simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one by one.
By controlling the irradiation of each electron beam to the phosphor, an image can be displayed line by line.

【0070】これによればテレビジョン放送の表示装置
のみならずテレビ会議システム、コンピューター等の表
示装置に適した画像形成装置を提供することができる。
さらには感光性ドラム等で構成された光プリンターとし
ての画像形成装置としても用いることもできる。
According to this, it is possible to provide an image forming apparatus suitable for a display device such as a television conference system and a computer as well as a display device for a television broadcast.
Further, it can be used as an image forming apparatus as an optical printer including a photosensitive drum or the like.

【0071】また、かかる画像形成装置は、電子放出素
子として表面伝導型電子放出素子ばかりでなく、MIM
型電子放出素子、電界放出型電子放出素子等を用いた冷
陰極電子源にも適用可能である、更には熱電子源による
画像表示装置にも適用することができる。
In the image forming apparatus, not only the surface conduction type electron-emitting device but also the MIM
The present invention can be applied to a cold cathode electron source using a type electron emission element, a field emission type electron emission element, or the like, and further to an image display device using a thermionic electron source.

【0072】[0072]

【実施例】 [実施例1]次の〜の工程を経て、マトリクス状に
配線された素子電極を基板上に形成し、表面伝導型電子
放出素子を作製した。図1、2はその製造方法を示す図
である。図3(a)は本実施例によって作製した表面伝
導型電子放出素子の平面図である。
[Example 1] Through the following steps (1) to (3), device electrodes wired in a matrix were formed on a substrate to produce a surface conduction electron-emitting device. 1 and 2 are views showing the manufacturing method. FIG. 3A is a plan view of a surface conduction electron-emitting device manufactured according to this embodiment.

【0073】 絶縁基板1として石英基板を用い、こ
れを有機溶剤等により充分に洗浄後、120℃で乾燥さ
せた。
A quartz substrate was used as the insulating substrate 1, which was sufficiently washed with an organic solvent or the like, and then dried at 120 ° C.

【0074】 次に、基板1上に、一般的な真空成膜
技術及びフォトリソグラフィ技術を用いてNiからなる
素子電極2,3を形成した。素子電極のギャップ間隔L
1は200μm、素子電極の幅W1を600μm、厚さ
dを1000Åとした。
Next, the device electrodes 2 and 3 made of Ni were formed on the substrate 1 by using a general vacuum film forming technique and a photolithography technique. Gap interval L between device electrodes
1 was 200 μm, the width W1 of the device electrode was 600 μm, and the thickness d was 1000 °.

【0075】 次に、液滴付与装置6としてドット径
φが100μmになるように調整した、圧電素子を用い
たインクジェット方式の液滴付与装置を用意し、ギャッ
プ方向に走査して、走査方向に液滴のドット径より短い
50μmの間隔で電極2,3の間に有機パラジウム含有
溶液(奥野製薬(株)ccp−4230)を、図2のよ
うに付与した。このようにして200μmのギャップに
対し、100μmのドットを、走査方向に50μmのピ
ッチP1で6つ付与することにより、ドットの重なり合
った部分は広がって、長さ方向のエッジは直線状になっ
た。つまり、幅W2=100μm、長さT=350μm
の一列のドット列(パッド)を形成した。
Next, an ink-jet type droplet applying device using a piezoelectric element, which is adjusted so that the dot diameter φ becomes 100 μm, is prepared as the droplet applying device 6, and the device is scanned in the gap direction. An organic palladium-containing solution (Ccp-4230, Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was applied between the electrodes 2 and 3 at intervals of 50 μm shorter than the dot diameter of the droplet as shown in FIG. In this manner, by applying six 100 μm dots at a pitch P1 of 50 μm in the scanning direction with respect to a gap of 200 μm, the overlapping portion of the dots is widened, and the edge in the length direction is linear. . That is, the width W2 = 100 μm and the length T = 350 μm
Was formed in one dot row (pad).

【0076】 次に300℃で10min間の加熱処
理をして酸化パラジウム(PdO)微粒子からなる微粒
子膜を形成し薄膜4とした。
Next, a heat treatment was performed at 300 ° C. for 10 minutes to form a fine particle film made of palladium oxide (PdO) fine particles, thereby forming a thin film 4.

【0077】 次に電極2,3の間に電圧を印加し、
薄膜4を通電処理(フォーミング処理)することによ
り、電子放出部5を形成した。
Next, a voltage is applied between the electrodes 2 and 3,
The electron emission portion 5 was formed by applying a current to the thin film 4 (forming process).

【0078】以上のような方法で作成した電子源基板で
は、一つのパッドの中で、ドットを重ねて付与すること
により、パッドの幅W2が一定となり、長さ方向のずれ
による幅W2のばらつきはなく、さらに塗布むら、膜厚
分布が小さかったため、抵抗のばらつきも小さかった。
また、PdOからなる微粒子膜のパッドが、素子電極間
のギャップに対して垂直方向、水平方向とも数十μmの
余裕があるため、アライメントが容易になり、位置ずれ
による欠陥が減少した。
In the electron source substrate prepared by the above-described method, the width W2 of the pad becomes constant by applying dots in a single pad, and the variation in the width W2 due to the displacement in the length direction. However, since the coating was uneven and the film thickness distribution was small, the variation in resistance was also small.
Further, the pad of the fine particle film made of PdO has a margin of several tens of μm in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the gap between the device electrodes, so that the alignment becomes easy and the defects due to the displacement are reduced.

【0079】また、ギャップ方向に走査して、一度の走
査でパッドを形成するため、短時間で電子源基板を作成
できた。
Further, since the pad is formed by one scan by scanning in the gap direction, the electron source substrate can be formed in a short time.

【0080】さらに1ドット当たりの液滴数を2とした
ところ、膜厚が約2倍、抵抗が約半分となり、1ドット
当たりの液滴数を変えることにより、所望の導電性薄膜
抵抗を得ることができた。また1ドット当たりの液滴量
を2倍にしたところ、前述の液滴数を2にしたものと同
様の結果が得られ、1ドット当たりの液滴量を変えるこ
とにより、所望の導電性薄膜抵抗を得ることができた。
When the number of droplets per dot is set to 2, the film thickness becomes about twice and the resistance becomes about half. By changing the number of droplets per dot, a desired conductive thin film resistor is obtained. I was able to. Further, when the amount of droplets per dot is doubled, the same result as that obtained when the number of droplets is 2 is obtained. By changing the amount of droplets per dot, a desired conductive thin film is obtained. Resistance was obtained.

【0081】以上より、複数個素子を形成した場合の素
子間のばらつきを小さくすることができて、製造歩留ま
りが向上した。
As described above, when a plurality of elements are formed, variation between the elements can be reduced, and the production yield is improved.

【0082】こうして作製された電子源基板を用いて、
前述のフェースプレート、支持枠、リアプレートとで外
囲器を形成し、封止を行い、表示パネル、さらにはテレ
ビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装
置を作製したところ、輝度むらや欠陥が少なかった。ま
た薄膜4のパターニングが省略できることから、コスト
を抑えることができた。
Using the electron source substrate thus manufactured,
An envelope was formed with the above-described face plate, support frame, and rear plate, sealing was performed, and a display panel, and further, an image forming apparatus having a driving circuit for performing television display was manufactured. And few defects. Further, since the patterning of the thin film 4 can be omitted, the cost can be reduced.

【0083】[実施例2]素子電極幅W1を600μ
m、素子電極ギャップ間隔L1を200μm、素子電極
の厚さdを1000Åとして形成したはしご状に配線さ
れた素子電極を有する基板を用い、実施例1と同様の方
法で表面伝導型電子放出素子を作製した。得られた電子
源基板を用いて、実施例1と同様な方法でフェースプレ
ート、支持枠、リアプレートとで外囲器を形成し、封止
を行い画像形成装置を作製した。その結果、実施例1と
同様な効果が得られた。
[Embodiment 2] The device electrode width W1 was set to 600 μm.
m, the device electrode gap interval L1 was 200 μm, and the thickness d of the device electrode was 1000 °. Using a substrate having device electrodes wired in a ladder shape, a surface conduction electron-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1. Produced. Using the obtained electron source substrate, an envelope was formed with a face plate, a support frame, and a rear plate in the same manner as in Example 1, and sealing was performed to produce an image forming apparatus. As a result, the same effect as in the first embodiment was obtained.

【0084】[実施例3]図3(b)は本実施例によっ
て作製した表面伝導型電子放出素子の平面図である。
Embodiment 3 FIG. 3B is a plan view of a surface conduction electron-emitting device manufactured according to this embodiment.

【0085】実施例1と同様に、ギャップ間隔L1が2
00μm、電極の幅W1が600μm、その厚さdが1
000Åの素子電極を形成した基板に、有機パラジウム
含有溶液を実施例1と同じ圧電素子を用いたインクジェ
ット噴射装置で付与した。このとき、ノズルをギャップ
に垂直に配置し、ギャップ方向に走査して、走査方向に
50μm間隔で6個のドットを付与し、さらに基板を前
記走査方向に垂直な方向に50μm送り、再びノズルを
ギャップ方向に走査し、走査方向に50μm間隔で図3
(b)のようにドットを付与した。つまり、200μm
のギャップに対し、直径φが100μmのドットを、左
右、上下のドットと50μmずつ重なるように一列6個
づつ二列付与した。つまり幅W2=150μm、長さT
=350μmの長方形状のパッドを形成した。パッドの
形状以外は実施例1と同様に作製したところ、実施例1
と同様な素子間のばらつきの小さい良好な結果が得られ
た。このことより、パッドの幅W2は、素子電極幅W1
以下で、求める抵抗値、素子電極の幅及びギャップ幅を
アライメント精度により決定することができる。
As in the first embodiment, when the gap interval L1 is 2
00 μm, electrode width W1 is 600 μm, and thickness d is 1.
The organic palladium-containing solution was applied to the substrate on which the device electrodes of 2,000 mm were formed by an ink jet ejecting apparatus using the same piezoelectric element as in Example 1. At this time, the nozzles are arranged perpendicular to the gap, scanned in the gap direction, six dots are provided at 50 μm intervals in the scanning direction, and the substrate is fed 50 μm in the direction perpendicular to the scanning direction. Scan in the gap direction and at intervals of 50 μm in the scanning direction.
Dots were provided as in (b). That is, 200 μm
The dots having a diameter φ of 100 μm were provided in two rows of six in each row so as to overlap the left, right, upper and lower dots by 50 μm. That is, width W2 = 150 μm, length T
= 350 μm rectangular pad was formed. Except for the shape of the pad, it was manufactured in the same manner as in Example 1.
The same good results as in the above with little variation between elements were obtained. Accordingly, the pad width W2 is equal to the device electrode width W1.
Hereinafter, the required resistance value, the width of the element electrode, and the gap width can be determined based on the alignment accuracy.

【0086】[実施例4]実施例1から3で用いた、圧
電素子を用いたインクジェット噴射装置に代え、熱的エ
ネルギーの付与により気泡を発生させ液滴を吐出させる
方式の液滴付与装置を用いたところ、同様の効果が得ら
れた。
[Embodiment 4] Instead of the ink jet ejection apparatus using a piezoelectric element used in Embodiments 1 to 3, a droplet applying apparatus of a system for generating bubbles by applying thermal energy and ejecting liquid droplets is used. When used, a similar effect was obtained.

【0087】[実施例5]図3(c)は本実施例の作成
方法を示す平面図である。同図に示すように、素子間隔
P4が1000μmで、実施例1と同様に作成したはし
ご型電子源基板に、ノズルピッチP3が200μmで6
個のノズルを有する液滴付与装置を用いて、実施例1と
同様の有機含有溶液を塗布する工程において、ノズル列
をギャップ方向と平行に配置し、ノズルに番号をつけ、
1番と6番のノズルから同時に2つの素子に実施例1と
同様に、ノズルをギャップ方向に走査し、走査方向に液
滴のドット径より短い間隔で複数の液滴を付与してマル
チパターン(パッド)を形成したところ、実施例1〜4
同様ばらつきの小さい素子が、1ノズルで塗布した場合
の半分の時間で形成できた。
[Embodiment 5] FIG. 3C is a plan view showing a production method of the present embodiment. As shown in the drawing, a ladder-shaped electron source substrate produced in the same manner as in Example 1 with an element interval P4 of 1000 μm and a nozzle pitch P3 of 200 μm and 6 μm.
In the step of applying the same organic-containing solution as in Example 1 using a droplet applying apparatus having three nozzles, the nozzle rows are arranged in parallel with the gap direction, and the nozzles are numbered.
In the same manner as in the first embodiment, the nozzles are scanned in the gap direction from nozzles 1 and 6 simultaneously to two elements, and a plurality of droplets are applied at intervals shorter than the dot diameter of the droplets in the scanning direction. (Pad) was formed.
Similarly, an element having a small variation can be formed in half the time required for coating with one nozzle.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数または単数のノズルを有するインクジェット方式の液
滴付与手段を用い、このノズルを前記素子電極間のギャ
ップ方向に走行させながら、付与される液滴によって形
成されるドットの直径より短い間隔で複数の前記材料溶
液の液滴を付与するようにしたため、導電膜を、フォト
リソグラフィ技術を用いることなく、ばらつきも少な
く、また短時間で形成することができる。したがって、
画像形成装置製造の低コスト化と歩留りの向上を図るこ
とができる。さらに、導電膜の幅が一定となるため、画
像形成装置の表示輝度を均一なものとすることができ
る。
As described above, according to the present invention, an ink-jet type droplet applying means having a plurality or a single nozzle is used, and the nozzle is applied while traveling in the gap direction between the element electrodes. Since the plurality of droplets of the material solution are applied at intervals shorter than the diameter of the dot formed by the droplet formed, the conductive film can be formed in a short time without using photolithography technology, with less variation. can do. Therefore,
It is possible to reduce the cost of manufacturing the image forming apparatus and improve the yield. Further, since the width of the conductive film is constant, the display brightness of the image forming apparatus can be made uniform.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係る基本的な表面伝導
型電子放出素子の製造方法を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a basic surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施形態に係る基本的な表面伝導
型電子放出素子の製造方法を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a basic surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1および3に係る表面伝導型
電子放出素子の製造における液滴付与パターンを示す
図。
FIG. 3 is a view showing a droplet application pattern in manufacturing the surface conduction electron-emitting device according to Examples 1 and 3 of the present invention.

【図4】 本発明の一実施形態に係る基本的な表面伝導
型電子放出素子の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a basic surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図5】 本発明に適用しうる通電フォーミングの電圧
波形例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a voltage waveform example of energization forming applicable to the present invention.

【図6】 本発明を適用しうる単純マトリクス配置の電
子源を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an electron source having a simple matrix arrangement to which the present invention can be applied.

【図7】 本発明を適用しうる画像形成装置の表示パネ
ルの概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図8】 図7の表示パネルの蛍光膜を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a phosphor film of the display panel of FIG. 7;

【図9】 NTSC方式のテレビ信号に応じて図7の表
示パネルの表示を行うための駆動回路およびその駆動回
路を有する画像表示装置のブロック図である。
9 is a block diagram of a driving circuit for performing display on the display panel of FIG. 7 in response to an NTSC television signal, and an image display device having the driving circuit.

【図10】 本発明を適用しうる梯子配置の電子源を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an electron source having a ladder arrangement to which the present invention can be applied.

【図11】 本発明を適用しうる他の画像形成装置の表
示パネルの概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a display panel of another image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図12】 従来の電子放出素子を示す図である。FIG. 12 is a view showing a conventional electron-emitting device.

【図13】 従来の他の電子放出素子の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of another conventional electron-emitting device.

【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、6:液滴付与装置、7:液滴、61:電子源
基板、62:X方向配線、63:Y方向配線、64:表
面伝導型電子放出素子、65:結線、71:リアプレー
ト、72:支持枠、73:ガラス基板、74:蛍光膜、
75:メタルバック、76:フェースプレート、77:
高圧端子、78:外囲器、81:黒色導電材、82:蛍
光体、83:ガラス基板、91:表示パネル、92:走
査回路、93:制御回路、94:シフトレジスタ、9
5:ラインメモリ、96:同期信号分離回路、97:変
調信号発生器、Vx及びVa:直流電圧源、101:電
子源基板、102:電子放出素子、103:Dx1〜D
x10は前記電子放出素子を配線するための共通配線、
111:グリッド電極、112:電子が通過するための
空孔、113:Dox1,Dox2・・・・・・Doxmより
なる容器外端子、114: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、1
15:電子源基板。
1: substrate, 2, 3: element electrode, 4: conductive thin film, 5: electron emitting portion, 6: droplet applying device, 7: droplet, 61: electron source substrate, 62: X direction wiring, 63: Y Directional wiring, 64: surface conduction electron-emitting device, 65: connection, 71: rear plate, 72: support frame, 73: glass substrate, 74: fluorescent film,
75: metal back, 76: face plate, 77:
High voltage terminal, 78: envelope, 81: black conductive material, 82: phosphor, 83: glass substrate, 91: display panel, 92: scanning circuit, 93: control circuit, 94: shift register, 9
5: line memory, 96: synchronous signal separation circuit, 97: modulation signal generator, Vx and Va: DC voltage source, 101: electron source substrate, 102: electron emission element, 103: Dx1 to Dx
x10 is a common wiring for wiring the electron-emitting devices,
111: grid electrode, 112: hole for passing electrons, 113: Dox1, Dox2,..., An external terminal made of Doxm, 114: G1, G2,... Connected to grid electrode # 120 .... Outer terminal made of Gn, 1
15: electron source substrate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/02 H05K 3/10 - 3/12 H01B 13/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 9/02 H05K 3/10-3/12 H01B 13/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一対の素子電極間に、導電膜を形成する
ための材料の溶液を液滴の状態で付与して導電膜を形成
し、そしてこの導電膜に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、複数または単数のノズルを有
するインクジェット方式の液滴付与手段を用い、このノ
ズルを前記素子電極間のギャップ方向に走行させなが
ら、付与される液滴によって形成されるドットの直径よ
り短い間隔で複数の前記材料溶液の液滴を付与すること
を特徴とする電子放出素子の製造方法。
An electron emission device for applying a solution of a material for forming a conductive film in the form of a droplet between a pair of device electrodes to form a conductive film, and forming an electron emission portion in the conductive film. In the method of manufacturing the element, the diameter of the dot formed by the applied liquid droplets while moving the nozzle in the gap direction between the element electrodes by using an ink jet type liquid droplet applying means having a plurality or a single nozzle. A method for manufacturing an electron-emitting device, comprising applying a plurality of droplets of the material solution at shorter intervals.
【請求項2】 前記電子放出部が形成される導電膜の膜
厚を、付与する液滴の量、または液滴の数によって制御
することを特徴とする請求項1記載の電子放出素子の製
造方法。
2. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the film thickness of the conductive film on which the electron-emitting portion is formed is controlled by the amount of applied droplets or the number of droplets. Method.
【請求項3】 前記インクジェット方式で特に熱的エネ
ルギーの付与により気泡を発生させ液滴を吐出させる方
式による前記液滴付与手段を用いることを特徴とする請
求項1または2記載の電子放出素子の製造方法。
3. The electron-emitting device according to claim 1, wherein said droplet applying means is used in said ink-jet method, in particular, a method in which bubbles are generated by applying thermal energy and droplets are ejected. Production method.
【請求項4】 請求項1〜3いずれか1つに記載の電子
放出素子の製造方法を用いて電子源基板を製造すること
を特徴とする電子源基板の製造方法。
4. A method for manufacturing an electron source substrate, comprising: manufacturing an electron source substrate using the method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1.
【請求項5】 請求項1〜3いずれか1つに記載の電子
放出素子の製造方法を用いて画像形成装置を製造するこ
とを特徴とする画像形成装置の製造方法。
5. A method for manufacturing an image forming apparatus, comprising: manufacturing an image forming apparatus using the method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1.
JP6900196A 1996-03-01 1996-03-01 Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus Expired - Fee Related JP3302255B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6900196A JP3302255B2 (en) 1996-03-01 1996-03-01 Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6900196A JP3302255B2 (en) 1996-03-01 1996-03-01 Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09245622A JPH09245622A (en) 1997-09-19
JP3302255B2 true JP3302255B2 (en) 2002-07-15

Family

ID=13389935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6900196A Expired - Fee Related JP3302255B2 (en) 1996-03-01 1996-03-01 Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3302255B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001319567A (en) 2000-02-28 2001-11-16 Ricoh Co Ltd Electron source substrate and picture display device using this electron source substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09245622A (en) 1997-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6803707B2 (en) Electron source having an insulating layer with metal oxide particles
JP3234730B2 (en) Method of manufacturing electron-emitting device and electron source substrate
JPH10283917A (en) Manufacture of electron emitting element, election emitting element, electron source base plate, picture image forming device, and droplet imparting device
JPH09102271A (en) Manufacture of electron emitting element, and electron emitting element, display element, and image forming device
JP3302256B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3302255B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3423524B2 (en) Method for manufacturing electron-emitting device
JP3397520B2 (en) Electron source, display panel, image forming apparatus, and manufacturing method thereof
JP3159909B2 (en) Method for applying fine frit glass and image display apparatus using fine frit glass
JP3302250B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, electron source, display panel, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3188602B2 (en) Surface conduction electron-emitting device, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3402891B2 (en) Electron source and display panel
JP3242083B2 (en) Method for manufacturing display panel and image forming apparatus
JP3302249B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus
JPH1140042A (en) Electron emission element, electron source, image forming device, and manufacture thereof
JP3566427B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, electron source, display panel, image forming apparatus, and method of manufacturing them
JP3313905B2 (en) Method of manufacturing image forming apparatus
JP3387710B2 (en) Method of manufacturing electron source substrate and method of manufacturing image forming apparatus
JPH10312743A (en) Electron emitting element, electron source substrate, and manufacture for image forming apparatus
JP3423527B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, electron source, display panel, and method of manufacturing image forming apparatus
JPH11312460A (en) Electron emission element and manufacture of electron emission element, electron source board and image forming device
JPH09219149A (en) Manufacture of electron emitting element, electron source base substrate and image forming device
JPH11329307A (en) Image formation device and manufacture thereof
JPH09219150A (en) Manufacture of electron emitting element, electron source substrate, electron source, display panel and image forming device
JPH09223456A (en) Manufacture of surface conductive type electron emission element using laser beam

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees