JP3827320B2 - Manufacturing method of electron source substrate - Google Patents

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本発明は、互いに間隔を置いて配置された複数の電極と、互いに離間し且つ互いに異なる電極に接続した複数の薄膜と、が配置された基板の製造方法に関する。基板は、例えば表面に多数の電子放出素子を配置した電子源基板である。   The present invention relates to a method of manufacturing a substrate in which a plurality of electrodes arranged at intervals from each other and a plurality of thin films connected to different electrodes from each other are arranged. The substrate is, for example, an electron source substrate having a large number of electron-emitting devices arranged on the surface.

従来、電子放出素子として熱電子源と冷陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源には電界放出型(以下、FE型という)、金属/絶縁層/金属型(以下、MIM型という)や表面伝導型電子放出素子等がある。FE型の例としては「W.P.Dyke&W.W.Dolan、“Field emission”、Advance in Electron Physics、8 89(1956)」あるいは「C.A.Spindt、“Physical Properties of thin−film field emission cathodes with molybdenium”J.Appl.Phys.,475248(1976)」等が知られている。MIM型の例としては「C.A.Mead、“The Tunnel−emission amplifier”、J.Appl.Phys.、32 646(1961)」等が知られている。   Conventionally, two types of electron-emitting devices are known: a thermionic source and a cold cathode electron source. Cold cathode electron sources include field emission type (hereinafter referred to as FE type), metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as MIM type), surface conduction type electron-emitting devices, and the like. Examples of the FE type include “WP Dyke & WW Dolan,“ Field emission ”, Advance in Electron Physics, 8 89 (1956)” or “CA Spindt,“ Physical Properties-of-the-Fed- cathodes with mollybdenium “J. Appl. Phys., 475248 (1976)” and the like are known. As an example of the MIM type, “CA Mead,“ The Tunnel-emission amplifier ”, J. Appl. Phys., 32 646 (1961)” and the like are known.

表面伝導型電子放出素子型の例としては、「M.I.Elinson、Radio Eng.Electron Phys.、1290(1965)」等がある。表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等によるSnO薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの(「G.Dittmer:“Thin SolidFilms”、9 317(1972)」)、In /SnO薄膜によるもの(「M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Conf.”、519(1975)」)、カーボン薄膜によるもの(「荒木久 他:真空、第26巻、第1号、22頁(1983)」)等が報告されている。 Examples of the surface conduction electron-emitting device type include “MI Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 1290 (1965)”. The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows through a small-area thin film formed on a substrate in parallel to the film surface. As this surface conduction electron-emitting device, those using SnO 2 thin film by Erinson et al., Those using Au thin film (“G. Dittmer:“ Thin Solid Films ”, 9 317 (1972))), In 2 O 3 / By SnO 2 thin film (“M. Hartwell and CG Fonstad:“ IEEE Trans. ED Conf. ”, 519 (1975)), by carbon thin film (“ Hisa Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, Vol. No. 1, page 22 (1983) ").

これらの表面伝導型電子放出素子の典型的な素子構成として前述のM.ハートウェルの素子構成を図2に示す。同図において1は基板である。4は導電性薄膜で、H型形状のパターンに、スパッタで形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部5が形成される。尚、図中の素子電極間隔Lは、0.5〜1mm、W’は、0.1mmで設定されている。   As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-described M.P. The element structure of Hartwell is shown in FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a substrate. 4 is a conductive thin film made of a metal oxide thin film formed by sputtering in an H-shaped pattern, and the electron emission portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later. In the figure, the element electrode interval L is set to 0.5 to 1 mm, and W ′ is set to 0.1 mm.

従来、これらの表面伝導型電子放出素子においては、電子放出を行う前に導電性薄膜4に対して予め通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことによって電子放出部5を形成するのが一般的である。通電フォーミングとは導電性薄膜4の両端に直流電圧あるいは非常にゆっくりとした昇電圧例えば1V/分程度を印加通電し、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部5を形成することである。尚、電子放出部5は導電性薄膜4の一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行われる。前記通電フォーミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、導電性薄膜4に電圧を印加し、素子に電流を流すことにより電子放出部5より電子を放出せしめるものである。   Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, it is common to form the electron-emitting portion 5 by applying an energization process called energization forming to the conductive thin film 4 in advance before performing electron emission. . In the energization forming, a DC voltage or a very slow rising voltage, for example, about 1 V / min is applied to both ends of the conductive thin film 4, and the conductive thin film 4 is locally broken, deformed, or altered, and electrically high. It is to form the electron emission portion 5 in a resistance state. In the electron emitting portion 5, a crack is generated in a part of the conductive thin film 4, and the electron is emitted from the vicinity of the crack. The surface conduction electron-emitting device subjected to the energization forming process emits electrons from the electron-emitting portion 5 by applying a voltage to the conductive thin film 4 and passing a current through the device.

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、大面積にわたって多数素子を配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を活かした荷電ビーム源、表示装置等の応用研究がなされている。多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、後述するように梯型配置と呼ぶ並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線(共通配線とも呼ぶ)で、それぞれ結線した行を多数行配列した電子源があげられる(例えば、特開昭64−31332号公報、特開平1−283749号公報、特開平2−257552号公報等)。また、特に表示装置等の画像形成装置においては、近年、液晶を用いた平板型表示装置がCRTに替わって普及してきたが、自発光型でないためバックライトを持たなければならない等の問題点があり、自発光型の表示装置の開発が望まれてきた。自発光型表示装置としては、表面伝導型放出素子を多数配置した電子源と電子源より放出された電子によって、可視光を発光せしめる蛍光体とを組み合わせた表示装置である画像形成装置があげられる(例えば、USP5066883)。
特開昭64−31332号公報 特開平1−283749号公報 特開平2−257552号公報 USP5066883 「W.P.Dyke&W.W.Dolan、“Field emission”、Advance in Electron Physics、8 89(1956)」 「C.A.Spindt、“Physical Properties of thin−film field emission cathodes with molybdenium”J.Appl.Phys.,475248(1976)」 「C.A.Mead、“The Tunnel−emission amplifier”、J.Appl.Phys.、32 646(1961)」 「M.I.Elinson、Radio Eng.Electron Phys.、1290(1965)」 「G.Dittmer:“Thin SolidFilms”、9 317(1972)」) 「M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Trans.ED Conf.”、519(1975)」 「荒木久 他:真空、第26巻、第1号、22頁(1983)」
The above-described surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area because of its simple structure and easy manufacture. Therefore, applied researches on charged beam sources, display devices, etc. that take advantage of this feature have been made. As an example in which a large number of surface-conduction electron-emitting devices are arranged, surface-conduction electron-emitting devices are arranged in parallel, referred to as a trapezoidal arrangement as will be described later, and both ends of each element are wired (also called common wiring). And an electron source in which a number of connected lines are arranged (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 64-31332, 1-283749, and 2-257552). In particular, in image forming apparatuses such as display devices, in recent years, flat-panel display devices using liquid crystals have been widely used in place of CRTs. However, since they are not self-luminous, there are problems such as having to have a backlight. Thus, development of a self-luminous display device has been desired. Examples of the self-luminous display device include an image forming apparatus that is a display device in which an electron source in which a large number of surface-conduction type emission elements are arranged and a phosphor that emits visible light by electrons emitted from the electron source. (For example, USP 5066883).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 Japanese Patent Laid-Open No. 1-283749 JP-A-2-257552 USP 5066883 “WP Dyke & WW Dolan,“ Field Emission ”, Advance in Electron Physics, 889 (1956)”. “CA Spindt,“ Physical Properties of Thin-Film Field Emission Cathodes with Mollybdenium, ”J. Appl. Phys., 475248 (1976)”. “C. A. Mead,“ The Tunnel-emission amplifier ”, J. Appl. Phys., 32 646 (1961)”. "MI Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 1290 (1965)" “G. Dittmer:“ Thin SolidFilms ”, 9 317 (1972)”) “M. Hartwell and C. G. Fonstad:“ IEEE Trans. ED Conf. "519 (1975)" “Hiroshi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983)”

しかしながら、表面伝導型電子放出素子の上記従来例による製造方法では、真空成膜と半導体プロセスにおけるフォトリソグラフィ・エッチング法を多用するものであり、大面積に渡って素子を形成するには、工程数も多く、電子源基板の生産コストが高いといった欠点がある。   However, in the manufacturing method according to the above-described conventional example of the surface conduction electron-emitting device, the vacuum deposition and the photolithography / etching method in the semiconductor process are frequently used. In order to form the device over a large area, the number of steps is required. However, the production cost of the electron source substrate is high.

そこで本発明は、基板、特に大面積の表面伝導型電子放出素子を有する電子源基板の製造において、素子部の導電性薄膜をインクジェット装置を用い、真空成膜法とフォトリソグラフィ・エッチング法によらずに、安定的に歩留まり良く形成することができるようにし、またそれによって電子源基板を有する画像形成装置を低価格で製造できるようにすることを課題とする。   Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a substrate, particularly an electron source substrate having a surface conduction electron-emitting device having a large area, by using an ink-jet device for the conductive thin film of the element portion, using a vacuum film formation method and a photolithography etching method. Accordingly, it is an object of the present invention to enable stable formation with high yield, and thereby to manufacture an image forming apparatus having an electron source substrate at a low cost.

上記の課題を解決するために、本発明では、インクジェット・ヘッドと基板表面の画像情報を取り込む検出光学系とを有する吐出ヘッドユニットと、前記検出光学系で取り込まれた画像情報を識別する画像識別装置と、得られた画像情報に基板上における位置情報を与える位置検出機構と、画像情報と位置情報をもとに位置補正を行う位置補正制御機構とを備えるインクジェット装置を用い、基板上の複数各素子電極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を付与して導電性薄膜を形成し、前記基板上に表面伝導型電子放出素子群を形成する電子源基板の製造方法であって、基板上に、複数の前記素子電極を配置する電極配置工程と、導電性薄膜の原料の溶液を、前記インクジェット装置を用いて、前記基板上に配置された前記複数の素子電極の各々に付与する溶液付与工程と、前記溶液付与工程によって前記溶液が付与された前記基板を加熱処理する工程と、を備えており、前記溶液付与工程は、前記複数の素子電極の各々の位置情報を検出する位置検出工程と、前記インクジェット装置が具備するインクジェット・ヘッドから吐出される前記溶液が前記複数の素子電極の各々に付与されるように、該位置検出工程の検出結果に基づいて、前記複数の素子電極の各々と前記インクジェット・ヘッドとの相対位置を補正する位置補正工程と、を具備することを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, an ejection head unit having an inkjet head and a detection optical system that captures image information on a substrate surface, and image identification that identifies image information captured by the detection optical system A plurality of devices on a substrate using an inkjet apparatus including a device, a position detection mechanism that gives position information on the substrate to the obtained image information, and a position correction control mechanism that performs position correction based on the image information and the position information Production of an electron source substrate in which a conductive thin film is formed by applying a droplet of a solution containing a conductive thin film material between each pair of device electrodes , and a surface conduction electron-emitting device group is formed on the substrate a method, on a substrate, and the electrode arrangement step of arranging a plurality of the element electrodes, a solution of the material of the conductive thin film, using said ink jet apparatus, the multi disposed on the substrate A solution step of applying to each of the device electrodes, and the step of heat-treating the substrate on which the solution is applied by the solution applying step, and wherein the solution applying step, the plurality of element electrodes The position detection step for detecting each position information and the detection result of the position detection step so that the solution discharged from the ink jet head included in the ink jet device is applied to each of the plurality of element electrodes. And a position correction step of correcting a relative position between each of the plurality of element electrodes and the inkjet head.

本発明によれば、互いに間隔を置いて配置された複数の素子電極と、互いに離間し且つ互いに異なる素子電極に接続した複数の導電性薄膜と、が配置された電子源基板を、製造する。その、複数の素子電極の各々の位置情報を検出し複数の素子電極の各々とインクジェット・ヘッドとの相対位置を補正する。そのため、前記複数の素子電極の各々に位置ずれがある場合でも、前記導電性薄膜を良好な位置に配置することができ、電子源基板製造の歩留まりを向上させることができる。また、特に大面積の基板に多数の導電性薄膜を配置する際、導電性薄膜の作製にフォトリソグラフィ・エッチング法を用いずに、成膜と同時にパターニングができる。これにより電子源基板の作製工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。 According to the present invention, an electron source substrate is manufactured in which a plurality of element electrodes arranged at intervals and a plurality of conductive thin films that are separated from each other and connected to different element electrodes are arranged . At that time , position information of each of the plurality of element electrodes is detected, and a relative position between each of the plurality of element electrodes and the ink jet head is corrected . Therefore , even when each of the plurality of device electrodes is misaligned, the conductive thin film can be disposed at a good position, and the yield of manufacturing the electron source substrate can be improved. In particular, when a large number of conductive thin films are arranged on a large-area substrate, patterning can be performed at the same time as the film formation without using a photolithography etching method for the production of the conductive thin films . Thereby , the manufacturing process of an electron source board | substrate can be simplified and manufacturing cost can be reduced.

次に本発明の好ましい実施形態を示す。
ここでは、多数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配置した電子源基板の製造の例を示す。表面伝導型電子放出素子の基本的な構成は平面型である。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described.
Here, an example of manufacturing an electron source substrate in which a number of surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate will be described . The basic configuration of the surface conduction electron-emitting device is a planar type.

図7は、本発明の一実施形態に係る平面型表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的であり、図7(a)はその平面図、図7(b)はその断面図である。図7において、1は基板、2、3は素子電極、4は導電性薄膜、5は電子放出部である。基板1としては、石英ガラス、Na等の不純物含有量を低減させたガラス、青板ガラス、SiOを表面に堆積させたガラス基板およびアルミナ等のセラミックス基板等を用いることができる。素子電極2、3の材料としては、一般的な導電材料を用いることができ、例えばNi、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属あるいは合金、Pd、As、Ag、Au、RuO、Pd−Ag等の金属あるいは金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、In−SnO等の透明導電体、ポリシリコン等の半導体材料等から適宜選択される。 7A and 7B are schematic views showing the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view thereof. . In FIG. 7, 1 is a substrate, 2 and 3 are element electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emission portion. As the substrate 1, quartz glass, glass with reduced impurity content such as Na, blue plate glass, a glass substrate on which SiO 2 is deposited, a ceramic substrate such as alumina, and the like can be used. As the material for the device electrodes 2 and 3, a general conductive material can be used. For example, a metal or alloy such as Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, and Pd, Pd, As As appropriate from printed conductors composed of metals such as Ag, Au, RuO 2 , Pd—Ag or metal oxides and glass, transparent conductors such as In 2 O 3 —SnO 2 , semiconductor materials such as polysilicon, etc. Selected.

素子電極2、3間の間隔Lは好ましくは数千オングストロームないし数百マイクロメートルの範囲であり、より好ましくは素子電極2、3間に印加する電圧等を考慮して1マイクロメートルないし100マイクロメートルの範囲である。素子電極2、3の長さW2は電極の抵抗値および電子放出特性を考慮して、数マイクロメートルないし数百マイクロメートルであり、また素子電極2、3の膜厚dは、100オングストロームないし1マイクロメートルの範囲である。尚、図7に示した構成に限らず、基板1上に導電性薄膜4、素子電極2、3の電極を順に形成させた構成にしてもよい。   The distance L between the device electrodes 2 and 3 is preferably in the range of several thousand angstroms to several hundreds of micrometers, more preferably 1 μm to 100 μm in consideration of the voltage applied between the device electrodes 2 and 3. Range. The length W2 of the device electrodes 2 and 3 is several micrometers to several hundred micrometers in consideration of the resistance value and electron emission characteristic of the electrodes, and the film thickness d of the device electrodes 2 and 3 is 100 angstroms to 1 It is in the micrometer range. The configuration is not limited to the configuration shown in FIG. 7, and the conductive thin film 4 and the device electrodes 2 and 3 may be formed on the substrate 1 in this order.

図8は、図7の構成の平面型表面伝導型電子放出素子の製造方法を示す。
導電性薄膜4としては、良好な電子放出特性を得るために、微粒子で構成された微粒子膜が特に好ましく、その膜厚は素子電極2、3へのステップカバレージ、素子電極2、3間の抵抗値および後述する通電フォーミング条件等によって、適宜設定されるが、好ましくは数オングストロームないし数千オングストロームで、特に好ましくは10オングストロームないし500オングストロームである。その抵抗値は、Rが10の2乗ないし10の7乗オームの値である。なお、R は厚さがt、幅がwで長さが1の薄膜の抵抗Rを、R=R(1/w)とおいたときに現われる値で、薄膜材料の抵抗率をρとするとR =ρ/tで表される。ここでは、フォーミング処理について通電処理を例に挙げて説明するが、フォーミング処理はこれに限られるものではなく、膜に亀裂を生じさせて高抵抗状態を形成する方法であればいかなる方法でも良い。
FIG. 8 shows a method for manufacturing a planar surface conduction electron-emitting device having the configuration shown in FIG.
The conductive thin film 4 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is step coverage to the device electrodes 2 and 3 and the resistance between the device electrodes 2 and 3. Although it is appropriately set depending on the value and energization forming conditions described later, it is preferably several angstroms to several thousand angstroms, particularly preferably 10 angstroms to 500 angstroms. The resistance value is a value of R s of 10 2 to 10 7 ohms. R s is a value that appears when the resistance R of a thin film having a thickness of t, a width of w, and a length of 1 is R = R s (1 / w), and the resistivity of the thin film material is represented by ρ. Then, R s = ρ / t. Here, the energization process is described as an example of the forming process. However, the forming process is not limited to this, and any method may be used as long as the film is cracked to form a high resistance state.

導電性薄膜4を構成する材料としては、Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、PdO、SnO、In、PbO、Sb等の酸化物、HfB、ZrB、LaB、CeB、YB、GdB等の硼化物、TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC、WC等の炭化物、TiN、ZrN、HfN等の窒化物、Si、Ge等の半導体、カーボン等の中から適宜選択される。 Examples of the material constituting the conductive thin film 4 include metals such as Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, and Pb, PdO, SnO 2 , In Oxides such as 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , borides such as HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC, etc. It is appropriately selected from carbides, nitrides such as TiN, ZrN, and HfN, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.

ここで述べる微粒子膜とは複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あるいは重なり合った状態(いくつかの微粒子が集合し、全体として島状を形成している場合も含む)をとっている。微粒子の粒径は、数オングストロームないし1マイクロメートルであり、好ましくは10オングストロームないし200オングストロームである。   The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and the fine structure is not only in a state where the fine particles are individually dispersed and arranged, but also in a state where the fine particles are adjacent to each other or overlap (some fine particles are aggregated). And the case where an island is formed as a whole). The particle size of the fine particles is several angstroms to 1 micrometer, preferably 10 angstroms to 200 angstroms.

以下、本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子の導電性薄膜形成方法を述べる。
図1はこの製造方法に使用される液滴付与装置の構成を示す概略図、図2は図1の液滴付与装置の吐出ヘッドユニットの概略構成図である。図1、2において、6は吐出ヘッドユニット、7は検出光学径、9は液滴、14は画像識別装置、71は電子源基板、15はXY方向走査機構、16は位置検出機構、17は位置補正制御機構、19は制御コンピュータである。
Hereinafter, a method for forming a conductive thin film of a surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a droplet applying device used in this manufacturing method, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an ejection head unit of the droplet applying device in FIG. 1 and 2, 6 is an ejection head unit, 7 is a detection optical diameter, 9 is a droplet, 14 is an image identification device, 71 is an electron source substrate, 15 is an XY direction scanning mechanism, 16 is a position detection mechanism, and 17 is A position correction control mechanism 19 is a control computer.

吐出ヘッドユニットの液滴付与装置6としては、任意の液滴を定量吐出できるものであれば如何なる機構でも良く、特に数十ng程度の液滴を形成できるインクジェット方式の機構が望ましい。インクジェット方式としては、圧電素子を用いたピエゾジェット方式、ヒータの熱エネルギを利用して気泡を発生させるバブルジェット方式等いずれのものでも構わない。   As the droplet applying device 6 of the discharge head unit, any mechanism may be used as long as it can quantitatively discharge arbitrary droplets, and an inkjet mechanism capable of forming droplets of about several tens of ng is particularly desirable. As the ink jet method, any of a piezo jet method using a piezoelectric element, a bubble jet method in which bubbles are generated using the heat energy of a heater, or the like may be used.

液滴9の材料には、先に述べた導電性薄膜となる元素あるいは化合物を含有する水溶液、有機溶剤等を用いることができる。例えば、導電性薄膜となる元素あるいは化合物がパラジウム系の例を以下に示すと、酢酸パラジウム−エタノールアミン錯体(PA−ME)、酢酸パラジウム−ジエタノール錯体(PA−DE)、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン錯体(PA−TE)、酢酸パラジウム−ブチルエタノールアミン錯体(PA−BE)、酢酸パラジウム−ジメチルエタノールアミン錯体(PA−DME)等のエタノールアミン系錯体を含んだ水溶液、また、パラジウム−グリシン錯体(Pd−Gly)、パラジウム−β−アラニン錯体(Pd−β−Ala)、パラジウム−DL−アラニン錯体(pd−DL−Ala)等のアミン酸系錯体を含んだ水溶液、さらには酢酸パラジウム・ビス・ジ・プロピルアミン錯体の酢酸ブチル溶液等が挙げられる。   As the material of the droplet 9, an aqueous solution, an organic solvent, or the like containing the element or compound that becomes the conductive thin film described above can be used. For example, when the element or compound used as the conductive thin film is palladium, examples thereof include palladium acetate-ethanolamine complex (PA-ME), palladium acetate-diethanol complex (PA-DE), palladium acetate-triethanolamine. An aqueous solution containing an ethanolamine complex such as a complex (PA-TE), palladium acetate-butylethanolamine complex (PA-BE), palladium acetate-dimethylethanolamine complex (PA-DME), or a palladium-glycine complex ( Pd-Gly), palladium-β-alanine complex (Pd-β-Ala), aqueous solution containing an amine acid complex such as palladium-DL-alanine complex (pd-DL-Ala), and further palladium acetate bis- Examples thereof include a butyl acetate solution of a di-propylamine complex.

こうした液滴9をインクジェット・ヘッド8により所望の素子電極部に付与する際には、付与すべき素子電極位置ずれ量を検出光学系7と画像識別装置14とで計測し、その計測データに基づいて補正座標を生成し、この補正座標通りに電子源基板14とインクジェット・ヘッド8とを相対移動せしめてから液滴を付与与する。検出光学系7としては、CCDカメラ等とレンズを組み合わせたものを用い、画像識別装置14としては、市販のもので画像を2値化しその重心位置を求めるもの等を用いることができる。   When such a droplet 9 is applied to a desired element electrode portion by the ink jet head 8, the amount of element electrode positional deviation to be applied is measured by the detection optical system 7 and the image identification device 14, and based on the measurement data. Then, correction coordinates are generated, and droplets are applied after the electron source substrate 14 and the inkjet head 8 are moved relative to each other according to the correction coordinates. As the detection optical system 7, a combination of a CCD camera or the like and a lens can be used, and as the image identification device 14, a commercially available one that binarizes an image and obtains its gravity center position can be used.

電子放出部5は、導電性薄膜4の一部に形成された高抵抗の亀裂により構成され、導電性薄膜4の膜厚、膜質、材料、後述する通電フォーミング等の手法等に依存したものとなる。電子放出部5の内部には、1000オングストローム以下の粒径の導電性微粒子を含む場合もある。この導電性微粒子は、導電性薄膜4を構成する材料の元素の一部、あるいは全ての元素を含有するものとなる。電子放出部5およびその近傍の導電性薄膜4には、炭素あるいは炭素化合物を含む場合もある。   The electron emission portion 5 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 4, and depends on the film thickness, film quality, material, and a method such as energization forming described later. Become. The inside of the electron emission part 5 may contain conductive fine particles having a particle diameter of 1000 angstroms or less. The conductive fine particles contain part or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 4. The electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof may contain carbon or a carbon compound.

この導電性薄膜4に施すフォーミング処理方法の一例として通電処理による方法を説明する。素子電極2、3間に、不図示の電源を用いて、通電を行うと、導電性薄膜4の部位に、構造の変化した電子放出部5が形成される。すなわち、通電フォーミングによれば導電性薄膜4に局所的に破壊、変形もしくは変質等の構造変化した部位が形成され、この部位が電子放出部5となる。通電フォーミングの電圧波形の例を図9に示す。   As an example of the forming process applied to the conductive thin film 4, a method using an energization process will be described. When energization is performed between the device electrodes 2 and 3 using a power source (not shown), an electron emission portion 5 having a changed structure is formed at a portion of the conductive thin film 4. That is, according to the energization forming, a region having a structural change such as local destruction, deformation, or alteration is formed in the conductive thin film 4, and this site becomes the electron emission portion 5. An example of the voltage waveform of energization forming is shown in FIG.

電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合(図9(a))と、パルス波高値を増加させながら、電圧パルスを印加する場合(図9(b))とがある。まずパルス波高値が一定電圧とした場合(図9(a))について説明する。   The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform. When a voltage pulse having a constant pulse peak value is applied continuously (FIG. 9A), or when a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value (FIG. 9). (B)). First, the case where the pulse peak value is a constant voltage (FIG. 9A) will be described.

図9(a)におけるT1およびT2は電圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、T1を1マイクロ秒〜10ミリ秒、T2を10マイクロ秒〜100ミリ秒とし、三角波の波高値(通電フォーミング時のピーク電圧)は表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択される。このような条件のもと、例えば、数秒ないし数十分間電圧を印加する。パルス波形は三角波に限定されるものではなく、矩形波など所望の波形を用いても良い。   In FIG. 9A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds, T2 is 10 microseconds to 100 milliseconds, and the peak value of the triangular wave (during energization forming) Is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens of minutes. The pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave may be used.

図9(b)におけるT1およびT2は、図9(a)に示したものと同様であり、三角波の波高値(通電フォーミング時のピーク電圧)は、例えば0.1Vステップ程度づつ増加させることができる。   T1 and T2 in FIG. 9B are the same as those shown in FIG. 9A, and the peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) can be increased by, for example, about 0.1 V step. it can.

通電フォーミング処理の終了は、パルス間隔T2中に、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形しない程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することができる。例えば0.1V程度の電圧印加により流れる素子電流を測定し、抵抗値を求めて、1Mオーム以上の抵抗を示した時に通電フォーミングを終了させる。   The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not cause local destruction or deformation of the conductive thin film 4 during the pulse interval T2, and measuring the current. For example, the element current that flows when a voltage of about 0.1 V is applied is measured, the resistance value is obtained, and energization forming is terminated when a resistance of 1 M ohm or higher is indicated.

通電フォーミングを終了した素子に活性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化処理を施すことにより、素子電流If、放出電流Ieが著しく変化する。   It is desirable to perform a process called an activation process on the element that has completed energization forming. By applying the activation process, the device current If and the emission current Ie change remarkably.

活性化工程は、例えば有機物質のガスを含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パルスの印加を繰り返すことで行うことができる。この雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用いて真空容器内を廃棄した場合に雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形成することができる他、イオンポンプなどにより一旦十分に排気した真空中に適当な有機物質のガスを導入することによっても得られる。このときの好ましい有機物質のガス圧は、前述の応用の形態、真空容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため場合に応じ適宜設定される。適当な有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノール、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸類等を挙げることができ、具体的には、メタン、エタン、プロパンなどC2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどC2n等の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等緒が使用できる。この処理により雰囲気中に存在する有機物質から炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、素子電流If、法SHTU電流Ieが著しく変化する。活性化工程の終了判定は、素子電流Ifと放出電流Ieを測定しながら行う。なおパルス幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。 The activation step can be performed, for example, by repeating the application of pulses in the same manner as the energization forming in an atmosphere containing an organic substance gas. This atmosphere can be formed by using the organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum container is discarded using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance in a vacuum. A preferable gas pressure of the organic material at this time is appropriately set according to the case because it varies depending on the application form, the shape of the vacuum container, the kind of the organic material, and the like. Suitable organic substances include alkanes, alkenes, alkyne aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, organic acids such as phenol, carboxylic acid, sulfonic acid, etc. Specifically, saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 such as methane, ethane, propane, etc., unsaturated hydrocarbons represented by composition formulas such as C n H 2n such as ethylene and propylene, and benzene , Toluene, methanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like can be used. By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the element from an organic substance present in the atmosphere, and the element current If and the method SHTU current Ie change remarkably. The end of the activation process is determined while measuring the device current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse peak value, etc. are set as appropriate.

炭素あるいは炭素化合物とは、グラファイト(単結晶、多結晶の両者を指す)、非晶質カーボン(非晶質カーボンおよび非晶質カーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を含むカーボン)であり、その膜厚は500オングストローム以下にするのが好ましく、より好ましくは300オングストローム以下である。   Carbon or a carbon compound is graphite (refers to both single crystal and polycrystal) and amorphous carbon (amorphous carbon and carbon including a mixture of amorphous carbon and microcrystalline graphite). The film thickness is preferably 500 angstroms or less, more preferably 300 angstroms or less.

こうして作成した電子放出素子は、安定化処理を行うことが好ましい。この処理は真空容器内の有機物質の分圧が、1×10−8Torr以下、望ましくは1×10−10Torr以下で行うのが良い。真空容器内の圧力は、10−6.5〜10−7Torrが好ましく、特に1×10−8Torr以下が好ましい。真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げることができる。さらに真空容器内を排気するときには、真空容器全体を過熱して真空容器内壁や電子放出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好ましい。このときの加熱した状態での真空排気条件は、80〜200℃で5時間以上が望ましいが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件により変化する。なお、上記有機物質の分圧測定は質量分析装置により質量数が10〜200の炭素と水素を主成分とする有機分子の分圧を測定し、それらの分圧を積算することにより求められる。安定化工程を経た後、駆動時の雰囲気は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ましいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な特性を維持することができる。このような真空雰囲気を採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、結果として素子電流If、放出電流Ieが安定する。 The electron-emitting device thus produced is preferably subjected to a stabilization process. This treatment may be performed at a partial pressure of the organic substance in the vacuum vessel of 1 × 10 −8 Torr or less, preferably 1 × 10 −10 Torr or less. The pressure in the vacuum vessel is preferably 10 −6.5 to 10 −7 Torr, and particularly preferably 1 × 10 −8 Torr or less. As the vacuum exhaust device for exhausting the vacuum vessel, it is preferable to use a device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust apparatus such as a sorption pump or an ion pump can be used. Further, when the inside of the vacuum vessel is evacuated, it is preferable to overheat the whole vacuum vessel so that organic molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel or the electron-emitting device can be easily evacuated. The evacuation condition in the heated state at this time is preferably 80 to 200 ° C. for 5 hours or longer, but is not particularly limited to this condition, and various conditions such as the size and shape of the vacuum vessel and the configuration of the electron-emitting device. It depends on. In addition, the partial pressure measurement of the said organic substance is calculated | required by measuring the partial pressure of the organic molecule | numerator which has carbon and hydrogen whose mass number is 10-200 by a mass spectrometer, and integrating those partial pressures. After the stabilization process, the driving atmosphere is preferably maintained at the end of the stabilization process, but is not limited to this, and the degree of vacuum itself is sufficient if the organic substance is sufficiently removed. Sufficiently stable characteristics can be maintained even with a slight decrease. By adopting such a vacuum atmosphere, deposition of new carbon or a carbon compound can be suppressed, and as a result, the device current If and the emission current Ie are stabilized.

次に本発明の画像形成装置について述べる。
画像形成装置に用いる電子源基板の電子放出素子の配列については種々のものが採用できる。
Next, the image forming apparatus of the present invention will be described.
Various arrangements of the electron-emitting devices of the electron source substrate used in the image forming apparatus can be adopted.

まず、並列に配置した多数の電子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を多数個配置し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方向(列方向と呼ぶ)で電子放出素子の情報に配置した制御電極(グリッドとも呼ぶ)により、電子放出素子からの電子を制御駆動する梯子状配置のものがある。これとは別に、電子放出素子をX方向およびY方向に行列状に複数個配置し、同じ行に配置された複数の電子放出素子の電極の一方を、X方向の配線に共通に接続し、同じ列に配置された複数の電子放出素子の電極の他方を、Y方向の配線に共通に接続するものが挙げられる。このようなものは、所謂、単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配置について以下に詳述する。   First, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, and a plurality of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as the row direction), and electrons are perpendicular to the wiring (referred to as the column direction). There is a ladder-type arrangement in which electrons from the electron-emitting device are controlled and driven by a control electrode (also called a grid) arranged in the information of the emitting device. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is connected in common to the wiring in the X direction, Examples include one in which the other of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to the Y-direction wiring. Such is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.

本発明の電子放出素子を複数個マトリクス状に配置して得られる電子源基板について、図10を用いて説明する。図10において、71は電子源基板、72はX方向配線、73はY方向配線、74は表面伝導型電子放出素子、75は結線である。m本のX方向配線72は、DX1、DX2、・・・・・・DXmからなり、Y方向配線73はDY1、DY2、・・・・・・DYnのn本の配線よりなる。また多数の表面伝導型素子74にほぼ均等な電圧が供給されるように材料、膜厚、配線幅が適宜設定される。これらm本のX方向配線72とn本のY方向配線73間は不図示の層間絶縁層により電気的に分離されてマトリックス配線を構成する(m,nは共に正の整数)。   An electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices of the present invention in a matrix will be described with reference to FIG. In FIG. 10, 71 is an electron source substrate, 72 is an X-direction wiring, 73 is a Y-direction wiring, 74 is a surface conduction electron-emitting device, and 75 is a connection. The m X-direction wirings 72 are composed of DX1, DX2,... DXm, and the Y-direction wiring 73 is composed of n wirings DY1, DY2,. The material, film thickness, and wiring width are appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to the large number of surface conduction type elements 74. These m X-direction wirings 72 and n Y-direction wirings 73 are electrically separated by an interlayer insulating layer (not shown) to form a matrix wiring (m and n are both positive integers).

不図示の層間絶縁層はX方向配線72を形成した基板71の全面域は一部の所望の領域に形成される。X方向配線72とY方向配線73はそれぞれ外部端子として引き出される。更に表面伝導型放出素子74の素子電極(不図示)がm本のX方向配線72およびn本のY方向配線73と結線75によって電気的に接続されている。配線72と配線73を構成する材料、結線75を構成する材料および一対の素子電極を構成する材料は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であっても、またそれぞれ異なっても良い。これら材料は、例えば前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極を構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子電極に接続した配線は素子電極ということもできる。   The interlayer insulating layer (not shown) is formed in a part of a desired region on the entire surface of the substrate 71 on which the X direction wiring 72 is formed. The X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73 are drawn out as external terminals, respectively. Further, the device electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 74 are electrically connected to the m X-direction wirings 72 and the n Y-direction wirings 73 by connection 75. The materials constituting the wiring 72 and the wiring 73, the material constituting the connection 75, and the material constituting the pair of element electrodes may be the same or partially different from each other. These materials are appropriately selected from, for example, the above-described element electrode materials. When the material constituting the element electrode and the wiring material are the same, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.

X方向配線72は、X方向に配列する表面伝導型放出素子74の行を入力信号に応じて走査するための走査信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気的に接続されている。一方、Y方向配線73は、Y方向に配列する表面伝導型放出素子74の各列を入力信号に応じて変調するための変調信号を印加するための不図示の変調信号発生手段と電気的に接続されている。更に表面伝導型電子放出素子74の各素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給されるものである。これにより、単純なマトリクス配線だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。   The X-direction wiring 72 is electrically connected to scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for scanning a row of surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the X direction according to an input signal. Yes. On the other hand, the Y-direction wiring 73 is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for modulating each column of the surface conduction electron-emitting elements 74 arranged in the Y direction according to an input signal. It is connected. Furthermore, the drive voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting element 74 is supplied as a differential voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the element. As a result, individual elements can be selected and driven independently by simple matrix wiring.

次に、以上のようにして作成した単純マトリクス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図11、図12および図13を用いて説明する。図11は画像形成装置の表示パネルの基本構成図であり、図12はこれに用いられる蛍光膜を示す。図13はNTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動回路のブロック図を示すとともに、その駆動回路を含む画像形成装置を表す。   Next, an image forming apparatus using the simple matrix arrangement electron source created as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a basic configuration diagram of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 12 shows a fluorescent film used for the display panel. FIG. 13 shows a block diagram of a driving circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal and represents an image forming apparatus including the driving circuit.

図11において、71は電子放出素子74を基板上に作製した電子源基板、81は電子源基板71を固定したリアプレート、86はガラス基板83の内面に蛍光膜84とメタルバック85等が形成されたフェースプレート、82は支持枠であり、リアプレート81、支持枠82およびフェースプレート86を、フリットガラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で400〜500度で10分以上焼成することで封着して外囲器88を構成する。74は図7の電子放出素子に相当する。72、73は表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続されたX方向配線およびY方向配線である。   In FIG. 11, 71 is an electron source substrate on which an electron-emitting device 74 is formed on a substrate, 81 is a rear plate on which the electron source substrate 71 is fixed, 86 is a fluorescent film 84, a metal back 85, etc. formed on the inner surface of a glass substrate 83. The face plate 82 is a support frame, and the rear plate 81, the support frame 82, and the face plate 86 are coated with frit glass or the like and baked at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more in the air or in nitrogen. The envelope 88 is formed by sealing. 74 corresponds to the electron-emitting device of FIG. Reference numerals 72 and 73 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

外囲器88は、上述の如くフェースプレート86、支持枠82、リアプレート81で構成したが、リアプレート81は主に電子源基板71の強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板71自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート81は不要であり、電子源基板71に直接支持枠82を封着し、フェースプレート86、支持枠82、電子源基板71にて外囲器88を構成しても良い。またさらにはフェースプレート86、リアプレート81間に、スペーサーとよばれる耐大気圧支持部材を設置することで大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器88にすることもできる。   Although the envelope 88 is constituted by the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81 as described above, the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 71. If the substrate itself has sufficient strength, the separate rear plate 81 is not necessary, and the support frame 82 is directly sealed to the electron source substrate 71 and surrounded by the face plate 86, the support frame 82, and the electron source substrate 71. The device 88 may be configured. Furthermore, by providing an atmospheric pressure resistant support member called a spacer between the face plate 86 and the rear plate 81, the envelope 88 having sufficient strength against atmospheric pressure can be obtained.

図12は蛍光膜を示す模式図である。蛍光体はモノクロームの場合は蛍光体のみからなるが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプあるいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材91とで構成される。ブラックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体92間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくすることと、蛍光膜84における外光反射によるコントラストの低下を抑制することである。ブラックストライプの材料としては、通常良く用いられている黒鉛を主成分とする材料だけでなく、導電性があり、光の透過および反射が少ない材料であればこれに限るものではない。   FIG. 12 is a schematic view showing a fluorescent film. In the case of monochrome, the phosphor is composed of only the phosphor, but in the case of a color phosphor film, the phosphor is composed of a black conductive material 91 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphors. The purpose of providing the black stripe and the black matrix is to make the mixed colors and the like inconspicuous by making the coloration portions between the phosphors 92 of the three primary color phosphors necessary in the case of color display, It is to suppress a decrease in contrast due to light reflection. The material of the black stripe is not limited to the material that is not only a material mainly composed of graphite, which is usually used well, but also a material that is conductive and has little light transmission and reflection.

ガラス基板83に蛍光体を塗布する方法としては、モノクローム、カラーによらず沈澱法や印刷法が用いられる。また蛍光膜84(図7)の内面側には通常、メタルバック85が設けられる。メタルバック85は、蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート86側へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用すること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光体の保護等の役割を有する。メタルバック85は蛍光膜84の作製後、蛍光膜84の内面側表面の平滑化処理(通常、フィルミングと呼ばれる)を行い、その後Alを真空蒸着等で堆積することで作製できる。   As a method of applying the phosphor on the glass substrate 83, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color. A metal back 85 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 84 (FIG. 7). The metal back 85 improves the luminance by specularly reflecting the light emitted from the phosphor toward the inner surface to the face plate 86 side, acts as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, It has a role of protecting the phosphor from damage caused by collision of negative ions generated in the vessel. The metal back 85 can be manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 84 after forming the fluorescent film 84 and then depositing Al by vacuum evaporation or the like.

フェースプレート86には、更に蛍光膜84の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電極(不図示)を設けてもよい。
前述の封着を行う際、カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはならず、十分な位置合わせを行う必要がある。
The face plate 86 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 84.
When performing the above-described sealing, in the case of a color, each color phosphor must correspond to the electron-emitting device, and it is necessary to perform sufficient alignment.

図11に示した画像形成装置は、例えば以下のようにして製造される。
外囲器88は前述の安定化工程と同様に、適宜加熱しながらイオンポンプ、ソープションポンプなどのオイルを使用しない排気装置により不図示の排気管を通じて排気し、10−7torr程度の真空度の有機物質の十分少ない雰囲気にした後、封止される。外囲器88の封止後の真空度を維持するためにゲッター処理を行う場合もある。これは外囲器88の封止を行う直前あるいは封止後に抵抗加熱あるいは高周波加熱等の加熱法により、外囲器88内の所定の位置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ba等が主成分であり、蒸着膜の吸着作用により、例えば1×10−5torrないし1×10−7torrの真空度を維持するものである。
The image forming apparatus shown in FIG. 11 is manufactured as follows, for example.
The envelope 88 is exhausted through an exhaust pipe (not shown) by an exhaust device that does not use oil, such as an ion pump or a sorption pump, with appropriate heating, as in the above-described stabilization step, and a vacuum degree of about 10 −7 torr. After the atmosphere is sufficiently reduced, it is sealed. In some cases, a getter process is performed to maintain the degree of vacuum after the envelope 88 is sealed. This is because vapor deposition is performed by heating a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the envelope 88 by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating immediately before or after sealing the envelope 88. This is a process for forming a film. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and maintains a vacuum degree of, for example, 1 × 10 −5 torr to 1 × 10 −7 torr by the adsorption action of the deposited film.

次に、単純マトリクス配置型基板を有する電子源を用いて構成したこの表示パネルを駆動してNTSC方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路の概略構成を図13を用いて説明する。図13において、101は画像表示パネル、102は走査回路、103は制御回路、104はシフトレジスタ、105はラインメモリ、106は同期信号分離回路、107は変調信号発生器、VxおよびVaは直流電圧源である。   Next, a schematic configuration of a driving circuit for driving the display panel configured using an electron source having a simple matrix arrangement type substrate and performing television display based on an NTSC television signal will be described with reference to FIG. To do. In FIG. 13, 101 is an image display panel, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit, 104 is a shift register, 105 is a line memory, 106 is a synchronizing signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, Vx and Va are DC voltages. Is the source.

以下、各部の機能を説明するが、まず表示パネル101は端子Dox1ないしDoxmおよび端子Doy1ないしDoynおよび高圧端子Hvを介して外部の電気回路と接続している。このうち端子Dox1ないしDoxmには表示パネル101内に設けられている電子源、すなわちM行N列の行列状にマトリクス配線された表面伝導型電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順次駆動してゆくための走査信号が印加される。一方、端子Doy1ないしDoynには前記走査信号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の各素子の出力電子ビームを制御するための変調信号が印加される。また高圧端子Hvには直流電圧源Vaより、例えば10K[V]の直流電圧が供給されるが、これは表面伝導型電子放出素子より出力される電子ビームに蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを付与するための加速電圧である。   The function of each part will be described below. First, the display panel 101 is connected to an external electric circuit via the terminals Dox1 to Doxm, the terminals Doy1 to Doyn, and the high voltage terminal Hv. Among these, the terminals Dox1 to Doxm sequentially drive the electron source provided in the display panel 101, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns, row by row (N devices). A scanning signal for applying is applied. On the other hand, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting devices in one row selected by the scanning signal is applied to the terminals Doy1 to Doyn. The high voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 K [V] from the DC voltage source Va. This is sufficient to excite the phosphor with the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device. This is the acceleration voltage for applying energy.

次に走査回路102について説明する。同回路は内部にM個のスイッチング素子を備えるもので(図中、S1ないしSmで模式的に示している)、各スイッチング素子は直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表示パネル101の端子Dox1ないしDoxmと電気的に接続するものである。S1ないしSmの各スイッチング素子は制御回路103が出力する制御信号Tscanに基づいて動作するものだが、実際には例えばFETのようなスイッチング素子を組み合わせることにより構成することが可能である。なお、前記直流電圧源Vxは前記表面伝導型電子放出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に基づき走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう設定されている。   Next, the scanning circuit 102 will be described. The circuit includes M switching elements (schematically indicated by S1 to Sm in the figure), and each switching element is an output voltage of a DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level). Any one of these is selected and electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the display panel 101. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 103, but in actuality, it can be configured by combining switching elements such as FETs. The DC voltage source Vx is such that the driving voltage applied to the element not scanned based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting element is equal to or lower than the electron emission threshold voltage. It is set to output a constant voltage.

また制御回路103は、外部より入力する画像信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動作を整合させる働きをもつものである。次に説明する同期信号分離回路106より送られる同期信号Tsyncに基づいて各部に対してTscan、TsftおよびTmryの各制御信号を発生する。   The control circuit 103 has a function of matching the operation of each unit so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. Based on a synchronization signal Tsync sent from a synchronization signal separation circuit 106 to be described next, control signals Tscan, Tsft, and Tmry are generated for each unit.

同期信号分離回路106は、外部から入力されるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝度信号成分とを分離するための回路であり、周波数分離(フィルター)回路を用いれば構成できるものである。同期信号分離回路106により分離された同期信号は良く知られるように垂直同期信号と水平同期信号よりなるが、ここでは説明の便宜上Tsync信号として図示した。一方、前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上DATA信号と表すが、同信号はシフトレジスタ104に入力される。   The synchronization signal separation circuit 106 is a circuit for separating a synchronization signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and can be configured by using a frequency separation (filter) circuit. The synchronization signal separated by the synchronization signal separation circuit 106 is composed of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal as is well known, but is shown here as a Tsync signal for convenience of explanation. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is represented as a DATA signal for convenience, and this signal is input to the shift register 104.

シフトレジスタ104は時系列的にシリアルに入力される前記DATA信号を画像の1ライン毎にシリアル/パラレル変換するためのものであり、制御回路103より送られる制御信号Tsftに基づいて動作する。すなわち制御信号Tsftは、シフトレジスタ104のシフトクロックであると言い換えても良い。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分(電子放出素子N素子分の駆動データに相当する)のデータはId1ないしIdnのN個の並列信号としてシフトレジスタ104より出力される。   The shift register 104 is for serial / parallel conversion of the DATA signal input serially in time series for each line of the image, and operates based on the control signal Tsft sent from the control circuit 103. That is, the control signal Tsft may be rephrased as a shift clock of the shift register 104. Data for one line (corresponding to drive data for N electron-emitting devices) subjected to serial / parallel conversion is output from the shift register 104 as N parallel signals Id1 to Idn.

ラインメモリ105は画像1ライン分のデータを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であり、制御回路103より送られる制御信号Tmryにしたがって適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶された内容はId1ないしIdnとして出力され変調信号発生器107に入力される。   The line memory 105 is a storage device for storing data for one image line for a necessary time, and appropriately stores the contents of Id1 to Idn according to the control signal Tmry sent from the control circuit 103. The stored contents are output as Id1 to Idn and input to the modulation signal generator 107.

変調信号発生器107は前記画像データId1ないしIdnの各々に応じて表面伝導型電子放出素子の各々を適切に駆動変調するための信号源であり、その出力信号は端子Doy1ないしDoynを通じて表示パネル101内の表面伝導型電子放出素子に印加される。   The modulation signal generator 107 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data Id1 to Idn, and an output signal thereof is displayed on the display panel 101 through the terminals Doy1 to Doyn. It is applied to the surface conduction electron-emitting device.

前述したように本発明に関わる電子放出素子は放出電流Ieに対して以下の基本特性を有している。すなわち前述したように電子放出には明確なしきい値電圧Vthがあり、Vth以上の電圧を印加された時のみ電子放出が生じる。また電子放出しきい値以上の電圧に対しては素子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化してゆく。尚、電子放出素子の材料や構成、製造方法を変えることにより電子放出しきい値電圧Vthの値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえる。   As described above, the electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, as described above, there is a clear threshold voltage Vth for electron emission, and electron emission occurs only when a voltage higher than Vth is applied. In addition, for a voltage higher than the electron emission threshold, the emission current also changes in accordance with the change in the voltage applied to the device. Note that the value of the electron emission threshold voltage Vth and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may change by changing the material, configuration, and manufacturing method of the electron-emitting device. I can say that.

すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出しきい値以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが電子放出しきい値以上の電圧を印加する場合には電子ビームが出力される。その際、第一にはパルスの波高値Vmを変化させることにより出力電子ビームの強度を制御することが可能である。第二には、パルスの幅Pwを変化させることにより出力される電子ビームの電荷の総量を制御することが可能である。   That is, when a pulse voltage is applied to the device, for example, electron emission does not occur when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, but when a voltage higher than the electron emission threshold is applied, an electron beam is applied. Is output. At that time, first, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value Vm of the pulse. Second, it is possible to control the total amount of charges of the electron beam output by changing the pulse width Pw.

したがって、入力信号に応じて電子放出素子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには、変調信号発生器107として、一定の長さの電圧パルスを発生するが入力されるデータに応じて適宜パルスの波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる。またパルス幅変調方式を実施するには、変調信号発生器107としては、一定の波高値の電圧パルスを発生するが、入力されるデータに応じて適宜電圧パルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる。   Therefore, as a method for modulating the electron-emitting device according to the input signal, there are a voltage modulation method, a pulse width modulation method, etc. In order to implement the voltage modulation method, the modulation signal generator 107 has a certain length. However, a voltage modulation circuit that appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data is used. In order to implement the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 generates a voltage pulse having a constant peak value, but a pulse width that appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data. A modulation circuit is used.

シフトレジスタ104やラインメモリ105はデジタル信号式のものでもアナログ信号式のものでも差し支えなく、要は画像信号のシリアル/パラレル変換や記憶が所定の速度で行われればよい。   The shift register 104 and the line memory 105 may be digital signal type or analog signal type. In short, the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

デジタル信号式のものを用いる場合には、同期信号分離回路106の出力信号DATAをデジタル信号化する必要があるが、これは同期信号分離回路106の出力部にA/D変換器を備えれば可能である。また、これと関連してラインメモリ105の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かにより、変調信号発生器107に用いられる回路が若干異なったものとなる。   In the case of using a digital signal type, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 106 into a digital signal. If the output part of the synchronization signal separation circuit 106 is provided with an A / D converter, Is possible. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 107 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 105 is a digital signal or an analog signal.

まずデジタル信号の場合について述べる。電圧変調方式においては変調信号発生器107には、例えばよく知られるD/A変換回路を用い、必要に応じて増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅変調方式の場合、変調信号発生器107は、例えば高速の発振器、発振器が出力する波数を計数する計数器(カウンタ)、および計数器の出力値とラインメモリ105の出力値を比較する比較器(コンパレータ)を組み合せた回路を用いることにより構成できる。必要に応じて比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。   First, the case of a digital signal will be described. In the voltage modulation method, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 107, and an amplifier circuit or the like may be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 compares, for example, a high-speed oscillator, a counter (counter) that counts the wave number output from the oscillator, and the output value of the counter with the output value of the line memory 105. It can be configured by using a circuit in which a comparator (comparator) is combined. If necessary, an amplifier may be added to amplify the voltage of the modulation signal output from the comparator to the driving voltage of the surface conduction electron-emitting device.

次にアナログ信号の場合について述べる。電圧変調方式においては変調信号発生器107には、例えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付け加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には例えばよく知られた電圧制御型発振回路(VCO)を用いればよく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。   Next, the case of an analog signal will be described. In the voltage modulation system, for example, an amplification circuit using a well-known operational amplifier or the like may be used as the modulation signal generator 107, and a level shift circuit or the like may be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a well-known voltage controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and an amplifier for amplifying the voltage to the driving voltage of the surface conduction electron-emitting device is added if necessary. May be.

以上のような構成を有する画像表示装置において、表示パネル101の各電子放出素子には、容器外端子Dox1ないしDoxm,Doy1ないしDoynを通じ、電圧を印加することにより、電子放出させるとともに、高圧端子Hvを通じ、メタルバック85あるいは透明電極(不図示)に高圧を印加して電子ビームを加速し、蛍光膜84に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示することができる。   In the image display apparatus having the above-described configuration, each electron-emitting device of the display panel 101 emits electrons by applying a voltage through the external terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Doyn, and also outputs the high-voltage terminal Hv. Then, a high voltage is applied to the metal back 85 or the transparent electrode (not shown), the electron beam is accelerated, collides with the fluorescent film 84, and is excited and emitted to display an image.

ここで述べた構成は、表示等に用いられる好適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう適宜選択する。また、入力信号例として、NTSC方式をあげたが、これに限るものでなく、PAL、SECAM方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数の走査線からなるTV信号(例えば、MUSE方式をはじめとする高品位TV)方式でもよい。   The configuration described here is a schematic configuration necessary for producing a suitable image forming apparatus used for display or the like. For example, detailed portions such as materials of each member are not limited to the above-described contents, and the image It selects suitably so that it may be suitable for the use of a forming apparatus. Further, although the NTSC system has been exemplified as an input signal example, the present invention is not limited to this, and various systems such as the PAL and SECAM systems may be used, and more than this, a TV signal (for example, MUSE) composed of a large number of scanning lines. A high-definition TV system such as a system may be used.

次に、はしご型配置電子源基板および画像表示装置について図14、図15を用いて説明する。
図14において、110は電子源基板、111は電子放出素子、112のDx1〜Dx10は電子放出素子111に接続した共通配線である。電子放出素子111は、基板110上に、X方向に並列に複数個配置される。これを素子行と呼ぶ。この素子行を複数個基板上に配置し、電子源基板が構成している。各素子行の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素子行を独立に駆動させることができる。すなわち、電子ビームを放出させたい素子行には、電子放出しきい値以上の電圧を印加し、電子ビームを放出させない素子行には電子放出しきい値以下の電圧を印加すればよい。また、各素子行間の共通配線Dx2〜Dx9、例えばDx2、Dx3を同一配線とするようにしても良い。
Next, a ladder-type arrangement electron source substrate and an image display device will be described with reference to FIGS.
In FIG. 14, 110 is an electron source substrate, 111 is an electron-emitting device, and Dx 1 to Dx 10 of 112 are common wirings connected to the electron-emitting device 111. A plurality of electron-emitting devices 111 are arranged on the substrate 110 in parallel in the X direction. This is called an element row. A plurality of element rows are arranged on a substrate to constitute an electron source substrate. By applying a driving voltage between the common lines of each element row, each element row can be driven independently. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold may be applied to an element row where an electron beam is to be emitted, and a voltage equal to or lower than an electron emission threshold may be applied to an element row where no electron beam is emitted. Further, the common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows, for example, Dx2 and Dx3, may be the same wiring.

図15はこのようなはしご型配置の電子源を備えた画像形成装置におけるパネル構造を示す。120はグリッド電極、121は電子が通過するための空孔、122は、Dox1、Dox2・・・・・・Doxmよりなる容器外端子、123はグリッド電極120と接続されたG1、G2、・・・・・・Gnからなる容器外端子、124は各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源基板である。図11、13と同一の符号は同一の部材を示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置(図7)との違いは、電子源基板110とフェースプレート86の間にグリッド電極110を備えているか否かである。   FIG. 15 shows a panel structure in an image forming apparatus having such a ladder-type arrangement of electron sources. 120 is a grid electrode, 121 is a hole for allowing electrons to pass through, 122 is a terminal outside the container made of Dox1, Dox2, ... Doxm, 123 is G1, G2, ... connected to the grid electrode 120 ... Container outer terminal 124 made of Gn is an electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same wiring. 11 and 13 indicate the same members. The difference from the image forming apparatus (FIG. 7) having the simple matrix arrangement described above is whether or not the grid electrode 110 is provided between the electron source substrate 110 and the face plate 86.

グリッド電極120は、表面伝導型放出素子から放出された電子ビームを変調するためのものであり、はしご型配置の素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に対応して1個ずつ円形の開口121が設けられている。グリッドの形状や設置位置は図15に示したものに限定されるものではない。例えば、開口としてメッシュ状に多数の通過口を設けることもでき、グリッドを表面伝導型放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。
容器外端子122およびグリッド容器外端子123は、不図示の制御回路と電気的に接続されている。
The grid electrode 120 is for modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and passes the electron beam through a striped electrode provided orthogonal to the element row of the ladder type arrangement. One circular opening 121 is provided corresponding to each element. The shape and installation position of the grid are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of mesh openings can be provided as openings, and a grid can be provided around or in the vicinity of the surface conduction electron-emitting device.
The container outer terminal 122 and the grid container outer terminal 123 are electrically connected to a control circuit (not shown).

本画像形成装置では、素子行を1列ずつ順次駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極列に画像1ライン分の変調信号を同時に印加する。これにより、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を1ラインずつ表示することができる。これによればテレビジョン放送の表示装置、テレビ会議システム、コンピュータ等の表示装置の他、感光性ドラム等で用いて構成された光プリンタとしての画像形成装置としても用いることもできる。   In this image forming apparatus, a modulation signal for one image line is simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one by one. Thereby, irradiation of the phosphors with each electron beam can be controlled, and an image can be displayed line by line. According to this, in addition to a display device such as a television broadcast display device, a video conference system, and a computer, it can also be used as an image forming device as an optical printer configured using a photosensitive drum or the like.

以下、実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
図1は、本発明の特徴を最もよく表す図であり、本発明の一実施例に係る電子源基板における表面伝導型電子放出素子の微粒子膜を形成する際に用いるインクジェット式液滴付与装置であって、基板表面の画像情報および位置情報を取り込む手段と識別する手段とが設けられた装置の構成を示した図である。図2は、図1の装置の吐出ヘッドユニットを拡大して示した概略構成図である。
[Example 1]
FIG. 1 is a diagram that best represents the features of the present invention. FIG. 1 shows an ink jet droplet applying apparatus used for forming a fine particle film of a surface conduction electron-emitting device on an electron source substrate according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the configuration of an apparatus provided with means for capturing image information and position information on a substrate surface and means for identifying. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the ejection head unit of the apparatus of FIG. 1 in an enlarged manner.

以下この装置の構成を説明する。
まず図1において、15はXY方向走査機構であり、その上に電子源基板71が載置してある。電子源基板上の表面伝導型電子放出素子は図7のものと同じ構成であり、単素子としては図7に示したのと同様、基板1、素子電極2,3、導電性薄膜(微粒子膜)4よりなっている。この電子源基板71の上方に液滴を付与する吐出ヘッドユニット6が位置している。本実施例では、吐出ヘッドユニット6は固定で、電子源基板71がXY方向走査機構15により任意の位置に移動することで吐出ヘッドユニット6と電子源基板71との相対移動が実現される。
The configuration of this apparatus will be described below.
First, in FIG. 1, reference numeral 15 denotes an XY direction scanning mechanism, on which an electron source substrate 71 is placed. The surface conduction electron-emitting device on the electron source substrate has the same structure as that shown in FIG. 7, and the single device is the same as shown in FIG. 7, the substrate 1, the device electrodes 2 and 3, the conductive thin film (fine particle film). ) 4. Disposed above the electron source substrate 71 is an ejection head unit 6 that applies droplets. In the present embodiment, the ejection head unit 6 is fixed, and the electron source substrate 71 is moved to an arbitrary position by the XY direction scanning mechanism 15, so that the ejection head unit 6 and the electron source substrate 71 are relatively moved.

次に、図2により吐出ヘッドユニット6の構成を説明する。7は電子源基板71上の画像情報を取り込む検出光学系であり、液滴9を吐出させるインクジェット・ヘッド8に近接し、検出光学系7の光軸11および焦点位置と、インクジェット・ヘッド8による液滴9の着弾位置10とが一致するよう配置されている。この場合、検出光学系7とインクジェット・ヘッド8との位置関係はヘッドアライメント微動機構12とヘッドアライメント制御機構13により精密に調整できるようになっている。また、検出光学系7には、CCDカメラとレンズとを用いている。   Next, the configuration of the ejection head unit 6 will be described with reference to FIG. Reference numeral 7 denotes a detection optical system that captures image information on the electron source substrate 71. The detection optical system 7 is close to the inkjet head 8 that discharges the droplet 9, and the optical axis 11 and the focal position of the detection optical system 7 and the inkjet head 8. The droplets 9 are arranged so as to coincide with the landing positions 10 of the droplets 9. In this case, the positional relationship between the detection optical system 7 and the inkjet head 8 can be precisely adjusted by the head alignment fine movement mechanism 12 and the head alignment control mechanism 13. The detection optical system 7 uses a CCD camera and a lens.

再度図1に戻る。14は先の検出光学系7で取り込まれた画像情報を識別する画像識別装置であり、画像のコントラストを2値化し、2値化した特定コントラスト部分の重心位置を算出する機能を有したものである。具体的には(株)キーエンス製の高精度画像認識装置、VX−4210を用いることができる。これによって得られた画像情報に電子源基板71上における位置情報を与える手段が位置検出機構16である。これには、XY方向走査機構15に設けられたリニアエンコーダ等の測長器を利用することができる。また、これらの画像情報と電子源基板71上での位置情報をもとに、位置補正を行うのが位置補正制御機構17であり、この機構によりXY方向走査機構15の動きに補正が加えられる。また、インクジェット・ヘッド制御・駆動機構18によってインクジェット・ヘッド8が駆動され、液滴が電子源基板71上に塗布される。これまで述べた各制御機構は、制御用コンピュータ19により集中制御される。   Returning again to FIG. Reference numeral 14 denotes an image identification device that identifies image information captured by the previous detection optical system 7 and has a function of binarizing the contrast of the image and calculating the position of the center of gravity of the binarized specific contrast portion. is there. Specifically, VX-4210, a high-precision image recognition device manufactured by Keyence Corporation can be used. A means for giving position information on the electron source substrate 71 to the image information thus obtained is the position detection mechanism 16. For this purpose, a length measuring device such as a linear encoder provided in the XY direction scanning mechanism 15 can be used. The position correction control mechanism 17 corrects the position based on the image information and the position information on the electron source substrate 71. This mechanism corrects the movement of the XY direction scanning mechanism 15. . Further, the inkjet head 8 is driven by the inkjet head control / drive mechanism 18, and droplets are applied on the electron source substrate 71. Each control mechanism described so far is centrally controlled by the control computer 19.

次に図3,4について説明する。図3は液滴を電極ギャップ部へ付与する様子を示す模式図であり、図4は本装置での液滴付与方法を示した模式図である。図3において、22は設計値通りの位置に形成された素子電極、23は一対の素子電極間のピッチが短くなった素子電極群、24は左に位置ずれした素子電極群、25は右に徐々に位置ずれした素子電極群、26は位置ずれした液滴である。図4において、27は画像計測で読み込まれる素子電極の重心位置、28は補正された液滴の塗布位置、29は素子電極上に位置補正されて付与された液滴である。   Next, FIGS. 3 and 4 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing how droplets are applied to the electrode gap portion, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a droplet applying method in this apparatus. In FIG. 3, 22 is an element electrode formed at a position as designed, 23 is an element electrode group in which the pitch between a pair of element electrodes is shortened, 24 is an element electrode group displaced to the left, and 25 is to the right. The group of element electrodes 26, which are gradually displaced, are droplets that are displaced. In FIG. 4, 27 is the center of gravity position of the element electrode read by the image measurement, 28 is the corrected droplet application position, and 29 is the droplet applied after position correction on the element electrode.

図1,2,3,4を用いて電子源基板の作製方法を順次説明する。
まず、絶縁基板として青板ガラス基板を用意し、これを有機溶剤等により充分洗浄した後、120℃の乾燥炉で乾燥させた。この基板上にPt膜(膜厚2000Å)を用いて電極幅500μm、電極ギャップ間隔20μmの一対の素子電極を複数個形成し、電極に各々配線を接続した電子源基板71を作製した。この配線としてはマトリクス配置のものを採用した。なお、図1の電子源基板71では、配線は図示しておらず、素子電極群のみ示してある。また、液滴の原料溶液として、有機溶剤系の酢酸パラジウム・ビス・ジ・プロピルアミン錯体の酢酸ブチル溶液を用意した。インク吐出ヘッドとしては、ピエゾジェット式のものを用意した。
A method for manufacturing an electron source substrate will be sequentially described with reference to FIGS.
First, a blue glass substrate was prepared as an insulating substrate, which was sufficiently washed with an organic solvent or the like and then dried in a 120 ° C. drying oven. A plurality of a pair of element electrodes having an electrode width of 500 μm and an electrode gap interval of 20 μm were formed on this substrate using a Pt film (film thickness of 2000 mm), and an electron source substrate 71 was prepared in which wirings were connected to the electrodes. As the wiring, a matrix arrangement was adopted. In the electron source substrate 71 of FIG. 1, the wiring is not shown, and only the element electrode group is shown. In addition, an organic solvent-based palladium acetate / bis / di / propylamine complex butyl acetate solution was prepared as a droplet raw material solution. As the ink discharge head, a piezo jet type was prepared.

次に、図1のXY方向走査機構15上に電子源基板71をセットし、液滴の塗布を行う。この際、図3(a−1)のように素子電極位置がほぼ設計値通りで、数μm程度のズレしかなければ、設計値の座標に従って塗布すれば、図3(a−2)のように塗布できる。素子電極を大面積に渡って作製するには、コスト的なメリットから、サイズによっては、印刷法が用いられる場合がある。本実施例のPt膜(膜厚2000Å)はスクリーン印刷で作製されたもので、スクリーン版の変形などで素子電極位置が設計値から数十μm程度ズレることや、印刷後の熱処理工程でガラス基板全体が縮んでピッチが数μm短くなり、素子電極全体として最大で数十μm設計値よりも位置がズレる場合が発生する。こうした状況を示したのが図3(b−1)である。ここで、設計値からのズレ方の例として、一対の素子電極間のピッチが短くなった素子電極群23、左に位置ずれした素子電極群24、右に徐々に位置ずれする3列の素子電極群23が示されているが、このような状況で、図3(b−2)に示すように左上の液滴を原点として設計値通りに塗布した場合、液滴はギャップ上から液滴26の如く大きくズレて塗布され、これでは素子としては十分機能しない。   Next, the electron source substrate 71 is set on the XY direction scanning mechanism 15 of FIG. 1, and droplets are applied. At this time, as shown in FIG. 3 (a-2), if the element electrode position is almost the same as the design value and there is a deviation of about several μm, the coating is performed according to the coordinates of the design value as shown in FIG. Can be applied. In order to manufacture the device electrode over a large area, a printing method may be used depending on the size because of cost merit. The Pt film (thickness: 2000 mm) of this example was produced by screen printing, and the position of the device electrode was shifted from the design value by several tens of μm due to deformation of the screen plate, and the glass substrate was subjected to a heat treatment process after printing. The whole is shrunk and the pitch is shortened by several μm, and the position of the entire device electrode may be shifted from the design value by several tens of μm at the maximum. FIG. 3B-1 shows such a situation. Here, as an example of the deviation from the design value, the element electrode group 23 in which the pitch between the pair of element electrodes is shortened, the element electrode group 24 displaced to the left, and the three rows of elements gradually displaced to the right Although the electrode group 23 is shown, in such a situation, as shown in FIG. 3B-2, when the upper left droplet is applied as the origin, the droplet is dropped from above the gap. As shown in FIG. 26, the coating is applied with a large deviation, and this does not function sufficiently as an element.

印刷法が必ずしも常に精度が悪いわけではないが、各印刷ロットによりイレギュラーなズレの発生が十分に考えられる。その場合に例えば、単純に設計値のピッチを均等に補正しただけではこうしたイレギュラーなズレには全く対処できない。   Although the printing method is not always inaccurate, irregular deviations are sufficiently considered for each printing lot. In this case, for example, such irregular deviation cannot be dealt with at all by simply correcting the pitch of the design value evenly.

そこで、本装置による画像計測および補正機能を用いることで上記のような問題を解決することができる。これを図4により説明する。まず図4(a)には、先の図3(b−1)と同様にズレた素子電極群が示されており、この電極配置が図1の電子源基板71上に形成されているものと想定する。この際、電子源基板71上のアライメントマーカー等によって、電子源基板71の装置上における座標は決定されている。次に吐出ヘッドユニット6に組み込まれた検出光学系7により一対の素子電極位置が読みとられ、画像識別装置14が2値化したコントラストによる重心位置を算出し、その重心位置は位置検出機構16により電子源基板71における座標上の位置情報として認識される。こうした一連のデータ処理は総て図1の制御コンピュータ19により行われる。図4(a)の各電極上の十文字27は、上記重心位置を示したものであり、これをもとに補正された座標を決定し、図4(b)のように液滴塗布位置28が補正され、ズレた素子電極に対しても図4(c)のように補正された液滴29の塗布がなされる。この際の位置補正の動作は、位置補正制御機構17とXY方向走査機構15により基板の移動位置そのものに補正が加えられて行われるものである。   Therefore, the above problems can be solved by using the image measurement and correction function of this apparatus. This will be described with reference to FIG. First, FIG. 4 (a) shows a group of device electrodes that are shifted in the same manner as FIG. 3 (b-1), and this electrode arrangement is formed on the electron source substrate 71 of FIG. Assume that At this time, the coordinates of the electron source substrate 71 on the apparatus are determined by an alignment marker or the like on the electron source substrate 71. Next, a pair of element electrode positions are read by the detection optical system 7 incorporated in the ejection head unit 6, and the image identification device 14 calculates a centroid position based on the binarized contrast. Thus, it is recognized as position information on coordinates in the electron source substrate 71. Such a series of data processing is all performed by the control computer 19 of FIG. Crosses 27 on each electrode in FIG. 4A indicate the position of the center of gravity. Based on this, the corrected coordinates are determined, and the droplet application position 28 as shown in FIG. 4B. Is corrected, and the corrected droplet 29 is applied to the displaced element electrode as shown in FIG. The position correction operation at this time is performed by correcting the movement position of the substrate itself by the position correction control mechanism 17 and the XY direction scanning mechanism 15.

この装置で液滴を各素子電極のギャップ部分へ順次4回づつ重ねて付与した後、素子電極基板を350℃の焼成炉で20分間加熱し、有機成分を除去することで、素子電極部には酸化パラジウム(PdO)微粒子からなる導電性薄膜が形成された。焼成後の円状の直径は、約100μmで、膜厚は150Åであった。素子長は約100μmということになる。   After applying droplets to the gap portions of each element electrode in this device by applying them four times in succession, the element electrode substrate is heated in a baking furnace at 350 ° C. for 20 minutes to remove organic components, thereby forming the element electrode portion. A conductive thin film made of palladium oxide (PdO) fine particles was formed. The circular diameter after firing was about 100 μm and the film thickness was 150 mm. The element length is about 100 μm.

さらに、導電性薄膜が形成された素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成した。これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が完成した。完成したマトリクス配置による電子源基板の概略図を図5に示す。図5の30が液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。   Furthermore, a voltage was applied between the device electrodes 2 and 3 on which the conductive thin film was formed, and the conductive thin film was subjected to energization treatment (forming treatment) to form an electron emission portion. Thus, an electron source substrate having a surface conduction electron-emitting device group was completed. FIG. 5 shows a schematic diagram of the electron source substrate according to the completed matrix arrangement. Reference numeral 30 in FIG. 5 denotes a conductive thin film formed by firing droplets.

この電子源基板に対して、図11のように、フェースプレート86、支持枠82、リアプレート81とによる外囲器88を形成し、真空封止を行い、マトリクス型配線による表示パネルを形成した。そして、図13に示すようなNTSC方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。   On the electron source substrate, as shown in FIG. 11, an envelope 88 is formed by a face plate 86, a support frame 82, and a rear plate 81, vacuum-sealed, and a display panel using matrix wiring is formed. . Then, an image forming apparatus having a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal as shown in FIG. 13 was produced.

以上の実施例1で示した方法で作製された表面伝導型電子放出素子による画像形成装置により、従来の真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるものと同等の画像が得られた。   An image equivalent to that obtained by the conventional vacuum film formation, photolithography, and etching process was obtained by the image forming apparatus using the surface conduction electron-emitting device manufactured by the method described in Example 1 above.

[実施例2]
本発明の第2の実施例に係る表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方法を説明する。なお、本実施例では、図14のように電極が複数個行列状に配置され、その電極が配線により梯子状に接続されたものを用いた。また、この表面伝導型電子放出素子の作製方法は、実施例1と全く同様である。
[Example 2]
A method for manufacturing an image forming apparatus having a surface conduction electron-emitting device according to a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 14, a plurality of electrodes are arranged in a matrix and the electrodes are connected in a ladder shape by wiring. The method for manufacturing the surface conduction electron-emitting device is exactly the same as in Example 1.

まず絶縁基板としてガラス基板を用い、これを有機溶剤等により充分洗浄した後、120℃の乾燥炉で乾燥させた。この基板上にPt膜(膜厚1000Å)を用いて電極幅500μm、電極ギャップ間隔20μmの素子電極を形成した。この電極に梯子状の配線を接続した。(不図示)
また、液滴の原料溶液として、有機溶剤系の酢酸パラジウム・ビス・ジ・プロピルアミン錯体の酢酸ブチル溶液を用意した。インクジェット・ヘッドとして、ピエゾジェット方式によるものを用意した。
First, a glass substrate was used as an insulating substrate, which was sufficiently washed with an organic solvent or the like and then dried in a drying furnace at 120 ° C. An element electrode having an electrode width of 500 μm and an electrode gap interval of 20 μm was formed on this substrate using a Pt film (thickness 1000 μm). A ladder-like wiring was connected to this electrode. (Not shown)
In addition, an organic solvent-based palladium acetate / bis / di / propylamine complex butyl acetate solution was prepared as a droplet raw material solution. An inkjet head using a piezo jet method was prepared.

実施例でも、実施例1の図1に示した装置を用い、同様に位置ズレした素子に対し問題なく補正をかけて液滴を付与した。次にやはり、各素子電極のギャップ部分へ順次4回づつ液滴を重ねて付与した後、素子電極基板を350℃の焼成炉で20分間加熱し、有機成分を除去することで、素子電極部には酸化パラジウム(PdO)微粒子からなる導電性薄膜を形成した。焼成後の導電性薄膜の円状の直径は約100μm、膜厚は150Å、素子長は約100μmであった。さらに、導電性薄膜が形成された素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成、これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が完成した。完成した梯子型配置による電子源基板の概略図を図6に示す。図6の30が液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。   Also in the example, the apparatus shown in FIG. 1 of Example 1 was used, and droplets were applied by correcting the similarly displaced elements without any problem. Next, after applying droplets four times in succession to the gap portions of each element electrode, the element electrode substrate is heated in a firing furnace at 350 ° C. for 20 minutes to remove the organic components, whereby the element electrode portion A conductive thin film composed of palladium oxide (PdO) fine particles was formed. The fired conductive thin film had a circular diameter of about 100 μm, a film thickness of 150 mm, and an element length of about 100 μm. Further, a voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 on which the conductive thin film is formed, and the conductive thin film is energized (forming process) to form an electron emission portion, thereby forming a surface conduction electron-emitting device group. The electron source substrate was completed. FIG. 6 shows a schematic diagram of the electron source substrate according to the completed ladder type arrangement. Reference numeral 30 in FIG. 6 denotes a conductive thin film formed by firing droplets.

この電子源基板に対して、図15に示すように、フェースプレート86、支持枠82、リアプレート81とによる外囲器を形成し、真空封止を行って梯子型配線による表示パネルを形成した。これを用いて、図13に示すようなNTSC方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。   With respect to this electron source substrate, as shown in FIG. 15, an envelope is formed by a face plate 86, a support frame 82, and a rear plate 81, and vacuum sealing is performed to form a display panel using ladder wiring. . Using this, an image forming apparatus having a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal as shown in FIG. 13 was produced.

以上の実施例2で示した方法で作製された表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるものと同等の画像が得られた。   The image forming apparatus using the surface conduction electron-emitting device manufactured by the method shown in the above Example 2 was able to obtain an image equivalent to that obtained by the conventional vacuum film formation, photolithography, and etching process.

[実施例3]
本実施例3では、マトリクス配置型の配線による電子源基板を用い、液滴の原料溶液としては、水溶液系のもので、酢酸パラジウム−エタノール−アミン錯体の水溶液を用い、インクジェット・ヘッドには、バブルジェット方式によるものを用いた。
[Example 3]
In this Example 3, an electron source substrate with matrix arrangement type wiring is used, and the raw material solution of the droplet is an aqueous solution type, and an aqueous solution of palladium acetate-ethanol-amine complex is used. A bubble jet system was used.

実施例1の図1に示した装置を用い、同様に位置ズレした素子に対し問題なく補正をかけて液滴を付与した。液滴を各素子電極のギャップ部分へ順次4回づつ重ねて付与した後、素子電極基板を350℃の焼成炉で20分間加熱し、水分や有機成分を除去することで、素子電極部には、酸化パラジウム(PdO)微粒子からなる導電性薄膜を形成した。焼成後の導電性薄膜の円状の直径は、約100μm、膜厚は150Å、素子長は約100μmであった。さらに、導電性薄膜が形成された素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成した。これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が完成した。完成したマトリクス配置による電子源基板の概略図は実施例1の図5と同様のものである。図5の30が液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。   Using the apparatus shown in FIG. 1 of Example 1, droplets were applied by correcting the similarly displaced elements without any problem. After the droplets are applied to the gap portions of the device electrodes in an order of 4 times, the device electrode substrate is heated in a firing furnace at 350 ° C. for 20 minutes to remove moisture and organic components. A conductive thin film made of palladium oxide (PdO) fine particles was formed. The fired conductive thin film had a circular diameter of about 100 μm, a film thickness of 150 mm, and an element length of about 100 μm. Furthermore, a voltage was applied between the device electrodes 2 and 3 on which the conductive thin film was formed, and the conductive thin film was subjected to energization treatment (forming treatment) to form an electron emission portion. Thus, an electron source substrate having a surface conduction electron-emitting device group was completed. The schematic diagram of the electron source substrate with the completed matrix arrangement is the same as FIG. 5 of the first embodiment. Reference numeral 30 in FIG. 5 denotes a conductive thin film formed by firing droplets.

この電子源基板にフェースプレート86、支持枠82、リアプレート81とにより外囲器を形成し、真空封止を行い図11のようなマトリクス型配線による表示パネルを形成、図13に示すようなNTSC方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。   An envelope is formed on the electron source substrate by the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81, and vacuum sealed to form a display panel with matrix type wiring as shown in FIG. 11, as shown in FIG. An image forming apparatus having a driving circuit for performing television display based on an NTSC television signal was manufactured.

以上の実施例1で示した方法で作製された表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるものと同等の画像が得られた。   The image forming apparatus using the surface conduction electron-emitting device manufactured by the method shown in the above Example 1 obtained an image equivalent to that obtained by the conventional vacuum film formation, photolithography, and etching process.

[実施例4]
本実施例では、梯子配置型の配線による電子源基板を用い、液滴の原料溶液としては、水溶液系のもので、酢酸パラジウム−エタノール−アミン錯体の水溶液を用い、インクジェット・ヘッドには、バブルジェットによるものを用いた。
[Example 4]
In this embodiment, an electron source substrate with ladder-arranged wiring is used, and the raw material solution of the droplet is an aqueous solution type, and an aqueous solution of palladium acetate-ethanol-amine complex is used. A jet was used.

実施例1の図1に示した装置を用い、同様に位置ズレした素子に対し問題なく補正をかけて液滴を付与することができた。液滴を各素子電極のギャップ部分へ順次4回づつ重ねて付与した後、素子電極基板を350℃の焼成炉で20分間加熱し、水分や有機成分等を除去することで、素子電極部には酸化パラジウム(PdO)微粒子からなる導電性薄膜が形成された。焼成後の円状の直径は、約100μm、膜厚は150Å、素子長は約100μmであった。さらに、導電性薄膜が形成された素子電極2,3間に電圧を印加して、導電性薄膜を通電処理(フォーミング処理)し、電子放出部を形成、これで表面伝導型電子放出素子群を有した電子源基板が完成した。完成した梯子型配置による電子源基板の概略図は実施例2の図6と同様のものである。図6の30が液滴を焼成して形成された導電性薄膜である。   Using the apparatus shown in FIG. 1 of Example 1, droplets could be applied by correcting the similarly displaced elements without any problem. After applying the droplets to the gap portions of each device electrode four times in succession, the device electrode substrate is heated in a baking furnace at 350 ° C. for 20 minutes to remove moisture, organic components, etc. A conductive thin film made of palladium oxide (PdO) fine particles was formed. The circular diameter after firing was about 100 μm, the film thickness was 150 mm, and the element length was about 100 μm. Further, a voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 on which the conductive thin film is formed, and the conductive thin film is energized (forming process) to form an electron emission portion, thereby forming a surface conduction electron-emitting device group. The electron source substrate was completed. The schematic diagram of the electron source substrate according to the completed ladder arrangement is the same as FIG. 6 of the second embodiment. Reference numeral 30 in FIG. 6 denotes a conductive thin film formed by firing droplets.

この電子源基板にフェースプレート86、支持枠82、リアプレート81とにより外囲器を形成し、真空封止を行い図15のような梯子型配線による表示パネルを形成、図13に示すようなNTSC方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。   An envelope is formed on the electron source substrate by the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81, and vacuum-sealed to form a display panel with ladder-type wiring as shown in FIG. 15, as shown in FIG. An image forming apparatus having a driving circuit for performing television display based on an NTSC television signal was manufactured.

以上の実施例2で示した方法で作製された表面伝導型電子放出素子による画像形成装置は、従来の真空成膜・フォトリソ・エッチングプロセスによるものと同等の画像が得られた。   The image forming apparatus using the surface conduction electron-emitting device manufactured by the method shown in the above Example 2 was able to obtain an image equivalent to that obtained by the conventional vacuum film formation, photolithography, and etching process.

上述の実施形態および実施例によれば、電子源基板上における表面伝導型電子放出素子の形成において、電子放出部となる導電性の微粒子膜を、素子と吐出ヘッドとの粗応対位置を検出し補正する手段を有したインクジェット装置を用いて液滴を付与するようにしたため、大面積に渡りずれの発生した素子電極に液滴付与する場合に、そのずれに自動的かつ確実に対応することができ、導電性薄膜を安定的に精度良く形成でき、電子源基板製造の歩留まりを向上させることができる。また、特に大面積の電子源基板に多数の素子を形成する際、導電性薄膜の作製にフォトリソグラフィ・エッチング法を用いずに、成膜と同時にパターニングができるので、表面伝導型電子放出素子の作製工程を簡素化し、電子源基板の製造コストが低減できる。
さらに、上述の電子源基板を用いた画像形成装置も同様に低価格でばらつきの少ない安定したものが実現可能となる。
According to the above-described embodiments and examples, in the formation of the surface conduction electron-emitting device on the electron source substrate, the conductive fine particle film serving as the electron-emitting portion is detected by detecting the rough counter position between the device and the ejection head. Since droplets are applied using an ink jet device having a means for correcting, when a droplet is applied to an element electrode that has shifted over a large area, the shift can be automatically and reliably handled. In addition, the conductive thin film can be formed stably and accurately, and the yield of manufacturing the electron source substrate can be improved. In addition, when forming a large number of elements on a large-area electron source substrate, patterning can be performed at the same time as the film formation without using a photolithography etching method for the production of the conductive thin film. The manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost of the electron source substrate can be reduced.
Further, the image forming apparatus using the above-described electron source substrate can be similarly realized at a low price and with little variation.

本発明で用いられる液滴付与装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the droplet application apparatus used by this invention. 図1の液滴付与装置の吐出ヘッドユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the discharge head unit of the droplet application apparatus of FIG. 素子電極への液滴付与状況を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the droplet application condition to an element electrode. 本発明の一実施形態に係る液滴付与装置による素子電極への液滴付与方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the droplet application method to the element electrode by the droplet application apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る液滴付与装置により作製したマトリクス配置型電子源基板の模式的平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a matrix-arranged electron source substrate manufactured by a droplet applying device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る梯子配置型電子源基板の模式的平面図である。It is a typical top view of the ladder arrangement type electron source board concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る平面型表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的平面図および断面図である。1A and 1B are a schematic plan view and a cross-sectional view showing a configuration of a planar surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る表面伝導型電子放出素子の製造に際して採用できる通電フォーミング処理における電圧波形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the voltage waveform example in the energization forming process which can be employ | adopted at the time of manufacture of the surface conduction electron-emitting device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るマトリクス配置型電子源基板例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of a matrix arrangement type electron source substrate according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るマトリクス配置型電子源基板による画像形成装置の表示パネル例を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of an image forming apparatus using a matrix-arranged electron source substrate according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る蛍光膜を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fluorescent film which concerns on one Embodiment of this invention. 画像形成装置にNTSC方式のテレビ信号に応じて図12の表示パネルの表示を行うための駆動回路のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of a drive circuit for displaying on the display panel of FIG. 12 in accordance with an NTSC television signal on the image forming apparatus. 本発明の一実施形態に係る梯子配置型電子源基板を示す図である。It is a figure showing a ladder arrangement type electron source board concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る梯子配置型電子源基板による画像形成装置の表示パネルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the display panel of the image forming apparatus by the ladder arrangement type electron source substrate concerning one embodiment of the present invention. 従来の表面伝導型電子放出素子の構成図である。It is a block diagram of the conventional surface conduction electron-emitting device.

符号の説明Explanation of symbols

1:基板、2,3:素子電極、4:導電性薄膜、5:電子放出部、6:吐出ヘッドユニット、7:検出光学系、8:インクジェット・ヘッド、9:液滴、10:液滴着弾位置、11:光軸、12:ヘッドアライメント微動機構、13:ヘッドアライメント制御機構、14:画像識別装置、15:XY方向走査機構、16:位置検出機構、17:位置補正制御機構、18:インクジェット・ヘッド駆動・制御機構、19:制御コンピュータ、22:設計値通りの位置に形成された素子電極、23:ピッチずれを生じた素子電極群、24:左に位置ずれした素子電極群、25:右に徐々に位置ずれした素子電極群、26:位置ずれした液滴、27:画像計測で読み込まれた素子電極の補正位置、28:補正された液滴の塗布位置、29:素子電極上に位置補正された液滴、30:液滴を焼成して形成された導電性薄膜、71:電子源基板、72:X方向配線、73:Y方向配線、74:表面伝導型電子放出素子、75:結線、81:リアプレート、82:支持枠、83:ガラス基板、84:蛍光膜、85:メタルバック、86:フェースプレート、87:高圧端子、88:外囲器、91:黒色部材、92:蛍光体、101:表示パネル、102:走査回路、103:制御回路、104:シフトレジスタ、105:ラインメモリ、106:同期信号分離回路、107:変調信号発生器、Vx,Va:直流電圧源、110:電子源基板、111:電子放出素子、112:Dx1〜Dx10は前記電子放出素子を配線するための共通配線、120:グリッド電極、121:空孔、122:Dox1,Dox2・・・・・・Doxmよりなる容器外端子、123:グリッド電極120と接続されたG1,G2,・・・・・・Gnからなるグリッド容器外端子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Substrate, 2, 3: Element electrode, 4: Conductive thin film, 5: Electron emission part, 6: Discharge head unit, 7: Detection optical system, 8: Inkjet head, 9: Droplet, 10: Droplet Landing position, 11: optical axis, 12: head alignment fine movement mechanism, 13: head alignment control mechanism, 14: image identification device, 15: XY direction scanning mechanism, 16: position detection mechanism, 17: position correction control mechanism, 18: Ink-jet head drive / control mechanism, 19: control computer, 22: device electrode formed at a position as designed, 23: device electrode group with a pitch shift, 24: device electrode group with a shift to the left, 25 : Device electrode group gradually shifted to the right, 26: liquid droplet displaced, 27: device electrode correction position read by image measurement, 28: corrected liquid droplet application position, 29: device electrode 30: Conductive thin film formed by firing droplets, 71: Electron source substrate, 72: X direction wiring, 73: Y direction wiring, 74: Surface conduction electron-emitting device, 75: Connection, 81: Rear plate, 82: Support frame, 83: Glass substrate, 84: Fluorescent film, 85: Metal back, 86: Face plate, 87: High voltage terminal, 88: Envelope, 91: Black member, 92: phosphor, 101: display panel, 102: scanning circuit, 103: control circuit, 104: shift register, 105: line memory, 106: synchronization signal separation circuit, 107: modulation signal generator, Vx, Va: DC voltage 110: electron source substrate, 111: electron-emitting device, 112: Dx1 to Dx10 are common wires for wiring the electron-emitting device, 120: grid electrode, 121: hole, 122: Do 1, Dox2 ······ vessel terminals consisting Doxm, 123: G1 is connected the grid electrode 120, G2, grid vessel terminals consisting · · · · · · Gn.

Claims (9)

インクジェット・ヘッドと基板表面の画像情報を取り込む検出光学系とを有する吐出ヘッドユニットと、前記検出光学系で取り込まれた画像情報を識別する画像識別装置と、得られた画像情報に基板上における位置情報を与える位置検出機構と、画像情報と位置情報をもとに位置補正を行う位置補正制御機構とを備えるインクジェット装置を用い、
基板上の複数各素子電極間に、導電性薄膜の材料を含有する溶液の液滴を付与して導電性薄膜を形成し、前記基板上に表面伝導型電子放出素子群を形成する電子源基板の製造方法であって、
基板上に、複数の前記素子電極を配置する電極配置工程と、
導電性薄膜の原料の溶液を、前記インクジェット装置を用いて、前記基板上に配置された前記複数の素子電極の各々に付与する溶液付与工程と、
前記溶液付与工程によって前記溶液が付与された前記基板を加熱処理する工程と、を備えており、
前記溶液付与工程は、
前記複数の素子電極の各々の位置情報を検出する位置検出工程と、
前記インクジェット装置が具備するインクジェット・ヘッドから吐出される前記溶液が前記複数の素子電極の各々に付与されるように、該位置検出工程の検出結果に基づいて、前記複数の素子電極の各々と前記インクジェット・ヘッドとの相対位置を補正する位置補正工程と、
を具備することを特徴とする電子源基板の製造方法。
An ejection head unit having an inkjet head and a detection optical system for capturing image information on the substrate surface, an image identification device for identifying image information captured by the detection optical system, and a position on the substrate for the obtained image information Using an inkjet apparatus including a position detection mechanism that provides information, and a position correction control mechanism that performs position correction based on image information and position information,
Electrons that form a conductive thin film by applying droplets of a solution containing a conductive thin film material between a plurality of pairs of element electrodes on a substrate, and form a surface conduction electron-emitting device group on the substrate A method for manufacturing a source substrate, comprising:
An electrode arrangement step of arranging a plurality of the device electrodes on a substrate;
A solution of the material of the conductive thin film, by using the ink jet apparatus, a solution step of applying to each of the plurality of element electrodes arranged on the substrate,
And heat-treating the substrate to which the solution has been applied by the solution application step,
The solution application step includes
A position detection step of detecting position information of each of the plurality of element electrodes;
The way the solution inkjet device is ejected from an inkjet head comprising is applied to each of the plurality of element electrodes, on the basis of the detection result of the position detecting step, wherein the each of the plurality of element electrodes A position correction step for correcting the relative position to the inkjet head;
The manufacturing method of the electron source board | substrate characterized by comprising.
前記位置検出工程は、前記基板上に配置された前記複数の素子電極の各々の位置の、設計値からのずれ量を算出する工程を含み、
前記位置補正工程は、前記ずれ量を基にして、前記インクジェット・ヘッドから吐出される前記溶液が前記複数の素子電極の各々に付与されるように、前記複数の素子電極の各々と前記インクジェット・ヘッドとの相対位置を補正する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の電子源基板の製造方法。
The position detecting step includes a step of calculating a deviation amount from a design value of each position of the plurality of element electrodes arranged on the substrate,
In the position correction step, each of the plurality of element electrodes and the inkjet ink are applied so that the solution discharged from the inkjet head is applied to each of the plurality of element electrodes based on the deviation amount. The method of manufacturing an electron source substrate according to claim 1, further comprising a step of correcting a relative position with respect to the head.
前記設計値は、前記基板上に設けられたアライメントマーカーによって規定される座標上の位置として設定された値であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子源基板の製造方法。 The method of manufacturing an electron source substrate according to claim 1, wherein the design value is a value set as a coordinate position defined by an alignment marker provided on the substrate. 前記位置検出工程は、前記複数の素子電極の各々の画像情報に基づいて前記複数の素子電極の各々と前記インクジェット・ヘッドとの相対位置を検出する工程を含む、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子源基板の製造方法。 Wherein the position detection step, according to claim 1, wherein based on each of the image information of a plurality of element electrodes comprising the step of detecting a relative position between each said ink-jet head of the plurality of element electrodes, it is characterized by The manufacturing method of the electron source substrate of any one of thru | or 3. 前記位置検出工程は、前記複数の素子電極の各々の重心位置を、前記複数の素子電極の各々の画像情報を基に算出する工程を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子源基板の製造方法。 Said position detecting step, the center of gravity of each of the plurality of element electrodes, any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises the step of calculating on the basis of the image information of each of the plurality of element electrodes 1 The manufacturing method of the electron source board | substrate as described in a term. 前記電極配置工程は、さらに、前記複数の素子電極の各々が接続する複数の配線を形成する工程を含む、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子源基板の製造方法。 6. The electron source substrate according to claim 1, wherein the electrode arranging step further includes a step of forming a plurality of wirings to which each of the plurality of element electrodes is connected. Production method. 前記電極配置工程は、前記複数の素子電極を前記基板上に配置する前に、前記基板を予め洗浄した後に乾燥させる工程を含む、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の電子源基板の製造方法。 The said electrode arrangement | positioning process includes the process of drying after wash | cleaning the said board | substrate previously, before arrange | positioning these element electrodes on the said board | substrate, The any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. The manufacturing method of the electron source board | substrate of description. 前記インクジェット・ヘッドは、バブルジェット方式、または、ピエゾ方式であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電子源基板の製造方法。 The method of manufacturing an electron source substrate according to claim 1, wherein the inkjet head is of a bubble jet type or a piezo type. 前記位置補正工程は、前記インクジェット・ヘッドの位置を動かさずに前記基板の位置を移動させることにより行う工程を含む、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電子源基板の製造方法。 9. The electron source substrate according to claim 1, wherein the position correcting step includes a step of moving the position of the substrate without moving the position of the inkjet head. Production method.
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