JP3450571B2 - Method of manufacturing electron source and method of manufacturing image forming apparatus - Google Patents

Method of manufacturing electron source and method of manufacturing image forming apparatus

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JP3450571B2
JP3450571B2 JP03632996A JP3632996A JP3450571B2 JP 3450571 B2 JP3450571 B2 JP 3450571B2 JP 03632996 A JP03632996 A JP 03632996A JP 3632996 A JP3632996 A JP 3632996A JP 3450571 B2 JP3450571 B2 JP 3450571B2
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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、基板上に複数の表
面伝導型電子放出素子を配設して形成された電子源の製
造方法及び画像形成装置の製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electron source and a method of manufacturing an image forming apparatus , which are formed by disposing a plurality of surface conduction electron-emitting devices on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の2種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、例えば表面伝導型電子放出素子や、電界放
出型素子(以下FE型と記す)や、金属/絶縁層/金属
型放出素子(以下MIM型と記す)などが知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices, known as a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among them, as the cold cathode device, for example, a surface conduction electron-emitting device, a field emission device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), etc. are known. There is.

【0003】またFE型の例としては、例えば、W. P.
Dyke & W. W. Dolan,“Field emission”, Advance in
Electron Physics, 8, 89 (1956)や、或は、C. A. Spi
ndt,“Physical properties of thin-film field emis
sion cathodes with molybdenium cones”, J. Appl. P
hys., 47, 5248 (1976)などが知られている。
As an example of the FE type, for example, WP
Dyke & WW Dolan, “Field emission”, Advance in
Electron Physics, 8, 89 (1956) or CA Spi
ndt, “Physical properties of thin-film field emis
sion cathodes with molybdenium cones ”, J. Appl. P
hys., 47, 5248 (1976) are known.

【0004】また、MIM型の例としては、例えば、C.
A. Mead,“Operation of tunnel-emission Devices,
J. Appl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。
Further, as an example of the MIM type, for example, C.I.
A. Mead, “Operation of tunnel-emission Devices,
J. Appl. Phys., 32,646 (1961) and the like are known.

【0005】表面伝導型電子放出素子としては、例え
ば、M. I. Elinson, Radio E-ng. Electron Phys., 10,
1290, (1965)や、後述する他の例が知られている。
As the surface conduction electron-emitting device, for example, MI Elinson, Radio E-ng. Electron Phys., 10,
1290, (1965) and other examples described later are known.

【0006】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(Eli
nson)等によるSnO2薄膜を用いたものの他に、Au薄
膜によるもの[G. Dittmer:“Thin Solid Films”,9,3
17 (1972)]や、In2O3/SnO2薄膜によるもの[M.
Hartwell and C. G.Fonstad:”IEEE Trans. ED Con
f.”,519 (1975)]や、カーボン薄膜によるもの[荒木
久 他:真空、第26巻、第1号、22(1983)]
等が報告されている。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs in a small-area thin film formed on a substrate by passing a current in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, the above-mentioned Elison (Elison
nSon) and others using SnO2 thin films, as well as Au thin films [G. Dittmer: "Thin Solid Films", 9,3
17 (1972)] and In2O3 / SnO2 thin films [M.
Hartwell and CGFonstad: ”IEEE Trans. ED Con
f. ”, 519 (1975)], or by a carbon thin film [Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 22 (1983)].
Etc. have been reported.

【0007】これらの表面伝導型電子放出素子の素子構
成の典型的な例として、図24に前述のM. Hartwellら
による素子の平面図を示す。
As a typical example of the device structure of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. 24 shows a plan view of the device by M. Hartwell et al.

【0008】同図において、3001は基板で、300
4はスパッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄
膜である。導電性薄膜3004は図示のようにH字形の
平面形状に形成されている。この導電性薄膜3004
に、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施す
ことにより、電子放出部3005が形成される。図中の
間隔Lは、0.5〜1[mm],幅Wは、0.1[m
m]に設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出
部3005は導電性薄膜3004の中央に矩形の形状で
示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出
部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
In the figure, reference numeral 3001 denotes a substrate, and 300
Reference numeral 4 is a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped plane shape as illustrated. This conductive thin film 3004
The electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], and the width W is 0.1 [m.
m] is set. For convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape in the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one, and the actual position and shape of the electron emitting portion is faithfully expressed. It doesn't mean that.

【0009】M. Hartwellらによる素子をはじめとして
上述の表面伝導型電子放出素子においては、電子放出を
行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミングと呼ば
れる通電処理を施すことにより電子放出部3005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、前記導電性薄膜3004の両端に一定の直流電圧、
もしくは、例えば1V/分程度の非常にゆっくりとした
レートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄
膜3004を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質せ
しめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部3005を形
成することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もし
くは変質した導電性薄膜3004の一部には亀裂が発生
する。この通電フォーミング後に導電性薄膜3004に
適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において
電子放出が行われる。
In the surface conduction electron-emitting device described above including the device by M. Hartwell et al., The electron-emitting portion 3005 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before the electron emission. It was common to do. That is, the energization forming means a constant DC voltage across the conductive thin film 3004,
Alternatively, for example, a DC voltage that is boosted at a very slow rate of about 1 V / min is applied to conduct electricity to locally destroy, deform, or alter the conductive thin film 3004, and electrons in an electrically high resistance state are applied. That is, the emission portion 3005 is formed. A crack occurs in a part of the conductive thin film 3004 which is locally destroyed, deformed or altered. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 3004 after this energization forming, electrons are emitted near the crack.

【0010】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の素
子を形成できる利点がある。そこで、例えば本出願人に
よる特開昭64−31332において開示されるよう
に、多数の素子を配列して駆動するための方法が研究さ
れている。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area because it has a simple structure and is easy to manufacture. Therefore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 by the present applicant, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.

【0011】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、画像表示装置、画像記録装置などの画像形
成装置や、荷電ビーム源等が研究されている。
Regarding the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, and a charged beam source have been studied.

【0012】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば本出願人によるUSP5,066,883や特開平
2−257551において開示されているように、表面
伝導型放出素子と電子ビームの照射により発光する蛍光
体とを組み合わせて用いた画像表示装置が研究されてい
る。表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わせて用い
た画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置より
も優れた特性が期待されている。例えば、近年普及して
きた液晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバ
ックライトを必要としない点や、視野角が広い点が優れ
ていると言える。
In particular, as an application to an image display device, for example, as disclosed in USP 5,066,883 by the present applicant and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-257551, a surface conduction electron-emitting device and electron emission are used to emit light. An image display device using a combination of the above-mentioned phosphors has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle, even compared with liquid crystal display devices that have become popular in recent years.

【0013】本願発明者らは、上記従来技術に記載した
ものをはじめとして、種々の材料、製法、構造の表面伝
導型放出素子を試みてきた。更に、多数の表面伝導型放
出素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならびにこのマ
ルチ電子ビーム源を応用した画像表示装置について研究
を行ってきた。
The inventors of the present application have tried surface-conduction type emission devices of various materials, manufacturing methods and structures, including those described in the above-mentioned prior art. Furthermore, we have conducted research on a multi-electron beam source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, and an image display device to which this multi-electron beam source is applied.

【0014】本願発明者らは、例えば図25に示す電気
的な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。
即ち、冷陰極素子を2次元的に多数個配列し、これらの
素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電子
ビーム源である。
The inventors of the present application have tried a multi-electron beam source by an electrical wiring method shown in FIG. 25, for example.
That is, it is a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode elements are two-dimensionally arranged and these elements are arranged in a matrix as shown in the drawing.

【0015】図中、4001は冷陰極素子を模式的に示
したもの、4002は行方向配線、4003は列方向配
線を示している。行方向配線4002及び列方向配線4
003は、実際には有限の電気抵抗を有するものである
が、図においては配線抵抗4004及び4005として
示されている。上述のような配線方法を、単純マトリク
ス配線と呼ぶ。尚、図示の便宜上、6×6のマトリクス
で示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限っ
たわけではなく、例えば画像表示装置用のマルチ電子ビ
ーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだ
けの素子を配列し配線するものである。
In the figure, reference numeral 4001 schematically shows a cold cathode element, 4002 a row direction wiring, and 4003 a column direction wiring. Row direction wiring 4002 and column direction wiring 4
Although 003 actually has a finite electric resistance, it is shown as wiring resistances 4004 and 4005 in the drawing. The wiring method as described above is called simple matrix wiring. Although a 6 × 6 matrix is shown for convenience of illustration, the scale of the matrix is not limited to this, and a desired image display is performed in the case of a multi-electron beam source for an image display device, for example. This is to arrange and wire the elements that are sufficient.

【0016】表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビ
ームを出力させるため、行方向配線4002及び列方向
配線4003に適宜の電気信号を印加する。例えば、マ
トリクスの中の任意の1行の表面伝導型電子放出素子を
駆動するには、選択する行の行方向配線4002には選
択電圧Vsを印加し、同時に非選択の行の行方向配線4
002には非選択電圧Vnsを印加する。これと同期して
列方向配線4003に電子ビームを出力するための駆動
電圧Veを印加する。この方法によれば、配線抵抗40
04及び4005による電圧降下を無視すれば、選択す
る行の表面伝導型電子放出素子には、(Ve−Vs)の電
圧が印加され、また非選択行の表面伝導型電子放出素子
には(Ve−Vns)の電圧が印加される。ここで、これ
らVe,Vs,Vnsの電圧値を適宜の大きさの電圧にすれ
ば、選択する行の表面伝導型電子放出素子だけから所望
の強度の電子ビームが出力されるはずであり、また列方
向配線4003の各々に異なる駆動電圧Veを印加すれ
ば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビー
ムが出力されるはずである。また、表面伝導型電子放出
素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Veを印加
する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時
間の長さも変えることができるはずである。
In the multi-electron beam source in which the surface conduction electron-emitting devices are wired in a simple matrix, appropriate electric signals are applied to the row wiring 4002 and the column wiring 4003 in order to output a desired electron beam. For example, in order to drive the surface conduction electron-emitting device of any one row in the matrix, the selection voltage Vs is applied to the row-direction wiring 4002 of the selected row, and at the same time, the row-direction wiring 4 of the non-selected row.
A non-selection voltage Vns is applied to 002. In synchronization with this, a drive voltage Ve for outputting an electron beam is applied to the column-direction wiring 4003. According to this method, the wiring resistance 40
Neglecting the voltage drop due to 04 and 4005, a voltage of (Ve-Vs) is applied to the surface conduction electron-emitting device of the selected row, and (Ve-Vs) is applied to the surface conduction electron-emitting device of the non-selected row. A voltage of −Vns) is applied. Here, if the voltage values of these Ve, Vs, and Vns are set to voltages of appropriate magnitude, an electron beam with a desired intensity should be output only from the surface conduction electron-emitting devices in the selected row. By applying different drive voltage Ve to each of the column-direction wirings 4003, the electron beams of different intensities should be output from the elements of the selected row. Further, since the response speed of the surface conduction electron-emitting device is high, if the length of time for applying the drive voltage Ve is changed, the length of time for outputting the electron beam should be changed.

【0017】従って、表面伝導型電子放出素子を単純マ
トリクス配線したマルチ電子ビーム源には種々の応用で
きる可能性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を
適宜印加すれば、画像表示装置用の電子源として好適に
用いることができる。
Therefore, the multi-electron beam source in which the surface conduction electron-emitting devices are wired in a simple matrix has various applications. For example, if an electric signal according to image information is appropriately applied, it can be used for an image display device. It can be suitably used as an electron source.

【0018】一方、発明者らは表面伝導型電子放出素子
の特性を改善するための研究を鋭意行った結果、製造工
程において通電活性化処理を行うことが効果的であるこ
とを見出した。
On the other hand, the inventors of the present invention have earnestly studied to improve the characteristics of the surface conduction electron-emitting device, and as a result, have found that conducting activation treatment is effective in the manufacturing process.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】図25に示したマルチ
ビーム電子源を行単位で駆動して電子を放出させる場
合、即ち、行方向配線4002の内1つを選択したとき
を考える。このとき、行方向及び列方向配線それぞれの
配線抵抗4004及び4005が存在するために、それ
による電圧降下が生じる。一方、列方向配線4003か
ら注入され、ライン上のそれぞれの表面伝導型放出素子
を流れた駆動電流は、選択した行方向配線4002を通
して流れる。従って、大型の表示パネル等に用いられる
マルチ電子源のように、配設される電子源の数が多くな
ると、行方向配線4002における電圧降下が無視でき
ない大きさとなる。これにより、選択した行方向配線4
002に接続された表面伝導型放出素子に印加される電
圧に分布が生じてしまい、各素子に実効的に印加される
電圧に差が生じてしまい、マルチ電子源の各電子源から
均一な電子放出が得られないという問題点があった。
Consider a case where the multi-beam electron source shown in FIG. 25 is driven row by row to emit electrons, that is, when one of the row-direction wirings 4002 is selected. At this time, since the wiring resistances 4004 and 4005 exist in the wirings in the row direction and the column direction, respectively, a voltage drop is caused thereby. On the other hand, the drive current injected from the column direction wiring 4003 and flowing through the respective surface conduction electron-emitting devices on the line flows through the selected row direction wiring 4002. Therefore, when the number of arranged electron sources is large like a multi-electron source used for a large-sized display panel or the like, the voltage drop in the row-direction wiring 4002 becomes not negligible. As a result, the selected row-direction wiring 4
The voltage applied to the surface conduction electron-emitting device connected to 002 has a distribution, which causes a difference in the voltage effectively applied to each device, which results in uniform electron emission from each electron source of the multi-electron source. There was a problem that no release was obtained.

【0020】図26は、このような1行配線4002に
着目した抵抗分布を示す図で、行方向配線の端子に最も
近い素子(1)に比べて最も右側の素子(n)に対する
抵抗値が大きくなっている。このような抵抗成分によ
り、図27に示すように、行方向配線4002に印加さ
れた電圧に対して、1番目の素子に印加される電圧値が
最も大きく、端子より離れるに従って抵抗成分に起因し
て印加電圧が低下している。このような印加電圧の電圧
降下は、表示装置として使用した場合に輝度の分布、即
ち、バラツキとなって表れ表示画像の質を低下させる要
因となっていた。
FIG. 26 is a diagram showing the resistance distribution focusing on such a one-row wiring 4002. The resistance value for the element (n) on the rightmost side of the element (1) closest to the terminal of the row-direction wiring is It is getting bigger. Due to such a resistance component, as shown in FIG. 27, the voltage value applied to the first element is the largest with respect to the voltage applied to the row wiring 4002, and is caused by the resistance component as the distance from the terminal increases. The applied voltage has dropped. Such a voltage drop of the applied voltage appears as a distribution of luminance, that is, a variation in brightness when used as a display device, and has been a factor that deteriorates the quality of a displayed image.

【0021】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、多数の表面伝導型放出素子を配線した電子源が、配
線抵抗に起因する電圧降下に影響されることなく略均一
な電子放出特性が得られる電子源の製造方法と画像形成
装置の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional example, and an electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are wired has a substantially uniform electron emission characteristic without being affected by a voltage drop caused by wiring resistance. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an electron source and a method of manufacturing an image forming apparatus that can obtain the above.

【0022】又本発明の目的は、表面伝導型放出素子の
メモリ機能を利用して、配線抵抗による電圧降下による
影響を無くして略均一な放出電子量を得ることができる
電子源の製造方法と画像形成装置の製造方法を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electron source which utilizes the memory function of a surface conduction electron-emitting device to eliminate the influence of a voltage drop due to wiring resistance and obtain a substantially uniform amount of emitted electrons. An object is to provide a method of manufacturing an image forming apparatus.

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため
に本発明の電子源の製造方法は以下のような工程を備え
る。即ち、基板上に複数の表面伝導型放出素子をマトリ
クス状に配列した電子源の製造方法であって、前記複数
の表面伝導型放出素子のそれぞれを形成する工程と、前
記複数の表面伝導型放出素子のそれぞれを選択する工程
と、選択された表面伝導型放出素子が位置している電圧
印加用端子からの距離に応じ、前記端子から遠く離れて
いる表面伝導型放出素子にはより低い電圧を印加し、前
記端子近傍の表面伝導型放出素子にはより高い電圧を印
加する工程であって、印加される電圧はいずれも通常の
駆動電圧よりも高い電圧である電圧印加工程とを有する
ことを特徴とする
In order to achieve the above object, the method of manufacturing an electron source of the present invention comprises the following steps. That is, a method of manufacturing an electron source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix on a substrate, the step of forming each of the plurality of surface conduction electron-emitting devices, and the plurality of surface conduction electron emission devices. Depending on the step of selecting each of the elements and the distance from the voltage applying terminal at which the selected surface conduction electron-emitting device is located, it is possible to move away from the terminal.
Applying a lower voltage to the surface conduction electron-emitting device,
In the step of applying a higher voltage to the surface conduction electron-emitting device in the vicinity of the terminals , the applied voltage is not
And a voltage applying step that is a voltage higher than the driving voltage.
It is characterized by

【0025】上記目的を達成するために本発明の画像形
成装置の製造方法は以下のような工程を備える。即ち、
基板上に複数の表面伝導型放出素子をマトリクス状に配
列した電子源と、画像信号を入力する入力手段と、前記
入力手段から入力される画像信号に応じて変調信号を発
生する変調手段と、前記変調手段により変調された変調
信号に応じて前記電子源を駆動する駆動手段とを備える
画像形成装置の製造方法であって、前記電子源が、請求
項1乃至5のいずれかに記載の方法にて製造されること
を特徴とする。
In order to achieve the above object, the image type of the present invention
The manufacturing method of the forming apparatus includes the following steps . That is,
Multiple surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix on the substrate.
A row of electron sources, input means for inputting an image signal, and
Generates a modulation signal according to the image signal input from the input means.
And the modulation modulated by said modulating means
Drive means for driving the electron source according to a signal
A method of manufacturing an image forming apparatus, wherein the electron source comprises:
Be manufactured by the method according to any one of Items 1 to 5.
Is characterized by.

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に上記の課題を解決するため
の手段を詳しく説明する。本発明の実施の形態では、表
面伝導型電子放出素子の有する電子放出特性を記憶する
機能(以下、電子放出特性のメモリ機能と記す)を利用
し、各表面伝導型電子放出素子ごとに所定の電子放出特
性を記憶させることにより、配線抵抗による電圧降下に
起因する輝度のバラツキをなくすようにしたものであ
る。即ち、電圧降下が生じる位置に配設されている表面
伝導型電子放出素子の電子放出特性を、他の位置にある
表面伝導型電子放出素子の電子放出特性よりも高く設定
する(所定電圧に対する電子放出量を多くする)ことに
より、印加される電圧が降下しても、他の電圧降下の少
ない表面伝導型電子放出素子と略同じ量の電子が放出さ
れるようにしている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Means for solving the above problems will be described in detail below. In the embodiment of the present invention, the function of storing the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device (hereinafter, referred to as a memory function of the electron emission characteristics) is used, and a predetermined value is set for each surface conduction electron-emitting device. By storing the electron emission characteristics, variations in luminance due to a voltage drop due to wiring resistance are eliminated. That is, the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device arranged at the position where the voltage drop occurs is set higher than the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device at another position ( By increasing the emission amount), even if the applied voltage drops, approximately the same amount of electrons as other surface-conduction electron-emitting devices with a small voltage drop are emitted.

【0028】次に、本実施の形態の表面伝導型電子放出
素子が示す電子放出特性のメモリ機能について説明す
る。
Next, the memory function of the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device of this embodiment will be described.

【0029】本願発明者らは、予め通電フォーミング処
理並びに通電活性化処理を施した表面伝導型電子放出素
子を、有機ガスの分圧を低減した環境下で駆動し、電気
的な特性を測定した。
The inventors of the present application have driven the surface conduction electron-emitting device, which has been subjected to the energization forming treatment and the energization activation treatment in advance, in an environment in which the partial pressure of the organic gas is reduced, and measured the electrical characteristics. .

【0030】図1は、本実施の形態における表面伝導型
電子放出素子に印加した駆動信号の電圧波形を示すグラ
フ図で、横軸に時間を、縦軸には表面伝導型電子放出素
子に印加した電圧(以下、素子電圧Vfと記す)を示し
ている。
FIG. 1 is a graph showing a voltage waveform of a drive signal applied to the surface conduction electron-emitting device according to the present embodiment. The horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage applied to the surface conduction electron-emitting device. The voltage (hereinafter, referred to as element voltage Vf) is shown.

【0031】ここで駆動信号は、同図(a)に示すよう
に連続した矩形電圧パルスを用い、電圧パルスの印加期
間を第1期間〜第3期間の3つに分け、各期間内におい
ては同一のパルスを100パルスずつ印加した。図1
(a)の電圧パルスの波形を、同図(b)に拡大して示
す。
Here, as the drive signal, continuous rectangular voltage pulses are used as shown in FIG. 7A, the voltage pulse application period is divided into three periods, that is, first period to third period, and within each period. The same pulse was applied every 100 pulses. Figure 1
The waveform of the voltage pulse in (a) is shown enlarged in FIG.

【0032】具体的な測定条件としては、どの期間も駆
動信号のパルス幅をT5=66.8[μsec]、パル
ス周期をT6=16.7[ミリsec]とした。これ
は、表面伝導型電子放出素子を一般のテレビジョン受像
機に応用する場合の標準的な駆動条件を参考にして定め
たが、これ以外の条件においてもメモリ機能を測定する
ことは可能である。尚、表面伝導型電子放出素子に実効
的に印加される電圧パルスの立ち上がり時間Tr及び立
ち下がり時間Tfが100[ns]以下となるように、
駆動信号源から表面伝導型電子放出素子までの配線路の
インピーダンスを十分に低減して測定した。
As specific measurement conditions, the pulse width of the drive signal was T5 = 66.8 [μsec] and the pulse period was T6 = 16.7 [millisecond] in any period. This was determined with reference to the standard driving condition when the surface conduction electron-emitting device is applied to a general television receiver, but the memory function can be measured under other conditions. . The rising time Tr and the falling time Tf of the voltage pulse effectively applied to the surface conduction electron-emitting device are set to 100 [ns] or less.
The impedance of the wiring path from the drive signal source to the surface conduction electron-emitting device was sufficiently reduced and measured.

【0033】ここで素子電圧Vfは、第1期間と第3期
間ではVf=Vf1とし、第2期間ではVf=Vf2とした。
これら素子電圧Vf1及びVf2は共に、表面伝導型電子放
出素子の電子放出閾値電圧よりも大きい電圧であって、
かつ、Vf1<Vf2の条件を満足するように設定した。但
し、表面伝導型電子放出素子の形状や材料により電子放
出閾値電圧も異なるので、測定対象となる表面伝導型電
子放出素子に合わせて適宜設定した。また、測定時の表
面伝導型電子放出素子周辺の雰囲気については、全圧が
1×10のマイナス6乗[torr]で、有機ガスの分圧は
1×10のマイナス9乗[torr]とした。
Here, the element voltage Vf is set to Vf = Vf1 in the first period and the third period, and Vf = Vf2 in the second period.
Both of these device voltages Vf1 and Vf2 are higher than the electron emission threshold voltage of the surface conduction electron-emitting device,
Moreover, it was set so as to satisfy the condition of Vf1 <Vf2. However, since the electron emission threshold voltage is different depending on the shape and material of the surface conduction electron-emitting device, the electron emission threshold voltage was appropriately set according to the surface conduction electron-emitting device to be measured. Regarding the atmosphere around the surface conduction electron-emitting device at the time of measurement, the total pressure was 1 × 10 −6 [torr] and the partial pressure of the organic gas was 1 × 10 −9 [torr]. .

【0034】図2(a),(b)は、図1で示した駆動
信号を印加した際の表面伝導型電子放出素子の電気的特
性を示すグラフ図で、図2(a)の横軸は素子電圧Vf
を、縦軸は表面伝導型電子放出素子から放出される電流
(以下、放出電流Ieと記す)の測定値を、図2(b)
の横軸は素子電圧Vfを、縦軸は表面伝導型電子放出素
子に流れる電流(以下、素子電流Ifと記す)の測定値
を表している。
FIGS. 2A and 2B are graphs showing the electric characteristics of the surface conduction electron-emitting device when the drive signal shown in FIG. 1 is applied. The horizontal axis of FIG. Is the element voltage Vf
2B shows the measured value of the current emitted from the surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as emission current Ie).
The horizontal axis represents the element voltage Vf, and the vertical axis represents the measured value of the current flowing through the surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as the device current If).

【0035】まず、図2(a)に示した(素子電圧V
f)対(放出電流Ie)特性について説明する。
First, the element voltage V shown in FIG.
f) The (emission current Ie) characteristic will be described.

【0036】図1に示す第1期間においては、駆動パル
スに応答して表面伝導型電子放出素子からは、特性カー
ブIec(1)に従って放出電流が出力される。即ち、駆動
パルスの立ち上がり期間Trの間は、印加電圧VfがVth
1を超えると特性カーブIec(1)に沿って放出電流Ieは
急激に増加する。そして、Vf=Vf1の期間、即ち、パ
ルス幅T5の期間には、放出電流IeはIe1の大きさを
保つ。そして、駆動パルスの立ち下がり期間Tfの間で
は、放出電流Ieは特性カーブIes(1)に沿って急激に減
少する。
In the first period shown in FIG. 1, the emission current is output from the surface conduction electron-emitting device according to the characteristic curve Iec (1) in response to the drive pulse. That is, the applied voltage Vf is Vth during the rising period Tr of the drive pulse.
When it exceeds 1, the emission current Ie rapidly increases along the characteristic curve Iec (1). The emission current Ie maintains the magnitude of Ie1 during the period of Vf = Vf1, that is, the period of the pulse width T5. Then, during the falling period Tf of the drive pulse, the emission current Ie sharply decreases along the characteristic curve Ies (1).

【0037】次に、第2期間において、Vf=Vf2のパ
ルスが印加されはじめると、特性カーブはIec(1)から
Iec(2)に変化する。即ち、駆動パルスの立ち上がり期
間Trの間は、印加電圧VfがVth2を越えると特性カー
ブIec(2)に沿って放出電流Ieは急激に増加する。そし
て、Vf=Vf2の期間、即ち、T5の期間には、放出電
流IeはIe2の大きさを保つ。そして、駆動パルスの立
ち下がり期間Tfの間では、放出電流Ieは特性カーブI
ec(2)に沿って急激に減少する。
Next, in the second period, when the pulse of Vf = Vf2 starts to be applied, the characteristic curve changes from Iec (1) to Iec (2). That is, during the rising period Tr of the drive pulse, when the applied voltage Vf exceeds Vth2, the emission current Ie rapidly increases along the characteristic curve Iec (2). Then, during the period of Vf = Vf2, that is, the period of T5, the emission current Ie maintains the magnitude of Ie2. During the fall period Tf of the drive pulse, the emission current Ie is equal to the characteristic curve Ie.
Decrease sharply along ec (2).

【0038】次に、第3期間において、再び、Vf=Vf
1のパルスが印加されるが、この時には放出電流Ieは、
特性カーブIec(2)に沿って変化する。即ち、駆動パル
スの立ち上がり期間Trの間は、印加電圧VfがVth2を
越えると特性カーブIec(2)に沿って放出電流Ieは急激
に増加する。そして、Vf=Vf1の期間、即ち、T5の
期間には、放出電流IeはIe3の大きさを保つ。そし
て、駆動パルスの立ち下がり期間Tfの間では、放出電
流Ieの特性カーブIec(2)に沿って急激に減少する。
Next, in the third period, again Vf = Vf
A pulse of 1 is applied, but at this time, the emission current Ie is
It changes along the characteristic curve Iec (2). That is, during the rising period Tr of the drive pulse, when the applied voltage Vf exceeds Vth2, the emission current Ie rapidly increases along the characteristic curve Iec (2). Then, during the period of Vf = Vf1, that is, the period of T5, the emission current Ie maintains the magnitude of Ie3. Then, during the falling period Tf of the drive pulse, the emission current Ie rapidly decreases along the characteristic curve Iec (2).

【0039】このように、第3期間においては第2期間
における特性カーブIec(2)がメモリされているため、
放出電流Ieは、Ie1からIe3にまで減少し、第1期間
よりも小さなものとなる。
As described above, since the characteristic curve Iec (2) in the second period is stored in the third period,
The emission current Ie decreases from Ie1 to Ie3 and becomes smaller than that in the first period.

【0040】同様に、(素子電圧Vf)対(素子電流I
f)特性に関しても同図(b)に示すように、第1期間
においては特性カーブIfc(1)に沿って動作するが、第
2期間においては、特性カーブIfc(2)に沿うようにな
り、それに続く第3期間においては第2期間メモりされ
た特性カーブIfc(2)に沿って動作する。
Similarly, (element voltage Vf) vs. (element current I
f) As for the characteristics, as shown in FIG. 7B, it operates along the characteristic curve Ifc (1) in the first period, but follows the characteristic curve Ifc (2) in the second period. , In the subsequent third period, it operates along the characteristic curve Ifc (2) recorded in the second period.

【0041】ここでは説明の便宜上、第1〜第3期間の
3つの期間だけを例示したが、むろんこの設定条件だけ
に限られたものではない。即ち、メモリ機能が付与され
た表面伝導型電子放出素子にパルス電圧を印加する場合
には、それ以前に印加された電圧値よりも大きな電圧値
のパルスが印加されると特性カーブがシフトし、しかも
メモりされる。以後、更に大きな電圧値のパルスが印加
されない限り、その特性カーブ(電子放出特性)はメモ
リされ続ける。このようなメモリ機能は、例えばFE型
をはじめとする他の電子放出素子においては観測されて
おらず、表面伝導型電子放出素子に固有の特性と言え
る。
Here, for convenience of explanation, only three periods, that is, the first to third periods are exemplified, but needless to say, it is not limited to these setting conditions. That is, when a pulse voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device having a memory function, the characteristic curve shifts when a pulse having a voltage value larger than the voltage value applied before that is applied, Moreover, it is recorded. After that, the characteristic curve (electron emission characteristic) is continuously stored in memory unless a pulse having a larger voltage value is applied. Such a memory function has not been observed in other electron-emitting devices such as the FE type and can be said to be a characteristic peculiar to the surface conduction electron-emitting device.

【0042】次に電子放出特性のメモリ機能を実現する
ために必要な周辺環境について説明する。メモリ機能を
良好に実現するためには、表面伝導型放出素子に通電し
ても電子放出部やその近傍に炭素もしくは炭素化合物が
新たに堆積しないように、表面伝導型放出素子の周辺の
真空雰囲気中の有機ガスの分圧を低減させ、この状態を
維持することが必要である。具体的には、雰囲気中の有
機ガスの分圧を10のマイナス8乗[torr]以下に低減し
て維持するのが好ましく、更に可能ならば10のマイナ
ス10乗[torr]以下にしておくのが望ましい。尚、有機
ガスの分圧とは、炭素と水素を主成分とし質量数が10
〜200の範囲の有機分子の分圧を積算したものをい
い、質量分析器を用いて定量的に測定する。
Next, the peripheral environment required for realizing the memory function of the electron emission characteristic will be described. In order to realize a good memory function, the vacuum atmosphere around the surface conduction electron-emitting device should be set so that carbon or carbon compound is not newly deposited in the electron emitting portion or its vicinity even if the surface conduction electron-emitting device is energized. It is necessary to reduce the partial pressure of the organic gas inside and maintain this state. Specifically, it is preferable to maintain the partial pressure of the organic gas in the atmosphere by reducing it to 10 −8 [torr] or less, and more preferably 10 −10 10 [torr] or less. Is desirable. The partial pressure of the organic gas means that carbon and hydrogen are the main components and the mass number is 10
It is a value obtained by integrating partial pressures of organic molecules in the range of up to 200, and is quantitatively measured using a mass spectrometer.

【0043】表面伝導型放出素子の周辺環境の有機ガス
分圧を低減する代表的な方法として、表面伝導型放出素
子を形成した基板を内蔵する真空容器を加熱して、容器
内の各部材表面に吸着した有機ガス分子を脱着させなが
ら、ソープションポンプやイオンポンプ等、オイルを使
用しない真空ポンプを用いて真空排気を行う方法が挙げ
られる。このようにして有機ガスの分圧を低減した後、
その状態を維持するには、オイルを使用しない真空ポン
プを用いてその後も排気を継続することにより可能であ
る。しかし、真空ポンプを備えて常時排気する方法は、
応用目的によっては、容積、消費電力、重量、価格等の
点で不利な場合がある。そこで、例えば表面伝導型放出
素子を画像表示装置に応用する場合には、有機ガス分子
を十分に脱着して有機ガスの分圧を低下させた後で、真
空容器内にゲッター膜を形成するとともに、排気管を封
止して状態を維持する。
As a typical method for reducing the partial pressure of the organic gas in the environment surrounding the surface-conduction type emitting device, a vacuum container containing a substrate on which the surface-conduction type emitting device is formed is heated and the surface of each member in the container is heated. A method of performing vacuum exhaustion using a vacuum pump that does not use oil, such as a sorption pump or an ion pump, while desorbing the organic gas molecules adsorbed on the. After reducing the partial pressure of the organic gas in this way,
The state can be maintained by using a vacuum pump that does not use oil and continuing exhaustion thereafter. However, the method of always exhausting with a vacuum pump is
Depending on the application purpose, it may be disadvantageous in terms of volume, power consumption, weight, price, etc. Therefore, for example, when the surface conduction electron-emitting device is applied to an image display device, after sufficiently desorbing organic gas molecules to reduce the partial pressure of the organic gas, a getter film is formed in the vacuum container. , The exhaust pipe is sealed to maintain the state.

【0044】以下、添付図面を参照して本発明の好適な
実施の形態を詳細に説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0045】<実施の形態1>本発明の実施の形態の画
像形成装置について図面を用いて以下に詳しく説明す
る。
<Embodiment 1> An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0046】図3は、表示パネル1の各表面伝導型電子
放出素子にメモリ用波形信号を加えることにより、各表
面伝導型電子放出素子の電子放出特性を変えるための駆
動回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a drive circuit for changing the electron emission characteristics of each surface conduction electron-emitting device by applying a memory waveform signal to each surface conduction electron-emitting device of the display panel 1. It is a figure.

【0047】図3において、1は表示パネルで、複数の
表面伝導型電子放出素子を行方向配線及び列方向配線に
よりマトリクス状に配線して形成されている。2,3は
スイッチマトリクス回路で、制御回路7からのスイッチ
制御信号Tx,Tyに基づいて行方向配線及び列方向配線
を選択することにより、表示パネル1の表面伝導型電子
放出素子を選択して電圧を印加している。4,5はパル
ス発生器で、パルス波高値設定回路6からの設定信号L
px,Lpyにより設定される電圧値のメモリ用波形信号を
発生してスイッチマトリクス回路2,3に出力してい
る。パルス波高値設定回路6は、表示パネル1の駆動さ
れる表面伝導型電子放出素子の位置に対応して指示され
る波高値設定信号Tvに基づいて、メモリ用波形信号の
パルス波高値を設定するための信号Lpx,Lpyを出力す
る。制御回路7は、CPU7a、CPU7aの制御プロ
グラムや各種データを記憶しているメモリ7bを備えて
おり、スイッチマトリクス回路2,3における行方向配
線及び列方向配線の切換・選択を制御し、並びにパルス
波高値設定回路6に対する波高値の設定を行っている。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a display panel, which is formed by wiring a plurality of surface conduction electron-emitting devices in a matrix with row-direction wirings and column-direction wirings. Switch matrix circuits 2 and 3 select row-direction wirings and column-direction wirings based on switch control signals Tx and Ty from the control circuit 7 to select surface conduction electron-emitting devices of the display panel 1. Voltage is being applied. 4 and 5 are pulse generators, which are set signals L from the pulse peak value setting circuit 6.
A memory waveform signal having a voltage value set by px and Lpy is generated and output to the switch matrix circuits 2 and 3. The pulse crest value setting circuit 6 sets the pulse crest value of the memory waveform signal based on the crest value setting signal Tv indicated corresponding to the position of the driven surface conduction electron-emitting device of the display panel 1. To output signals Lpx and Lpy. The control circuit 7 includes a CPU 7a, a memory 7b storing a control program for the CPU 7a and various data, and controls switching / selection of row-direction wirings and column-direction wirings in the switch matrix circuits 2 and 3, and also provides a pulse. The peak value is set in the peak value setting circuit 6.

【0048】次に、この駆動回路の動作について説明す
る。
Next, the operation of this drive circuit will be described.

【0049】前述したように、表示パネル1の電子源基
板上の個々の表面伝導型電子放出素子の電子放出特性が
均一に揃っていたとしても、これら表面伝導型電子放出
素子を結線する配線による電圧降下により、表面伝導型
電子放出素子に印加される駆動電圧に分布が生じ、表面
伝導型電子放出素子の位置に応じて電子放出量にばらつ
きが生じてしまう。一方、後述するように本発明の実施
の形態における表面伝導型電子放出素子は、過去に印加
された駆動パルスの最大波高値に応じた放出電流及び駆
動電流値を記憶する特性を有している。
As described above, even if the electron emission characteristics of the individual surface conduction electron-emitting devices on the electron source substrate of the display panel 1 are uniform, the wiring for connecting these surface conduction electron-emitting devices is used. Due to the voltage drop, the drive voltage applied to the surface conduction electron-emitting device is distributed, and the amount of electron emission varies depending on the position of the surface conduction electron-emitting device. On the other hand, as will be described later, the surface conduction electron-emitting device according to the embodiment of the present invention has a characteristic of storing the emission current and the drive current value according to the maximum peak value of the drive pulse applied in the past. .

【0050】図4(a)及び(b)は、メモリ用波形信
号の最大値Vfmを変更して印加したときに、Vfmよりも
小さい一定の最大波高値の信号で駆動した場合の放出電
流Ieと駆動電流Ifの関係を示した図である。
FIGS. 4A and 4B show the emission current Ie when the maximum value Vfm of the memory waveform signal is changed and applied, and the signal is driven by a signal having a constant maximum peak value smaller than Vfm. It is a figure showing the relation between and drive current If.

【0051】この図から明らかなように、各表面伝導型
電子放出素子に異なる最大波高値の駆動パルス(以下、
メモリ用波形信号と呼ぶ)を印加することにより、電子
放出特性の分布を与えることができる。
As is clear from this figure, drive pulses of different maximum peak values (hereinafter,
It is possible to give a distribution of electron emission characteristics by applying a memory waveform signal).

【0052】即ち、図3において、制御回路7は、制御
信号Tx及びTyにより、駆動すべき放出素子を選択する
と同時に、パルス波高値設定回路6に制御信号Tvを送
る。これによりパルス波高値設定回路6は、予め記憶し
ている前述の行方向及び列方向配線での電圧降下に応じ
た波高値を与えるデータテーブルを参照して、パルス発
生器4及び5に所定の波高値の駆動パルスを出力させる
ためのレベル信号Lpx及びLpyを出力する。これにより
パルス発生器4及び5は、このレベル信号Lpx及びLpy
に応じたパルスPx及びPyをスイッチマトリクス回路
2,3に出力する。このようにして、表示パネル1の指
定された表面伝導型電子放出素子に所定のメモリ用波形
信号を印加させることができる。
That is, in FIG. 3, the control circuit 7 selects the emission element to be driven by the control signals Tx and Ty and, at the same time, sends the control signal Tv to the pulse peak value setting circuit 6. As a result, the pulse crest value setting circuit 6 refers to the previously stored data table which gives the crest value according to the voltage drop in the row-direction and column-direction wirings, and sets the predetermined values for the pulse generators 4 and 5. The level signals Lpx and Lpy for outputting the drive pulse having the peak value are output. This causes the pulse generators 4 and 5 to output the level signals Lpx and Lpy.
Corresponding pulses Px and Py are output to the switch matrix circuits 2 and 3. In this way, a predetermined memory waveform signal can be applied to the designated surface conduction electron-emitting device of the display panel 1.

【0053】この時のメモリ用波形信号のパルス波高値
Vfmは、図5に示したように、前述した配線での電圧降
下に応じて決められた値を選ぶ。具体的には、行方向配
線或は列方向配線での電圧降下が小さい駆動端の近くに
位置している電子放出素子に対してはより大きな波高値
を選択し、駆動端から遠くに位置している電子放出素子
に対してはより低い波高値を選択して印加する。これは
前述の図2からも明らかなように、端子に近く電圧降下
が少ない素子の特性を図2の右側にシフトさせ(駆動電
圧に対する放出電流を小さくする)、電圧降下の大きい
素子に対しては図2の左側の特性(駆動電圧に対する放
出電流を大きくする)にシフトさせることに相当してい
る。このような操作を、表示パネル1の各走査ラインに
対して行うことにより、表示パネル1全体の駆動電圧に
対する表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を一様に
揃えることができる。
As the pulse peak value Vfm of the memory waveform signal at this time, as shown in FIG. 5, a value determined according to the voltage drop in the wiring is selected. Specifically, for electron-emitting devices located near the driving end where the voltage drop in the row-direction wiring or the column-direction wiring is small, a larger peak value is selected, and it is located far from the driving end. A lower peak value is selected and applied to the existing electron-emitting device. As is clear from FIG. 2 described above, the characteristics of the element close to the terminal and having a small voltage drop are shifted to the right side of FIG. Corresponds to shifting to the characteristic on the left side of FIG. 2 (increasing the emission current with respect to the drive voltage). By performing such an operation for each scanning line of the display panel 1, the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device with respect to the drive voltage of the entire display panel 1 can be made uniform.

【0054】次に、以上のようにしてメモリ用波形信号
を印加した表示パネル1を、いずれの素子のメモリ用波
形信号の波高値よりも低い値の駆動電圧を選んで駆動す
ると、図6に示したように、1走査ライン上の放出素子
の放出電流Ie及び駆動電流Ifが、その配置されている
位置に関係なく略均一な特性を得ることができる。
Next, the display panel 1 to which the memory waveform signal is applied as described above is driven by selecting a drive voltage having a value lower than the peak value of the memory waveform signal of any element. As shown, the emission current Ie and the drive current If of the emission element on one scanning line can obtain substantially uniform characteristics regardless of the position where they are arranged.

【0055】以上のようにして、表示パネル1の駆動時
に駆動電流による配線での電圧降下による放出電流のば
らつきを改善し、均一な輝度分布での画像表示を行うこ
とができる。
As described above, when the display panel 1 is driven, variations in emission current due to voltage drop in wiring due to drive current can be improved, and an image can be displayed with a uniform luminance distribution.

【0056】図7は、本実施の形態の制御回路7による
処理を示すフローチャートで、この処理を実行する制御
プログラムはメモリ7bに記憶されている。
FIG. 7 is a flow chart showing the processing by the control circuit 7 of the present embodiment, and the control program for executing this processing is stored in the memory 7b.

【0057】まずステップS1で、スイッチ制御信号T
x,Tyをスイッチマトリクス回路2,3出力して、表示
パネル1の表面伝導型電子放出素子の1つを選択する。
次にステップS2で、このスイッチ制御信号Tx,Tyに
より選択される表面伝導型電子放出素子を示す制御信号
をTvをパルス波高値設定回路6に出力する。これによ
り波高値設定回路6において、図8のフローチャートで
示すような処理が実行されて、ステップS1で選択され
ている素子に対してメモリ電圧が印加される。そしてス
テップS3に進み、表示パネル1の全表面伝導型電子放
出素子に対してメモリ電圧が印加されたかどうかを調
べ、そうであれば処理を終了するが、そうでないときは
ステップS1に戻り、次の表面伝導型電子放出素子を選
択するようにスイッチ制御信号Tx,Tyを切り換えて出
力する。
First, in step S1, the switch control signal T
x and Ty are output to the switch matrix circuits 2 and 3 to select one of the surface conduction electron-emitting devices of the display panel 1.
Next, in step S2, the control signal indicating the surface conduction electron-emitting device selected by the switch control signals Tx and Ty is output as Tv to the pulse peak value setting circuit 6. As a result, the peak value setting circuit 6 executes the process shown in the flowchart of FIG. 8 and applies the memory voltage to the element selected in step S1. Then, the process proceeds to step S3, and it is checked whether or not the memory voltage is applied to all the surface conduction electron-emitting devices of the display panel 1, and if so, the process ends, but if not, the process returns to step S1 and then The switch control signals Tx and Ty are switched and output so as to select the surface conduction electron-emitting device.

【0058】図8は、実施の形態のパルス波高値設定回
路6における処理を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flow chart showing the processing in the pulse crest value setting circuit 6 of the embodiment.

【0059】この処理は図7のステップS2で制御回路
7より出力される制御信号Tvが入力されることにより
開始され、まずステップS11で、その制御信号Tvを
入力し、次にステップS12に進み、パルス波高値設定
回路6が保持しているテーブルを参照して、その表面伝
導型電子放出素子の位置に対応したメモリ電圧を決定す
る。そしてステップS13に進み、その決定したメモリ
電圧を印加すべく、パルス発生器4,5に波高値設定信
号Lpx,Lpyを出力する。これにより、図7のステップ
S1で選択されている表面伝導型電子放出素子にメモリ
電圧が印加される。
This process is started by inputting the control signal Tv output from the control circuit 7 in step S2 of FIG. 7. First, in step S11, the control signal Tv is input, and then the process proceeds to step S12. The memory voltage corresponding to the position of the surface conduction electron-emitting device is determined by referring to the table held by the pulse peak value setting circuit 6. Then, in step S13, the peak value setting signals Lpx and Lpy are output to the pulse generators 4 and 5 in order to apply the determined memory voltage. As a result, the memory voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device selected in step S1 of FIG.

【0060】尚、このメモリ電圧は、通常の表示パネル
1の使用時における駆動電圧よりも大きな値に設定され
ている。これは、通常の表示動作において、メモリ電圧
よりも高い電圧を印加すると、それによって表示パネル
1の表面伝導型電子放出素子の特性がシフトしてしま
い、せっかくメモりさせた電子放出特性が変化してしま
うためである。
The memory voltage is set to a value higher than the drive voltage when the display panel 1 is normally used. This is because, in a normal display operation, when a voltage higher than the memory voltage is applied, the characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the display panel 1 are shifted by it, and the electron emission characteristics that have been noted are changed. The reason is that

【0061】このようにして、通電用の端子よりも離れ
た位置にある表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を
高くし(駆動電圧Vfに対する電流値Ieを大きくし)、
通電用端子に近い表面伝導型電子放出素子の電子放出特
性を低くする(駆動電圧Vfに対する電流値Ieを小さく
する)ことにより、表面伝導型電子放出素子が配置され
ている位置によらずに略一定の電子放出を得ることがで
きる。
In this way, the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device located farther from the energizing terminal is improved (the current value Ie with respect to the drive voltage Vf is increased),
By lowering the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device close to the energizing terminal (reducing the current value Ie with respect to the drive voltage Vf), the surface conduction electron-emitting device can be formed substantially regardless of the position where the surface conduction electron emission device is arranged. A constant electron emission can be obtained.

【0062】<実施の形態2>本発明の実施の形態2に
ついて以下に説明する。
<Second Embodiment> The second embodiment of the present invention will be described below.

【0063】図9(a)は、電子源基板上の行方向配線
(走査ライン上の素子を接続する共通配線)の端を引き
出して同時に駆動するようにした表示パネル1aを示し
た図である。
FIG. 9A is a diagram showing a display panel 1a in which the ends of row-direction wirings (common wirings connecting the elements on the scanning lines) on the electron source substrate are pulled out and driven simultaneously. .

【0064】このような表示パネル1aの電子源基板に
おいて、行方向配線の両端から駆動信号を供給すること
により、図9(b)に示したように駆動電流による配線
での電圧降下量が片端子から駆動した場合(図27)に
比べ軽減される。このような、駆動を行う場合にも、前
述の実施の形態1で説明したように、図9(b)の電圧
降下量に応じた波高値のメモリ用波形信号を個々の表面
伝導型電子放出素子に加えることにより、駆動時の配線
での電圧降下による影響を軽減した電子放出を行なわせ
ることができる。
In such an electron source substrate of the display panel 1a, by supplying a drive signal from both ends of the row-direction wiring, the voltage drop amount in the wiring due to the drive current is reduced as shown in FIG. 9B. This is reduced compared to the case of driving from the terminal (FIG. 27). Even when such driving is performed, as described in the first embodiment, the memory waveform signal having the peak value according to the voltage drop amount of FIG. By adding it to the element, it is possible to emit electrons while reducing the influence of the voltage drop in the wiring during driving.

【0065】この場合も、行方向配線での電圧降下量の
分布に応じたメモリ用波形信号を印加すれば良く、その
波高値は図10に示した値を用いれば良い。この図10
のに示すような特性は、前述したパルス波高値設定回路
6のテーブルに記憶されているものとする。尚、メモリ
用波形信号を印加する方法は、図3で示した駆動回路に
より行うことができる。
Also in this case, the waveform signal for memory according to the distribution of the voltage drop amount in the row wiring may be applied, and the peak value may be the value shown in FIG. This FIG.
It is assumed that the characteristics indicated by are stored in the table of the pulse crest value setting circuit 6 described above. The method of applying the memory waveform signal can be performed by the drive circuit shown in FIG.

【0066】以上説明したように本実施の形態2によれ
ば、行方向配線の両端から電圧を印加して駆動する表示
パネル1においても、配線による電圧降下の影響を抑え
て、略均一な分布の電子放出量が得られる。これによ
り、輝度の均一な高画質の表示を行うことができる。
As described above, according to the second embodiment, even in the display panel 1 which is driven by applying a voltage from both ends of the row-direction wiring, the influence of the voltage drop due to the wiring is suppressed and the distribution is substantially uniform. The electron emission amount of is obtained. As a result, high-quality display with uniform brightness can be performed.

【0067】図11は、本実施の形態の表示パネル1の
マルチ電子源の製造工程の概略を示す図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a manufacturing process of the multi electron source of the display panel 1 of the present embodiment.

【0068】まずステップS100で、後述するように
基板上に電極及び導電性薄膜を形成し、ステップS10
1で、その電極間に電圧を印加して電子放出部を形成す
る。そしてステップS102で、その電子放出部に対し
て通電して活性化を実施する。これで基本的なマルチ電
子源が製造できたことになるが、本実施の形態の特徴で
ある、上述した表面伝導型電子放出素子の各行方向配線
において、所定の駆動電圧に対するその行の全ての表面
伝導型電子放出素子の電子放出量を均一にする均一化処
理を行う(ステップS103)ことにより、表示パネル
1の全域に亙って均一の輝度が得られる。
First, in step S100, an electrode and a conductive thin film are formed on the substrate as described later, and then step S10.
At 1, a voltage is applied between the electrodes to form an electron emitting portion. Then, in step S102, the electron emitting portion is energized to be activated. With this, a basic multi-electron source can be manufactured, but in each row-direction wiring of the above-described surface conduction electron-emitting device, which is a feature of the present embodiment, all of the rows with respect to a predetermined drive voltage are By performing the homogenization process for making the electron emission amount of the surface conduction electron-emitting device uniform (step S103), uniform luminance can be obtained over the entire area of the display panel 1.

【0069】(表示パネル1の構成と製造法)次に、本
発明の実施の形態を適用した画像表示装置の表示パネル
1の構成とその製造法について、具体的な例を示して説
明する。
(Structure and Manufacturing Method of Display Panel 1) Next, the structure and the manufacturing method of the display panel 1 of the image display device to which the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to specific examples.

【0070】図12は、本実施の形態に用いた表示パネ
ル1の外観斜視図であり、内部構造を示すためにパネル
の1部を切り欠いて示している。この表示パネル1は、
行方向配線の片側のみから給電される場合で示してい
る。
FIG. 12 is an external perspective view of the display panel 1 used in this embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure. This display panel 1 is
The case where power is supplied from only one side of the row wiring is shown.

【0071】図中、1005はリアプレート、1006
は側壁、1007はフェースプレートであり、1005
〜1007により表示パネル1の内部を真空に維持する
ための気密容器を形成している。この気密容器を組み立
てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密
性を保持させるために封着する必要があるが、例えばフ
リットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰
囲気中で、摂氏400〜500度で10分以上焼成する
ことにより封着を達成した。この気密容器内部を真空に
排気する方法については後述する。
In the figure, 1005 is a rear plate, and 1006.
Is a side wall, 1007 is a face plate, and 1005
˜1007 form an airtight container for maintaining a vacuum inside the display panel 1. When assembling this airtight container, it is necessary to seal the joints of the respective members so as to maintain sufficient strength and airtightness.For example, frit glass is applied to the joints, and the joints are exposed to air or nitrogen atmosphere. Sealing was achieved by baking at 400 to 500 degrees Celsius for 10 minutes or more. The method of evacuating the inside of the airtight container will be described later.

【0072】リアプレート1005には、基板1001
が固定されているが、この基板1001上には表面伝導
型電子放出素子1002がN×M個形成されている。こ
こでN,Mは2以上の正の整数であり、目的とする表示
画素数に応じて適宜設定される。例えば、高品位テレビ
ジョン表示を目的とした表示装置においては、N=30
00,M=1000以上の数を設定することが望まし
い。尚、本実施の形態においては、N=3072,M=
1024とした。これらN×M個の表面伝導型電子放出
素子は、M本の行方向配線1003とN本の列方向配線
1004とにより単純マトリクス配線されている。ここ
で、上述した1001〜1004によって構成される部
分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。尚、マルチ電子ビーム
源の製造方法や構造については、後で詳しく述べる。
The rear plate 1005 has a substrate 1001.
Are fixed, but N × M surface conduction electron-emitting devices 1002 are formed on the substrate 1001. Here, N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device intended for high definition television display, N = 30
It is desirable to set a number of 00, M = 1000 or more. Incidentally, in the present embodiment, N = 3072, M =
It was set to 1024. These N × M surface conduction electron-emitting devices are simple matrix wiring by M row direction wirings 1003 and N column direction wirings 1004. Here, the part constituted by 1001 to 1004 described above is called a multi-electron beam source. The manufacturing method and structure of the multi-electron beam source will be described in detail later.

【0073】尚、本実施の形態においては、気密容器の
リアプレート1005にマルチ電子ビーム源の基板10
01を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基
板1001が十分な強度を有するものであれば、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板10
01自体を用いてもよい。
In this embodiment, the rear plate 1005 of the airtight container is attached to the substrate 10 of the multi-electron beam source.
01 is fixed, but if the substrate 1001 of the multi-electron beam source has sufficient strength, the substrate 10 of the multi-electron beam source can be used as the rear plate of the airtight container.
01 itself may be used.

【0074】また、フェースプレート1007の下面に
は、蛍光膜1008が形成されている。本実施の形態の
表示パネル1はカラー表示装置用のパネルであるため、
蛍光膜1008の部分にはCRTの分野で用いられる赤
(R)、緑(G)、青(B)の3原色の蛍光体が塗り分
けられている。これら各色の蛍光体は、例えば図13
(A)に示すようにストライプ状に塗り分けられ、各色
の蛍光体のストライプの間には黒色の導電体1010が
設けられている。この黒色の導電体1010を設ける目
的は、電子ビームの照射位置に多少のずれがあっても表
示色にずれが生じないようにすることや、外光の反射を
防止して表示コントラストの低下を防ぐため、更には電
子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止するため
などである。この黒色の導電体1010には、黒鉛を主
成分として用いたが、上記の目的に適するものであれ
ば、これ以外の材料を用いても良い。
A fluorescent film 1008 is formed on the lower surface of the face plate 1007. Since the display panel 1 of the present embodiment is a panel for a color display device,
The fluorescent film 1008 is separately coated with phosphors of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) used in the field of CRT. The phosphors of these respective colors are shown in FIG.
As shown in (A), the conductors are separately applied in stripes, and black conductors 1010 are provided between the stripes of the phosphors of the respective colors. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from deviating even if the irradiation position of the electron beam is slightly deviated, and to prevent the reflection of external light to reduce the display contrast. This is for the purpose of preventing the above phenomenon and further preventing the fluorescent film from being charged up by the electron beam. Although graphite was used as the main component for the black conductor 1010, other materials may be used as long as they are suitable for the above purpose.

【0075】また、3原色の蛍光体の塗り分け方は図1
3(A)に示したストライプ状の配列に限られるもので
はなく、例えば図13(B)に示すようなデルタ状配列
や、それ以外の配列であってもよい。
FIG. 1 shows how to separately paint the three primary color phosphors.
The arrangement is not limited to the stripe-shaped arrangement shown in FIG. 3 (A), but may be a delta arrangement as shown in FIG. 13 (B) or other arrangements.

【0076】尚、モノクロームの表示パネルを作成する
場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜1008に用いれ
ばよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。
In the case of producing a monochrome display panel, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1008, and a black conductive material may not necessarily be used.

【0077】また、蛍光膜1008のリアプレート側の
面には、CRTの分野では公知のメタルバック1009
を設けてある。このメタルバック1009を設けた目的
は、蛍光膜1008が発する光の一部を鏡面反射して光
の利用率を向上させるためや、負イオンの衝突から蛍光
膜1008を保護するため、更には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ためや、蛍光膜
1008を励起した電子の導電路として作用させるため
などである。メタルバック1009は、蛍光膜1008
をフェースプレート基板1007上に形成した後、蛍光
膜表面を平滑化処理し、その上にAl(アルミニウム)
を真空蒸着する方法により形成した。尚、蛍光膜100
8に低電圧用の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバ
ック1009は用いない。
On the surface of the fluorescent film 1008 on the rear plate side, a metal back 1009 known in the field of CRT is used.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1009 is to specularly reflect a part of the light emitted by the fluorescent film 1008 to improve the utilization factor of the light, to protect the fluorescent film 1008 from the collision of negative ions, and to further reduce electrons. This is to act as an electrode for applying a beam acceleration voltage, to act as a conductive path for electrons that have excited the fluorescent film 1008, and the like. The metal back 1009 has a fluorescent film 1008.
Is formed on the face plate substrate 1007, the surface of the fluorescent film is smoothed, and Al (aluminum) is formed on the surface.
Was vacuum-deposited. The fluorescent film 100
When a phosphor material for low voltage is used for 8, the metal back 1009 is not used.

【0078】また、本実施の形態では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、
フェースプレート基板1007と蛍光膜1008との間
に、例えば、ITOを材料とする透明電極を設けてもよ
い。
Although not used in this embodiment,
For the purpose of applying acceleration voltage and improving the conductivity of the fluorescent film,
A transparent electrode made of ITO, for example, may be provided between the face plate substrate 1007 and the fluorescent film 1008.

【0079】また、Dx1〜Dxm,Dy1〜Dyn及びHvで
示された端子は、この表示パネル1と不図示の電気回路
とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続
用端子である。端子Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の
行方向配線1003と、端子Dy1〜Dynはマルチ電子ビ
ーム源の列方向配線1004と、端子Hvはフェースプ
レートのメタルバック1009とそれぞれ電気的に接続
されている。
The terminals indicated by Dx1 to Dxm, Dy1 to Dyn and Hv are terminals for electrical connection having an airtight structure provided to electrically connect the display panel 1 and an electric circuit (not shown). is there. The terminals Dx1 to Dxm are electrically connected to the row direction wiring 1003 of the multi electron beam source, the terminals Dy1 to Dyn are electrically connected to the column direction wiring 1004 of the multi electron beam source, and the terminal Hv is electrically connected to the metal back 1009 of the face plate. .

【0080】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、この気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真
空ポンプとを接続し、気密容器内を10のマイナス7乗
[torr]程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前或は封止後に気密容器内の所定の位置にゲッタ
ー膜(不図示)を形成する。このゲッター膜とは、例え
ばBaを主成分とするゲッター材料をヒータもしくは高
周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、この
ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は1×10のマ
イナス5乗乃至1×10のマイナス7乗[torr]の真空
度に維持される。
To evacuate the inside of the airtight container to a vacuum, after assembling this airtight container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the airtight container is reduced to about 10 −7 [torr]. Evacuate to the degree of vacuum. Thereafter, the exhaust pipe is sealed, but in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing. The getter film is, for example, a film formed by heating a getter material containing Ba as a main component with a heater or high-frequency heating and vapor deposition, and the adsorption action of the getter film causes the inside of the airtight container to be 1 × 10 −5. It is maintained at a vacuum degree of 1 × 10 minus 7th power [torr].

【0081】以上、本発明の実施の形態の表示パネル1
の基本構成と製法を説明した。
The display panel 1 according to the embodiment of the present invention has been described above.
I explained the basic composition and manufacturing method.

【0082】次に、本実施の形態の表示パネル1に用い
たマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本
実施の形態の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源
は、表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス配線した
電子源であれば、表面伝導型電子放出素子の材料や形状
あるいは製法に制限はない。しかしながら、本願発明者
らは、表面伝導型電子放出素子の中では、電子放出部も
しくはその周辺部を微粒子膜から形成したものが電子放
出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見いだ
している。従って、高輝度で大画面の画像表示装置の表
示パネルにマルチ電子ビーム源を用いるには、最も好適
であると言える。そこで、上記実施の形態の表示パネル
においては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜
から形成した表面伝導型電子放出素子を用いた。そこ
で、まず好適な表面伝導型電子放出素子について基本的
な構成と製法および特性を説明し、その後で多数の素子
を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の構造に
ついて述べる。
Next, a method of manufacturing the multi-electron beam source used for the display panel 1 of this embodiment will be described. The multi-electron beam source used in the image display device of the present embodiment is not limited in the material, shape, or manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device as long as it is an electron source in which surface conduction electron-emitting devices are wired in a simple matrix. However, the inventors of the present application have found that among the surface conduction electron-emitting devices, one in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film has excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. . Therefore, it can be said that it is most suitable for using the multi-electron beam source in the display panel of the image display device of high brightness and large screen. Therefore, in the display panel of the above-described embodiment, the surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of the fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method, and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which many devices are wired in a simple matrix will be described.

【0083】(表面伝導型電子放出素子の好適な素子構
成と製法)電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜か
ら形成する表面伝導型電子放出素子の代表的な構成に
は、平面型と垂直型の2種類があげられる。
(Preferable Element Configuration and Manufacturing Method of Surface Conduction Electron Emitting Element) Typical configurations of the surface conduction type electron emitting element in which the electron emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film include a planar type and a vertical type. There are two types.

【0084】(平面型の表面伝導型電子放出素子)まず
最初に、平面型の表面伝導型電子放出素子の構成と製法
について説明する。これは前述した図11のステップS
100の工程に相当するものである。
(Plane Type Surface Conduction Electron Emitting Element) First, the structure and manufacturing method of the plane type surface conduction electron emitting element will be described. This is step S in FIG. 11 described above.
This is equivalent to 100 steps.

【0085】(表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法)電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の2種類があげられる。
(Preferable Element Configuration of Surface Conduction Type Emitting Element and Manufacturing Method) A typical configuration of the surface conduction type emitting element in which the electron emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is a planar type or a vertical type. There are different types.

【0086】(平面型の表面伝導型電子放出素子)まず
最初に、平面型の表面伝導型電子放出素子の素子構成と
製法について説明する。これは前述した図11のステッ
プS100の工程に相当するものである。図14に示す
のは、平面型の表面伝導型電子放出素子の構成を説明す
るための平面図(a)および断面図(b)である。
(Plane Type Surface Conduction Electron Emitting Element) First, the element structure and manufacturing method of the plane type surface conduction electron emitting element will be described. This corresponds to the step S100 in FIG. 11 described above. FIG. 14 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for explaining the configuration of the flat surface conduction electron-emitting device.

【0087】図中、1101は基板、1102と110
3は素子電極、1104は導電性薄膜、1105は通電
フォーミング処理により形成した電子放出部、1113
は通電活性化処理により形成した薄膜である。
In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 110.
3 is a device electrode, 1104 is a conductive thin film, 1105 is an electron emission portion formed by energization forming processing, 1113.
Is a thin film formed by energization activation treatment.

【0088】基板1101としては、例えば、石英ガラ
スや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アル
ミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述
の各種基板上に、例えばSiO2を材料とする絶縁層を
積層した基板などを用いることができる。また、基板1
101上に基板面と平行に対向して設けられた素子電極
1102と1103は、導電性を有する材料によって形
成されている。例えば、Ni,Cr,Au,Mo,W,
Pt,Ti,Cu,Pd,Ag等をはじめとする金属、
或はこれらの金属の合金、或はIn2O3 −SnO2をは
じめとする金属酸化物、ポリシリコンなどの半導体、な
どの中から適宜材料を選択して用いればよい。これら電
極1102,1103を形成するには、例えば真空蒸着
などの製膜技術とフォトリソグラフィ、エッチングなど
のパターニング技術を組み合わせて用いれば容易に形成
できるが、それ以外の方法(例えば印刷技術)を用いて
形成してもさしつかえない。
As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass and soda lime glass, various ceramics substrates such as alumina, or the above-mentioned various substrates, an insulating layer made of, for example, SiO 2 is provided. A laminated substrate or the like can be used. Also, the substrate 1
The device electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 101 so as to face each other in parallel with the substrate surface are made of a conductive material. For example, Ni, Cr, Au, Mo, W,
Metals such as Pt, Ti, Cu, Pd, Ag, etc.,
Alternatively, an appropriate material may be selected from alloys of these metals, metal oxides such as In2O3-SnO2, semiconductors such as polysilicon, and the like. The electrodes 1102 and 1103 can be easily formed by using, for example, a film forming technique such as vacuum deposition and a patterning technique such as photolithography and etching, but other methods (for example, a printing technique) are used. It doesn't matter even if it is formed.

【0089】素子電極1102と1103の形状は、こ
の電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Lは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメータの範囲から適当な数値を選んで
設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ま
しいのは数マイクロメータより数十マイクロメータの範
囲である。また、素子電極の厚さdについては、通常は
数百オングストロームから数マイクロメータの範囲から
適当な数値が選ばれる。
The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of this electron-emitting device.
Generally, the electrode interval L is designed by selecting an appropriate value from the range of several hundred angstroms to several hundreds of micrometers, but it is preferable that the electrode interval L is several micrometers or more for application to a display device. It is in the range of 10 micrometers. In addition, as for the thickness d of the device electrode, an appropriate numerical value is usually selected from the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0090】また、導電性薄膜1104の部分には微粒
子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素と
して多数の微粒子を含んだ膜(島状の集合体も含む)の
ことをさす。この微粒子膜を微視的に調べれば、通常
は、個々の微粒子が離間して配置された構造か、或は微
粒子が互いに隣接した構造か、或は微粒子が互いに重な
り合った構造が観測される。この微粒子膜に用いた微粒
子の粒径は、数オングストロームから数千オングストロ
ームの範囲に含まれるものであるが、なかでも好ましい
のは10オングストロームから200オングストローム
の範囲のものである。また、微粒子膜の膜厚は、以下に
述べるような諸条件を考慮して適宜設定される。即ち、
素子電極1102あるいは1103と電気的に良好に接
続するのに必要な条件、後述する通電フォーミングを良
好に行うのに必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後
述する適宜の値にするために必要な条件などである。具
体的には、数オングストロームから数千オングストロー
ムの範囲のなかで設定するが、なかでも好ましいのは1
0オングストロームから500オングストロームの間で
ある。
A fine particle film is used for the conductive thin film 1104. The fine particle film described here refers to a film (including an island-shaped aggregate) containing a large number of fine particles as a constituent element. When the fine particle film is microscopically examined, usually, a structure in which individual fine particles are arranged apart from each other, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other are observed. The particle diameter of the fine particles used in this fine particle film is in the range of several angstroms to several thousand angstroms, but the range of 10 angstroms to 200 angstroms is particularly preferable. Further, the film thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions as described below. That is,
Necessary conditions for making good electrical connection with the device electrode 1102 or 1103, necessary conditions for favorably performing the energization forming described later, and necessary electric resistance of the fine particle film itself for obtaining an appropriate value described later. Conditions. Specifically, it is set within the range of several angstroms to several thousand angstroms, and among these, 1 is preferable.
It is between 0 Å and 500 Å.

【0091】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Pd,Pt,Ru,Ag,A
u,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pbなどをはじめとする金属や、PdO,Sn
O2,In2O3,PbO,Sb2O3などをはじめとする
酸化物や、HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,YB
4,GdB4などをはじめとする硼化物や、TiC,Zr
C,HfC,TaC,SiC,WCなどをはじめとする
炭化物や、TiN,ZrN,HfNなどをはじめとする
窒化物や、Si,Geなどをはじめとする半導体や、カ
ーボンなどがあげられ、これらの中から適宜選択され
る。
Materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, and A.
u, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
Metals such as a, W, Pb, PdO, Sn
O2, In2O3, PbO, Sb2O3 and other oxides, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB
4, boride such as GdB4, TiC, Zr
Carbides such as C, HfC, TaC, SiC, and WC, nitrides such as TiN, ZrN, and HfN, semiconductors such as Si and Ge, carbon, and the like can be given. It is appropriately selected from the inside.

【0092】以上述べたように、導電性薄膜1104を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
10の3乗から10の7乗[オーム/sq]の範囲に含
まれるよう設定した。
As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film, and its sheet resistance value is
It was set to fall within the range of 10 3 to 10 7 [ohm / sq].

【0093】なお、導電性薄膜1104と素子電極11
02および1103とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図14の例においては、
下から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電
極、の順序で積層してもさしつかえない。
The conductive thin film 1104 and the device electrode 11
Since 02 and 1103 are preferably electrically connected well, they have a structure in which some of them overlap each other. In the example of FIG. 14, the overlapping manner is as follows.
The substrate, the device electrode, and the conductive thin film are stacked in this order from the bottom, but in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode may be stacked in this order from the bottom.

【0094】また、電子放出部1105は、導電性薄膜
1104の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。この亀裂は、導電性薄膜1104に対して、後述す
る通電フォーミングの処理を行うことにより形成する。
この亀裂内には、数オングストロームから数百オングス
トロームの粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、
実際の電子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示す
るのは困難なため、図14においては模式的に示した。
Further, the electron emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has an electrically higher resistance than the surrounding conductive thin film. The cracks are formed by subjecting the conductive thin film 1104 to a later-described energization forming process.
Fine particles having a particle diameter of several angstroms to several hundred angstroms may be arranged in the cracks. In addition,
Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron emitting portion, the electron emitting portion is schematically shown in FIG.

【0095】また、薄膜1113は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部1105およびその
近傍を被覆している。薄膜1113は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。
The thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing the energization activation process described later after the energization forming process.

【0096】薄膜1113は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれかか、もし
くはその混合物であり、膜厚は500[オングストロー
ム]以下とするが、300[オングストローム]以下と
するのがさらに好ましい。
The thin film 1113 is made of any one of single crystal graphite, polycrystalline graphite and amorphous carbon, or a mixture thereof, and the film thickness is 500 [angstrom] or less, but 300 [angstrom] or less. Is more preferable.

【0097】なお、実際の薄膜1113の位置や形状を
精密に図示するのは困難なため、図14においては模式
的に示した。また、平面図(a)においては、薄膜11
13の一部を除去した素子を図示した。
Since it is difficult to precisely illustrate the actual position and shape of the thin film 1113, it is schematically shown in FIG. In the plan view (a), the thin film 11
A device in which a part of 13 is removed is shown.

【0098】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施の形態においては以下のような素子を用いた。
The basic structure of a preferable element has been described above, but the following elements are used in the embodiments.

【0099】即ち、基板1101には青板ガラスを用
い、素子電極1102と1103にはNi薄膜を用い
た。素子電極の厚さdは1000[オングストロー
ム]、電極間隔Lは2[マイクロメータ]とした。
That is, soda lime glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [micrometer].

【0100】微粒子膜の主要材料としてPdもしくはP
dOを用い、微粒子膜の厚さは約100[オングストロ
ーム]、幅Wは100[マイクロメータ]とした。
Pd or P as the main material of the fine particle film
The thickness of the fine particle film was about 100 [angstrom] and the width W was 100 [micrometer] using dO.

【0101】次に、好適な平面型の表面伝導型電子放出
素子の製造方法について説明する。図15(a)〜
(d)は、表面伝導型電子放出素子の製造工程を説明す
るための断面図で、各部材の表記は前記図14と同一で
ある。
Next, a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device will be described. 15 (a)-
14D is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and the notation of each member is the same as that in FIG.

【0102】(1)まず、図15(a)に示すように、
基板1101上に素子電極1102および1103を形
成する。この素子電極1102,1103を形成するに
あたっては、予め基板1101を洗剤、純水、有機溶剤
を用いて十分に洗浄した後、素子電極の材料を堆積させ
る。この材料を堆積する方法としては、例えば、蒸着法
やスパッタ法などの真空成膜技術を用ればよい。その
後、堆積した電極材料をフォトリソグラフィ・エッチン
グ技術を用いてパターニングし、(a)に示した一対の
素子電極(1102と1103)を形成する。
(1) First, as shown in FIG.
The device electrodes 1102 and 1103 are formed on the substrate 1101. In forming the device electrodes 1102 and 1103, the substrate 1101 is thoroughly washed in advance with a detergent, pure water, and an organic solvent, and then the device electrode material is deposited. As a method of depositing this material, for example, a vacuum film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method may be used. Then, the deposited electrode material is patterned by using the photolithography / etching technique to form the pair of device electrodes (1102 and 1103) shown in FIG.

【0103】(2)次に、同図(b)に示すように、導
電性薄膜1104を形成する。
(2) Next, a conductive thin film 1104 is formed as shown in FIG.

【0104】この導電性薄膜を形成するにあたっては、
まず前記(a)の基板に有機金属溶液を塗布して乾燥
し、加熱焼成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリ
ソグラフィー・エッチングにより所定の形状にパターニ
ングする。ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用
いる微粒子の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶
液である。具体的には、本実施の形態では主要元素とし
てPdを用いた。また、実施の形態では塗布方法とし
て、ディッピング法を用いたが、それ以外のたとえばス
ピンナー法やスプレー法を用いてもよい。
In forming this conductive thin film,
First, the substrate of (a) is coated with an organic metal solution, dried, heated and baked to form a fine particle film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. Here, the organometallic solution is a solution of an organometallic compound whose main element is the material of the fine particles used for the conductive thin film. Specifically, Pd is used as the main element in this embodiment. Further, although the dipping method is used as the coating method in the embodiment, other methods such as a spinner method and a spray method may be used.

【0105】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、本実施の形態で用いた有機金属溶液の
塗布による方法以外の、例えば真空蒸着法やスパッタ
法、あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もあ
る。
Further, as a method for forming a conductive thin film made of a fine particle film, other than the method of applying the organic metal solution used in the present embodiment, for example, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, or a chemical vapor phase method. A deposition method may be used in some cases.

【0106】(3)次に、同図(c)に示すように、フ
ォーミング用電源1110から素子電極1102と11
03の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理
を行って、電子放出部1105を形成する(図11のス
テップS101の通電フォーミング処理に相当)。この
通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作られた導電性
薄膜1104に通電を行って、その一部を適宜に破壊、
変形もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構
造に変化させる処理のことである。微粒子膜で作られた
導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好適な構造に変化
した部分(即ち、電子放出部1105)においては、薄
膜に適当な亀裂が形成されている。尚、この電子放出部
1105が形成される前と比較すると、形成された後
は、素子電極1102と1103の間で計測される電気
抵抗は大幅に増加する。
(3) Next, as shown in FIG. 10C, the forming power source 1110 to the device electrodes 1102 and 11
An appropriate voltage is applied during 03 to perform the energization forming process to form the electron emission portion 1105 (corresponding to the energization forming process of step S101 in FIG. 11). This energization forming process energizes the conductive thin film 1104 made of a fine particle film to appropriately break a part of the conductive thin film 1104,
It is a process of deforming or modifying the material to change it into a structure suitable for electron emission. Appropriate cracks are formed in the thin film in the portion of the conductive thin film made of the fine particle film that has changed to a structure suitable for electron emission (that is, the electron emitting portion 1105). It should be noted that the electric resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 after the formation is significantly increased as compared with the case before the formation of the electron emission unit 1105.

【0107】このフォーミング時の通電方法をより詳し
く説明するために、図16に、フォーミング用電源11
10から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。
In order to explain in more detail the energizing method at the time of forming, FIG.
An example of an appropriate voltage waveform applied from 10 is shown.

【0108】微粒子膜で作られた導電性薄膜をフォーミ
ングする場合には、パルス状の電圧が好ましく、本実施
の形態の場合には、同図に示したようにパルス幅T1の
三角波パルスをパルス間隔T2で連続的に印加した。そ
の際には、三角波パルスの波高値Vpfを、順次昇圧し
た。また、電子放出部1105の形成状況をモニタする
ためのモニタパルスPmを適宜の間隔で三角波パルスの
間に挿入し、その際に流れる電流を電流計1111で計
測した。
When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulsed voltage is preferable. In the case of the present embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is pulsed as shown in FIG. The voltage was continuously applied at the interval T2. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. Further, monitor pulses Pm for monitoring the formation state of the electron emitting portion 1105 were inserted between the triangular wave pulses at appropriate intervals, and the current flowing at that time was measured by the ammeter 1111.

【0109】本実施の形態においては、例えば10のマ
イナス5乗[torr]程度の真空雰囲気下において、例え
ばパルス幅T1を1[ミリ秒]、パルス間隔T2を10
[ミリ秒]とし、波高値Vpfを1パルスごとに0.1
[V]ずつ昇圧した。そして、三角波を5パルス印加す
るたびに1回の割りで、モニタパルスPmを挿入した。
ここでフォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないよ
うに、モニタパルスの電圧Vpmは0.1[V]に設定し
た。そして、素子電極1102と1103の間の電気抵
抗が1×10の6乗[オーム]になった段階、即ち、モ
ニタパルス印加時に電流計1111で計測される電流が
1×10のマイナス7乗[A]以下になった段階で、フ
ォーミング処理にかかわる通電を終了した。
In the present embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 [torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond] and the pulse interval T2 is 10.
[Millisecond], and the peak value Vpf is 0.1 for each pulse.
The voltage was increased by [V]. The monitor pulse Pm was inserted once every five pulses of the triangular wave were applied.
Here, the voltage Vpm of the monitor pulse is set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electric resistance between the element electrodes 1102 and 1103 reaches 1 × 10 6 [ohm], that is, when the monitor pulse is applied, the current measured by the ammeter 1111 is 1 × 10 −7 [ohm]. A] At the stage when it became below, the energization related to the forming process was terminated.

【0110】尚、上記の方法は、本実施の形態の表面伝
導型電子放出素子に関する好ましい方法であり、例えば
微粒子膜の材料や膜厚、或は素子電極間隔Lなど表面伝
導型電子放出素子の設計を変更した場合には、それに応
じて通電の条件を適宜変更するのが望ましい。
The above method is a preferable method for the surface-conduction type electron-emitting device of this embodiment. When the design is changed, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.

【0111】(4)次に、図15(d)に示すように、
活性化用電源1112から素子電極1102と1103
の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、
電子放出特性の改善を行う(図11のステップS102
の処理に相当)。この通電活性化処理とは、前記通電フ
ォーミング処理により形成された電子放出部1105に
適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭
素化合物を堆積せしめる処理のことである。(図におい
ては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材1
113として模式的に示した。)なお、通電活性化処理
を行うことにより、行う前と比較して、同じ印加電圧に
おける放出電流を典型的には100倍以上に増加させる
ことができる。
(4) Next, as shown in FIG.
From the activation power source 1112 to the device electrodes 1102 and 1103
Appropriate voltage is applied between the two to perform energization activation treatment,
The electron emission characteristics are improved (step S102 in FIG. 11).
Equivalent to processing). The energization activation process is a process of energizing the electron-emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. (In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is used as the member 1
It is shown schematically as 113. By performing the energization activation treatment, the emission current at the same applied voltage can typically be increased 100 times or more as compared with before the activation.

【0112】具体的には、10のマイナス2乗乃至10
のマイナス5乗[torr]の範囲内の真空雰囲気中で、電
圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰囲気中
に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは炭素化
合物を堆積させる。堆積物1113は、単結晶グラファ
イト、多結晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれか
か、もしくはその混合物であり、膜厚は500[オング
ストローム]以下、より好ましくは300[オングスト
ローム]以下である。
Specifically, it is 10 −2 to 10
By periodically applying a voltage pulse in a vacuum atmosphere within a range of minus 5 [torr], carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 1113 is one of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500 [angstroms] or less, more preferably 300 [angstroms] or less.

【0113】この通電活性化における通電方法をより詳
しく説明するために、図17(a)に、活性化用電源1
112から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。本実
施の形態においては、一定電圧の矩形波を定期的に印加
して通電活性化処理を行ったが、具体的には、矩形波の
電圧Vacは14[V]、パルス幅T3は1[ミリ
秒]、パルス間隔T4は10[ミリ秒]とした。尚、上
述の通電条件は、本実施の形態の表面伝導型電子放出素
子に関する好ましい条件であり、表面伝導型電子放出素
子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜
変更するのが望ましい。
In order to explain in more detail the energization method in this energization activation, FIG. 17A shows the activation power supply 1
An example of an appropriate voltage waveform applied from 112 is shown. In this embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave having a constant voltage. Specifically, the rectangular wave voltage Vac is 14 [V] and the pulse width T3 is 1 [. Millisecond], and the pulse interval T4 was 10 [millisecond]. The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions may be changed accordingly. desirable.

【0114】図15(d)に示す1114は該表面伝導
型電子放出素子から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、直流高電圧電源1115および
電流計1116が接続されている。尚、基板1101を
表示パネル1の中に組み込んでから活性化処理を行う場
合には、表示パネル1の蛍光面をアノード電極1114
として用いる。そして活性化用電源1112から電圧を
印加する間、電流計1116で放出電流Ieを計測して
通電活性化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源1
112の動作を制御する。電流計1116で計測された
放出電流Ieの一例を図17(b)に示す。
Reference numeral 1114 shown in FIG. 15 (d) is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, to which a DC high voltage power supply 1115 and an ammeter 1116 are connected. When the activation treatment is performed after the substrate 1101 is incorporated in the display panel 1, the fluorescent surface of the display panel 1 is set to the anode electrode 1114.
Used as. Then, while the voltage is applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation process, and the activation power supply 1
Control the operation of 112. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.

【0115】こうして活性化電源1112からパルス電
圧を印加しはじめると、時間の経過とともに放出電流I
eは増加するが、やがて飽和してほとんど増加しなくな
る。このように、放出電流Ieがほぼ飽和した時点で活
性化用電源1112からの電圧印加を停止し、通電活性
化処理を終了する。
When the pulse voltage is applied from the activation power supply 1112 in this way, the emission current I
e increases, but eventually saturates and hardly increases. In this way, when the emission current Ie is almost saturated, the voltage application from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process ends.

【0116】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
表面伝導型電子放出素子に関する好ましい条件であり、
表面伝導型電子放出素子の設計を変更した場合には、そ
れに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
The above energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of this embodiment.
When the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly.

【0117】以上のようにして、図15(e)に示す平
面型の表面伝導型電子放出素子を製造した。
As described above, the plane type surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 15E was manufactured.

【0118】(垂直型の表面伝導型電子放出素子)次
に、電子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成し
た表面伝導型電子放出素子のもうひとつの代表的な構
成、すなわち垂直型の表面伝導型電子放出素子の構成に
ついて説明する。
(Vertical Surface Conduction Electron Emitting Element) Next, another typical structure of the surface conduction electron emitting element in which the electron emitting portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, vertical surface conduction The configuration of the electron emission device will be described.

【0119】図18は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view for explaining the basic structure of the vertical type.

【0120】図において、1201は基板、1202と
1203は素子電極、1206は段差形成部材、120
4は微粒子膜を用いた導電性薄膜、1205は通電フォ
ーミング処理により形成した電子放出部、1213は通
電活性化処理により形成した薄膜である。
In the figure, 1201 is a substrate, 1202 and 1203 are element electrodes, 1206 is a step forming member, and 120
Reference numeral 4 is a conductive thin film using a fine particle film, 1205 is an electron emitting portion formed by an energization forming process, and 1213 is a thin film formed by an energization activation process.

【0121】この垂直型の表面伝導型電子放出素子が先
に説明した平面型の電子放出素子と異なる点は、素子電
極のうちの片方(1202)が段差形成部材1206上
に設けられており、導電性薄膜1204が段差形成部材
1206の側面を被覆している点にある。従って、図1
4の平面型素子における素子電極間隔Lは、垂直型にお
いては、段差形成部材1206の段差高Lsとして設定
される。尚、基板1201、素子電極1202および1
203、微粒子膜を用いた導電性薄膜1204、につい
ては、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に用い
ることが可能である。また、段差形成部材1206に
は、たとえばSiO2 のような電気的に絶縁性の材料を
用いる。
This vertical type surface conduction electron-emitting device is different from the planar type electron-emitting device described above in that one of the device electrodes (1202) is provided on the step forming member 1206. The conductive thin film 1204 covers the side surface of the step forming member 1206. Therefore, FIG.
In the vertical type, the element electrode interval L in the flat type element of No. 4 is set as the step height Ls of the step forming member 1206. The substrate 1201, the device electrodes 1202 and 1
For 203 and the conductive thin film 1204 using a fine particle film, the materials listed in the description of the planar type can be similarly used. For the step forming member 1206, an electrically insulating material such as SiO2 is used.

【0122】次に、垂直型の表面伝導型電子放出素子の
製法について説明する。図19(a)〜(f)は、製造
工程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図
21と同一である。
Next, a method of manufacturing the vertical type surface conduction electron-emitting device will be described. 19A to 19F are cross-sectional views for explaining the manufacturing process, and the notation of each member is the same as that in FIG. 21.

【0123】(1)まず、図19(a)に示すように、
基板1201上に素子電極1203を形成する。
(1) First, as shown in FIG.
A device electrode 1203 is formed on the substrate 1201.

【0124】(2)次に、同図(b)に示すように、段
差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、例えばSiO2をスパッタ法で積層すればよいが、
例えば、真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用い
てもよい。
(2) Next, as shown in FIG. 11B, an insulating layer for forming the step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by stacking, for example, SiO2 by a sputtering method.
For example, another film forming method such as a vacuum vapor deposition method or a printing method may be used.

【0125】(3)次に、同図(c)に示すように、絶
縁層の上に素子電極1202を形成する。
(3) Next, as shown in FIG. 13C, the device electrode 1202 is formed on the insulating layer.

【0126】(4)次に、同図(d)に示すように、絶
縁層の一部を、例えばエッチング法を用いて除去し、素
子電極1203を露出させる。
(4) Next, as shown in FIG. 10D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the device electrode 1203.

【0127】(5)次に、同図(e)に示すように、微
粒子膜を用いた導電性薄膜1204を形成する。形成す
るには、前記平面型の場合と同じく、例えば塗布法など
の成膜技術を用いればよい。
(5) Next, as shown in FIG. 6E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For formation, a film forming technique such as a coating method may be used as in the case of the flat type.

【0128】(6)次に、前記平面型の場合と同じく、
通電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する
(図15(c)を用いて説明した平面型の通電フォーミ
ング処理と同様の処理を行えばよい)。
(6) Next, as in the case of the flat type,
The energization forming process is performed to form the electron-emitting portion (the same process as the planar energization forming process described with reference to FIG. 15C may be performed).

【0129】(7)次に、前記平面型の場合と同じく、
通電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる(図15(d)を用いて説明し
た平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよ
い)。
(7) Next, as in the case of the flat type,
The energization activation process is performed to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity of the electron emission portion (the same process as the planar energization activation process described with reference to FIG. 15D may be performed).

【0130】以上のようにして、図18(f)に示す垂
直型の表面伝導型電子放出素子を製造した。
As described above, the vertical type surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 18F was manufactured.

【0131】(表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性)以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。
(Characteristics of Surface Conduction Type Emitting Element Used in Display Device) The element structure and manufacturing method of the plane type and vertical type surface conduction type emitting element have been described above. I will describe.

【0132】図20に、表示装置に用いた素子の、(放
出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特性、及び(素子
電流If)対(素子印加電圧Vf)特性の典型的な例を
示す。尚、放出電流Ieは素子電流Ifに比べて著しく小
さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これら
の特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータを変更
することにより変化するものであるため、2本のグラフ
は各々任意単位で図示した。
FIG. 20 shows typical examples of (emission current Ie) vs. (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) vs. (device applied voltage Vf) characteristics of the device used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the device current If and is difficult to be illustrated on the same scale, and these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the device. Therefore, the two graphs are shown in arbitrary units.

【0133】この表示装置に用いた表面伝導型電子放出
素子は、放出電流Ieに関して以下に述べる3つの特性
を有している。
The surface conduction electron-emitting device used in this display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie.

【0134】第1に、ある電圧(これを閾値電圧Vthと
呼ぶ)以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放
出電流Ieが増加するが、一方、閾値電圧Vth未満の電
圧では放出電流Ieはほとんど検出されない。即ち、放
出電流Ieに関して、明確な閾値電圧Vthを持った非線
形素子である。
First, when a voltage having a magnitude higher than a certain voltage (which is called a threshold voltage Vth) is applied to the element, the emission current Ie rapidly increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie increases. Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0135】第2に、放出電流Ieは素子に印加する電
圧Vfに依存して変化するため、電圧Vfで放出電流Ie
の大きさを制御できる。
Secondly, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie at the voltage Vf.
You can control the size of.

【0136】第3に、表面伝導型電子放出素子に印加す
る電圧Vfに対して素子から放出される電流Ieの応答速
度が速いため、電圧Vfを印加する時間の長さによって
素子から放出される電子の電荷量を制御できる。
Thirdly, since the response speed of the current Ie emitted from the device is high with respect to the voltage Vf applied to the surface conduction electron-emitting device, the current Ie is emitted from the device depending on the length of time for applying the voltage Vf. The amount of charge of electrons can be controlled.

【0137】以上のような特性を有するため、表面伝導
型電子放出素子を表示装置に好適に用いることができ
た。例えば、多数の素子を表示画面の画素に対応して設
けた表示装置において、第1の特性を利用すれば、表示
画面を順次走査して表示を行うことが可能である。即
ち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧
Vth以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾
値電圧Vth未満の電圧を印加する。そして駆動する素子
を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査
して表示を行うことが可能である。
Due to the above-mentioned characteristics, the surface conduction electron-emitting device could be suitably used for the display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to the pixels of the display screen, by utilizing the first characteristic, it is possible to sequentially scan the display screen for display. That is, a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is appropriately applied to the element being driven, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected element. Then, by sequentially switching the elements to be driven, it is possible to sequentially scan the display screen for display.

【0138】また、第2の特性か、又は第3の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、諧調表示を行うことが可能である。
Further, by utilizing the second characteristic or the third characteristic, the emission brightness can be controlled, so that it is possible to perform the gradation display.

【0139】(多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造)次に、上述の表面伝導型電子放
出素子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造について述べる。
(Structure of multi-electron beam source in which a large number of elements are wired in a simple matrix) Next, the structure of a multi-electron beam source in which the above surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.

【0140】図21に示すのは、前述の図12の表示パ
ネル1に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。こ
こで、基板1001上には、前記図14で示したものと
同様な表面伝導型電子放出素子が配列され、これらの素
子は行方向配線電極1003と列方向配線電極1004
とにより、単純マトリクス状に配線されている。行方向
配線電極1003と列方向配線電極1004の交差する
部分には、電極間に絶縁層(不図示)が形成されてお
り、電気的な絶縁が保たれている。
FIG. 21 is a plan view of the multi-electron beam source used in the display panel 1 shown in FIG. Here, the surface conduction electron-emitting devices similar to those shown in FIG. 14 are arranged on the substrate 1001, and these devices are arranged in the row direction wiring electrodes 1003 and the column direction wiring electrodes 1004.
And are wired in a simple matrix. An insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at the intersections of the row-direction wiring electrodes 1003 and the column-direction wiring electrodes 1004 to maintain electrical insulation.

【0141】図21のA−A’に沿った断面図を、図2
2に示す。
A sectional view taken along the line AA 'in FIG. 21 is shown in FIG.
2 shows.

【0142】尚、このような構造のマルチ電子源は、予
め基板上に行方向配線電極1003、列方向配線電極1
004、電極間絶縁層(不図示)および表面伝導型電子
放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向
配線電極1003および列方向配線電極1004を介し
て各素子に給電して、前述したように、通電フォーミン
グ処理と通電活性化処理を行うことにより製造した。
The multi-electron source having such a structure has a row-direction wiring electrode 1003 and a column-direction wiring electrode 1 previously formed on the substrate.
004, an interelectrode insulating layer (not shown) and the device electrodes of the surface conduction electron-emitting device and the conductive thin film are formed, and then power is supplied to each device through the row-direction wiring electrode 1003 and the column-direction wiring electrode 1004. As described above, it was manufactured by performing the energization forming process and the energization activation process.

【0143】図23は、本実施の形態の表面伝導型電子
放出素子を電子ビーム源として用いたディスプレイパネ
ルに、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々の画
像情報源より提供される画像情報を表示できるように構
成した多機能表示装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 23 shows image information provided from various image information sources such as television broadcasting on a display panel using the surface conduction electron-emitting device of this embodiment as an electron beam source. It is a block diagram which shows an example of the multifunctional display apparatus comprised so that it could be performed.

【0144】図中、1は本実施の形態の表示(ディスプ
レイ)パネル、2101はディスプレイパネル1の駆動
回路、2102はディスプレイコントローラ、2103
はマルチプレクサ、2104はデコーダ、2105は入
出力インターフェース回路、2106はCPU、210
7は画像生成回路、2108および2109および21
10は画像メモリインターフェース回路、2111は画
像入力インターフェース回路、2112および2113
はTV信号受信回路、2114は入力部である。尚、本
実施の形態の表示装置は、例えばテレビジョン信号のよ
うに映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場
合には、当然映像の表示と同時に音声を再生するもので
あるが、本実施の形態の表示パネルの特徴と直接関係し
ない音声情報の受信、分離、再生、処理、記憶などに関
する回路やスピーカなどについては説明を省略する。以
下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明する。
In the figure, 1 is a display (display) panel of the present embodiment, 2101 is a drive circuit for the display panel 1, 2102 is a display controller, 2103.
Is a multiplexer, 2104 is a decoder, 2105 is an input / output interface circuit, 2106 is a CPU, 210
7 is an image generation circuit, 2108, 2109 and 21.
10 is an image memory interface circuit, 2111 is an image input interface circuit, 2112 and 2113.
Is a TV signal receiving circuit, and 2114 is an input unit. Note that the display device of the present embodiment, when receiving a signal including both video information and audio information, such as a television signal, naturally reproduces audio simultaneously with displaying video, Descriptions of circuits, speakers, and the like relating to reception, separation, reproduction, processing, and storage of audio information that are not directly related to the characteristics of the display panel of this embodiment will be omitted. Hereinafter, the function of each unit will be described along the flow of the image signal.

【0145】まず、TV信号受信回路2113は、例え
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるTV画像信号を受信するための回路である。受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、例
えば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式など
の諸方式でもよい。また、これらより更に多数の走査線
よりなるTV信号(例えばMUSE方式をはじめとする
いわゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化に適し
た前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な信
号源である。TV信号受信回路2113で受信されたT
V信号は、デコーダ2104に出力される。TV信号受
信回路2112は、例えば同軸ケーブルや光ファイバな
どのような有線伝送系を用いて伝送されるTV画像信号
を受信するための回路である。またTV信号受信回路2
113と同様に、受信するTV信号の方式は特に限られ
るものではなく、また本回路で受信されたTV信号もデ
コーダ2104に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 2113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The system of the TV signal to be received is not particularly limited, and various systems such as NTSC system, PAL system and SECAM system may be used. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system) including a larger number of scanning lines than these is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. It is a signal source. T received by the TV signal receiving circuit 2113
The V signal is output to the decoder 2104. The TV signal receiving circuit 2112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Also, the TV signal receiving circuit 2
Similar to 113, the TV signal system to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 2104.

【0146】画像入力インターフェース回路2111
は、例えばTVカメラや画像読み取りスキャナなどの画
像入力装置から供給される画像信号を取り込むための回
路で、取り込まれた画像信号はデコーダ2104に出力
される。画像メモリインターフェース回路2110は、
ビデオテープレコーダ(以下VTRと略す)に記憶され
ている画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた
画像信号はデコーダ2104に出力される。画像メモリ
インターフェース回路2109は、ビデオディスクに記
憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り込
まれた画像信号はデコーダ2104に出力される。画像
メモリインターフェース回路2108は、いわゆる静止
画ディスクのように、静止画像データを記憶している装
置から画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた
静止画像データはデコーダ2104に出力される。入出
力インターフェース回路2105は、本表示装置と、外
部のコンピュータもしくはコンピュータネットワークも
しくはプリンタなどの出力装置とを接続するための回路
である。画像データや文字データ・図形情報の入出力を
行うのはもちろんのこと、場合によっては本表示装置の
備えるCPU2106と外部との間で制御信号や数値デ
ータの入出力などを行うことも可能である。
Image input interface circuit 2111
Is a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the captured image signal is output to the decoder 2104. The image memory interface circuit 2110 is
A circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR), and the captured image signal is output to the decoder 2104. The image memory interface circuit 2109 is a circuit for capturing the image signal stored in the video disc, and the captured image signal is output to the decoder 2104. The image memory interface circuit 2108 is a circuit for capturing an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disc, and the captured still image data is output to the decoder 2104. The input / output interface circuit 2105 is a circuit for connecting the present display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. It is of course possible to input and output image data, character data, and graphic information, and in some cases, input and output control signals and numerical data between the CPU 2106 of this display device and the outside. .

【0147】また、画像生成回路2107は、前記入出
力インターフェース回路2105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、或はCPU21
06より出力される画像データや文字・図形情報に基づ
き表示用画像データを生成するための回路である。本回
路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄
積するための書き換え可能メモリや、文字コードに対応
する画像パターンが記憶されている読み出し専用メモリ
や、画像処理を行うためのプロセッサなどをはじめとし
て画像の生成に必要な回路が組み込まれている。本回路
により生成された表示用画像データは、デコーダ210
4に出力されるが、場合によっては前記入出力インター
フェース回路2105を介して外部のコンピュータネッ
トワークやプリンタ入出力することも可能である。
Further, the image generation circuit 2107 is provided with image data, character / graphic information, or the CPU 21 which is externally input via the input / output interface circuit 2105.
This is a circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from H.06. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for accumulating image data and character / graphic information, a read-only memory that stores image patterns corresponding to character codes, a processor for performing image processing, etc. And the circuits necessary for image generation are incorporated. The display image data generated by this circuit is the decoder 210.
However, in some cases, it is possible to input / output to / from an external computer network or printer via the input / output interface circuit 2105.

【0148】CPU2106は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業
を行う。例えば、マルチプレクサ2103に制御信号を
出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適宜
選択したり組み合わせたりする。また、その際には表示
する画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ
2102に対して制御信号を発生し、画面表示周波数や
走査方法(例えばインターレースか、ノンインターレー
スか)や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜
制御する。そして画像生成回路2107に対して画像デ
ータや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは前記
入出力インターフェース回路2105を介して外部のコ
ンピュータやメモリをアクセスして画像データや文字・
図形情報を入力する。なお、CPU2106は、むろん
これ以外の目的の作業にも関わるものであっても良い。
例えば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサな
どのように、情報を生成したり処理する機能に直接関わ
っても良い。あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路2105を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機
器と協動して行っても良い。
The CPU 2106 mainly performs operations relating to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image. For example, a control signal is output to the multiplexer 2103 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the display panel. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 2102 according to the image signal to be displayed, the screen display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines in one screen, etc. The operation of the display device is controlled as appropriate. Then, the image data or the character / graphic information is directly output to the image generation circuit 2107, or the external computer or memory is accessed through the input / output interface circuit 2105 so that the image data or the character / character information is displayed.
Enter graphic information. It should be noted that the CPU 2106 may of course be involved in tasks for other purposes.
For example, it may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 2105, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0149】入力部2114は、前記CPU2106に
使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力
するためのものであり、例えばキーボードやマウスのほ
か、ジョイスティック、バーコードリーダ、音声認識装
置など多様な入力機器を用いる事が可能である。また、
デコーダ2104は、前記2107ないし2113より
入力される種々の画像信号を3原色信号、または輝度信
号とI信号、Q信号に逆変換するための回路である。な
お、同図中に点線で示すように、デコーダ2104は内
部に画像メモリを備えるのが望ましい。これは、例えば
MUSE方式をはじめとして、逆変換するに際して画像
メモリを必要とするようなテレビ信号を扱うためであ
る。また、画像メモリを備えることにより、静止画の表
示が容易になる、あるいは前記画像生成回路2107お
よびCPU2106と協同して画像の間引き、補間、拡
大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易に
行えるようになるという利点が生まれるからである。
The input unit 2114 is used by the user to input commands, programs, data, etc. to the CPU 2106, and various inputs such as a keyboard, a mouse, a joystick, a bar code reader, a voice recognition device, etc. It is possible to use equipment. Also,
The decoder 2104 is a circuit for inversely converting various image signals input from the above 2107 to 2113 into three primary color signals, or luminance signals and I signals and Q signals. Note that it is desirable that the decoder 2104 includes an image memory therein, as indicated by a dotted line in the figure. This is to handle a television signal that requires an image memory for reverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory makes it easy to display a still image, or cooperates with the image generation circuit 2107 and the CPU 2106 to perform image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition. This is because there is an advantage that it can be done easily.

【0150】マルチプレクサ2103は、CPU210
6より入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択
するものである。即ち、マルチプレクサ2103はデコ
ーダ2104から入力される逆変換された画像信号のう
ちから所望の画像信号を選択して駆動回路2101に出
力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を
切り替えて選択することにより、いわゆる多画面テレビ
のように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異
なる画像を表示することも可能である。ディスプレイパ
ネルコントローラ2102は、CPU2106より入力
される制御信号に基づき駆動回路2101の動作を制御
するための回路である。
The multiplexer 2103 has a CPU 210.
The display image is appropriately selected on the basis of the control signal input from S6. That is, the multiplexer 2103 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 2104 and outputs it to the drive circuit 2101. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. . The display panel controller 2102 is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 2101 based on a control signal input from the CPU 2106.

【0151】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、例えばディスプレイパネルの駆
動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路2101に対して出力する。また、デ
ィスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、例え
ば画面表示周波数や走査方法(例えばインターレースか
ノンインターレースか)を制御するための信号を駆動回
路2101に対して出力する。また場合によっては表示
画像の輝度やコントラストや色調やシャープネスといっ
た画質の調整に関わる制御信号を駆動回路2101に対
して出力する場合もある。駆動回路2101は、ディス
プレイパネル2100に印加する駆動信号を発生するた
めの回路であり、マルチプレクサ2103から入力され
る画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ2
102より入力される制御信号に基づいて動作するもの
である。
First, as a device related to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling an operation sequence of a power source (not shown) for driving the display panel is output to the drive circuit 2101. Further, as a method related to the driving method of the display panel, for example, a signal for controlling the screen display frequency and the scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 2101. In some cases, control signals relating to image quality adjustment such as display image brightness, contrast, color tone, and sharpness may be output to the drive circuit 2101. The drive circuit 2101 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 2100, and the image signal input from the multiplexer 2103 and the display panel controller 2 are provided.
It operates based on a control signal input from 102.

【0152】以上、各部の機能を説明したが、図23に
例示した構成により、本実施の形態の表示装置において
は、多様な画像情報源より入力される画像情報をディス
プレイパネル2100に表示することが可能である。即
ち、テレビジョン放送をはじめとする各種の画像信号は
デコーダ2104において逆変換された後、マルチプレ
クサ2103において適宜選択され、駆動回路2101
に入力される。一方、ディスプレイコントローラ210
2は、表示する画像信号に応じて駆動回路2101の動
作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路21
01は、上記画像信号と制御信号に基づいてディスプレ
イパネル2100に駆動信号を印加する。これにより、
ディスプレイパネル2100において画像が表示され
る。これらの一連の動作は、CPU2106により統括
的に制御される。
The functions of the respective parts have been described above. With the configuration illustrated in FIG. 23, in the display device of the present embodiment, the image information input from various image information sources is displayed on the display panel 2100. Is possible. That is, after various kinds of image signals such as television broadcasting are inversely converted by the decoder 2104, they are appropriately selected by the multiplexer 2103, and the driving circuit 2101 is selected.
Entered in. On the other hand, the display controller 210
2 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 2101 according to the image signal to be displayed. Drive circuit 21
01 applies a drive signal to the display panel 2100 based on the image signal and the control signal. This allows
An image is displayed on the display panel 2100. A series of these operations are controlled by the CPU 2106.

【0153】また、本実施の形態の表示装置において
は、前記デコーダ2104に内蔵する画像メモリや、画
像生成回路2107およびCPU2106が関与するこ
とにより、単に複数の画像情報の中から選択したものを
表示するだけでなく、表示する画像情報に対して、例え
ば拡大、縮小、回転、移動、エッジ強調、間引き、補
間、色変換、画像の縦横比変換などをはじめとする画像
処理や、合成、消去、接続、入れ換え、はめ込みなどを
はじめとする画像編集を行う事も可能である。また、本
実施の形態の説明では特に触れなかったが、上記画像処
理や画像編集と同様に、音声情報に関しても処理や編集
を行うための専用回路を設けても良い。
Further, in the display device of the present embodiment, the image memory incorporated in the decoder 2104, the image generation circuit 2107 and the CPU 2106 are involved, so that the selected one of a plurality of image information is simply displayed. In addition to performing image processing such as enlargement, reduction, rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, and aspect ratio conversion of images, combining, erasing, It is also possible to perform image editing such as connection, replacement, and fitting. Although not particularly mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-mentioned image processing and image editing.

【0154】従って、本実施の形態の表示装置は、テレ
ビジョン放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止
画像および動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの
端末機器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末
機器、ゲーム機などの機能を一台で兼ね備える事が可能
で、産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広
い。尚、この図23は、表面伝導型電子放出素子を電子
ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示装置の
構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定されるも
のではない。例えば、図23の構成要素のうち使用目的
上必要のない機能に関わる回路は省いても差し支えな
い。またこれとは逆に、使用目的によってはさらに構成
要素を追加しても良い。例えば、この表示装置をテレビ
電話機として応用する場合には、テレビカメラ、音声マ
イク、照明機、モデムを含む送受信回路などを構成要素
に追加するのが好適である。
Therefore, the display device of the present embodiment is used for office equipment such as display equipment for television broadcasting, terminal equipment for videoconference, image editing equipment for handling still images and moving images, computer terminal equipment, and word processors. It is possible to combine the functions of a terminal device, a game machine, etc. with one unit, and has a very wide range of applications for industrial or consumer use. Note that FIG. 23 only shows an example of the configuration of a display device using a display panel having a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and is not limited to this. For example, of the constituent elements of FIG. 23, circuits relating to functions that are unnecessary for the purpose of use may be omitted. On the contrary, the constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example, when the display device is applied as a video telephone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the components.

【0155】この表示装置においては、とりわけ表面伝
導型電子放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパ
ネルが容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行き
を小さくすることが可能である。それに加えて、表面伝
導型電子放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパ
ネルは大画面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れ
るため、本表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を
視認性良く表示する事が可能である。
In this display device, in particular, since the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source can be easily thinned, the depth of the entire display device can be reduced. In addition, the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source can easily enlarge the screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics. It is possible to display with good performance.

【0156】また、本発明は、ホストコンピュータ、イ
ンタフェース、プリンタ等の複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって実施される場合にも適用で
きる。この場合、本発明に係るプログラムを格納した記
憶媒体が本発明を構成することになる。そして、該記憶
媒体からそのプログラムをシステム或は装置に読み出す
ことによって、そのシステム或は装置が、予め定められ
た仕方で動作する。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices such as a host computer, an interface and a printer, or to an apparatus composed of a single device. The present invention can also be applied to the case where it is implemented by supplying a program to a system or an apparatus. In this case, the storage medium storing the program according to the present invention constitutes the present invention. Then, by reading the program from the storage medium to the system or device, the system or device operates in a predetermined manner.

【0157】以上説明したように本実施の形態のマルチ
ビーム電子源によれば、行方向配線に接続された表面伝
導型電子放出素子の放出特性を、配線抵抗に起因する電
圧降下を考慮した電子放出特性とすることにより電圧降
下の影響による輝度分布を無くして均一な輝度の画像を
形成できる。
As described above, according to the multi-beam electron source of this embodiment, the emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device connected to the row-direction wiring are determined by considering the voltage drop caused by the wiring resistance. With the emission characteristics, the luminance distribution due to the influence of the voltage drop can be eliminated and an image with uniform luminance can be formed.

【0158】そして、このような特性を有する電子源を
用いることにより、均一な輝度分布で、かつ高品位な画
像が得られる画像形成装置を提供することができる。
By using the electron source having such characteristics, it is possible to provide an image forming apparatus which can obtain a high-quality image with a uniform luminance distribution.

【0159】又、メモリ電圧を、通常の表面伝導型電子
放出素子を駆動する電圧範囲外とすることにより、通常
の動作中に表面伝導型電子放出素子の特性が変化するこ
とがない。
By setting the memory voltage to be outside the voltage range for driving the normal surface conduction electron-emitting device, the characteristics of the surface conduction electron-emitting device do not change during normal operation.

【0160】尚、本実施の形態では、行方向配線に接続
された表面伝導型電子放出素子の特性を揃える場合で説
明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例え
ば列方向配線に接続された複数の表面伝導型電子放出素
子に対して行っても良く、或は行方向と列方向の表面伝
導型電子放出素子に対して実施しても良い。
In the present embodiment, the case has been described where the characteristics of the surface conduction electron-emitting devices connected to the row-direction wirings are made uniform, but the present invention is not limited to this, and for example, column-direction wirings. It may be performed for a plurality of surface conduction electron-emitting devices connected to each other, or may be performed for the surface conduction electron emission devices in the row direction and the column direction.

【0161】[0161]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
数の表面伝導型放出素子を配線した電子源が、配線抵抗
に起因する電圧降下に影響されることなく略均一な電子
放出特性が得られるという効果がある。
As described above, according to the present invention, an electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are wired has substantially uniform electron emission characteristics without being affected by a voltage drop caused by wiring resistance. It has the effect of being obtained.

【0162】又本発明によれば、表面伝導型放出素子の
メモリ機能を利用して、配線抵抗による電圧降下による
影響を無くして略均一な放出電子量を得ることができる
という効果がある。
Further, according to the present invention, by utilizing the memory function of the surface conduction electron-emitting device, it is possible to eliminate the influence of the voltage drop due to the wiring resistance and obtain a substantially uniform amount of emitted electrons.

【0163】[0163]

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

【図1】本実施の形態の表面伝導型電子放出素子のメモ
リ用波形信号の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a memory waveform signal of a surface conduction electron-emitting device of the present embodiment.

【図2】表面伝導型電子放出素子の駆動電圧に対する放
出電流の特性の違いを説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a difference in characteristics of an emission current with respect to a driving voltage of a surface conduction electron-emitting device.

【図3】本発明の第1の実施の形態であるメモリ用波形
信号を電子ビーム発生源に印加する装置の概略構成図で
ある。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an apparatus for applying a memory waveform signal to an electron beam generation source according to the first embodiment of the present invention.

【図4】メモリ用波形信号の波高値を変えたときの電子
放出量(a)及び駆動電流(b)の特性を表した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of an electron emission amount (a) and a drive current (b) when a peak value of a memory waveform signal is changed.

【図5】本実施の形態において、行方向に配設された複
数の表面伝導型電子放出素子に印加するメモリ用波形信
号の波高値を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing peak values of memory waveform signals applied to a plurality of surface conduction electron-emitting devices arranged in a row direction in the present embodiment.

【図6】本実施の形態において、メモリ用波形信号を印
加した後に所定の駆動電圧で行方向に配設された複数の
表面伝導型電子放出素子を駆動したときの電子放出量分
布を示した図である。
FIG. 6 shows an electron emission amount distribution when a plurality of surface conduction electron-emitting devices arranged in a row direction are driven with a predetermined drive voltage after applying a memory waveform signal in the present embodiment. It is a figure.

【図7】本実施の形態の制御回路による処理を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing processing by the control circuit according to the present embodiment.

【図8】本実施の形態のパルス波高値設定回路における
処理を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing processing in the pulse crest value setting circuit of the present embodiment.

【図9】本発明の実施の形態2の表示パネルの駆動方法
及び行方向配線上の個々の表面伝導型電子放出素子の印
加電圧分布を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a driving method of a display panel and an applied voltage distribution of individual surface conduction electron-emitting devices on row wirings according to a second embodiment of the present invention.

【図10】図9の電子ビーム発生源の個々の表面伝導型
電子放出素子に印加するメモリ用波形信号の波高値を示
した図である。
10 is a diagram showing peak values of memory waveform signals applied to individual surface conduction electron-emitting devices of the electron beam generation source of FIG.

【図11】本実施の形態におけるマルチ電子源の製造工
程を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing manufacturing steps of the multi-electron source according to the present embodiment.

【図12】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の表
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view in which a part of the display panel of the image display device according to the embodiment of the present invention is cut away.

【図13】本実施の形態の表示パネルのフェースプレー
トの蛍光体配列を例示した平面図である。
FIG. 13 is a plan view exemplifying an array of phosphors on a face plate of the display panel of the present embodiment.

【図14】本実施の形態で用いた平面型の表面伝導型電
子放出素子の平面図(a)、断面図(b)である。
FIG. 14 is a plan view (a) and a sectional view (b) of a flat surface-conduction type electron-emitting device used in the present embodiment.

【図15】平面型の表面伝導型電子放出素子製造工程を
示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a flat surface conduction electron-emitting device.

【図16】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形例
を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an example of applied voltage waveforms during energization forming processing.

【図17】通電活性化処理の際の印加電圧波形(a)、
放出電流Ieの変化(b)例を示す図である。
FIG. 17 is a waveform (a) of applied voltage during energization activation processing,
It is a figure which shows the change (b) example of emission current Ie.

【図18】本実施の形態で用いた垂直型の表面伝導型電
子放出素子の断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device used in this embodiment.

【図19】垂直型の表面伝導型電子放出素子の製造工程
を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a vertical surface conduction electron-emitting device.

【図20】本実施の形態で用いた表面伝導型電子放出素
子の典型的な特性を示すグラフ図である。
FIG. 20 is a graph showing typical characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the present embodiment.

【図21】本実施の形態で用いたマルチ電子ビーム源の
基板の平面図である。
FIG. 21 is a plan view of the substrate of the multi-electron beam source used in this embodiment.

【図22】本実施の形態で用いたマルチ電子ビーム源の
基板の一部断面図である。
FIG. 22 is a partial cross-sectional view of the substrate of the multi-electron beam source used in this embodiment.

【図23】本発明の実施の形態である多機能画像表示装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a multi-function image display device according to an embodiment of the present invention.

【図24】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す
図である。
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図25】従来のマルチ電子源のマトリクス配線を説明
する図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating matrix wiring of a conventional multi electron source.

【図26】マルチ電子源の行方向配線に接続された表面
伝導型電子放出素子の配線抵抗を説明する図である。
FIG. 26 is a diagram illustrating the wiring resistance of the surface conduction electron-emitting device connected to the row-direction wiring of the multi-electron source.

【図27】配線抵抗に起因する各表面伝導型電子放出素
子の印加電圧を説明する図である。
FIG. 27 is a diagram for explaining an applied voltage of each surface conduction electron-emitting device due to wiring resistance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表示パネル 2,3 スイッチマトリクス回路 4,5 パルス発生器 6 パルス波高値設定回路 7 制御回路 7a CPU 7b メモリ 1 Display panel 2,3 switch matrix circuit 4,5 pulse generator 6 Pulse peak value setting circuit 7 control circuit 7a CPU 7b memory

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−257554(JP,A) 特開 平1−292728(JP,A) 特開 平9−259753(JP,A) 特許3376220(JP,B2) 特許3062987(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/02 H01J 1/316 H01J 9/44 H01J 31/12 H01J 29/04 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-257554 (JP, A) JP-A-1-292728 (JP, A) JP-A-9-259753 (JP, A) Patent 3376220 (JP, B2) Patent 3062987 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 9/02 H01J 1/316 H01J 9/44 H01J 31/12 H01J 29/04

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に複数の表面伝導型放出素子をマ
トリクス状に配列した電子源の製造方法であって、 前記複数の表面伝導型放出素子のそれぞれを形成する工
程と、 前記複数の表面伝導型放出素子のそれぞれを選択する工
程と、 選択された表面伝導型放出素子が位置している電圧印加
用端子からの距離に応じ、前記端子から遠く離れている
表面伝導型放出素子にはより低い電圧を印加し、前記端
子近傍の表面伝導型放出素子にはより高い電圧を印加す
工程であって、印加される電圧はいずれも通常の駆動
電圧よりも高い電圧である電圧印加工程と、 を有することを特徴とする電子源の製造方法。
1. A method for manufacturing an electron source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix on a substrate, the method comprising the steps of forming each of the surface conduction electron-emitting devices: Depending on the step of selecting each of the conduction type emission devices and the distance from the voltage application terminal where the selected surface conduction type emission device is located, the surface conduction type emission device is far from the terminal.
A lower voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device,
This is a process of applying a higher voltage to the surface conduction electron-emitting device near the child , and the applied voltage is normal driving.
And a step of applying a voltage that is higher than the voltage, the method of manufacturing an electron source.
【請求項2】 前記複数の表面伝導型放出素子は、行方2. The plurality of surface conduction electron-emitting devices are
向配線と列方向配線によりマトリクス状に結線されていConnected in a matrix with parallel wiring and column wiring
ることを特徴とする請求項1に記載の電子源の製造方The method of manufacturing an electron source according to claim 1, wherein
法。Law.
【請求項3】 前記印加する電圧は、行方向或は列方向
に配線された複数の表面伝導型電子放出素子の配線抵抗
に起因する電圧降下を考慮して決定されていることを特
徴とする請求項に記載の電子源の製造方法。
3. The voltage to be applied is determined in consideration of a voltage drop caused by wiring resistance of a plurality of surface conduction electron-emitting devices wired in a row direction or a column direction. The method for manufacturing an electron source according to claim 2 .
【請求項4】 前記電圧印加工程では、前記表面伝導型
放出素子のメモリ機能を利用することを特徴とする請求
1乃至3のいずれか1項に記載の電子源の製造方法。
The method according to claim 4, wherein the voltage applying step, method of manufacturing an electron source according to any one of claims 1 to 3, characterized in that utilizing the memory function of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項5】 前記電圧印加用端子は、行方向配線或は
列方向配線の少なくとも何れかの両端に設けられている
ことを特徴とする請求項に記載の電子源の製造方法。
5. The method of manufacturing an electron source according to claim 2 , wherein the voltage application terminals are provided at both ends of at least one of row-direction wirings and column-direction wirings.
【請求項6】 基板上に複数の表面伝導型放出素子をマ
トリクス状に配列した電子源と、画像信号を入力する入
力手段と、前記入力手段から入力される画像信号に応じ
て変調信号を発生する変調手段と、前記変調手段により
変調された変調信号に応じて前記電子源を駆動する駆動
手段とを備える画像形成装置の製造方法であって、 前記電子源が、請求項1乃至5のいずれかに記載の方法
にて製造されることを 特徴とする画像形成装置の製造方
法。
6. An electron source having a plurality of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix on a substrate, input means for inputting an image signal, and a modulation signal generated in accordance with the image signal input from the input means. 6. A method of manufacturing an image forming apparatus , comprising: a modulation unit that controls the electron source and a driving unit that drives the electron source according to a modulation signal modulated by the modulation unit , wherein the electron source is any one of claims 1 to 5. Method described in crab
A method of manufacturing an image forming apparatus characterized by being manufactured in
Law.
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