JPH06342636A - Electron source and image formation device - Google Patents

Electron source and image formation device

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JPH06342636A
JPH06342636A JP33670993A JP33670993A JPH06342636A JP H06342636 A JPH06342636 A JP H06342636A JP 33670993 A JP33670993 A JP 33670993A JP 33670993 A JP33670993 A JP 33670993A JP H06342636 A JPH06342636 A JP H06342636A
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electron
surface conduction
image forming
emitting device
voltage
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Masato Yamanobe
正人 山野辺
Hidetoshi Suzuki
英俊 鱸
Yuji Kasanuki
有二 笠貫
Isaaki Kawade
一佐哲 河出
Yoshiyuki Osada
芳幸 長田
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
Eiji Yamaguchi
英司 山口
Tomotake Suzuki
朝岳 鈴木
Yasuyuki Todokoro
泰之 外處
Hiroaki Toshima
博彰 戸島
Seiji Isono
青児 磯野
Naohito Nakamura
尚人 中村
Yasue Sato
安栄 佐藤
Shinya Mishina
伸也 三品
Ichiro Nomura
一郎 野村
Tetsuya Kaneko
哲也 金子
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30Cold cathodes
    • H01J2201/316Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
    • H01J2201/3165Surface conduction emission type cathodes

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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an image formation device of high display definition for making an image formation member to emit light at a selectively controlled brightness by selecting an optional element according to an input signal and by making the amount of discharged electron controllable. CONSTITUTION:A surface conduction type emission element connected to a wiring, to which voltage V1 is applied, is scanned by applying the voltage of V1 to a wiring selected of numeral (m) numbers of wirings in X-direction, and voltage V2 to the other wirings, by means of applying a scanning signal. The voltage wave height value Vm of a pulse is changed according to an input signal in relation to the numeral (n) number of wirings in Y-direction, by a modulation signal emitting means, and the brightness of a display image is thus modulated. The drive voltage applied to the elements not scanned is controlled so that it does not exceed the threshold ground voltage Vth of the element. An electron beam of desired intensity is output only from the scanned element, and no electron beam is output from the elements not scanned. By selecting an optional element and by making it to emit light at desired brightness, the display definition of an image is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子源及びその応用で
ある表示装置等の画像形成装置に関し、特に表面伝導形
電子放出素子を多数個備える電子源とそれを用いた表示
装置等の画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron source and an image forming apparatus such as a display device which is an application of the electron source. The present invention relates to a forming device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known.

【0003】そのうち、冷陰極電子源としては、電界放
出型(以下、FE型と略す)、金属/絶縁層/金属型
(以下、MIM型と略す)や表面伝導形電子放出素子等
がある。
Among the cold cathode electron sources, there are a field emission type (hereinafter abbreviated as FE type), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter abbreviated as MIM type), a surface conduction type electron emitting device and the like.

【0004】上記FE型の例としては、W.P.Dyk
e&W.W.Dolan、“Fieldemissio
n”、Advance in Electron Ph
ysics、8、89(1956)あるいはC.A.S
pindt、“PHYSICALProperties
of thin−film field emiss
ion cathodes with molybde
niumcones”、J.Appl.Phys.、4
7、5248(1976)等が知られている。
As an example of the FE type, W. P. Dyk
e & W. W. Dolan, "Fielddemissio
n ”, Advance in Electron Ph
ysics, 8, 89 (1956) or C.I. A. S
pindt, "PHYSICAL Properties"
of thin-film field emiss
ion cathodes with mollybde
numbercones ", J. Appl. Phys., 4
7, 5248 (1976) and the like are known.

【0005】上記MIM型の例としては、C.A.Me
ad、“The tunnel−emission a
mplifier、J.Appl.Phys.、32、
646(1961)等が知られている。
As an example of the MIM type, C.I. A. Me
ad, "The tunnel-emission a
mplifer, J.M. Appl. Phys. , 32,
646 (1961) and the like are known.

【0006】上記表面伝導形電子放出素子の例として
は、M.I.Elinson、Radio Eng.E
lectron Pys.、10、(1965)等があ
る。
As an example of the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, M. I. Elinson, Radio Eng. E
electron Pys. 10, (1965) and so on.

【0007】上記表面伝導形電子放出素子は、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
が、この表面伝導形電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるSnO2 薄膜を用いたものの他、Au薄膜
によるもの[G.Dittmer:“Thin Sol
id Films”、9、317(1972)]、In
23 /SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwel
l and C.G.Fonstad:”IEEE T
rans.ED Conf.”、519(197
5)]、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。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is passed through a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As the conduction type electron-emitting device, in addition to the one using the SnO 2 thin film by Elinson et al., The one using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Sol
id Films ", 9, 317 (1972)], In
2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwel
and C. G. Fonstad: "IEEE T
rans. ED Conf. "519 (197
5)], by carbon thin film [Hiraki Araki et al .: Vacuum,
Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983)] and the like are reported.

【0008】これらの表面伝導形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43に示す。同図において431は絶縁性基板、4
32は電子放出部形成用薄膜で、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、
後述のフォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出
部433が形成される。ここで、434は電子放出部を
含む薄膜と呼ぶことにする。尚、図43中のL1は0.
5〜1mm、Wは0.1mmで設定されている。
As a typical element structure of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M. The Hartwell device configuration is shown in FIG. In the figure, 431 is an insulating substrate, 4
Reference numeral 32 is a thin film for forming an electron emitting portion, which is composed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern,
The electron emission portion 433 is formed by an energization process called forming, which will be described later. Here, 434 is referred to as a thin film including an electron emitting portion. Note that L1 in FIG. 43 is 0.
5-1 mm and W are set to 0.1 mm.

【0009】従来、これらの表面伝導形電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に、電子放出部形成用薄膜
432に、予めフォーミングと呼ばれる通電処理を施す
ことにより、電子放出部433を形成するのが一般的で
あった。即ち、フォーミングとは、前記電子放出部形成
用薄膜432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、たとえば1V/分程度を印加通電し、
電子放出部形成用薄膜432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433を形成することである。尚、電子放出部433
は、電子放出部形成用薄膜432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。前記フォー
ミング処理を施した表面伝導形電子放出素子は、上述電
子放出部を含む薄膜434に電圧を印加し、素子に電流
を流すことにより、前記電子放出部433より電子を放
出せしめるものである。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, the electron-emitting portion 433 is formed by subjecting the electron-emitting portion forming thin film 432 to an energization process called forming in advance before the electron emission. Was common. That is, the forming means that a direct current voltage or a very slow rising voltage, for example, about 1 V / min is applied to both ends of the electron emitting portion forming thin film 432,
The electron emitting portion forming thin film 432 is locally destroyed, deformed or altered to form the electron emitting portion 433 in an electrically high resistance state. The electron emission unit 433
Causes a crack to occur in a part of the electron emission portion forming thin film 432, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. The surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the forming process is one in which electrons are emitted from the electron-emitting unit 433 by applying a voltage to the thin film 434 including the above-mentioned electron-emitting unit and passing a current through the device.

【0010】しかしながら、これら従来の表面伝導形電
子放出素子においては、実用化にあたっては、様々の問
題があったが、本出願人等は後述する様な様々な改善を
鋭意検討し、実用化上の様々な問題点を解決してきた。
However, although these conventional surface conduction electron-emitting devices have various problems in practical use, the applicants of the present invention diligently studied various improvements as will be described later, and put them into practical use. Has solved various problems.

【0011】上述の表面伝導形電子放出素子は、構造が
単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数
素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を
生かせるようないろいろな応用が研究されているが、例
えば、荷電ビーム源、表示装置等が挙げられる。
The surface conduction electron-emitting device described above has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area because it has a simple structure and is easy to manufacture. Therefore, various applications that can make full use of this feature have been studied, and examples thereof include a charged beam source and a display device.

【0012】多数の表面伝導形電子放出素子を配列形成
した例としては、並列に表面伝導形電子放出素子を配列
し、個々の素子の両端を配線にて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、本出願人
の特開昭64−31332号公報)。
As an example in which a large number of surface-conduction type electron-emitting devices are formed in an array, the surface-conduction type electron-emitting devices are arranged in parallel, and a large number of rows in which both ends of each element are connected by wiring are arranged in an electron array. Source (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 of the present applicant).

【0013】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
ライト等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。表面伝導形電
子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は、大画面の装
置でも比較的容易に製造でき、かつ表示品位の優れた自
発光型表示装置である(例えば、本出願人の米国特許公
報5066883号)。
In particular, in image forming apparatuses such as display devices, in recent years, flat panel display devices using liquid crystal have become popular in place of CRTs, but since they are not self-luminous, they must have a backlight or the like. Therefore, development of a self-luminous display device has been desired. An image forming apparatus, which is a display apparatus in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged and a phosphor that emits visible light by the electrons emitted from the electron source, is relatively large even in a large-screen apparatus. It is a self-luminous display device that can be easily manufactured and has excellent display quality (for example, US Pat. No. 5,066,883 of the applicant).

【0014】尚、従来、多数の表面伝導形電子放出素子
より構成された電子源より、電子放出させて蛍光体を発
光させる素子の選択は、上述の多数の表面伝導形電子放
出素子を並列に配置し結線した配線(行方向配線と呼
ぶ)と、これに直交する方向(列方向と呼ぶ)に、該電
子源と蛍光体間の空間に設置された制御電極(グリッド
と呼ぶ)とへの適当な駆動信号によるものである(例え
ば、本出願人の特開平1−283749号公報)。
Conventionally, an electron source configured by a large number of surface-conduction type electron-emitting devices is used to select an element for emitting electrons to cause a phosphor to emit light. Wirings arranged and connected (called a row direction wiring) and a control electrode (called a grid) installed in a space between the electron source and the phosphor in a direction orthogonal to this (called a column direction) This is based on an appropriate drive signal (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-283749 of the present applicant).

【0015】しかしながら、当然のことながら、個々の
表面伝導形電子放出素子とグリッドとの位置合わせや、
グリッドと表面伝導形電子放出素子間の距離が均一であ
ることが必要であり、これらは製造方法上の問題点であ
った。これらの問題点に鑑みて、これらグリッドに伴う
製造法上の問題を解決するため、グリッドを表面伝導形
電子放出素子近傍に積層した新規な構成が提案された
(例えば、本出願人の特開平3−20941号公報)。
However, as a matter of course, the alignment between the individual surface conduction electron-emitting devices and the grid,
It is necessary that the distance between the grid and the surface conduction electron-emitting device is uniform, which is a problem in the manufacturing method. In view of these problems, in order to solve the problems in the manufacturing method associated with these grids, a new configuration in which the grids are stacked in the vicinity of the surface conduction electron-emitting device has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10 (1999) -242242). 3-20941).

【0016】この他、従来の表面伝導形電子放出素子を
用いた表面素子の例としては、特公昭45−31615
号公報に、図44、図45に示すように、直列に接続さ
れた横電流型電子放出体442と、この電子放出体44
2と格子を形成するが如く配置された帯状の透明電極4
44との間に、小さな孔443′を有するガラス板44
3を、その孔443′が丁度、前述の格子の交点にくる
ように配置し、その孔443′にガスを封入し、電子を
放出している横電流型電子放出体442と、加速電圧E
2の加えられた透明電極444との交点のみが、ガス放
電によって発光するようにした表示装置が開示されてい
る。尚、この特公昭45−31615号公報のなかで
は、横電流型電子放出体に関する詳細な説明はないが、
記載された材料(金属薄膜、ネサ膜)や、ネック部44
2′の構造が、前述の表面伝導形電子放出素子と同一で
あることから、表面伝導形電子放出素子の範疇に含まれ
るものと考えられる。尚、本願発明者等が用いた表面伝
導形電子放出素子という呼称は、“薄膜ハンドブック”
の記載に準じたものである。
In addition to this, as an example of a surface element using a conventional surface conduction electron-emitting device, Japanese Patent Publication No. 45-31615 is available.
As shown in FIGS. 44 and 45 in the publication, a lateral current type electron emitter 442 connected in series and the electron emitter 44
Band-shaped transparent electrodes 4 arranged so as to form a lattice with 2
Glass plate 44 having a small hole 443 'between
No. 3 is arranged so that its hole 443 'is exactly at the intersection of the above-mentioned lattices, gas is enclosed in the hole 443', and a lateral current type electron emitter 442 emitting electrons and an accelerating voltage E
A display device is disclosed in which only the intersection with the transparent electrode 444 to which 2 is added emits light by gas discharge. Although there is no detailed description of the lateral current type electron emitter in this Japanese Patent Publication No. 45-31615,
Described materials (metal thin film, NES film) and neck 44
Since the structure of 2'is the same as the surface conduction electron-emitting device described above, it is considered to be included in the category of the surface conduction electron-emitting device. The name of the surface conduction electron-emitting device used by the inventors of the present application is "a thin film handbook".
It is based on the description.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】次に、上記の従来知ら
れていた表面伝導形電子放出素子を用いて試みられた画
像表示装置において、発生していた問題点について説明
する。
The problems that have occurred in the image display device that has been tried using the above-described conventionally known surface conduction electron-emitting device will be described below.

【0018】前記特公昭45−31615号公報に開示
された表示装置においては、以下に述べるような、主と
して3つの問題点があった。
The display device disclosed in Japanese Patent Publication No. 45-31615 has three main problems as described below.

【0019】(1)前記表示装置は、横電流型電子放出
体から放出された電子を加速し、ガス分子と衝突せしめ
て放電させるものであるが、横電流型電子放出体に同じ
電流を流しても、放電発光輝度が画素毎にばらついた
り、同一画素でも輝度が変動するという問題があった。
その原因としては、放電強度はガスの状態に大きく依存
するものであり、制御性が良くない事、更に、横電流型
電子放出体の出力は、その実験例のなかで述べられてい
る様な、15mmHg程度の圧力下では必ずしも安定で
はない事、などが挙げられる。
(1) The display device is designed to accelerate electrons emitted from a lateral current type electron emitter to collide with gas molecules to cause discharge, and the same current is applied to the lateral current type electron emitter. However, there is a problem in that the discharge light emission brightness varies from pixel to pixel, and the brightness varies even in the same pixel.
The cause is that the discharge intensity largely depends on the state of the gas, and the controllability is not good. Furthermore, the output of the lateral current type electron emitter is as described in the experimental example. It is not always stable under a pressure of about 15 mmHg.

【0020】従って、前記表示装置は多階調の表示が困
難であり、用途が限定される。
Therefore, it is difficult for the display device to display multi-gradation, and its use is limited.

【0021】(2)前記表示装置は、封入するガス種を
変える事により、発光色を変える事が可能であるが、一
般に放電発光で得られる可視光波長は限られており、必
ずしも広い範囲の色を表現できるものではない。また、
ガスの種類によっては、放電発光の最適圧力も異なる場
合が多い。
(2) In the display device, it is possible to change the emission color by changing the type of gas to be enclosed, but the wavelength of visible light obtained by discharge emission is generally limited, and it is not always in a wide range. It cannot express color. Also,
The optimum pressure for discharge light emission often varies depending on the type of gas.

【0022】従って、一枚のパネルでカラー化しようと
すると、孔毎に封入するガスの種類や圧力を変える必要
があり、パネルの製造を著しく困難にしていた。また、
異なるガスを封入した三枚のパネルを積層してカラー化
するのは、装置の大きさ、重量や費用の面で現実的では
なかった。
Therefore, if one panel is to be colored, it is necessary to change the type and pressure of the gas to be sealed for each hole, which makes the manufacture of the panel extremely difficult. Also,
It was not practical to stack and colorize three panels filled with different gases in terms of the size, weight and cost of the device.

【0023】(3)前記表示装置は横電流型電子放出体
の作成された基板、帯状の透明電極、ガスを封入した孔
等の構成要素を組合わせてなるため 構造が複雑であ
り、しかも各要素間の位置ずれに対する許容誤差が小さ
い。また、前記公報中に例示されている通り、放電発光
の閾値電圧が35[V]と高いため、パネルを駆動する
電気回路には、高い耐圧の電気素子を使用する必要があ
る。
(3) The display device has a complicated structure because it is composed of components such as a substrate on which a lateral current type electron emitter is formed, a strip-shaped transparent electrode, and a gas-filled hole. The tolerance for positional displacement between elements is small. Further, as exemplified in the above publication, the threshold voltage for discharge light emission is as high as 35 [V], so that it is necessary to use an electric element having a high breakdown voltage in an electric circuit for driving the panel.

【0024】従って、装置の製造に手間と高い費用がか
かり、該装置を安価に提供する事は困難であった。
Therefore, it takes time and cost to manufacture the device, and it is difficult to provide the device at low cost.

【0025】以上述べた、主として3つの理由により、
前記表示装置はテレビジョン受像機等に広く応用される
には至ってない。
For the above-mentioned three main reasons,
The display device has not been widely applied to a television receiver or the like.

【0026】一方、上述の問題点に鑑みて、本出願人が
これまで提案してきた表面伝導形電子放出素子を複数設
置した電子源、及び、該電子源と対向した位置に蛍光体
を配置した該表示装置等の画像形成装置においても、以
上に述べるような問題点があった。
On the other hand, in view of the above-mentioned problems, an electron source provided with a plurality of surface conduction electron-emitting devices proposed by the present applicant, and a phosphor disposed at a position facing the electron source. The image forming apparatus such as the display device also has the problems described above.

【0027】前記電子源においては、多数素子を並列に
配列した素子の配線(行方向配線)と直交する方向(列
方向配線)にグリッドを設ける事が、電子を放出する素
子を選択するためには必須であり、この点において、前
記電子源は電子を放出する素子を選択してその電子放出
量を制御し得る電子源であるが、簡易な構成でかつ容易
に製造できる電子源とは言い難かった。
In the electron source, a grid is provided in the direction (column-direction wiring) orthogonal to the wiring (row-direction wiring) of the elements in which a large number of elements are arranged in parallel in order to select the element that emits electrons. In this respect, the electron source is an electron source capable of selecting an element that emits electrons and controlling the electron emission amount, but it is said that the electron source has a simple structure and can be easily manufactured. It was difficult.

【0028】また、前記電子源を用いた画像形成装置に
おいては、該電子源と対向した位置に配置された蛍光体
を、選択的に制御された明るさで発光せしめるには、上
記電子源同様、グリッドが必須であり、簡易な構成でか
つ容易に製造でき、入力信号に応じて電子を放出する素
子を選択しその電子放出量を制御して、蛍光体の輝度を
制御でき得る表示装置等の画像形成装置であるとは言い
難かった。
Further, in the image forming apparatus using the electron source, in order to make the phosphor disposed at a position facing the electron source emit light with the brightness which is selectively controlled, it is the same as the above electron source. , A display device in which a grid is indispensable, can be manufactured easily with a simple structure, and which can control the brightness of the phosphor by selecting an element that emits electrons according to an input signal and controlling the electron emission amount It was hard to say that the image forming apparatus is the image forming apparatus.

【0029】本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、多
数の表面伝導形電子放出素子を備える電子源から、入力
信号に応じて任意の該素子を選択し、その放出電子量を
制御し得る簡易な構成でかつ容易に製造でき、安価で新
規な構成の電子源、及び、該電子源を用い、該電子源と
対向した位置に蛍光体等の画像形成部材を配置した表示
装置等の画像形成装置であって、選択的に制御された明
るさで、前記画像形成部材を発光せしめる表示品位の高
い、しかもカラー化の容易な新規な構成の画像形成装置
を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention can select any of the electron sources having a large number of surface conduction electron-emitting devices according to an input signal and control the amount of emitted electrons. An image of an electron source that has a simple structure and can be easily manufactured, is inexpensive, and has a novel structure, and an image of a display device or the like in which an image forming member such as a phosphor is arranged at a position facing the electron source using the electron source. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus having a novel structure, which has a high display quality that allows the image forming member to emit light with selectively controlled brightness and is easy to colorize.

【0030】更に本発明は、前記画像形成装置におい
て、階調表示特性にも優れた画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。
A further object of the present invention is to provide an image forming apparatus having excellent gradation display characteristics in the image forming apparatus.

【0031】更に本発明は、前記画像形成装置におい
て、発光点の形状にも優れ、発光点間のクロストークも
また少ない等の表示品位の高い画像形成装置を提供する
ことを目的とする。
It is a further object of the present invention to provide an image forming apparatus having a high display quality such that the shape of the light emitting points is excellent and the crosstalk between the light emitting points is also small in the image forming apparatus.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成する本
発明は、入力信号に応じて電子を放出する電子源におい
て、該電子源は基板と、該基板上に絶縁層を介して積層
されたm本の行方向配線およびn本の列方向配線と、一
対の素子電極間に電子放出部を含む薄膜を有する表面伝
導形電子放出素子の複数とを有し、該複数の表面伝導形
電子放出素子は、該素子電極と該行方向配線および該列
方向配線とが結線されて、行列状に配列されており、且
つ、該電子源は、該複数の表面伝導形電子放出素子の中
から、素子行を選択する選択手段と、該入力信号に応じ
て変調信号を発生し、該選択手段により選択された該素
子行に、該変調信号を印加する変調手段とを有すること
を特徴とする電子源である。
The present invention for achieving the above object provides an electron source that emits electrons in response to an input signal, in which the electron source is laminated on a substrate through an insulating layer. A plurality of surface-conduction type electron-emitting devices having m row-direction wirings and n column-direction wirings and a thin film including an electron-emitting portion between a pair of device electrodes. The electron-emitting devices are arranged in a matrix with the device electrodes, the row-direction wirings, and the column-direction wirings connected to each other, and the electron source is one of the plurality of surface-conduction electron-emitting devices. , A selection means for selecting an element row and a modulation means for generating a modulation signal according to the input signal and applying the modulation signal to the element row selected by the selection means. It is an electron source.

【0033】更に本発明は、入力信号に応じて画像を形
成する画像形成装置において、該画像形成装置は、電子
源と画像形成部材とを有し、該電子源は基板と、該基板
上に絶縁層を介して積層されたm本の行方向配線及びn
本の列方向配線と、一対の素子電極間に電子放出部を含
む薄膜を有する表面伝導形電子放出素子の複数とを有
し、該複数の表面伝導形電子放出素子は、該素子電極と
該行方向配線及び該列方向配線とが結線されて、画像を
構成する画素に対応して行列状に配列されており、且
つ、該画像形成装置は、該複数の表面伝導形電子放出素
子の中から、素子行を選択する選択手段と、該入力信号
に応じて変調信号を発生し、該選択手段により選択され
た該素子行に、該変調信号を印加する変調手段とを有す
ることを特徴とする画像形成装置である。
Further, the present invention is an image forming apparatus for forming an image according to an input signal, wherein the image forming apparatus has an electron source and an image forming member, the electron source is a substrate, and the substrate is provided on the substrate. M row-direction wirings and n stacked via an insulating layer
A plurality of surface-conduction electron-emitting devices having a thin film including an electron-emitting portion between a pair of device-electrodes, and the plurality of surface-conduction electron-emitting devices, The row-direction wirings and the column-direction wirings are connected to each other and arranged in a matrix corresponding to pixels forming an image, and the image forming apparatus includes a plurality of surface conduction electron-emitting devices. From the element row, and a modulation means that generates a modulation signal according to the input signal and applies the modulation signal to the element row selected by the selection means. Image forming apparatus.

【0034】次に、好ましい実施態様を挙げて、本発明
を詳述する。
Next, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments.

【0035】以下に、特に本出願人による特開平2−5
6822号公報等を参考にして本発明に係る電子放出素
子の基本的な構成と製造方法、及び、その特徴について
以下に概説する他、本発明者等が、鋭意検討した結果見
出した、本発明の原理となる、新たな、表面伝導形電子
放出素子の特性について概説する。
In the following, in particular, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-5 by the present applicant.
The basic configuration and manufacturing method of the electron-emitting device according to the present invention, and the features thereof will be outlined below with reference to Japanese Patent No. 6822, etc. The characteristics of a new surface conduction electron-emitting device, which is the principle of, will be outlined.

【0036】本発明に係る表面伝導形電子放出素子の構
成及び製造方法の特徴は、次の様なものが挙げられる。
The features of the structure and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention are as follows.

【0037】1)フォーミングとよばれる通電処理の前
の電子放出部形成用薄膜は、微粒子分散体を分散し形成
された微粒子からなる薄膜、あるいは有機金属等を加熱
焼成し形成された微粒子からなる薄膜等、基本的には微
粒子より構成される。
1) The electron emission portion forming thin film before the energization treatment called forming is formed of fine particles formed by dispersing a fine particle dispersion, or fine particles formed by heating and burning an organic metal or the like. It is basically composed of fine particles such as a thin film.

【0038】2)フォーミングとよばれる通電処理の後
の電子放出部を含む薄膜は、電子放出部、電子放出部を
含む薄膜ともに、基本的には微粒子より構成される。
2) The thin film including the electron emitting portion after the energization process called forming is basically composed of fine particles, both the electron emitting portion and the thin film including the electron emitting portion.

【0039】まず、平面型表面伝導形電子放出素子につ
いて説明する。
First, the plane type surface conduction electron-emitting device will be described.

【0040】図1の(a)、(b)は、それぞれ本発明
に係る基本的な平面型表面伝導形電子放出素子の構成を
示す平面図及び断面図である。この図1を用いて、本発
明に係る素子の基本的な構成を説明する。
1 (a) and 1 (b) are a plan view and a sectional view, respectively, showing the structure of a basic planar surface conduction electron-emitting device according to the present invention. The basic configuration of the device according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0041】図1において、1は基板、5と6は素子電
極、4は電子放出部を含む薄膜、3は電子放出部であ
る。
In FIG. 1, 1 is a substrate, 5 and 6 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 3 is an electron emitting portion.

【0042】前記基板1としては、石英ガラス、Na等
の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガ
ラスにスパッタ法等により形成したSiO2 を積層した
ガラス基板等、あるいはアルミナ等のセラミックス等の
とりわけ、絶縁性基板が好適に用いられる。
As the substrate 1, quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, a soda lime glass substrate laminated with SiO 2 formed by a sputtering method, or a ceramic such as alumina is used. Above all, an insulating substrate is preferably used.

【0043】また、対向する前記素子電極5、6の材料
としては、導電性を有するものであればどのようなもの
であっても構わないが、例えばNi、Cr、Au、M
o、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属、或は
合金及びPd、Ag、Au、RuO2 、Pd−Ag等の
金属、或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導
体、In23 −SnO2 等の透明導電体及びポリシリ
コン等の半導体材料等が挙げられる。
The material of the element electrodes 5 and 6 facing each other may be any material as long as it has conductivity. For example, Ni, Cr, Au, M
Printing composed of metals such as o, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, or alloys and metals such as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag, or metal oxides and glass Examples thereof include conductors, transparent conductors such as In 2 O 3 —SnO 2 and semiconductor materials such as polysilicon.

【0044】素子電極間隔L1は、数百オングストロー
ムから数百マイクロメートルであり、素子電極の製法の
基本となるフォトリソグラフィー技術、即ち、露光機の
性能とエッチング方法等、及び、素子電極間に印加する
電圧と電子放出し得る電界強度等により設定されるが、
好ましくは数マイクロメートルから数十マイクロメート
ルである。
The element electrode spacing L1 is several hundred angstroms to several hundreds of micrometers, and the photolithography technology that is the basis of the manufacturing method of the element electrodes, that is, the performance of the exposure machine and the etching method, and the application between the element electrodes are applied. It is set according to the applied voltage and the electric field strength that can emit electrons.
It is preferably several micrometers to several tens of micrometers.

【0045】素子電極長さW1及び素子電極5、6の膜
厚dは、電極の抵抗値、前述したX配線及びY配線との
結線、多数配置された電子放出素子の配置上の問題より
適宜設計され、通常は素子電極長さW1は、数マイクロ
メートルから数百マイクロメートルであり、素子電極
5、6の膜厚dは、数百オングストロームから数マイク
ロメートルである。
The device electrode length W1 and the film thickness d of the device electrodes 5 and 6 are appropriately selected depending on the resistance value of the electrodes, the connection with the X wiring and the Y wiring described above, and the layout problem of a large number of electron-emitting devices. The device electrode length W1 which is designed is usually several micrometers to several hundreds of micrometers, and the film thickness d of the device electrodes 5 and 6 is several hundred angstroms to several micrometers.

【0046】基板1上に設けられた対向する素子電極5
及び素子電極6間と、素子電極5、6上に設置された、
電子放出部を含む薄膜4は、電子放出部3を含むが、図
1(b)に示された形態だけでなく、素子電極5、6上
には設置されない形態もある。即ち、基板1上に、電子
放出部形成用薄膜2、対向する素子電極5、6の順に積
層構成した形態もある。また、製法によっては、対向す
る素子電極5と素子電極6の間全てが電子放出部として
機能する場合もある。この電子放出部を含む薄膜4の膜
厚は、好ましくは数オングストロームから数千オングス
トロームで、特に好ましくは10オングストロームから
500オングストロームであり、素子電極5、6へのス
テップカバレージ、電子放出部3と素子電極5、6間の
抵抗値、電子放出部3の導電性微粒子の粒径、さらには
後述する通電処理条件等によって適宜設定される。また
その抵抗値は、10の3乗から10の7乗オーム/□の
シート抵抗値を示す。
Opposing element electrodes 5 provided on the substrate 1
And between the element electrodes 6 and on the element electrodes 5 and 6,
The thin film 4 including the electron emitting portion includes the electron emitting portion 3, but there are not only the configuration shown in FIG. 1B but also a configuration in which it is not placed on the device electrodes 5 and 6. That is, there is also a mode in which the thin film 2 for forming the electron emission portion and the opposing device electrodes 5 and 6 are laminated in this order on the substrate 1. In addition, depending on the manufacturing method, the entire space between the opposing device electrodes 5 and 6 may function as an electron emitting portion. The film thickness of the thin film 4 including the electron emitting portion is preferably several angstroms to several thousand angstroms, and particularly preferably 10 angstroms to 500 angstroms. It is appropriately set according to the resistance value between the electrodes 5 and 6, the particle size of the conductive fine particles of the electron emitting portion 3, and further the energization processing conditions described later. Further, the resistance value indicates a sheet resistance value of 10 3 to 10 7 ohm / □.

【0047】電子放出部を含む薄膜4を構成する材料の
具体例を挙げるならば、Pd、Nb、Mo、Rh、H
f、Re、Ir、Pt、Al、Co、Ni、Cs、B
a、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、F
e、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、PdO、S
nO2 、In23 、PbO、Sb23 、BaO、M
gO等の酸化物、HfB2 、ZrB2 、LaB6 、Ce
6 、YB4 、GdB4 等の硼化物、TiC、ZrC、
HfC、TaC、SiC、WC等の炭化物、TiN、Z
rN、HfN等の窒化物、Si、Ge等の半導体、カー
ボン等であり、微粒子からなる。
Specific examples of the material forming the thin film 4 including the electron emitting portion are Pd, Nb, Mo, Rh, and H.
f, Re, Ir, Pt, Al, Co, Ni, Cs, B
a, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
e, Zn, Sn, Ta, W, Pb and other metals, PdO, S
nO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , BaO, M
Oxides such as gO, HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , Ce
Boride such as B 6 , YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC,
Carbides such as HfC, TaC, SiC, WC, TiN, Z
It is a nitride such as rN or HfN, a semiconductor such as Si or Ge, carbon or the like, and is composed of fine particles.

【0048】尚、ここで述べる微粒子膜とは、複数の微
粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子
が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに
隣接、あるいは重なり合った状態(島状も含む)の膜を
さす。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only in a state in which the fine particles are individually dispersed but also in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other ( (Including island-shaped) film.

【0049】また、電子放出部3は、好ましくは数オン
グストロームから数百オングストローム、特に好ましく
は10オングストロームから500オングストロームの
粒径の導電性微粒子多数個からなり、電子放出部を含む
薄膜4の膜厚及び後述する通電処理条件等の製法に依存
しており、適宜設定される。また、電子放出部3を構成
する材料は、電子放出部を含む薄膜4を構成する材料の
元素の一部あるいは全てを有する材料である。
The electron emitting portion 3 is composed of a large number of conductive fine particles having a particle diameter of preferably several angstroms to several hundred angstroms, particularly preferably 10 angstroms to 500 angstroms, and the film thickness of the thin film 4 including the electron emitting portion. It also depends on the manufacturing method such as energization processing conditions described later and is set appropriately. The material forming the electron emitting portion 3 is a material having a part or all of the elements of the material forming the thin film 4 including the electron emitting portion.

【0050】次に、電子放出部3を有する電子放出素子
の製造法としては、様々な方法が考えられるが、その一
例を図2に示す。図2中、2は電子放出部形成用薄膜
で、例えば微粒子膜が挙げられる。
Next, various methods can be considered as a method of manufacturing the electron-emitting device having the electron-emitting portion 3. One example thereof is shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 2 is a thin film for forming an electron emitting portion, and for example, a fine particle film can be mentioned.

【0051】以下、順をおって製造方法の説明を図1及
び図2に基づいて説明する。
Hereinafter, the manufacturing method will be described in order with reference to FIGS. 1 and 2.

【0052】1)基板1を洗剤、純水及び有機溶剤によ
り十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により素子
電極材料を堆積後、フォトリソグラフィー技術により該
基板1の面上に素子電極5、6を形成する(図2の
(a))。
1) After thoroughly cleaning the substrate 1 with a detergent, pure water and an organic solvent, depositing an element electrode material by a vacuum evaporation method, a sputtering method or the like, and then using a photolithography technique, the element electrode 5 on the surface of the substrate 1. , 6 are formed ((a) of FIG. 2).

【0053】2)基板1上に設けられた素子電極5と素
子電極6との間の基板1上に、有機金属溶液を塗布して
放置することにより、有機金属薄膜を形成する。尚、有
機金属溶液とは、前記Pd、Ru、Ag、Au、Ti、
In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb
等の金属を主元素とする有機化合物の溶液である。この
後、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッ
チング等によりパターニングし、電子放出部形成用薄膜
2を形成する(図2の(b))。尚、ここでは有機金属
溶液の塗布法により説明したが、これに限る物でなく、
真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布
法、ディッピング法、スピンナー法等によって形成され
る場合もある。
2) An organometallic solution is applied on the substrate 1 between the device electrodes 5 and 6 provided on the substrate 1 and left to form an organometallic thin film. The organic metal solution means Pd, Ru, Ag, Au, Ti,
In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb
It is a solution of an organic compound whose main element is a metal such as. After that, the organic metal thin film is heat-fired and patterned by lift-off, etching, etc. to form the electron emission portion forming thin film 2 ((b) of FIG. 2). In addition, although the description has been given here using the coating method of the organic metal solution, the coating method is not limited to this.
It may be formed by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, a dipping method, a spinner method, or the like.

【0054】3)つづいて、フォーミングと呼ばれる通
電処理を、素子電極5、6間に電圧を不図示の電源によ
り、パルス状あるいは高速の昇電圧によって行うと、電
子放出部形成用薄膜2の部位に構造の変化した電子放出
部3が形成される(図2の(c))。この通電処理によ
り電子放出部形成用薄膜2を局所的に破壊、変形もしく
は変質せしめ、構造の変化した部位を電子放出部3と呼
ぶ。尚、先に説明したように、電子放出部3は導電性微
粒子で構成されていることを本出願人らは観察してい
る。
3) Next, when an energization process called forming is performed by applying a voltage between the element electrodes 5 and 6 by a power source (not shown) with a pulsed or high-speed rising voltage, the portion of the thin film 2 for forming the electron emission portion is formed. The electron-emitting portion 3 having a changed structure is formed at (3) in FIG. The electron-emitting portion forming thin film 2 is locally destroyed, deformed or altered by this energization process, and a portion whose structure is changed is called an electron-emitting portion 3. As described above, the applicants have observed that the electron emitting portion 3 is composed of conductive fine particles.

【0055】また、上記フォーミング処理の電圧波形の
一例を図4に示す。
An example of the voltage waveform of the above forming process is shown in FIG.

【0056】図4中、T1及びT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、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(フォーミング時のピーク電圧)は4〜10V
程度とし、フォーミング処理は真空雰囲気化で数十秒間
から数分間程度で適宜設定した。
In FIG. 4, T1 and T2 are the pulse width and the 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 forming) Peak voltage of 4-10V
The forming process was appropriately set in a vacuum atmosphere for several tens of seconds to several minutes.

【0057】以上説明した電子放出部を形成する際に、
素子の電極間に三角波パルスを印加してフォーミング処
理を行っているが、素子の電極間に印加する波形は三角
波に限定することはなく、矩形波などの所望の波形を用
いても良く、その波高値及びパルス幅、パルス間隔等に
ついても上述の値に限ることなく、電子放出部が良好に
形成されるように、電子放出素子の抵抗値等に合わせ
て、所望の値を選択することができる。
When forming the electron-emitting portion described above,
Although the forming process is performed by applying the triangular wave pulse between the electrodes of the element, the waveform applied between the electrodes of the element is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave may be used. The crest value, the pulse width, the pulse interval, etc. are not limited to the above values, and a desired value can be selected in accordance with the resistance value of the electron-emitting device so that the electron-emitting portion can be formed well. it can.

【0058】尚、予め導電性微粒子を分散して構成した
表面伝導形電子放出素子においては、前記製造方法の一
部を変更しても良い。
In the surface conduction electron-emitting device in which the conductive fine particles are dispersed in advance, a part of the manufacturing method may be changed.

【0059】上述のような素子構成を有し、また上述の
ような製造方法によって作成される本発明に係る電子放
出素子の基本特性について、図3、図5を用いて説明す
る。
The basic characteristics of the electron-emitting device according to the present invention, which has the above-described device structure and is manufactured by the above-described manufacturing method, will be described with reference to FIGS. 3 and 5.

【0060】図3は、図1で示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring the electron emission characteristics of the device having the configuration shown in FIG.

【0061】図3において、1は基板、5及び6は素子
電極、4は電子放出部を含む薄膜、3は電子放出部を示
す。また、31は素子に素子電圧Vfを印加するための
電源、30は素子電極5、6間の電子放出部を含む薄膜
4を流れる素子電流Ifを測定するための電流計、34
は素子の電子放出部より放出される放出電流Ieを捕捉
するためのアノード電極、33はアノード電極34に電
圧を印加するための高圧電源、32は素子の電子放出部
3より放出される放出電流Ieを測定するための電流計
である。
In FIG. 3, 1 is a substrate, 5 and 6 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 3 is an electron emitting portion. Further, 31 is a power supply for applying a device voltage Vf to the device, 30 is an ammeter for measuring a device current If flowing through the thin film 4 including the electron emitting portion between the device electrodes 5 and 6, and 34 is an ammeter.
Is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device, 33 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 34, and 32 is an emission current emitted from the electron emission portion 3 of the device It is an ammeter for measuring Ie.

【0062】電子放出素子の上記素子電流If、放出電
流Ieの測定にあたっては、素子電極5、6に電源31
と電流計30とを接続し、該電子放出素子の上方に電源
33と電流計32とを接続したアノード電極34を配置
している。また、電子放出素子及びアノード電極34は
真空装置内に設置され、その真空装置には不図示の排気
ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備され
ており、所望の真空化で本素子の測定評価を行えるよう
になっている。尚、排気ポンプは、ターボポンプ、ロー
タリーポンプからなる通常の高真空装置系と、更に、イ
オンポンプからなる超高真空装置系からなる。また、真
空装置全体、及び電子源基板は、不図示のヒーターによ
り200℃程度まで加熱できるようになっている。ま
た、アノード電極の電圧は1kV〜10kV、アノード
電極と電子放出素子との距離Hは2mm〜8mmの範囲
で測定した。
When measuring the above-mentioned device current If and emission current Ie of the electron-emitting device, the power supply 31 is applied to the device electrodes 5 and 6.
And an ammeter 30 are connected to each other, and an anode electrode 34 to which a power source 33 and an ammeter 32 are connected is arranged above the electron-emitting device. Further, the electron-emitting device and the anode electrode 34 are installed in a vacuum apparatus, and the vacuum apparatus is equipped with equipment necessary for the vacuum apparatus such as an exhaust pump and a vacuum gauge (not shown). The device can be measured and evaluated. The exhaust pump is composed of a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultra-high vacuum device system including an ion pump. The entire vacuum apparatus and the electron source substrate can be heated up to about 200 ° C. by a heater (not shown). The voltage of the anode electrode was measured in the range of 1 kV to 10 kV, and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device was measured in the range of 2 mm to 8 mm.

【0063】更に、本発明者等は、上述の本発明に係わ
る表面伝導形電子放出素子の特性を鋭意検討した結果、
本発明の原理となる特性上の特徴を見いだした。
Further, the inventors of the present invention have diligently studied the characteristics of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention, and as a result,
The characteristic feature which is the principle of the present invention was found.

【0064】図3に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ieおよび素子電流Ifと、素子電圧Vfの
関係の典型的な例を図5に示す。尚、図5は放出電流I
eが素子電流Ifに比べて著しく小さいので、任意単位
で示されている。この図5からも明らかなように、本電
子放出素子は放出電流Ieに対する三つの特性を有す
る。
FIG. 5 shows a typical example of the relationship between the device voltage Vf and the emission current Ie and device current If measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG. The emission current I is shown in FIG.
Since e is significantly smaller than the device current If, it is shown in arbitrary units. As is clear from FIG. 5, this electron-emitting device has three characteristics with respect to the emission current Ie.

【0065】まず第一に、本電子放出素子はある電圧
(これを、閾値電圧と呼び、図5中にはVthで示して
ある)以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流Ie
が増加し、一方、閾値電圧Vth以下では放出電流Ie
がほとんど検出されない。即ち、本電子放出素子は、放
出電流Ieに対する明確な閾値電圧Vthを持った非線
形素子である。
First of all, in the present electron-emitting device, when a device voltage higher than a certain voltage (this is called a threshold voltage, which is shown as Vth in FIG. 5) is applied, the emission current Ie is suddenly increased.
On the other hand, on the other hand, at the threshold voltage Vth or lower, the emission current Ie
Is hardly detected. That is, this electron-emitting device is a non-linear device having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0066】第二に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依
存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御でき
る。
Secondly, since the emission current Ie depends on the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.

【0067】第三に、アノード電極34に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存する。即
ち、アノード電極34に捕捉される電荷量は、素子電圧
Vfを印加する時間により制御できる。
Thirdly, the emitted charges captured by the anode electrode 34 depend on the time for which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 34 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.

【0068】以上のような特性を有するため、本発明に
係る電子放出素子は、多方面への応用が期待できる。
Due to the above characteristics, the electron-emitting device according to the present invention can be expected to be applied to various fields.

【0069】一方、素子電流Ifは素子電圧Vfに対し
て、単調増加する特性(図4の実線で示され、これを、
MI特性と呼ぶ)を示す場合と、電圧制御型負性抵抗特
性(図4の破線で示され、これをVCNR特性と呼ぶ)
を示す場合とがあるが、このような素子電流Ifの特性
は、その素子の製造方法に依存することを本発明者等は
新たに見出した。
On the other hand, the element current If increases monotonically with respect to the element voltage Vf (shown by the solid line in FIG. 4;
And a voltage-controlled negative resistance characteristic (indicated by a broken line in FIG. 4, which is called a VCNR characteristic).
The present inventors have newly found that such characteristics of the device current If depend on the manufacturing method of the device.

【0070】即ち、素子電流IfのVCNR特性は、通
常の真空装置系で、フォーミングを行ったときに発生
し、その特性は、フォーミング時の電気的条件や、真空
装置系の真空雰囲気条件等、あるいは、フォーミングを
既に行った電子放出素子の特性測定時の真空装置系の真
空雰囲気条件や、該測定時の電気的測定条件、例えば、
電子放出素子の電流−電圧特性を得るために、素子に印
加する電圧を低電圧から高電圧まで掃引した時の掃引速
度等、あるいは、該測定時までの電子放出素子の真空装
置内での放置時間等に依存して、大きく変化することが
判明した。尚、このとき、放出電流Ieに関しては、M
I特性を示す。
That is, the VCNR characteristic of the device current If is generated when forming is performed in an ordinary vacuum apparatus system, and the characteristic is such that electrical characteristics at the time of forming, vacuum atmosphere conditions of the vacuum apparatus system, etc. Alternatively, the vacuum atmosphere conditions of the vacuum system at the time of measuring the characteristics of the electron-emitting device that has already been formed, and the electrical measurement conditions at the time of the measurement, for example,
In order to obtain the current-voltage characteristics of the electron-emitting device, the sweep speed when the voltage applied to the device is swept from a low voltage to a high voltage, or the electron-emitting device is left in the vacuum device until the measurement. It turned out that it changes greatly depending on time and the like. At this time, regarding the emission current Ie, M
I characteristic is shown.

【0071】更に本発明者等は、以上の判明した事項に
鑑み、通常の真空装置内で、素子電流IfがVCNR特
性を示す表面伝導形電子放出素子を、超高真空系に移設
して、高温ベーキング処理(例えば、100℃で15時
間放置)後、該特性の測定を行うと、素子電流If、放
出電流Ie共に、電圧Vfに対して、MI特性を示すこ
とを新たに見出した。
Further, in view of the above-described matters, the present inventors moved a surface conduction electron-emitting device, in which a device current If exhibits a VCNR characteristic, to an ultrahigh vacuum system in an ordinary vacuum device, After the high temperature baking treatment (for example, left at 100 ° C. for 15 hours), the characteristics were measured, and it was newly found that both the device current If and the emission current Ie exhibit MI characteristics with respect to the voltage Vf.

【0072】尚、従来観察された、電子電流Ifの単調
増加に類似の特性は、例えば、本出願人の特開平1−2
79542号公報に記載の素子のように、通常の真空装
置系で素子をフォーミング処理する際に、低電圧から高
電圧への比較的速い掃引速度で電圧を素子に印加した場
合に観察されているが、本発明者等が見出した、前記超
高真空系でのIe、Ifの単調増加特性とは異なり、そ
の電流値が相違する。よって、従来の前記素子とは、素
子の状態が明らかに相違するものと推定される。
Incidentally, the characteristics similar to the monotonically increasing electron current If observed conventionally are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2 of the present applicant.
As in the element described in Japanese Patent No. 79542, it has been observed that when a voltage is applied to the element at a relatively fast sweep speed from a low voltage to a high voltage when the element is subjected to a forming process in a normal vacuum system. However, unlike the monotone increasing characteristics of Ie and If in the ultra-high vacuum system found by the present inventors, the current value is different. Therefore, it is estimated that the state of the element is obviously different from that of the conventional element.

【0073】以上のような、表面伝導形電子放出素子の
素子電流If、放出電流Ieの素子印加電圧Vfに対す
る単調増加特性(MI特性)は、本発明に係わる表面伝
導形電子放出素子の更なる多方面への応用を期待させ
る。
As described above, the monotonically increasing characteristic (MI characteristic) of the device current If and the emission current Ie of the surface conduction electron-emitting device with respect to the device applied voltage Vf is further improved by the surface conduction electron-emitting device according to the present invention. Expect applications in various fields.

【0074】次に本発明に係わる別な構成の表面伝導形
電子放出素子である垂直型表面伝導形電子放出素子につ
いて説明する。
Next, a vertical type surface conduction electron-emitting device, which is a surface conduction electron emission device having another structure according to the present invention, will be described.

【0075】図6は、本発明に係わる基本的な垂直型表
面伝導形電子放出素子の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the structure of a basic vertical surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【0076】図6中、1は基板、5と6は素子電極、4
は電子放出部を含む薄膜、3は電子放出部、67は段差
形成部である。ここで、基板1、素子電極5と6、電子
放出部を含む薄膜4、電子放出部3は、前述した平面型
表面伝導形電子放出素子と同様の材料で構成されたもの
であり、垂直型表面伝導形電子放出素子を特徴付ける段
差形成部67、電子放出部を含む薄膜4について詳述す
る。
In FIG. 6, 1 is a substrate, 5 and 6 are device electrodes, 4
Is a thin film including an electron emitting portion, 3 is an electron emitting portion, and 67 is a step forming portion. Here, the substrate 1, the device electrodes 5 and 6, the thin film 4 including the electron-emitting portion, and the electron-emitting portion 3 are made of the same material as that of the above-mentioned planar type surface conduction electron-emitting device. The step forming portion 67 and the thin film 4 including the electron emitting portion which characterize the surface conduction electron-emitting device will be described in detail.

【0077】段差形成部67は、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法等で形成されたSiO2等の絶縁性材料で構
成され、段差形成部67の厚さは、先に述べた平面型表
面伝導形電子放出素子の素子電極間隔L1に対応し、数
百オングストロームから数十マイクロメートルであり、
段差形成部の製法、及び素子電極間に印加する電圧と電
子放出し得る電界強度により設定されるが、好ましくは
数千オングストロームから数マイクロメートルである。
The step forming portion 67 is formed by a vacuum evaporation method, a printing method,
The step forming portion 67 is made of an insulating material such as SiO 2 formed by a sputtering method or the like, and the thickness of the step forming portion 67 corresponds to the element electrode interval L1 of the planar surface conduction electron-emitting device described above, and is several hundreds. Tens of micrometers from Angstrom,
The thickness is set depending on the manufacturing method of the step forming portion and the voltage applied between the device electrodes and the electric field strength capable of emitting electrons, but it is preferably several thousand angstroms to several micrometers.

【0078】電子放出部を含む薄膜4は、素子電極5、
6と段差形成部67作成後に、形成するため、素子電極
5、6の上に積層され、場合によっては、素子電極5、
6との電気的接続をする重なりをもった所望の形状にさ
れる。また電子放出部を含む薄膜4の膜厚は、その製法
に依存しており、段差部での膜厚と素子電極5、6の上
に積層された部分の膜厚では、異なる場合が多く、一般
に段差部分の膜厚は薄い傾向にある。また、電子放出部
3は、薄膜4のいずれかの位置に形成されるものであっ
て、図6に示された位置に形成されるとは限らない。
The thin film 4 including the electron emitting portion is the device electrode 5,
6 and the step forming portion 67 are formed and then laminated on the device electrodes 5 and 6 to be formed.
It is formed into a desired shape with an overlap for making an electrical connection with 6. Further, the film thickness of the thin film 4 including the electron emitting portion depends on the manufacturing method thereof, and the film thickness at the step portion and the film thickness of the portion laminated on the device electrodes 5 and 6 often differ, Generally, the film thickness at the step portion tends to be thin. Further, the electron emitting portion 3 is formed at any position on the thin film 4, and is not always formed at the position shown in FIG.

【0079】以上、表面伝導形電子放出素子の基本的な
構成、製法について述べたが、本発明の思想によれば、
表面伝導形電子放出素子の特性で先に述べた3つの特徴
を有すれば、上述の構成、製法等に限定されず、後述の
電子源や、表示装置等の画像形成装置に於ても適用でき
る。
Although the basic structure and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device have been described above, according to the idea of the present invention,
As long as the surface conduction electron-emitting device has the above-mentioned three characteristics, the invention is not limited to the above-described configuration and manufacturing method, and is also applied to an electron source and an image forming apparatus such as a display device described later. it can.

【0080】次に、本発明の主眼である電子源及び画像
形成装置について述べる。
Next, the electron source and the image forming apparatus which are the main objects of the present invention will be described.

【0081】前述した本発明に係る表面伝導形電子放出
素子の3つの基本的特性の特徴、即ち、第一に本電子放
出素子は閾値電圧(図5中のVth)以上の素子電圧を
印加すると急激に放出電流Ieが増加し、一方、閾値電
圧Vth以下では放出電流Ieがほとんど検出されな
い。即ち、本電子放出素子は、放出電流Ieに対する明
確な閾値電圧Vthを持った非線形素子である。
The characteristics of the three basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention described above are as follows. First, the present electron-emitting device is applied with a device voltage equal to or higher than the threshold voltage (Vth in FIG. 5). The emission current Ie rapidly increases, while the emission current Ie is hardly detected at the threshold voltage Vth or less. That is, this electron-emitting device is a non-linear device having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0082】第二に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依
存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御でき
る。
Secondly, since the emission current Ie depends on the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.

【0083】第三に、アノード電極34(図3)に捕捉
される放出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存
する。即ち、アノード電極34(図3)に捕捉される電
荷量は、素子電圧Vfを印加する時間により制御でき
る。
Thirdly, the emitted charges trapped in the anode electrode 34 (FIG. 3) depend on the time for applying the device voltage Vf. That is, the amount of charges captured by the anode electrode 34 (FIG. 3) can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.

【0084】によれば、表面伝導形電子放出素子からの
放出素子は、閾値電圧以上では、対向する素子電極間に
印加するパルス状電圧の波高値と幅で制御される。一
方、閾値電圧以下では、ほとんど放出されない。この特
性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合におい
ても、個々の表面伝導形電子放出素子に、上記パルス状
電圧を適宜印加すれば、入力信号に応じて、任意の表面
伝導形電子放出素子を選択し、その電子放出量が制御出
来るという作用効果を奏する事となる。
According to the above, the emission device from the surface conduction electron-emitting device is controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between the opposing device electrodes at the threshold voltage or higher. On the other hand, below the threshold voltage, it is hardly emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if the pulsed voltage is appropriately applied to each surface-conduction type electron-emitting device, an arbitrary surface-conduction type electron is output according to the input signal. The effect that the electron emission amount can be controlled by selecting the emission element is exhibited.

【0085】更に、本発明において、以上の3つの基本
特性を有する表面伝導形電子放出素子の中でも、上記作
用効果の点において、より好ましく適用され得る表面伝
導形電子放出素子は、上述した通り、素子電流If、放
出電流Ieの双方とも、対向する一対の素子電極に印加
する電圧Vfに対して、単調増加特性(MI特性)を有
する表面伝導形電子放出素子である。
Further, in the present invention, among the surface conduction electron-emitting devices having the above-mentioned three basic characteristics, the surface conduction electron-emitting devices which can be more preferably applied in view of the above-mentioned effects are as follows. Both the device current If and the emission current Ie are surface conduction electron-emitting devices having a monotonically increasing characteristic (MI characteristic) with respect to the voltage Vf applied to the pair of opposing element electrodes.

【0086】以下で、この原理に基づき構成した電子源
基板の構成について、図7を用いて説明する。
The configuration of the electron source substrate constructed based on this principle will be described below with reference to FIG.

【0087】図7において、1は基板、72はX方向配
線、73はY方向配線、74は表面伝導形電子放出素
子、75は結線である。尚、表面伝導形電子放出素子7
4は、前述した平面型あるいは垂直型どちらであっても
よい。
In FIG. 7, 1 is a 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 surface conduction electron-emitting device 7
4 may be either the flat type or the vertical type described above.

【0088】ここで、基板1は前述したガラス基板等の
絶縁性基板であり、その大きさ及びその厚みは、基板1
に設置される表面伝導形電子放出素子の個数及び個々の
素子の設計上の形状、及び電子源の使用時容器の一部を
構成する場合にはその容器を真空に保持するための条件
等に依存して適宜設定される。
Here, the substrate 1 is an insulating substrate such as the above-mentioned glass substrate, and the size and the thickness thereof are the same as those of the substrate 1.
The number of surface-conduction electron-emitting devices installed in the device, the design shape of each device, and the conditions for holding the container in a vacuum when configuring a part of the container when using the electron source. It is set depending on the situation.

【0089】m本のX方向配線72は、DX1、DX
2、…、DXmからなり、基板1上に、真空蒸着法、印
刷法、スパッタ法等で形成し、所望のパターンとした導
電性金属等からなり、多数の表面伝導形電子放出素子に
ほぼ均等な電圧が供給される様に、その材料、膜厚、配
線幅が設定される。
The m X-direction wirings 72 are DX1 and DX.
, ..., DXm, which is formed on the substrate 1 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like, and is made of a conductive metal or the like having a desired pattern, and is substantially equal to many surface conduction electron-emitting devices. The material, the film thickness, and the wiring width are set so that various voltages are supplied.

【0090】また、Y方向配線73はDY1、DY2、
…、DYnのn本の配線よりなり、X方向配線72と同
様に、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成し、所
望のパターンとした導電性金属等からなり、多数の表面
伝導形電子放出素子にほぼ均等な電圧が供給される様
に、その材料、膜厚、配線幅等が設定される。
In addition, the Y-direction wiring 73 includes DY1, DY2,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,. The material, film thickness, wiring width, etc. are set so that a substantially uniform voltage is supplied to the electron-emitting device.

【0091】これらm本のX方向配線72とn本のY方
向配線73との間には、不図示の層間絶縁層が設置さ
れ、電気的に分離されて、マトリックス配線を構成す
る。尚、ここでm、nは共に正の整数である。
An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-direction wirings 72 and the n Y-direction wirings 73, and they are electrically separated to form a matrix wiring. Here, both m and n are positive integers.

【0092】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたSiO 等であり、X
方向配線72を形成した基板1の全面或は一部の所望の
形状で形成され、特に、X方向配線72とY方向配線7
3の交差部の電位差に耐え得る様に、その膜厚、材料、
製法が適宜設定され、X方向配線72とY方向配線73
の交差部のみに設置される場合もあり、このときは、結
線75とX方向配線72あるいはY方向配線73との電
気的接続は、コンタクトホールを介さず行う事ができ
る。また、X方向配線72とY方向配線73は、それぞ
れ外部端子として引き出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is SiO 2 or the like formed by a vacuum evaporation method, a printing method, a sputtering method or the like, and X
The whole or a part of the substrate 1 on which the directional wiring 72 is formed is formed in a desired shape, and in particular, the X-directional wiring 72 and the Y-directional wiring 7 are formed.
In order to withstand the potential difference at the intersection of 3, the film thickness, material,
The manufacturing method is appropriately set, and the X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73
In some cases, the wiring 75 and the X-direction wiring 72 or the Y-direction wiring 73 can be electrically connected without passing through the contact holes. The X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73 are drawn out as external terminals.

【0093】尚、m本のX方向配線72の上に、n本の
Y方向配線73を層間絶縁層を介して設置した例で説明
したが、n本のY方向配線73の上に、m本のX方向配
線72を層間絶縁層を介して設置する場合もある。ま
た、層間絶縁層が、前述した垂直型表面伝導形電子放出
素子の段差部の形成材の一部あるいは全部となる場合も
ある。
Although an example in which n Y-direction wirings 73 are provided on the m X-direction wirings 72 with an interlayer insulating layer interposed therebetween has been described, m on the N Y-direction wirings 73 The X-direction wiring 72 of a book may be installed via an interlayer insulating layer. Further, the interlayer insulating layer may be a part or the whole of the material for forming the step portion of the vertical surface conduction electron-emitting device described above.

【0094】更に、前述と同様にして、表面伝導形電子
放出素子74の対向する電子電極(不図示)は、m本の
X方向配線(DX1、DX2、…、DXm)72及びn
本のY方向配線(DY1、DY2、…、DYn)73
と、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成された導
電性金属等からなる結線75によって電気的に接続され
ている。
Further, in the same manner as described above, the electron electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 74 facing each other are m number of X-direction wirings (DX1, DX2, ..., DXm) 72 and n.
Book Y direction wiring (DY1, DY2, ..., DYn) 73
And a wire 75 made of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like.

【0095】ここで、m本のX方向配線72、n本のY
方向配線73、結線75、及び対向する素子電極を構成
する導電性金属は、その構成元素の一部あるいは全部が
同一であっても、またそれぞれ異なっていてもよく、例
えばNi、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al,
Cu、Pd等の金属或は合金及びPd、Ag、Au、R
uO 、Pd−Ag等の金属或は金属酸化物とガラス
等から構成される印刷導体、In −SnO
等の透明導体及びポリシリコン等の半導体材料等より
適宜選択される。また、表面伝導形電子放出素子は、基
板1あるいは、不図示の層間絶縁層上にどちらに形成し
てもよい。
Here, m X-direction wirings 72 and n Y-direction wirings are provided.
The conductive metal forming the directional wiring 73, the connection 75, and the opposing element electrode may be the same or different in some or all of their constituent elements. For example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al,
Metals or alloys such as Cu, Pd and Pd, Ag, Au, R
A printed conductor composed of glass or the like, such as uO 2 , Pd-Ag or other metal or metal oxide, In 2 O 3 -SnO 2
And the like, and a semiconductor material such as polysilicon and the like. The surface conduction electron-emitting device may be formed either on the substrate 1 or on an interlayer insulating layer (not shown).

【0096】また、後に詳述するが、前記X方向配線7
2には、X方向に配列する表面伝導形電子放出素子74
の行を入力信号に応じて走査するために、X方向配線7
2に走査信号を印加するための不図示の走査信号印加手
段が電気的に接続されている。一方、Y方向配線73に
は、Y方向に配列する表面伝導形電子放出素子74の列
の各列を入力信号に応じて変調するために、Y方向配線
73に変調信号を印加するための不図示の変調信号発生
手段が電気的に接続されている。更に、複数の表面伝導
形電子放出素子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との差電圧として
供給されるものである。
As will be described later in detail, the X-direction wiring 7
2 is a surface conduction electron-emitting device 74 arranged in the X direction.
X-direction wiring 7 in order to scan the row of
A scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal to 2 is electrically connected. On the other hand, in the Y-direction wiring 73, in order to modulate each row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the Y-direction according to the input signal, there is a defect for applying a modulation signal to the Y-direction wiring 73. The modulation signal generating means shown in the drawing is electrically connected. Further, the drive voltage applied to each of the plurality of surface conduction electron-emitting devices is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the device.

【0097】次に、以上のようにして作成した電子源を
用いた、表示等に用いる画像形成装置について、図8と
図9を用いて説明する。尚、図8は画像形成装置の基本
構成図であり、図9は蛍光膜を示す図である。
Next, an image forming apparatus using the electron source created as described above and used for display or the like will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 8 is a basic configuration diagram of the image forming apparatus, and FIG. 9 is a diagram showing a fluorescent film.

【0098】図8において、1は上述のようにして電子
放出素子を作製した電子源基板、81は電子源基板1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、これらリアプレート8
1、支持枠82及びフェースプレート86を、それらの
接合面に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℃、10分以上の条件で焼成する
ことにより封着して、外囲器88を構成する。尚、図8
において、74は図1における電子放出部に相当し、ま
た、72、73は表面伝導形電子放出素子の一対の素子
電極と接続されたX方向配線及びY方向配線である。こ
こで、これら素子電極と接続された配線は、素子電極と
同一の材料よりなる場合には、素子電極と呼ぶこともあ
る。
In FIG. 8, 1 is an electron source substrate in which the electron-emitting device is manufactured as described above, 81 is a rear plate to which the electron source substrate 1 is fixed, and 86 is a fluorescent film 84 and a metal back on the inner surface of the glass substrate 83. A rear face plate 8 is formed with a face plate 85 and the like, and a support frame 82.
1. The support frame 82 and the face plate 86 are sealed by applying frit glass or the like on their joint surfaces and firing them in the atmosphere or in nitrogen at 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more, The envelope 88 is configured. Note that FIG.
In FIG. 1, 74 corresponds to the electron emitting portion in FIG. 1, and 72 and 73 are X-direction wiring and Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. Here, the wirings connected to these element electrodes may be referred to as element electrodes when they are made of the same material as the element electrodes.

【0099】また、前記外囲器88は、上述の如く、フ
ェースープレート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は主に基板1の強度を
補強する目的で設けられるため、基板1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、
基板1に直接支持枠82を封着し、フェースプレート8
6、支持枠82、基板1にて外囲器88を構成しても良
い。
The envelope 88 has the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81 as described above.
However, since the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 1, if the substrate 1 itself has sufficient strength, the separate rear plate 81 is unnecessary.
The support frame 82 is directly sealed to the substrate 1, and the face plate 8
The envelope 88 may be composed of 6, the support frame 82, and the substrate 1.

【0100】次に、図9は蛍光膜を示す図であるが、図
8の蛍光膜84は、モノクロームの場合は蛍光体のみか
ら成るが、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わブラックマトリクスなど
と呼ばれる黒色導伝材91と蛍光体92とで構成され
る。
Next, FIG. 9 is a view showing a fluorescent film. The fluorescent film 84 of FIG. 8 is composed of only the phosphors in the case of monochrome, but in the case of a color fluorescent film, it depends on the arrangement of the phosphors. It is composed of a black conductive material 91 called a black stripe or a so-called black matrix and a phosphor 92.

【0101】このようなブラックストライプあるいはブ
ラックマトリクス設けられる目的は、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。
The purpose of providing such a black stripe or black matrix is to make the color mixture of the three primary color phosphors, which is necessary in the case of color display, separate between the phosphors 92 so as to make color mixing inconspicuous. That is, the reduction in contrast due to external light reflection on the fluorescent film 84 is suppressed.

【0102】また、ブラックストライプの材料として
は、通常良く用いられている黒鉛を主成分とする材料だ
けでなく、導電性があり、光の透過及び反射が少ない材
料であればこれに限るものではない。
The material for the black stripe is not limited to the commonly used material containing graphite as a main component, but is also limited to this material as long as it is electrically conductive and has little light transmission and reflection. Absent.

【0103】尚、ガラス基板83に蛍光体を塗布する方
法はモノクローム、カラーによらず、沈殿法や印刷法が
用いられる。また、蛍光膜84の内面側には通常メタル
バック85が設けられるが、メタルバックの目的は、蛍
光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート86
側へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、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である。メタルバックは、蛍光膜
作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常、フィ
ルミングと呼ばれる)を行い、その後Alを真空蒸着等
で堆積することで作製できる。
The method of applying the phosphor to the glass substrate 83 is not limited to monochrome or color, but a precipitation method or a printing method is used. Further, a metal back 85 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 84, and the purpose of the metal back is to allow the light emitted from the phosphor toward the inner surface side to face plate 86.
To improve brightness by specular reflection to the side, to act as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage, to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope, etc. . The metal back can be manufactured by performing smoothing treatment (normally called filming) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al by vacuum evaporation or the like.

【0104】また、フェースプレート86には、更に、
蛍光膜84の導伝性を高めるため、蛍光膜84の外面側
に透明電極(不図示)を設けてもよい。
Further, the face plate 86 is further provided with
In order to enhance the conductivity of the fluorescent film 84, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 84.

【0105】尚、前述の封着を行う際、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけな
いため、十分な位置合わせを行う必要がある。
When performing the above-described sealing, in the case of color, it is necessary to make the respective color phosphors correspond to the electron-emitting devices, so that it is necessary to perform sufficient alignment.

【0106】外囲器88は、不図示の排気管を通じ、1
0のマイナス6乗トール程度の真空度にされ、外囲器8
8の封止がおこなわれる。尚、この時、不図示の排気管
を通じ、例えば、ロータリーポンプ、ターボポンプをポ
ンプ系とするような通常の真空装置系で、10のマイナ
ス6乗トール程度の真空中で、容器外端子D ×1〜
×mとD y1〜D ynを通じて、素子電
極間に電圧を印加し、上述のフォーミング処理を行い、
電子放出部を形成して表面伝導形電子放出素子を作成す
る。但し、本発明において特に好適な表面伝導形電子放
出素子である、上述の素子電流If及び放出電流Ieが
単調増加特性(MI特性)を示す表面伝導形電子放出素
子とする場合には、例えば、上記フォーミング処理の
後、80℃〜150℃でベーキングを3〜15時間行い
ながら、イオンポンプ等の超高真空装置系に切り替える
等の工程が付加される。
The envelope 88 is 1 through an exhaust pipe (not shown).
A vacuum of about 0 to the 6th power of Torr is applied to the envelope 8
8 is sealed. At this time, through an exhaust pipe (not shown), a normal vacuum system such as a rotary pump or a turbo pump is used in a vacuum of about 10 <-6> torr outside the container terminal D 0. × 1
Through D 0 × m and D 0 y1~D 0 yn, a voltage is applied between the device electrodes, subjected to the forming process described above,
An electron emitting portion is formed to produce a surface conduction electron emitting device. However, in the case of a surface conduction electron-emitting device which is a particularly preferable surface conduction electron-emitting device in the present invention, when the above-mentioned device current If and emission current Ie exhibit a monotonically increasing characteristic (MI characteristic), for example, After the forming process, while performing baking at 80 ° C. to 150 ° C. for 3 to 15 hours, a process such as switching to an ultrahigh vacuum device system such as an ion pump is added.

【0107】また、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、該蒸着膜の吸着作用により、例えば
1×10マイナク5乗〜1×10マイナス7乗トールの
真空度を維持するものである。
Further, in order to maintain the degree of vacuum after the envelope 88 is sealed, a getter process may be performed. this is,
Immediately before or after sealing the envelope 88, a getter arranged at a predetermined position (not shown) in the envelope 88 is heated by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating to form a vapor deposition film. Is a process for forming. Getter is usually Ba
Etc. are the main components, and the vacuum degree of 1 × 10 minac 5 to 1 × 10 minus 7 torr is maintained by the adsorption action of the deposited film.

【0108】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各電子放出素子には、容器外端子D ×
1〜D ×m、D y1〜D ynを通じ、電圧
を印加することにより電子放出させ、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)は数
kV以上の高圧を印加し、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
るものである。
In the image forming apparatus of the present invention completed as described above, each electron-emitting device has a terminal D 0 ×
1 to D 0 × m, through D 0 y1~D 0 yn, then the electron emission by applying a voltage, through the high voltage terminal Hv, the metal back 85 or a transparent electrode (not shown) applies a high voltage of several kV The image is displayed by accelerating the electron beam, causing it to collide with the fluorescent film 84, and exciting and emitting light.

【0109】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。
The configuration described above is a schematic configuration necessary for producing a suitable image forming apparatus used for display and the like, and the detailed parts such as the material of each member are not limited to those described above. , Is appropriately selected to suit the application of the image forming apparatus.

【0110】次に、本発明の電子源及び画像形成装置の
駆動法の実施態様例について説明する。
Next, an embodiment of the driving method of the electron source and the image forming apparatus of the present invention will be described.

【0111】本発明に関わる第1の駆動方法によれば、
前記走査信号を印加する手段(選択手段ともいう)は、
前記m本のX方向配線のうち任意に選択された配線に対
してはV1[V]、残る他の配線に対してはV2[V]
の電圧を印加する事により、V1[V]の印加された配
線と接続する表面伝導形放出素子を選択的に走査するも
のである(V1[V]とV2[V]は互いに異な
る。)。また前記変調信号発生手段は、前記n本のY方
向配線に対して一定の長さのパルス状の電圧を発生する
ものであるが、n本の各々に対して対応する入力信号、
例えば、原画像信号の輝度レベルに応じてパルスの電圧
波高値(Vm[V]と呼ぶ)を変更する事により、表示
画像の輝度を変調するものである。
According to the first driving method of the present invention,
The means for applying the scanning signal (also referred to as selecting means) is
V1 [V] for the wiring arbitrarily selected from the m wirings in the X direction, and V2 [V] for the remaining wirings.
The surface conduction electron-emitting device connected to the wiring to which V1 [V] is applied is selectively scanned by applying the voltage (1) (V1 [V] and V2 [V] are different from each other). Further, the modulation signal generating means generates a pulsed voltage having a constant length with respect to the n number of Y-direction wirings.
For example, the brightness of the display image is modulated by changing the voltage peak value (called Vm [V]) of the pulse according to the brightness level of the original image signal.

【0112】より詳しくは、走査されているN個の電子
放出素子に印加される駆動電圧Vm−V1[V]の絶対
値は、先に述べた電子放出素子のVfとIeの関係を利
用して変調され、各々原画像信号の輝度レベルに応じて
所望強度の電子ビームが出力されるよう制御される。
More specifically, the absolute value of the drive voltage Vm-V1 [V] applied to the N electron-emitting devices being scanned uses the relationship between Vf and Ie of the electron-emitting devices described above. And is controlled so that an electron beam having a desired intensity is output according to the brightness level of the original image signal.

【0113】一方、走査されていない電子放出素子に印
加される駆動電圧Vm[V]−V2[V]の絶対値は、
先に述べた電子放出素子のしきい値電圧Vthの絶対値
を越えないよう制御される。このため、走査されている
電子放出素子からのみ所望強度の電子ビームが一定のさ
の間出力され、走査されていない電子放出素子からは電
子ビームが出力される事はない。
On the other hand, the absolute value of the drive voltage Vm [V] -V2 [V] applied to the electron emitters that are not scanned is
It is controlled so as not to exceed the absolute value of the threshold voltage Vth of the electron-emitting device described above. Therefore, the electron beam having a desired intensity is output for a certain period only from the electron emitting element which is being scanned, and the electron beam is not output from the electron emitting element which is not being scanned.

【0114】また、本発明に関わる第2の駆動方法によ
れば、前記走査信号を印加する手段は、前記m本のX方
向配線のうち任意に選択された配線に対してはV3
[V]、残る他の配線に対してはV4[V]の電圧を印
加する事により、V3[V]の印加された配線と接続す
る表面伝導形放出素子を選択的に走査するものである
(V3[V]とV4[V]は互いに異なる。)。
Further, according to the second driving method of the present invention, the means for applying the scanning signal is V3 for the wiring arbitrarily selected from the m wirings in the X direction.
By applying a voltage of V4 [V] to the remaining wiring [V], the surface conduction electron-emitting device connected to the wiring to which V3 [V] is applied is selectively scanned. (V3 [V] and V4 [V] are different from each other).

【0115】また前記変調信号発生手段は、前記N本の
Y方向配線に対して一定の波高値(Vp[V]と呼ぶ)
を有するパルス状の電圧を発生するものであるが、N本
の各々に対して対応する原画像信号の輝度レベルに応じ
てパルスの長さ(Pw[S]と呼ぶ)を変更する事によ
り、表示画像の輝度を変調するものである。
Further, the modulation signal generating means has a constant crest value (referred to as Vp [V]) with respect to the N wirings in the Y direction.
Is generated by changing the pulse length (referred to as Pw [S]) according to the luminance level of the original image signal corresponding to each of N pulses. The brightness of a display image is modulated.

【0116】より詳しくは、走査されているN個の電子
放出素子に印加される駆動電圧Vp−V3[V]の絶対
値は、先に述べた電子放出素子のしきい値電圧Vthの
絶対値を越えるものであり、パルスの長さPw[S]を
個別に変調することにより、各々入力信号、例えば、原
画像信号の輝度レベルに応じた所望の電荷量の電子が出
力されるよう制御される。
More specifically, the absolute value of the drive voltage Vp-V3 [V] applied to the scanned N electron-emitting devices is the absolute value of the threshold voltage Vth of the electron-emitting devices described above. By individually modulating the pulse length Pw [S], it is controlled so that electrons having a desired charge amount according to the brightness level of each input signal, for example, the original image signal are output. It

【0117】一方、走査されていない電子放出素子に印
加される駆動電圧Vp−V4[V]の絶対値は、電子放
出素子のしきい値電圧Vthの絶対値を越えないように
制御される。このため、走査されている電子放出素子か
らのみ所望の電荷量の電子が出力され、走査されていな
い電子放出素子からは、電子ビームが出力される事はな
い。
On the other hand, the absolute value of the drive voltage Vp-V4 [V] applied to the unscanned electron-emitting device is controlled so as not to exceed the absolute value of the threshold voltage Vth of the electron-emitting device. Therefore, electrons having a desired charge amount are output only from the electron-emitting devices that are being scanned, and electron beams are not output from the electron-emitting devices that are not being scanned.

【0118】また、本発明に関わる第3の駆動方法によ
れば、前記走査信号を印加する手段は、前記M本のX方
向配線のうち任意に選択された配線に対してはV5
[V]、残る他の配線に対してはV6[V]の電圧を印
加する事により、V5[V]の印加された配線と接続す
る表面伝導形放出素子を選択的に走査するものである
(ここで、V5[V]とV6[V]との間には、V5−
V6=一定の条件が満足される必要がある。)。
Further, according to the third driving method of the present invention, the means for applying the scanning signal is V5 for the wiring selected arbitrarily among the M wirings in the X direction.
By applying a voltage of V6 [V] to the remaining wiring [V], the surface conduction electron-emitting device connected to the wiring to which V5 [V] is applied is selectively scanned. (Here, between V5 [V] and V6 [V], V5-
V6 = A certain condition needs to be satisfied. ).

【0119】また前記変調信号発生手段は、前記N本の
Y方向配線に対してパルス状の電圧を発生するものであ
るが、N本の各々に対して対応する原画像信号の輝度レ
ベルに応じてパルスを印加するタイミングもしくは電圧
波高値もしくはその両方を変更する事により、表示画像
の輝度を変調するものである(ここで、パルスを印加す
るタイミングとはパルスの長さ、もしくは走査信号に対
するパルスの位相、もしくはその両方を意味する。)。
The modulation signal generating means is for generating a pulsed voltage for the N Y-direction wirings, and depending on the brightness level of the original image signal corresponding to each of the N wirings. The brightness of the display image is modulated by changing the pulse application timing or the voltage peak value or both (here, the pulse application timing is the pulse length or the pulse for the scanning signal). Of phase, or both.)

【0120】より詳しくは、走査れているN個の電子放
出素子に印加される駆動電圧は、パルスの長さ及び波高
値の両方を変調された電圧パルスであり、当該素子の走
査期間を通じて放出される電子の電荷積分量が入力信
号、例えば原画像の輝度レベルに応じた量となるように
制御されている。
More specifically, the driving voltage applied to the scanning N electron-emitting devices is a voltage pulse whose pulse length and peak value are both modulated, and is emitted during the scanning period of the device. The charge integration amount of the generated electrons is controlled to be an amount according to the input signal, for example, the brightness level of the original image.

【0121】一方、走査されていない電子放出素子に印
加される駆動電圧は、当該素子の走査期間を通じて、電
子放出素子のしきい値電圧Vthを越えないように制御
される。このため、走査されている電子放出素子からの
み所望の電荷量の電子が出力され、走査されていない電
子放出素子からは、電子ビームが出力される事はない。
On the other hand, the drive voltage applied to the unscanned electron-emitting device is controlled so as not to exceed the threshold voltage Vth of the electron-emitting device during the scanning period of the device. Therefore, electrons having a desired charge amount are output only from the electron-emitting devices that are being scanned, and electron beams are not output from the electron-emitting devices that are not being scanned.

【0122】尚、前述したように、表面伝導形電子放出
素子の基本特性、即ち、素子電流If、電子放出電流I
eが共に、素子に印加する電圧に対して、単調増加特性
を示す本発明の電子源及び画像形成装置によれば、本発
明にかかわる3つの駆動法において、走査されていない
電子放出素子からは電子ビームが出力される事はない
が、電子放出電流Ieが素子に印加する電圧に対して単
調増加特性を示すが、素子電流IfがVCNR特性を示
す場合は、走査されていない電子放出素子からは電子ビ
ームが出力される場合もある。これは、走査されていな
い電子放出素子に印加される駆動電圧Vm[V]−V2
[V]の印加中に、表面伝導形電子放出素子の状態が変
化し、先に述べた電子放出素子のしきい値電圧Vthの
絶対値を越えたと推定される。
As described above, the basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device, that is, the device current If and the electron emission current I
According to the electron source and the image forming apparatus of the present invention, both of which show a monotonically increasing characteristic with respect to the voltage applied to the element, in the three driving methods according to the present invention, the electron emitting element that is not scanned is Although the electron beam is not output, the electron emission current Ie shows a monotonically increasing characteristic with respect to the voltage applied to the element, but when the element current If shows the VCNR characteristic, the electron emitting element which is not scanned shows May output an electron beam. This is the drive voltage Vm [V] −V2 applied to the electron-emitting device which is not scanned.
It is estimated that the state of the surface conduction electron-emitting device changed during the application of [V] and exceeded the absolute value of the threshold voltage Vth of the electron-emitting device described above.

【0123】次に、本発明の電子源及び画像形成装置の
分割駆動法の実施態様例について説明する。
Next, an example of the embodiment of the division driving method of the electron source and the image forming apparatus of the present invention will be described.

【0124】図10に示す様に、複数の電子放出素子A
を有する線電子放出素子(X 、X 、…)と、変
調電極群(Y 、Y 、…)とがXYマトリックス
状(行列状)に配置されている装置において、複数の線
電子放出素子(X 、X、…)のうち任意の一列
に、電子放出に必要な電圧Vfが印加され、変調電極群
(Y 、Y 、…)には該一列分の情報信号に応じ
た電圧が印加されて、該一列分の情報信号に応じた電子
線の放出パターンが形成される。かかる動作を前記線電
子放出素子の各列毎に順次行い、一画面分、さらには多
画面分の電子線放出パターンが形成される。更に、該放
出パターンの電子線を画像形成部材面に照射させること
により、一画面分、更には多画面分の画像が該画像形成
部材面に形成される。
As shown in FIG. 10, a plurality of electron-emitting devices A
Linear electron-emitting devices (X 1, X 2, ...) with a, in a device modulation electrodes (Y 1, Y 2, ...) and are arranged in XY matrix (matrix), a plurality of lines electronic A voltage Vf necessary for electron emission is applied to any one row of the emission elements (X 1 , X 2 , ...) And the one row of information signals is applied to the modulation electrode group (Y 1 , Y 2 , ...). A corresponding voltage is applied to form an electron beam emission pattern corresponding to the information signal for one column. Such an operation is sequentially performed for each column of the above-mentioned electron beam emitting devices, and an electron beam emitting pattern for one screen and further for multiple screens is formed. Further, by irradiating the surface of the image forming member with the electron beam having the emission pattern, an image for one screen or even for multiple screens is formed on the surface of the image forming member.

【0125】ここで、本発明の駆動方法においては、上
記変調電極群(Y 、Y 、…)への情報信号に応
じた電圧印加にあたって、オン電圧が印加される変調電
極(例えばY )と隣接する変調電極(Y 、Y
)には、情報信号にかかわらずカットオフ電圧が印加
される。この結果、変調電極Y 、Y は定電位に
維持される。
Here, in the driving method of the present invention, when a voltage is applied to the modulation electrode group (Y 1 , Y 2 , ...) According to the information signal, a modulation electrode (for example, Y 2 ) to which an ON voltage is applied is applied. ) Adjacent to the modulation electrodes (Y 1 , Y 3
) Is applied with a cutoff voltage regardless of the information signal. As a result, the modulation electrodes Y 1 and Y 3 are maintained at a constant potential.

【0126】このような駆動方法を採ることにより、オ
ン電圧によって画像形成部材へ飛翔する電子線は、上述
の如き隣接する変調電極列へ印加される電圧の悪影響を
受けない。また、電子ビーム間のクロストークもなくな
る。
By adopting such a driving method, the electron beam flying to the image forming member due to the ON voltage is not adversely affected by the voltage applied to the adjacent modulation electrode array as described above. Also, crosstalk between electron beams is eliminated.

【0127】本発明の上記駆動方法の例を挙げるなら
ば、上記変調電極群への情報信号の入力を上記変調電極
のn列(n≧1)おきに、時間的にn+1回に分割して
行い、且つ該情報信号が入力されていない変調電極には
カットオフ信号を入力する駆動方法である。
To give an example of the driving method of the present invention, the input of the information signal to the modulation electrode group is divided into n + 1 columns every n columns (n ≧ 1) of the modulation electrode and temporally divided. This is a driving method in which the cut-off signal is input to the modulation electrode to which the information signal has not been input.

【0128】図10において、入力信号は変調電極群
(Y 、Y 、…)の偶数列と奇数列とに、2回に
分割して入力され、各回の入力信号非入力の変調電極に
はカットオフ信号が入力される。例えば、電子放出に必
要な電圧Vfは線電子放出素子のX 列に印加され、
変調電極群(Y 、Y 、Y …)への情報信号
の入力は、1)まず、変調電極Y 、Y 、Y
列に情報信号が、変調電極Y 、Y 、Y 列に
はカットオフ信号がそれぞれ入力され、次に、2)変調
電極Y 、Y 、Y 列に情報信号が、変調電極
、Y 、Y 列にはカットオフ信号がそれぞ
れ入力されて、X 列分の情報信号に応じた電子線放
出パターンが形成される。かかる動作を各線電子放出素
子列毎に順次行い一画面分、さらには多画面分の電子線
放出パターンが形成される。更に、該放出パターンの電
子線を画像形成部材面に照射させることにより、一画面
分、さらに多画面分の画像が該画像形成部材面に形成さ
れる。
In FIG. 10, an input signal is input into the even-numbered column and the odd-numbered column of the modulation electrode group (Y 1 , Y 2 , ...) In two times, and is input to the modulation electrode to which no input signal is input at each time. Is input with a cutoff signal. For example, the voltage Vf required for electron emission is applied to the X 1 column of the line electron emission device,
Input of the information signal to the modulation electrode group (Y 1 , Y 2 , Y 3 ...) is 1) First, the modulation electrodes Y 1 , Y 3 , Y 5
Column information signal, the modulation electrodes Y 2, Y 4, Y 6 columns is input cutoff signal, respectively, then, 2) modulation electrodes Y 2, Y 4, information signals to Y 6 rows, modulation electrode Cutoff signals are input to the Y 1 , Y 3 , and Y 5 columns, respectively, to form an electron beam emission pattern according to the information signal for the X 1 column. Such an operation is sequentially performed for each line electron emission element row, and an electron beam emission pattern for one screen and further for multiple screens is formed. Further, by irradiating the surface of the image forming member with the electron beam having the emission pattern, images for one screen and for multiple screens are formed on the surface of the image forming member.

【0129】ここで、電子源からの上記放出パターンの
電子線が効率的に画像形成部材面に照射させるために、
該画像形成部材に適度な電圧が印加されるが、かかる電
圧の大きさは、上記オン電圧並びにカットオフ電圧の大
きさ、及び用いる電子放出素子の種類によって適宜選定
される。
Here, in order to efficiently irradiate the surface of the image forming member with the electron beam of the emission pattern from the electron source,
An appropriate voltage is applied to the image forming member, and the magnitude of the voltage is appropriately selected depending on the magnitudes of the on-voltage and cut-off voltage and the type of electron-emitting device used.

【0130】また、上記情報信号(変調信号)はオン信
号、即ち、電子線の画像形成部材への一定量以上の照射
を許容し得る電圧信号と上記カットオフ信号、即ち、電
子線の画像形成部材への照射を阻止し得る電圧信号とを
有するが、画像の諧調表現を行う場合には、更に諧調信
号、即ち電子線の画像形成部材への照射量を火可変する
電圧信号をも含む。また、上記オン信号、カットオフ信
号は用いられる電子放出素子の種類、あるいは該画像形
成部材に印加される電圧の大きさなどによって適宜設定
されるものである。
The information signal (modulation signal) is an ON signal, that is, a voltage signal that allows the electron beam to irradiate the image forming member with a certain amount or more, and the cutoff signal, that is, the electron beam image formation. A voltage signal capable of preventing irradiation of a member, but in the case of expressing a gradation of an image, it further includes a gradation signal, that is, a voltage signal for changing the irradiation amount of the electron beam to the image forming member. The ON signal and the cutoff signal are appropriately set depending on the type of electron-emitting device used, the magnitude of the voltage applied to the image forming member, and the like.

【0131】また、本発明の駆動方法にて駆動が行われ
る電子源及び画像形成装置の構成については、例えば、
画像形成部材としてレッド(R)、グリーン(G)、ブ
ルー(B)の蛍光体を配置した、カラー表示の画像形成
部材であっても良い。
Further, regarding the constitution of the electron source and the image forming apparatus driven by the driving method of the present invention, for example,
A color display image forming member in which red (R), green (G), and blue (B) phosphors are arranged as the image forming member may be used.

【0132】また、本発明の駆動方法における分割数
は、図10で示した2分割のみならず、適宜設定され
る。
The number of divisions in the driving method of the present invention is not limited to the two divisions shown in FIG. 10, but may be set appropriately.

【0133】また、入力信号が入力された変調電極に隣
接する変調電極には、カットオフ信号を入力したが、カ
ットオフ信号を入力しない場合には、一素子あたりに許
される時間が分割数分増加し、十分な電子放出が得られ
るという別の効果も期待できる。
Although the cutoff signal is input to the modulation electrode adjacent to the modulation electrode to which the input signal is input, when the cutoff signal is not input, the time allowed per element is equal to the number of divisions. Another effect of increasing the number and sufficient electron emission can be expected.

【0134】尚、この場合はY 、Y 、…ではな
くX1 、X2 、…を分割して駆動しても良い。
In this case, instead of Y 1 , Y 2 , ..., X 1 , X 2 ,.

【0135】次に、本発明の電子源及び画像形成装置に
おいて、より高品位な画像を得ることのできる実施態様
例を以下に示す。
Next, the electron source and image forming apparatus of the present invention will be described below with reference to an embodiment in which a higher quality image can be obtained.

【0136】図11は複数の表面伝導形電子放出素子
を、マトリクス状に配置した電子源を用いた、前述の図
8に示すような画像形成装置の一画素分に対応する概略
構成及び電子線の飛翔状態を示す図である。
FIG. 11 shows a schematic structure and an electron beam corresponding to one pixel of the image forming apparatus shown in FIG. 8 described above, which uses an electron source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix. It is a figure which shows the flight state of.

【0137】同図において、1は基板、5は高電位側素
子電極、6は低電位側素子電極であり、これらは狭いギ
ャップを有して基板1上に形成されており、この狭いギ
ャップ間に薄膜から電子放出部3を形成して表面伝導形
電子放出素子を構成し、更に、該素子基板と対向して配
置されるフェースプレート86とにより画像表示装置を
構成している。
In the figure, 1 is a substrate, 5 is a high-potential side element electrode, and 6 is a low-potential side element electrode. These are formed on the substrate 1 with a narrow gap. An electron emitting portion 3 is formed from a thin film to form a surface conduction electron-emitting device, and further, an image display device is formed by a face plate 86 arranged to face the device substrate.

【0138】上記フェースプレート86は、ガラス板8
3とメタルバック85、画像形成部材84(ここでは蛍
光体)から成り、基板1の上方、距離Hの位置に置かれ
ている。
The face plate 86 is the glass plate 8
3, a metal back 85, and an image forming member 84 (here, a phosphor), and they are placed above the substrate 1 at a distance H.

【0139】上記構成において、素子電極5、6間に素
子駆動用電源10により電圧Vfを印加すると、電子が
電子放出部3から放出され、電子ビーム加速用電源11
からメタルバック85を通じて蛍光体84に印加される
加速電圧Vaにより、当該電子は加速され蛍光体84に
衝突し、これを発光させフェースプレート86上に輝点
9を形成する。
In the above structure, when the voltage Vf is applied between the element electrodes 5 and 6 by the element driving power source 10, electrons are emitted from the electron emitting portion 3 and the electron beam accelerating power source 11 is emitted.
By the acceleration voltage Va applied to the phosphor 84 through the metal back 85 from the above, the electrons are accelerated and collide with the phosphor 84 to emit light to form the bright spot 9 on the face plate 86.

【0140】図12は、図11に示したような装置にお
いて、本発明者らが観察した蛍光体の輝点9の拡大概略
図である。
FIG. 12 is an enlarged schematic view of the bright spot 9 of the phosphor observed by the present inventors in the device as shown in FIG.

【0141】図12に示されるように、蛍光体の輝点全
体は素子電極への電圧印加方向(図中X方向)及びそれ
と垂直な方向(Y方向)にある広がりを持っていること
が確認された。
As shown in FIG. 12, it was confirmed that the entire bright spots of the phosphor had a certain spread in the direction (X direction in the drawing) of voltage application to the device electrodes and in the direction (Y direction) perpendicular thereto. Was done.

【0142】このような輝点が形成される理由、即ち、
電子ビームがある広がりを持って画像形成部材に到達す
る理由については、表面伝導形電子放出素子の電子放出
機構について完全に解明されてはいないので明確ではな
いが、本発明者らは、幾多の実験から初速度を持った電
子があらゆる方向へ散乱されるように放出されているた
めと考えている。
The reason why such a bright spot is formed, that is,
The reason why the electron beam reaches the image forming member with a certain spread is not clear because the electron emission mechanism of the surface conduction electron-emitting device has not been completely clarified. It is thought that from the experiment, electrons with initial velocity are emitted so as to be scattered in all directions.

【0143】また、本発明者らは、あらゆる方向へ放出
される電子のうち、高電位側素子電極方向(図中Xプラ
ス方向)に放出された電子が輝点の先端部18に到達
し、低電位側素子電極方向(図中Xマイナス方向)に放
出された電子が輝点の尾部19に到達するというよう
に、基板面に対し角度分布を有する電子が放出されるこ
とによりX方向についてある広がりを持った輝点が得ら
れると考えている。但し、輝点の尾部の輝度は他の部分
に比べ一層低かったため、低電位側素子電極方向に放出
される電子の量は非常に少ないと推察される。
Further, among the electrons emitted in all directions, the present inventors found that the electrons emitted in the direction of the high potential side element electrode (X plus direction in the figure) reach the tip portion 18 of the bright spot, The electrons having an angular distribution with respect to the substrate surface are emitted such that the electrons emitted in the direction of the low potential side element electrode (X minus direction in the drawing) reach the tail portion 19 of the bright spot. We believe that a bright spot with a wide area can be obtained. However, since the brightness of the tail portion of the bright spot was lower than that of the other portions, it is presumed that the amount of electrons emitted toward the low potential side element electrode is very small.

【0144】更に、本発明者らの実験によると、図11
及び図12において、輝点9は電子放出部3の鉛直上方
からXプラス方向、即ち、高電位側素子電極5の側へず
れていることがわかった。
Further, according to the experiments by the present inventors, FIG.
Further, in FIG. 12, it was found that the bright spot 9 is displaced from the vertically upper side of the electron emitting portion 3 in the X plus direction, that is, toward the high potential side element electrode 5.

【0145】この理由は、表面伝導形電子放出素子上の
空間の電位分布が、図13に示されるように、電子放出
部3の近傍において等電位面が画像形成部材85面と平
行になってないため、放出された電子は加速電圧Vaに
より加速され図中Z方向に飛翔するだけでなく、高電位
側素子電極5方向にも加速されるためと本発明者らは考
えている。
This is because the potential distribution in the space on the surface conduction electron-emitting device is such that the equipotential surface becomes parallel to the surface of the image forming member 85 in the vicinity of the electron-emitting portion 3 as shown in FIG. The inventors believe that the emitted electrons are not only accelerated by the accelerating voltage Va and fly in the Z direction in the drawing but also accelerated in the high potential side element electrode 5 because they are not emitted.

【0146】即ち、電子放出させるために必要な印加電
圧Vfにより、電子は放出された直後、偏向作用を受け
ることが避けられないためと考えられる。
That is, it is considered that it is inevitable that the electrons are subjected to the deflection action immediately after the electrons are emitted due to the applied voltage Vf required for emitting the electrons.

【0147】そこで本発明者らは、輝点9の形状や大き
さ、電子放出部3の鉛直上方からX方向への位置ずれの
値などを詳細に検討し、輝点先端部までのずれ量(図1
1中のΔX1)と輝点尾部までのずれ量(図11中のΔ
X2)をVa、Vf、Hをパラメーターとして表わすこ
とを試みた。
Therefore, the inventors of the present invention have studied in detail the shape and size of the bright spot 9, the value of the position shift from the vertically upper side of the electron emitting portion 3 in the X direction, and the like, and have determined the shift amount to the tip of the bright spot. (Fig. 1
(ΔX1 in 1) and the amount of deviation to the bright spot tail (Δ in FIG. 11
An attempt was made to express X2) using Va, Vf, and H as parameters.

【0148】荷電粒子の運動方程式から電子源の上方
(Z方向)距離HにVa(V)の電圧が印加されたター
ゲットがあり、電子源〜ターゲット間には一様な電場が
存在する時、X方向には初速度V(eV)、Z方向には
初速度0で射出した電子は、ターゲットに到達するまで
に、X方向に
According to the equation of motion of charged particles, there is a target to which a voltage of Va (V) is applied at a distance H (Z direction) above the electron source, and when a uniform electric field exists between the electron source and the target, The electrons emitted at the initial velocity V (eV) in the X direction and at the initial velocity 0 in the Z direction reach the target in the X direction.

【0149】[0149]

【外1】 だけ、変位する。[Outer 1] Only will be displaced.

【0150】本発明者らの行った実験では、素子電極間
に印加する電圧の影響で、図13に示したように、電子
放出部近傍において電場が湾曲しており、X方向へも電
子が加速されるが、通常電子放出素子に印加する電圧に
対し、画像形成部材に印加される電圧が十分大きいの
で、電子は電子放出部の近傍のみでX方向に加速され、
その後はX方向速度はほとんど一定と考えられるので、
電子放出部近傍でX方向に加速された後の速度を式
(1)のVに代入すれば、X方向への電子ビームのずれ
が求められると考えられる。
In the experiment conducted by the present inventors, the electric field is curved near the electron-emitting portion as shown in FIG. 13 due to the influence of the voltage applied between the device electrodes, and the electrons are also emitted in the X direction. Although accelerated, the voltage applied to the image forming member is sufficiently higher than the voltage applied to the electron-emitting device, so that the electrons are accelerated in the X direction only near the electron-emitting portion,
After that, the velocity in the X direction is considered to be almost constant, so
It is considered that if the velocity after being accelerated in the X direction near the electron emitting portion is substituted for V in the equation (1), the shift of the electron beam in the X direction can be obtained.

【0151】今、電子が電子放出部近傍でX方向に加速
されたあと得たX方向の速度成分をC(eV)とする
と、Cは素子に印加する電圧Vfの値によって変化する
定数と考えられる。そこでCをVfの関数としてC(V
f)(単位はeV)として表し(1)式に代入すれば、
ずれ量ΔX0は下記(2)式で表せる。
Now, assuming that the velocity component in the X direction obtained after the electrons are accelerated in the X direction in the vicinity of the electron emitting portion is C (eV), C is considered to be a constant that changes depending on the value of the voltage Vf applied to the element. To be Then, C is a function of Vf and C (V
f) (unit is eV) and substituted into the equation (1),
The shift amount ΔX0 can be expressed by the following equation (2).

【0152】 ΔX0=2H√(C(Vf)/Va)…(2) 但し、(2)式は電子放出部からX方向の初速度0で放
出された電子が、電子放出部近傍で素子電極間に印加さ
れる電圧Vfの影響でX方向速度C(eV)となった場
合のずれ量を表している。
ΔX0 = 2H√ (C (Vf) / Va) (2) However, in the equation (2), the electrons emitted from the electron emitting portion at the initial velocity 0 in the X direction are in the element electrode near the electron emitting portion. It shows the amount of deviation when the velocity V (eV) in the X direction is reached due to the influence of the voltage Vf applied in between.

【0153】実際には、前述のように、表面伝導形電子
放出素子から放出される電子はあらゆる方向に初速度を
もって放出されると考えられるため、その初速度の大き
さをv0(eV)とすると、(1)式から、X方向へ最
も大きくずれる電子ビームのずれ量は ΔX1=2H√((C+v0)/Va)…(3) X方向へのずれ量が最も小さい電子ビームのずれ量は ΔX2=2H√((C−v0)/Va)…(4) となると考えられる。
In fact, as described above, it is considered that the electrons emitted from the surface conduction electron-emitting device are emitted with an initial velocity in all directions, so the initial velocity is v0 (eV). Then, from the equation (1), the shift amount of the electron beam that is most deviated in the X direction is ΔX1 = 2H√ ((C + v0) / Va) (3) The shift amount of the electron beam that is the smallest in the X direction is It is considered that ΔX2 = 2H√ ((C−v0) / Va) (4).

【0154】ここで、v0も電子放出部に印加される電
圧エネルギーであるVfにより値が変化する定数と考え
られるから、結局Cもv0もVfの関係であると言える
から、定数K2、K3を用いて √(C+v0)(Vf)=K2√Vf、 √(C−v0)(Vf)=K3√Vf と書き換えられる。
Here, v0 is also considered to be a constant whose value changes depending on Vf which is the voltage energy applied to the electron emitting portion. Therefore, it can be said that both C and v0 have a relationship of Vf, so the constants K2 and K3 are set. It can be rewritten as follows: √ (C + v0) (Vf) = K2√Vf, √ (C−v0) (Vf) = K3√Vf.

【0155】これを用いて(3)(4)を変形すると ΔX1=K2×2H√(Vf/Va)…(5) ΔX2=K3×2H√(Vf/Va)…(6) ここで、H、Vf、Vaは測定可能な量であり、ΔX
1、ΔX2も測定可能な量である。
When (3) and (4) are transformed using this, ΔX1 = K2 × 2H√ (Vf / Va) ... (5) ΔX2 = K3 × 2H√ (Vf / Va) ... (6) where H , Vf, Va are measurable quantities, and ΔX
1 and ΔX2 are also measurable quantities.

【0156】本発明者らは、図11において、H、V
f、Vaを変えてΔX1、ΔX2を測定する実験を種々
行うことにより、K2、K3の値としてそれぞれ下記の
値を得た。
The present inventors have shown in FIG. 11 that H, V
By performing various experiments for measuring ΔX1 and ΔX2 while changing f and Va, the following values were obtained as the values of K2 and K3.

【0157】K2=1.25±0.05 K3=0.35±0.05 これは加速電界の強度(Va/H)が1kV/mm以上
の時、特に良く成り立つ。
K2 = 1.25 ± 0.05 K3 = 0.35 ± 0.05 This holds particularly well when the intensity (Va / H) of the accelerating electric field is 1 kV / mm or more.

【0158】以上の知見をもとにすれば、画像形成部材
面での電子ビームスポットの電子放出素子への電圧印加
方向(X方向)の大きさ(S1とする)は、S1=ΔX
1−ΔX2として簡単に求められる。
Based on the above knowledge, the size of the electron beam spot on the image forming member surface in the voltage application direction (X direction) to the electron-emitting device (X direction) (S1) is S1 = ΔX
It is easily obtained as 1-ΔX2.

【0159】K1=K2−K3と置けば(5)、(6)
式から S1=K1×2H√(Vf/Va)…(7) 但し、0.8≦K1≦1.0 となる。
If K1 = K2-K3 is set (5), (6)
From the formula, S1 = K1 × 2H√ (Vf / Va) (7) However, 0.8 ≦ K1 ≦ 1.0.

【0160】次に電子放出素子への電圧印加方向と垂直
な方向のスポットサイズを考えると上述したことから、
電子放出素子への電圧印加方向と垂直な方向(図11Y
方向)へも、電子ビームは初速度v0で放出されると考
えられるが、図からもわかるように電子ビームは射出以
降、Y方向へはほとんど加速されない。
Next, considering the spot size in the direction perpendicular to the direction of voltage application to the electron-emitting device, as described above,
The direction perpendicular to the direction of voltage application to the electron-emitting device (Fig. 11Y
Direction), the electron beam is considered to be emitted at the initial velocity v0, but as can be seen from the figure, the electron beam is hardly accelerated in the Y direction after emission.

【0161】そこで電子ビームのY方向への変位量は、
Yプラス方向、Yマイナス方向とも ΔY=2H√(v0/Va)…(8) となると考えられる。
Therefore, the amount of displacement of the electron beam in the Y direction is
It is considered that ΔY = 2H√ (v0 / Va) (8) in both the Y plus direction and the Y minus direction.

【0162】ここで(3)、(4)式から √((ΔX12 −ΔX22 )/2)=2H√(v0/Va)…(9) また(5)、(6)式から √((ΔX12 −ΔX22 )/2)=2H√(Vf/Va)×√((K22 − K32 )/2)…(10) (9)、(10)式を比べると、 2H√(v0/Va)=2H√(Vf/Va)×√((K22 −K32 )/2 )…(11) よって、(11)式右辺の√((K22 −K32 )/
2)=K4と置けば、画像形成部材面での電子ビームス
ポットのY方向の大きさ(S2とする)は、電子放出部
のY方向の長さをLとして、次式で表せる。
From the expressions (3) and (4), √ ((ΔX1 2 -ΔX2 2 ) / 2) = 2H√ (v0 / Va) (9) Further, from the expressions (5) and (6), √ ( (ΔX1 2 −ΔX2 2 ) / 2) = 2H√ (Vf / Va) × √ ((K2 2 −K3 2 ) / 2) (10) Comparing equations (9) and (10), 2H√ ( v0 / Va) = 2H√ (Vf / Va) × √ ((K2 2 −K3 2 ) / 2) (11) Therefore, √ ((K2 2 −K3 2 ) / on the right side of the equation (11)
If 2) = K4 is set, the size of the electron beam spot on the image forming member surface in the Y direction (S2) can be expressed by the following equation, where the length of the electron emitting portion in the Y direction is L.

【0163】 S2=L+2ΔY=L+2K4×2H√(Vf/Va)…(12) 式(12)の形になるとH、Vf、Va、Lが測定可能
であるから、S2を実験で測定することにより、係数K
4の値は決められるが、K2=1.25±0.05、K
3=0.35±0.05であることと、K4の定義から
は0.08≦K4≦0.09となる。これは、Y方向の
スポットサイズを求める実験から、得られた値と良く一
致していた。
S2 = L + 2ΔY = L + 2K4 × 2H√ (Vf / Va) (12) Since H, Vf, Va, and L can be measured in the form of formula (12), S2 is experimentally measured. , Coefficient K
The value of 4 is decided, but K2 = 1.25 ± 0.05, K
From the definition of 3 = 0.35 ± 0.05 and K4, 0.08 ≦ K4 ≦ 0.09. This is in good agreement with the value obtained from the experiment for finding the spot size in the Y direction.

【0164】さらに、本発明者らは、以上得られた関係
式をもとに、複数の電子放出部から放出される電子ビー
ムの、画像形成部材面上での関係を考察した。
Further, the inventors of the present invention considered the relationship of the electron beams emitted from the plurality of electron emitting portions on the surface of the image forming member based on the relational expressions obtained above.

【0165】図11に示した構成では、放出された電子
は、素子電極近傍の電場の湾曲(図13)や、電極のエ
ッジの影響等で、図12に示したように、X軸に非対称
な形状で画像形成部材面に達する。
In the structure shown in FIG. 11, the emitted electrons are asymmetric with respect to the X axis as shown in FIG. 12 due to the curvature of the electric field near the element electrode (FIG. 13), the influence of the electrode edge, and the like. Reaches the surface of the image forming member in a uniform shape.

【0166】スポット形状の歪みとか、非対称性は画像
の解像度の低下を引き起こし、特に文字などを表示する
場合、文字の判別性が低下し、また動画の場合でも画像
のきれが悪く、鮮明な画像が得られない。
Distortion of the spot shape or asymmetry causes a reduction in the resolution of the image. In particular, when displaying characters, the discriminability of the characters decreases, and even in the case of a moving image, the image quality is poor and a clear image is obtained. Can't get

【0167】この場合、輝点の形状はX軸に非対称だ
が、先端部から尾部までが、電子放出部の鉛直上方から
どれだけずれるかは、式(5)、(6)から明らかであ
るから、本発明者らは、複数の電子放出部が電圧印加方
向において、下記(13)式で表される間隔Dをもって
配置されれば、該複数の電子放出部から放出された電子
ビームが、画像形成部材面上で一つに重なることによ
り、対称性の良い輝点形状が得られる事を見いだした。
In this case, the shape of the bright spot is asymmetric with respect to the X axis, but it is clear from equations (5) and (6) how much the tip portion to the tail portion deviates from the vertical upper side of the electron emitting portion. If the plurality of electron emitting portions are arranged at a distance D represented by the following formula (13) in the voltage applying direction, the present inventors can obtain an image of an electron beam emitted from the plurality of electron emitting portions. It was found that a bright spot shape with good symmetry can be obtained by overlapping one on the surface of the forming member.

【0168】 K2×2H√(Vf/Va)≧D/2≧K3×2H√(Vf/Va)…(13 ) 但しK2、K3は定数でK2=1.25±0.05 K3=0.35±0.05 また、電圧印加方向と垂直な方向(Y方向)について
も、上述した内容から、Y方向の長さLの電子放出部か
ら放出された電子による輝点が、Y方向に連続であるこ
とが必要なとき、電子放出素子のY方向の配列ピッチP
を下記(14)式を満たすようにすれば良い。
K2 × 2H√ (Vf / Va) ≧ D / 2 ≧ K3 × 2H√ (Vf / Va) (13) However, K2 and K3 are constants K2 = 1.25 ± 0.05 K3 = 0. 35 ± 0.05 Also in the direction (Y direction) perpendicular to the voltage application direction, from the above description, the bright spots due to the electrons emitted from the electron emitting portion having the length L in the Y direction are continuous in the Y direction. When it is necessary that the arrangement pitch P of the electron-emitting devices in the Y direction is
Should satisfy the following formula (14).

【0169】 P<L+2K5×2H√(Vf/Va)…(14) 但しK5=0.80 逆にY方向長さLの電子放出部から放出された電子によ
る輝点がY方向において非連続であることが必要な場合
は、電子放出素子のY方向の配列ピッチPを下記(1
5)式を満足するようにすれば良い。
P <L + 2K5 × 2H√ (Vf / Va) (14) However, K5 = 0.80 On the contrary, the bright points due to the electrons emitted from the electron emitting portion having the length L in the Y direction are discontinuous in the Y direction. If it is necessary to set the array pitch P of the electron-emitting devices in the Y direction as follows (1
It suffices to satisfy the expression (5).

【0170】 P≧L+2K6×2H√(Vf/Va)…(15) 但しK6=0.90 また、本発明の思想によれば、表示に用いられる好適な
画像形成装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダ
イオード等で構成された光プリンターの発光ダイオード
等の代替の発光源として、上述の画像形成装置を用いる
こともできる。この際、上述のm本の行方向配線とn本
の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源
だけでなく、2次元状の発光源としても応用できる。
P ≧ L + 2K6 × 2H√ (Vf / Va) (15) However, K6 = 0.90 Further, according to the idea of the present invention, the image forming apparatus is not limited to a suitable image forming apparatus used for display, and it is not limited to photosensitive. The image forming apparatus described above can also be used as an alternative light source such as a light emitting diode of an optical printer including a sex drum and a light emitting diode. At this time, by appropriately selecting the above-mentioned m row-direction wirings and n column-direction wirings, it can be applied not only as a line-shaped light emitting source but also as a two-dimensional light-emitting source.

【0171】以下に、実施例を挙げて、本発明を更に詳
述する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0172】[0172]

【実施例】【Example】

(実施例1)本実施例は、本発明の電子源及び画像形成
装置に関し、多数の平面型表面伝導形電子放出素子を層
間絶縁層上に形成し、素子電極、X方向配線、Y方向配
線、及び、該素子電極と該配線とを結ぶ結線の夫々を構
成する材料が、同一あるいはその材料を構成する元素の
一部が同一である場合を示す実施例である。
(Embodiment 1) This embodiment relates to an electron source and an image forming apparatus of the present invention, in which a large number of plane type surface conduction electron-emitting devices are formed on an interlayer insulating layer, and device electrodes, X-direction wiring and Y-direction wiring are formed. Further, it is an example showing a case in which the material forming each of the connection lines connecting the element electrode and the wiring is the same or a part of the elements forming the material is the same.

【0173】電子源の一部の平面図を図14に示す。ま
た、図中のA−A′断面図を図15に、また、その製造
方法を示す図を、図16、図17に示す。但し、図1
4、図15、図16で同じ記号を示したものは、同じも
のを示す。
A plan view of a part of the electron source is shown in FIG. 15 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 15, and FIGS. 16 and 17 are diagrams showing the manufacturing method thereof. However, in FIG.
4, FIG. 15, and FIG. 16 that have the same symbols indicate the same things.

【0174】ここで1は基板、72は図7のDXmに対
応するX方向配線(下配線とも呼ぶ)、73は図7のD
Ynに対応するY方向配線(上配線とも呼ぶ)、4は電
子放出部を含む薄膜、5、6は素子電極、111は層間
絶縁層、112は、素子電極5と下配線72と電気的接
続のためのコンタクトホールである。
Here, 1 is a substrate, 72 is an X-direction wiring (also referred to as a lower wiring) corresponding to DXm in FIG. 7, and 73 is D in FIG.
Y direction wiring corresponding to Yn (also referred to as upper wiring), 4 is a thin film including an electron emitting portion, 5 and 6 are element electrodes, 111 is an interlayer insulating layer, 112 is an electrical connection between the element electrode 5 and the lower wiring 72. For contact holes.

【0175】次に製造方法を図16、図17により工程
順に従って具体的に説明する。
Next, the manufacturing method will be concretely described in the order of steps with reference to FIGS.

【0176】工程−a:清浄化した青板ガラス上に厚さ
0.5ミクロンのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成し
た基板1上に、真空蒸着により厚さ50オングストロー
ムのCr、厚さ6000オングストロームのAuを順次
積層した後、ホトレジスト(AZ1370 ヘキスト社
製)をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、ホト
マスク像を露光、現像して、下配線72のレジストパタ
ーンを形成し、Au/Cr堆積膜をウエットエッチング
して、所望の形状の下配線72を形成する(図16の
(a))。
Step-a: Cr having a thickness of 50 Å and 6000 Å having a thickness of 6000 Å was formed on a substrate 1 in which a silicon oxide film having a thickness of 0.5 μm was formed on a cleaned blue plate glass by a sputtering method by vacuum deposition. After sequentially stacking Au, a photoresist (AZ1370 Hoechst) is spin-coated by a spinner and baked, and then a photomask image is exposed and developed to form a resist pattern of the lower wiring 72, and an Au / Cr deposited film is wet. Etching is performed to form the lower wiring 72 having a desired shape ((a) of FIG. 16).

【0177】工程−b:次に、厚さ1.0ミクロンのシ
リコン酸化膜からなる層間絶縁層111をRFスパッタ
法により堆積する(図16の(b))。
Step-b: Next, an interlayer insulating layer 111 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 micron is deposited by the RF sputtering method (FIG. 16B).

【0178】工程−c:前記工程bで堆積したシリコン
酸化膜にコンタクトホール112を形成するためのホト
レジストパターンを作り、これをマスクとして層間絶縁
層111をエッチングして、コンタクトホール112を
形成する(図16の(c))。
Step-c: A photoresist pattern for forming the contact hole 112 is formed in the silicon oxide film deposited in the step b, and the interlayer insulating layer 111 is etched by using this as a mask to form the contact hole 112 ( FIG. 16C).

【0179】尚、エッチングはCF4とH2ガスを用い
たRIE(Reactive Ion Etchin
g)法によった。
The etching was performed by RIE (Reactive Ion Etchin) using CF4 and H2 gas.
g) According to the method.

【0180】工程−d:その後、素子電極5と、素子電
極間ギャップGとなるべきパターンをホトレジスト(R
D−2000N−41 日立化成社製)形成し、真空蒸
着法により、厚さ50オングストロームのTi、厚さ1
000オングストロームのNiを順次堆積した。ホトレ
ジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ni/Ti堆積膜
をリフトオフし、素子電極間隔Gは3ミクロンとし、素
子電極の幅W1が300ミクロンとなるように素子電極
5、6を形成した(図16の(d))。
Step-d: Thereafter, the device electrodes 5 and the pattern to be the gap G between the device electrodes are formed into a photoresist (R).
D-2000N-41 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and formed by vacuum vapor deposition to have a Ti of 50 Å and a thickness of 1
000 Å of Ni was sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent, the Ni / Ti deposition film was lifted off, the device electrode spacing G was set to 3 μm, and the device electrodes 5 and 6 were formed so that the device electrode width W1 was 300 μm (FIG. 16). (D)).

【0181】工程−e:素子電極5、6の上に上配線7
3のホトレジストパターンを形成した後、厚さ50オン
グストロームのTi、厚さ5000オングストロームの
Auを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフにより不
要の部分を除去して、所望の形状の上配線73を形成し
た(図17の(e))。
Step-e: Upper wiring 7 on the device electrodes 5 and 6
After forming the photoresist pattern No. 3, Ti having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 5000 Å were sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to form the upper wiring 73 having a desired shape. ((E) of FIG. 17).

【0182】工程−f 図18に本工程に関わる電子放出素子の電子放出部形成
用薄膜2のマスクの平面図の一部を示す。素子間電極ギ
ャップL1およびこの近傍に開口を有するマスクであ
り、このマスクにより膜厚1000オングストロームの
Cr膜121を真空蒸着により堆積・パターニングし、
その上に有機Pd(ccp4230奥野製薬(株)社
製)をスピンナーにより回転塗布、300℃で10分間
の加熱焼成処理をした(図17の(f))。
Step-f FIG. 18 shows a part of a plan view of the mask of the thin film 2 for forming the electron-emitting portion of the electron-emitting device relating to this step. A mask having an inter-element electrode gap L1 and an opening in the vicinity thereof, and a Cr film 121 having a film thickness of 1000 angstrom is deposited and patterned by vacuum vapor deposition by this mask,
Organic Pd (ccp4230 manufactured by Okuno Seiyaku Co., Ltd.) was spin-coated thereon with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes ((f) in FIG. 17).

【0183】また、こうして形成された、主元素として
Pdよりなる微粒子からなる電子放出部形成用薄膜2の
膜厚は100オングストローム、シート抵抗値は5×1
0の4乗Ω/□であった。なお、ここで述べる微粒子膜
とは、上述したように、複数の微粒子が集合した膜であ
り、その微細構造として、微粒子が個々に分散配置した
状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あるいは、重な
り合った状態(島状も含む)の膜をさし、その粒径と
は、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子についての
径をいう。
The thus-formed thin film 2 for forming an electron-emitting portion, which is composed of fine particles of Pd as a main element, has a film thickness of 100 Å and a sheet resistance value of 5 × 1.
It was 0 to the 4th power Ω / □. Note that the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated as described above, and as a fine structure thereof, not only the fine particles are individually dispersed and arranged, but also the fine particles are adjacent to each other or overlap each other. The state of the film (including an island shape) refers to the diameter of the fine particles whose particle shape is recognizable in the above state.

【0184】工程−g:Cr膜121および焼成後の電
子放出部形成用薄膜2を酸エッチャントによりエッチン
グして所望のパターンを形成した(図17の(g))。
Step-g: The Cr film 121 and the electron emission part forming thin film 2 after firing were etched with an acid etchant to form a desired pattern ((g) of FIG. 17).

【0185】工程−h:コンタクトホール112部分以
外にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真空
蒸着により厚さ50オングストロームのTi、厚さ50
00オングストロームのAuを順次堆積した。リフトオ
フにより不要の部分を除去することにより、コンタクト
ホール112を埋め込んだ(図17(h))。
Step-h: A pattern is formed such that a resist is applied to a portion other than the contact hole 112 portion, and Ti having a thickness of 50 Å and a thickness of 50 are formed by vacuum evaporation.
00 angstroms of Au were sequentially deposited. Contact holes 112 were buried by removing unnecessary portions by lift-off (FIG. 17 (h)).

【0186】以上の工程により絶縁性基板1上に下配線
72、層間絶縁層111、上配線73、素子電極5、
6、電子放出部形成用薄膜2を形成した。
Through the above steps, the lower wiring 72, the interlayer insulating layer 111, the upper wiring 73, the element electrode 5,
6. The electron emission part forming thin film 2 was formed.

【0187】次に、以上のようにして作成した電子源を
用いて表示装置を構成した例を、図8と図9を用いて説
明する。
Next, an example in which a display device is configured by using the electron source created as described above will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

【0188】上述のようにして多数の平面型表面伝導形
電子放出素子を作製した基板1をリアプレート81上に
固定した後、基板1の5mm上方に、フェースプレート
86(ガラス基板83の内面に蛍光膜84とメタルバッ
ク85が形成されて構成される)を支持枠82を介し配
置し、フェースプレート86、支持枠82、リアプレー
ト81の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中で4
10℃で10分焼成することで封着した(図8)。
After fixing the substrate 1 on which a large number of plane type surface conduction electron-emitting devices were manufactured as described above on the rear plate 81, the face plate 86 (on the inner surface of the glass substrate 83) was placed 5 mm above the substrate 1. (A fluorescent film 84 and a metal back 85 are formed) are arranged via a support frame 82, and frit glass is applied to a joint portion of the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81, and the frit glass is applied in the atmosphere.
It was sealed by baking at 10 ° C. for 10 minutes (FIG. 8).

【0189】また、リアプレート81への基板1の固定
もフリットガラスで行った。尚、図8において、74は
電子放出素子、72と73はそれぞれX方向及びY方向
の素子配線である。
Further, the frit glass was also used to fix the substrate 1 to the rear plate 81. In FIG. 8, 74 is an electron-emitting device, and 72 and 73 are device wirings in the X and Y directions, respectively.

【0190】蛍光膜84は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから成るが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間
隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜84を作製した。こ
こで、ブラックストライプの材料としては、通常良く用
いられる黒鉛を主成分とする材料を用いた。尚、ガラス
基板83に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用い
た。
In the case of monochrome, the fluorescent film 84 is composed of only the fluorescent material, but in this embodiment, the fluorescent material adopts a stripe shape, a black stripe is first formed, and the fluorescent material of each color is applied to the gap. A fluorescent film 84 was produced. Here, as the material of the black stripe, a material which is often used and whose main component is graphite is used. A slurry method was used to apply the phosphor to the glass substrate 83.

【0191】また、蛍光膜84の内面側には通常メタル
バック85を設けた。このメタルバックは、蛍光膜作製
後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常フィルミン
グと呼ばれる)を行い、その後、Alを真空蒸着するこ
とで作製した。
Further, a metal back 85 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. This metal back was produced by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after producing the fluorescent film, and then vacuum depositing Al.

【0192】フェースプレート86には、更に、蛍光膜
84の導伝性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明
電極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導伝性が得られたので省
略した。
The face plate 86 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 84, but in this embodiment, a metal back is used. Since sufficient conductivity was obtained only by itself, it was omitted.

【0193】また、前述の封着を行う際、カラーの場合
は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけ
ないため、十分な位置合わせを行った。
Further, when the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, it is necessary to make the phosphors of the respective colors correspond to the electron-emitting devices, so that sufficient alignment is performed.

【0194】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dx0 1〜D
0 xmとD0 y1〜D0 ynを通じ電子放出素子74の
素子電極間に電圧を印加して、電子放出部を、電子放出
部形成用薄膜を通電処理(フォーミング処理)すること
により作成した。フォーミング処理の電圧波形を図4に
示す。
[0194] evacuated at above in the atmosphere in the glass container completed exhaust pipe (not shown) of the through vacuum pump, after reaching a sufficient degree of vacuum, vessel terminals Dx 0 1 to D
0 xm and by applying the D 0 y1~D 0 through yn voltage between the device electrodes of the electron-emitting device 74, the electron emitting portion, was prepared by the thin film for electron-emitting region to energization process (forming process). FIG. 4 shows the voltage waveform of the forming process.

【0195】図4中、T1及びT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1ミリ秒、
T2を10ミリ秒とし、三角波の波高値(フォーミング
時のピーク電圧)は10Vとし、フォーミング処理は約
1×10マイナス6乗トールの真空雰囲気下で60秒間
行った。
In FIG. 4, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. In this embodiment, T1 is 1 millisecond,
T2 was 10 milliseconds, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) was 10 V, and the forming treatment was performed for 60 seconds in a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −6 torr.

【0196】このように作成された電子放出部は、パラ
ジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態
となり、その微粒子の平均粒径は30オングストローム
であった。
In the electron-emitting portion thus produced, fine particles containing palladium as a main component were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 30 Å.

【0197】次に10のマイナス6乗トール程度の真空
度で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶
着し外囲器の封止を行った。
Next, the exhaust pipe (not shown) was heated by a gas burner at a vacuum degree of about 10 <-6> torr to weld and seal the envelope.

【0198】最後に封止後の真空度を維持するために、
高周波加熱法でゲッター処理を行った。
Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing,
Getter processing was performed by the high frequency heating method.

【0199】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Dx1〜
Dxm、Dy1〜Dynを通じ、走査信号及び変調信号
を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することによ
り、電子放出させ、高圧端子Hvを通じ、メタルバック
85に5kVの高圧を印加し、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
示した。
In the image display device of the present invention completed as described above, each of the electron-emitting devices has a terminal Dx1 outside the container.
Electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal from a signal generating means (not shown) through Dxm and Dy1 to Dyn, and a high voltage of 5 kV is applied to the metal back 85 through the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam. Then, the image was displayed by causing it to collide with the fluorescent film 84 to excite and emit light.

【0200】また、上述の工程で作製した平面型表面伝
導形電子放出素子の特性を把握するために、同時に、図
1に示した平面型表面伝導形電子放出素子のL1、W
1、W2等を同様のものにした標準的な比較サンプルを
作製し、その電子放出特性の測定を上述の図3の通常真
空装置系の測定評価装置を用いて行った。尚、比較サン
プルの測定条件は、アノード電極と電子放出素子間の距
離を4mm、アノード電極の電位を1kV、電子放出特
性測定時の真空装置内の真空度を1×10マイナス6乗
トールとした。また、素子に印加する電圧の掃引速度
は、素子電流If及び電子放出電流Ie共に単調増加す
る約1V/秒とした。
Further, in order to understand the characteristics of the flat surface-conduction type electron-emitting device manufactured in the above process, at the same time, L1 and W of the flat surface-conduction type electron-emitting device shown in FIG.
A standard comparative sample in which 1, 1, W2 and the like were the same was prepared, and the electron emission characteristics of the standard comparative sample were measured using the above-described normal vacuum apparatus measurement and evaluation apparatus of FIG. The measurement conditions of the comparative sample were as follows: the distance between the anode electrode and the electron-emitting device was 4 mm, the potential of the anode electrode was 1 kV, and the degree of vacuum in the vacuum device at the time of measuring the electron-emitting characteristics was 1 × 10 −6 torr. . Further, the sweep speed of the voltage applied to the device was set to about 1 V / sec in which both the device current If and the electron emission current Ie monotonically increased.

【0201】比較サンプルの電極5及び6の間に素子電
圧を印加し、その時に流れる素子電流If及び放出電流
Ieを測定したところ、図5に示したような電流−電圧
特性が得られた(図19)。また、本素子では、図19
に示すように、素子電圧8V程度から急激に放出電流I
eが増加し、素子電圧14Vでは素子電流Ifが2.2
mA、放出電流Ieが1.1マイクロAとなり、電子放
出効率η=Ie/If×100(%)は0.05%であ
った。尚、実施態様においては前述したように、測定条
件、真空装置の条件等により、素子の特性は変化するた
め、これらの条件はでき得るかぎり一定となるように測
定を行った。
When a device voltage was applied between the electrodes 5 and 6 of the comparative sample and the device current If and the emission current Ie flowing at that time were measured, the current-voltage characteristics as shown in FIG. 5 were obtained ( (Fig. 19). In addition, in this element, as shown in FIG.
As shown in, the emission current I rapidly increases from the device voltage of about 8V.
e increases, and the device current If is 2.2 at a device voltage of 14V.
mA, emission current Ie was 1.1 microA, and electron emission efficiency η = Ie / If × 100 (%) was 0.05%. In the embodiment, as described above, the characteristics of the element change depending on the measurement conditions, the conditions of the vacuum apparatus, etc. Therefore, these conditions were measured to be as constant as possible.

【0202】(実施例2)本実施例は、本発明の電子源
及び画像形成装置に関し、多数の垂直型表面伝導形電子
放出素子を基板上に形成し、X方向配線とY方向配線と
の層間絶縁層が、垂直型表面伝導形電子放出素子の段差
形成部を兼ねており、素子電極、X方向配線、Y方向配
線、及び該素子電極と該配線とを結ぶ結線の各々を構成
する材料が、同材料あるいはその構成元素の一部が同一
である場合を示す実施例である。
(Embodiment 2) This embodiment relates to an electron source and an image forming apparatus of the present invention, in which a large number of vertical surface conduction electron-emitting devices are formed on a substrate, and an X-direction wiring and a Y-direction wiring are formed. The interlayer insulating layer also serves as a step forming portion of the vertical surface conduction electron-emitting device, and constitutes each of the device electrode, the X-direction wiring, the Y-direction wiring, and the connection connecting the device electrode and the wiring. Is an example showing the case where the same material or some of its constituent elements are the same.

【0203】電子源の一部の平面図は、図14と概略同
様であるから省略する。また、図14中のA−A′断面
図を図20に示す。但し、図20で上述の図と同じ記号
を示したものは同じものを示す。ここで1は基板、72
は図7のDxmに対応するX方向配線(ここでは、上配
線とも呼ぶ)、73は図7のDynに対応するY方向配
線(ここでは、下配線とも呼ぶ)、4は電子放出部を含
む薄膜、5、6は素子電極、111は層間絶縁層であ
る。
A plan view of a part of the electron source is omitted because it is roughly the same as FIG. 20 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. However, in FIG. 20, the same symbols as those in the above-mentioned figures indicate the same symbols. Where 1 is the substrate, 72
7 is an X-direction wiring corresponding to Dxm in FIG. 7 (also referred to as an upper wiring here), 73 is a Y-direction wiring corresponding to Dyn in FIG. 7 (also referred to as a lower wiring here), and 4 includes an electron emitting portion. Thin films, 5 and 6 are device electrodes, and 111 is an interlayer insulating layer.

【0204】次に、製造方法を図21により工程順に従
って具体的に説明する。
Next, the manufacturing method will be concretely described with reference to FIGS.

【0205】工程−a:清浄化した青板ガラスからなる
基板1上に、真空蒸着により厚さ5000オングストロ
ームのPdを積層した後、ホトレジスト(AZ1370
ヘキスト社製)をスピンナーにより回転塗布、ベーク
した後、ホトマスク像を露光、現像して、Y方向配線7
3のレジストパターンを形成し、Pd膜をエッチングし
て、所望の形状のY方向配線73と素子電極5を同時に
形成する(図21の(a))。
Step-a: Pd having a thickness of 5000 angstrom was laminated on the substrate 1 made of cleaned soda lime glass by vacuum evaporation, and then a photoresist (AZ1370) was used.
(Hoechst) is spin coated with a spinner and baked, and then a photomask image is exposed and developed, and wiring in the Y direction 7
A resist pattern of No. 3 is formed and the Pd film is etched to simultaneously form the Y-direction wiring 73 and the device electrode 5 having a desired shape ((a) of FIG. 21).

【0206】工程−b:次に、厚さ1.5ミクロンのシ
リコン酸化膜からなり、X方向配線72とY方向配線7
3との層間絶縁層111であり、しかも、垂直型表面伝
導形電子放出素子の段差形成部67を兼ねる層間絶縁層
111をRFスパッタ法により堆積する(図21の
(b))。
Step-b: Next, the X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 7 are formed of a silicon oxide film having a thickness of 1.5 μm.
3 and the interlayer insulating layer 111 which also serves as the step forming portion 67 of the vertical surface conduction electron-emitting device are deposited by RF sputtering (FIG. 21B).

【0207】工程−c:前記工程−bで堆積したシリコ
ン酸化膜に所望の形状の段差形成部67及び層間絶縁層
111を形成するためのホトレジストパターンを作り、
これをマスクとして層間絶縁層111をエッチングし
て、所望の形状の段差形成部67及び層間絶縁層111
を形成する(図21の(c))。
Step-c: A photoresist pattern for forming the step forming portion 67 and the interlayer insulating layer 111 having a desired shape is formed on the silicon oxide film deposited in the step-b,
The interlayer insulating layer 111 is etched using this as a mask to form the step forming portion 67 and the interlayer insulating layer 111 having a desired shape.
Are formed ((c) of FIG. 21).

【0208】尚、エッチングは、CF4 とH2 ガスを用
いてRIE(Reactive Ion Etchin
g)法によった。
The etching is performed by RIE (Reactive Ion Etchin) using CF 4 and H 2 gas.
g) According to the method.

【0209】工程−d:その後、素子電極6と、結線7
5となるべきパターンをホトレジスト(RD−2000
N−41日立化成社製)形成し、真空蒸着法により、厚
さ1000オングストロームのPdを堆積した。ホトレ
ジストパターンを有機溶剤で溶解し、Pd堆積膜をリフ
トオフし、段差形成部67の厚さに対応する素子電極間
隔は1.5ミクロンとなり、素子電極5に対向する素子
電極6を電極幅を500ミクロンとし形成した(図21
の(d))。
Step-d: After that, the device electrode 6 and the connection 7
The pattern which should become 5 is photoresist (RD-2000
N-41 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and Pd having a thickness of 1000 angstrom was deposited by a vacuum vapor deposition method. The photoresist pattern is dissolved in an organic solvent, the Pd deposition film is lifted off, the device electrode interval corresponding to the thickness of the step forming portion 67 becomes 1.5 microns, and the device electrode 6 facing the device electrode 5 has an electrode width of 500. Micron formed (Fig. 21)
(D)).

【0210】工程−e:実施例1と同様にして、素子電
極5、6と、この近傍に開口を有するような形状で、膜
厚1000オングストロームのCr膜を真空蒸着により
堆積・パターニングし、その上に有機Pd(ccp42
30奥野製薬(株)社製)をスピンナーにより回転塗布
し、300℃で10分間の加熱焼成処理をして電子放出
部形成用薄膜2を形成した。
Step-e: In the same manner as in Example 1, a Cr film having a film thickness of 1000 angstrom was deposited and patterned by vacuum evaporation in a shape having the device electrodes 5 and 6 and openings in the vicinity thereof, and Organic Pd (ccp42
30 Okuno Seiyaku Co., Ltd.) was spin-coated with a spinner and heat-baked at 300 ° C. for 10 minutes to form an electron emission portion forming thin film 2.

【0211】また、こうして形成された、主元素がPd
である微粒子からなる電子放出部形成用薄膜2の膜厚は
150オングストローム、シート抵抗値は7×10の4
乗Ω/□であった。その後、Cr膜および焼成後の電子
放出部形成用薄膜2を酸エッチャントによりウエットエ
ッチングして所望のパターンを形成した(図21の
(e))。
The main element thus formed is Pd.
The electron emission part forming thin film 2 made of fine particles has a thickness of 150 Å and a sheet resistance value of 7 × 10 4
The power was Ω / □. Then, the Cr film and the thin film 2 for forming an electron emission portion after firing were wet-etched with an acid etchant to form a desired pattern ((e) in FIG. 21).

【0212】工程−f:素子電極6の上に厚さ約10ミ
クロンのAg−Pd導体を印刷し、所望の形状のX方向
配線72を形成した(図21の(f))。
Step-f: An Ag-Pd conductor having a thickness of about 10 μm was printed on the device electrode 6 to form an X-direction wiring 72 having a desired shape ((f) in FIG. 21).

【0213】以上の工程により絶縁性基板1上に、X方
向配線72、層間絶縁層111、Y方向配線73、素子
電極5、6、電子放出部形成用薄膜2等を形成した。
Through the above steps, the X direction wiring 72, the interlayer insulating layer 111, the Y direction wiring 73, the device electrodes 5 and 6, the electron emitting portion forming thin film 2 and the like were formed on the insulating substrate 1.

【0214】次に、以上のようにして作成した電子源を
用い、実施例1と同様にして、表示装置を構成した。
Next, a display device was constructed in the same manner as in Example 1 using the electron source created as described above.

【0215】また、同時に、上述の工程で作製した垂直
型表面伝導形電子放出素子の特性を把握するために、垂
直型表面伝導形電子放出素子の素子電極間隔、電極幅等
を同様にした図6に示すような標準的な比較サンプルを
作製し、その電子放出特性の測定を上述の図3の測定評
価装置を用いて、実施例1と同様に測定した。
At the same time, in order to understand the characteristics of the vertical type surface conduction electron-emitting device manufactured in the above-mentioned step, the device electrode interval, the electrode width, etc. of the vertical type surface conduction electron emission device are made similar. A standard comparative sample as shown in FIG. 6 was prepared, and its electron emission characteristics were measured in the same manner as in Example 1 using the above-described measurement / evaluation apparatus of FIG.

【0216】比較サンプルの電極5及び6の間に素子電
圧を印加し、その時に流れる素子電流If及び放出電流
Ieを測定したところ、図5に示したような電流−電圧
特性が得られた)。
When a device voltage was applied between the electrodes 5 and 6 of the comparative sample and the device current If and the emission current Ie flowing at that time were measured, the current-voltage characteristics as shown in FIG. 5 were obtained). .

【0217】本素子では、素子電圧7.5V程度から急
激に放出電流Ieが増加し、素子電圧14Vでは素子電
流Ifが2.5mA、放出電流Ieが1.2マイクロA
となり、電子放出効率η=Ie/If×100(%)は
0.048%であった。
In this device, the emission current Ie rapidly increases from the device voltage of about 7.5 V, and the device current If is 2.5 mA and the emission current Ie is 1.2 microA at the device voltage of 14 V.
The electron emission efficiency η = Ie / If × 100 (%) was 0.048%.

【0218】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、実施例1同様に、各電子放出素子には、容
器外端子Dx1〜Dxm、Dy1〜Dynを通じ、走査
信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞ
れ、印加することにより、電子放出させ、高圧端子Hv
を通じ、メタルバック85に数kV以上の高圧を印加し
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した。
In the image forming apparatus of the present invention completed as described above, as in the first embodiment, the scanning signal and the modulation signal are not shown in the drawing through the outside-container terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn. Each of the signal generating means causes the electrons to be emitted by applying the high voltage terminal Hv.
Through this, a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 85 to accelerate the electron beam so that the electron beam collides with the fluorescent film 84 to excite and emit light to display an image.

【0219】(実施例3)本実施例は、本発明の電子源
及び画像形成装置に関し、多数の平面型表面伝導形電子
放出素子を基板上に形成し、X方向配線とY方向配線と
の層間絶縁層が、該X、Y方向配線の交差部にのみ存在
し、素子電極とX方向配線及びY方向配線との結線がコ
ンタクトホールを介さずに結線されて電気的に接続さ
れ、かつ、絶縁性基板に直接設置された場合の実施例で
ある。
(Embodiment 3) This embodiment relates to an electron source and an image forming apparatus of the present invention, in which a large number of plane type surface conduction electron-emitting devices are formed on a substrate and an X direction wiring and a Y direction wiring are formed. The interlayer insulating layer is present only at the intersection of the X and Y direction wirings, the element electrodes are connected to the X direction wirings and the Y direction wirings without connecting via contact holes, and are electrically connected. It is an example when it is directly installed on the insulating substrate.

【0220】電子源の一部の平面図は、図22に示す。
また、図22中のA−A′断面図を図23に示す。但
し、図22と図23で、同じ記号で示したものは、同じ
ものを表す。ここで1は基板、72は図7のDxmに対
応するX方向配線(ここでは、上配線とも呼ぶ)、73
は図7のDynに対応するY方向配線(ここでは、下配
線とも呼ぶ)、4は電子放出部を含む薄膜、5、6は素
子電極、75は結線、3は電子放出部である。
A plan view of a part of the electron source is shown in FIG.
23 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. However, the same symbols in FIGS. 22 and 23 represent the same items. Here, 1 is a substrate, 72 is an X-direction wiring (also referred to as an upper wiring here) corresponding to Dxm in FIG. 7, 73
Is a Y-direction wiring corresponding to Dyn in FIG. 7 (also referred to as a lower wiring here), 4 is a thin film including an electron emitting portion, 5 and 6 are device electrodes, 75 is a connection, and 3 is an electron emitting portion.

【0221】次に、製造方法を図24により工程順に従
って具体的に説明する。
Next, the manufacturing method will be specifically described in the order of steps with reference to FIG.

【0222】工程−a:清浄化した青板ガラスからなる
基板1上に、真空蒸着により厚さ50オングストローム
のCr、厚さ1000オングストロームのAuを積層し
た後、ホトレジスト(AZ1370 ヘキスト社製)を
スピンナーにより回転塗布、ベークした後、ホトマスク
像を露光、現像して、素子電極5と6、結線75、Y方
向配線73のレジストパターンを形成し、Au/Cr膜
をエッチングして、所望の形状Y方向配線73、素子電
極5、6(電極幅;300ミクロン、素子電極間隔;2
ミクロン)と結線75を同時に形成する(図24の
(a))。
Step-a: Cr having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 1000 Å were laminated on the substrate 1 made of cleaned soda lime glass by vacuum deposition, and a photoresist (made by AZ1370 Hoechst) was spinnered. After spin coating and baking, the photomask image is exposed and developed to form a resist pattern of the device electrodes 5 and 6, the connection 75, and the Y direction wiring 73, and the Au / Cr film is etched to obtain a desired shape in the Y direction. Wiring 73, device electrodes 5 and 6 (electrode width; 300 microns, device electrode interval; 2
Micron) and connection 75 are formed simultaneously ((a) of FIG. 24).

【0223】工程−b:次に、厚さ1.0ミクロンのシ
リコン酸化膜からなるY方向配線73とX方向配線72
との層間絶縁層111をRFスパッタ法により堆積する
(図24の(b))。
Step-b: Next, a Y-direction wiring 73 and an X-direction wiring 72 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 micron.
An inter-layer insulating layer 111 is deposited by RF sputtering (FIG. 24B).

【0224】工程−c:前記工程−bで堆積したシリコ
ン酸化膜にY方向配線73とX方向配線72の交差部の
みに設ける所望の形状層間絶縁層111を形成するため
のホトレジストパターンを作り、これをマスクとして層
間絶縁層111をエッチングして、層間絶縁層111形
成する(図24の(c))。
Step-c: A photoresist pattern for forming an interlayer insulating layer 111 having a desired shape provided only at the intersection of the Y-direction wiring 73 and the X-direction wiring 72 is formed in the silicon oxide film deposited in the step-b, Using this as a mask, the interlayer insulating layer 111 is etched to form the interlayer insulating layer 111 (FIG. 24C).

【0225】なお、エッチングは、CF4とH2ガスを
用いたRIE(ReactiveIon Etchin
g)法によった。
The etching is performed by RIE (Reactive Ion Etchin) using CF4 and H2 gas.
g) According to the method.

【0226】工程−d:その後、X方向配線72となる
べきパターンを、ホトレジスト(RD−2000N−4
1日立化成社製)を形成し、真空蒸着法により、厚さ5
000オングストロームのAuを堆積した。その後、ホ
トレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Au堆積膜を
リフトオフしてX方向配線72を形成した(図24の
(d))。
Step-d: After that, a pattern to be the X-direction wiring 72 is formed on the photoresist (RD-2000N-4).
1 made by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and the thickness 5
000 Å of Au was deposited. After that, the photoresist pattern was dissolved with an organic solvent, and the Au deposited film was lifted off to form the X-direction wiring 72 ((d) of FIG. 24).

【0227】工程−e:実施例1と同様にして、素子電
極5、6とこの近傍とに開口を有するような形状で、膜
厚1000オングストロームのCr膜を真空蒸着により
堆積・パターンニングし、その上に有機Pd(ccp4
230の奥野製薬(株)社製)をスピンナーにより回転
塗布、300℃で10分間の加熱焼成処理をした。
Step-e: In the same manner as in Example 1, a Cr film having a film thickness of 1000 angstrom was deposited and patterned by vacuum evaporation in a shape having openings in the device electrodes 5 and 6 and in the vicinity thereof, Organic Pd (ccp4
230 of Okuno Seiyaku Co., Ltd.) was spin-coated with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes.

【0228】こうして形成された主元素としてPdを有
する微粒子からなる電子放出部形成用薄膜2の膜厚は7
5オングストローム、シート抵抗値は1×10の5乗オ
ーム/□であった。
The thus-formed electron-emitting-portion-forming thin film 2 composed of fine particles having Pd as a main element has a thickness of 7
The sheet resistance was 5 Å and the sheet resistance was 1 × 10 5 ohm / □.

【0229】その後、Cr膜および焼成後の電子放出部
形成用薄膜2を酸エッチャントによりウエットエッチン
グして所望のパターンを形成した(図24の(e))。
Then, the Cr film and the thin film 2 for forming the electron emission portion after firing were wet-etched with an acid etchant to form a desired pattern ((e) in FIG. 24).

【0230】以上の工程により絶縁性基板1上に、X方
向配線72、層間絶縁層111、Y方向配線73、素子
電極5と6、電子放出部形成用薄膜2等を形成した。
Through the above steps, the X-direction wiring 72, the interlayer insulating layer 111, the Y-direction wiring 73, the device electrodes 5 and 6, the electron emitting portion forming thin film 2 and the like were formed on the insulating substrate 1.

【0231】次に、以上のようにして作成した電子源を
用い、実施例1と同様にして、表示装置を構成した。
Next, using the electron source created as described above, a display device was constructed in the same manner as in Example 1.

【0232】また、同時に、上述の工程で作製した平面
型表面伝導形電子放出素子の特性を把握するために、上
述の平面型表面伝導形電子放出素子の素子電極間隔、素
子電極幅等のものと同様にした標準的な比較サンプルを
作製し、その電子放出特性の測定を上述の図3の測定評
価装置を用いて実施例1と同様にして測定した。
At the same time, in order to grasp the characteristics of the flat surface-conduction type electron-emitting device manufactured in the above-mentioned steps, the device-electrode spacing, the device-electrode width, etc. of the above-mentioned flat-type surface-conduction type electron-emitting device are measured. A standard comparative sample was prepared in the same manner as above, and its electron emission characteristics were measured in the same manner as in Example 1 using the above-described measurement / evaluation apparatus of FIG.

【0233】比較サンプルの素子電極5および6の間に
素子電圧を印加し、その時に流れる素子電流Ifおよび
放出電流Ieを測定したところ、図5に示したような電
流−電圧特性が得られた。
When a device voltage was applied between the device electrodes 5 and 6 of the comparative sample and the device current If and the emission current Ie flowing at that time were measured, the current-voltage characteristics as shown in FIG. 5 were obtained. .

【0234】本素子では、素子電圧7.0V程度から急
激に放出電流Ieが増加し、素子電圧14Vでは素子電
流Ifが2.1mA、放出電流Ieが1.0マイクロA
となり、電子放出効率η=Ie/If×100(%)は
0.05%であった。
In this device, the emission current Ie rapidly increases from the device voltage of about 7.0 V, and the device current If is 2.1 mA and the emission current Ie is 1.0 microA at the device voltage of 14 V.
The electron emission efficiency η = Ie / If × 100 (%) was 0.05%.

【0235】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、実施例1同様に、各電子放出素子には、容
器外端子Dx1〜Dxm、Dy1〜Dynを通じ、走査
信号および変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞ
れ、印加することにより、電子放出させ、高圧端子Hv
を通じ、メタルバック85に数kV以上の高圧を印加
し、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した。
In the image display device of the present invention completed as described above, as in the first embodiment, the scanning signal and the modulation signal are not shown in the drawing through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn of each electron emitting device. Each of the signal generating means causes the electrons to be emitted by applying the high voltage terminal Hv.
An image was displayed by applying a high voltage of several kV or more to the metal back 85 through the through, accelerating the electron beam, causing the electron beam to collide with the fluorescent film 84, and exciting and emitting light.

【0236】(実施例4)本実施例は、本発明の画像形
成装置であって、実施例1の電子源の製法の一部をか
え、本発明の第1の駆動法、および第2の駆動法を適用
した例である。
(Embodiment 4) This embodiment is an image forming apparatus of the present invention, which is a partial modification of the method of manufacturing an electron source of Embodiment 1, except that the first driving method and the second method of the present invention are used. This is an example in which the driving method is applied.

【0237】本実施例は、実施例1とその構成および製
造方法は、同様であり、またそれに引き続いて行なわれ
るフォーミング、フェイスプレート、支持枠、リアプレ
ート等からなる外囲器の封着も実施例1と同様である。
ここまでは、2つの装置を同時に作成した。
The present embodiment is the same as Embodiment 1 in the configuration and manufacturing method, and the subsequent forming, sealing of the envelope including the face plate, the support frame, the rear plate and the like is also performed. Similar to Example 1.
Up to this point, two devices have been created at the same time.

【0238】次に通常真空装置系で10のマイナス6乗
トール程度の真空度で、真空にひきながら、不図示の排
気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器の封止
を行った装置を表示パネルAとする。
Next, a vacuum system is usually used to heat the exhaust pipe (not shown) with a gas burner while vacuuming at a vacuum of about 10 −6 Torr to seal the envelope. This device is referred to as display panel A.

【0239】他方、もう一つの装置は、装置をフェイス
プレート、リアプレート側から、ホットプレート状の熱
源ではさみこみ、装置全体が約120度に維持し、べー
キング(熱処理)を1時間行った。その後、真空装置系
を超高真空装置系のイオンポンプ系に変え、同様に加熱
しながら、10時間真空排気した。その後、真空にひき
ながら、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで
溶着し、外囲器の封止を行った。この装置を以後表示パ
ネルBとする。
On the other hand, in another apparatus, the apparatus was sandwiched from the face plate and rear plate sides with a hot plate-like heat source, the entire apparatus was maintained at about 120 degrees, and baking (heat treatment) was performed for 1 hour. Then, the vacuum system was changed to an ultrahigh vacuum system ion pump system, and vacuum exhaust was performed for 10 hours while heating similarly. After that, while drawing a vacuum, an exhaust pipe (not shown) was heated by a gas burner to be welded to seal the envelope. This device is hereinafter referred to as display panel B.

【0240】最後に封止後の真空度を維持するために、
表示パネルA、表示パネルBとも抵抗加熱法でゲッター
処理を行った。
Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing,
Both the display panel A and the display panel B were gettered by a resistance heating method.

【0241】次に本発明の画像形成装置の第1、第2の
駆動法を適用し、表示パネルA、表示パネルBを表示動
作を行う電気回路構成を以下に例示する。
Next, an electric circuit configuration for performing the display operation of the display panel A and the display panel B by applying the first and second driving methods of the image forming apparatus of the present invention will be exemplified below.

【0242】図25は、本発明の第一の駆動方法および
第二の駆動方法の実施例に関り、NTSC方式のテレビ
信号にもとずきテレビジョン表示を行うための駆動回路
の概略構成をブロック化して示したものである。図25
中、表示パネル1701は、前述した用に製造された、
表示パネルAあるいは、表示パネルBである。また、走
査回路1702は表示ラインを走査し、制御回路170
3は、走査回路に入力する入力信号等を生成する。シフ
トレジスタ1704は、1ライン毎のデータをシフト
し、ラインメモリ1705には、シフトレジスタ170
4からの1ライン分のデータを変調信号発生器1707
に入力する。同期信号分離回路1706は、入力信号で
あるNTSC信号から同期信号を分離する。
FIG. 25 relates to an embodiment of the first driving method and the second driving method of the present invention, and is a schematic configuration of a driving circuit for performing television display based on an NTSC television signal. Is shown as a block. Figure 25
The display panel 1701 is manufactured as described above.
It is the display panel A or the display panel B. Further, the scanning circuit 1702 scans the display line, and the control circuit 170
3 generates an input signal or the like to be input to the scanning circuit. The shift register 1704 shifts the data for each line, and the line memory 1705 stores the shift register 170.
The data for one line from the modulation signal generator 1707
To enter. The sync signal separation circuit 1706 separates the sync signal from the input signal NTSC signal.

【0243】VxおよびVaは直流電圧源である。Vx and Va are DC voltage sources.

【0244】以下、図25の装置各部の機能を詳しく説
明する。
The function of each part of the apparatus shown in FIG. 25 will be described in detail below.

【0245】まず表示パネル1701は、端子Dx1な
いしDxmおよび端子Dy1ないしDyn、および高圧
端子Hvを介して外部の電気回路と接続されている。こ
のうち、端子Dx1ないしDxmには、表示パネル17
01内に設けられているマルチ電子ビーム源、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形放
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。
First, the display panel 1701 is connected to an external electric circuit via the terminals Dx1 to Dxm, the terminals Dy1 to Dyn, and the high voltage terminal Hv. Of these, the display panel 17 is connected to the terminals Dx1 to Dxm.
01, a scanning signal for sequentially driving the multi-electron beam source, that is, the group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of m rows and n columns in a matrix is sequentially applied row by row (n elements). It

【0246】一方、端子Dy1ないしDynには、前記
走査信号により選択された一行の表面伝導形放出素子の
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
れは表面伝導形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。
On the other hand, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting devices of one row selected by the scanning signal is applied to the terminals Dy1 to Dyn. The high voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 K [V] from the DC voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor into the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device. It is an accelerating voltage for applying various energies.

【0247】次に、走査回路1702について説明す
る。
Next, the scanning circuit 1702 will be described.

【0248】同回路は、内部にm個のスイッチング素子
(図中、S1ないしSmで模式的に示されている)を備
えるもので、各スッチング素子は、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1701の端子Dx1ないし
Dxm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1703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
にはたとえばEFTのようなスイッチング素子を組み合
わせる事により容易に構成する事が可能である。
The circuit is provided internally with m switching elements (schematically shown by S1 to Sm in the figure), and each switching element has an output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [ V] (ground level) is selected and electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the display panel 1701. S1 to Sm
Although each of the switching elements operates in accordance with the control signal Tscan output from the control circuit 1703, it can actually be easily configured by combining switching elements such as EFT.

【0249】尚、前記直流電圧源Vxは、本実施例の場
合には、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Vth電圧以下となるよう、7[V]
の一定電圧を出力するよう設定されている(これについ
ては、図28であらためてふれる。)。
In the case of the present embodiment, the DC voltage source Vx is set to 7 [V] so that the driving voltage applied to the non-scanned element becomes equal to or lower than the electron emission threshold Vth voltage.
Is set so as to output a constant voltage (refer to FIG. 28 again).

【0250】また、制御回路1703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1706より送られる同期信号T
syncにもとづいて、各部に対してTscanおよび
TsftおよびTmryの各制御信号を発生する。尚、
各制御信号のタイミングに関しては、後に図30を用い
て詳しく説明する。
The control circuit 1703 has a function of matching the operations of the respective parts so that an appropriate display is performed based on the image signal input from the outside. The sync signal T sent from the sync signal separation circuit 1706 described below
Based on sync, Tscan, Tsft, and Tmry control signals are generated for each unit. still,
The timing of each control signal will be described later in detail with reference to FIG.

【0251】同期信号分離回路1706は、外部から入
力されるNTSC方式にテレビ信号から、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、よく知られ
ているように周波数分離(フィルタ)回路を用いれば容
易に構成できるものである。同期信号分離回路1706
により分離された同期信号は、よく知られるように垂直
同期信号と水平同期信号より成るが、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DA
TA信号と表すが、同信号はシフトレジスタ1704に
入力される。
The synchronizing signal separation circuit 1706 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an externally input NTSC television signal, and as is well known, frequency separation (filter). It can be easily constructed by using a circuit. Sync signal separation circuit 1706
The sync signal separated by is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal as is well known, but is shown as a Tsync signal here for convenience of description. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as DA for convenience.
Although referred to as a TA signal, this signal is input to the shift register 1704.

【0252】シフトレジスタ1704は、時系列的にシ
リアルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライ
ン毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記
制御回路1703より送られる制御信号Tsftにもと
づいて動作する。すなわち、制御信号Tsftは、シフ
トレジスタ1704のシフトクロックであると言い換え
ることもできる。
The shift register 1704 is for serial / parallel conversion of the DATA signal serially input in time series for each line of the image, and is based on the control signal Tsft sent from the control circuit 1703. Works. That is, it can be said that the control signal Tsft is the shift clock of the shift register 1704.

【0253】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
て前記シフトレジスタ1704より出力される。
One line of serial / parallel converted image (corresponding to driving data for n electron-emitting devices)
Data is output from the shift register 1704 as n parallel signals Id1 to Idn.

【0254】ラインメモリ1705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1703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、I′d1ないしI′dnとして
出力され、変調信号発生器1707に入力される。
The line memory 1705 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and a control signal Tmry sent from the control circuit 1703.
Accordingly, the contents of Id1 to Idn are stored as appropriate. The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to the modulation signal generator 1707.

【0255】変調信号発生器1707は、前記画像デー
タI′d1ないしI′dnの各々に応じて、表面伝導形
放出素子の各々を適切に駆動変調するための信号源で、
その出力信号は、端子Dy1ないしDynを通じて表示
パネル1701内の表面伝導形放出素子に印加される。
The modulation signal generator 1707 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data I'd1 to I'dn.
The output signal is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 1701 through the terminals Dy1 to Dyn.

【0256】表示パネルの駆動方法 前記実施態様の頃、および実施例の冒頭で図5を用いて
述べたように、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、
前記図5のIeのグラフから明らかなように、電子放出
には明確なしきい値電圧Vth(本実施例の素子では8
[V])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。
Driving Method of Display Panel As described with reference to FIG. 5 at the time of the above embodiment and at the beginning of the embodiment, the electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. is doing. That is,
As is clear from the graph of Ie in FIG. 5, there is a clear threshold voltage Vth (8 in the device of this embodiment) for electron emission.
[V]), and electron emission occurs only when a voltage higher than Vth is applied.

【0257】また、電子放出しきい値Vth以上の電圧
に対しては、グラフのように電圧の変化に応じて放出電
流Icも変化してゆく。尚、電子放出素子の材料や構
成、製造方法を変える事により、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
事がいえる。
For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold Vth, the emission current Ic also changes according to the change in voltage as shown in the graph. 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. You can say something like that.

【0258】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば図31(1)に示す用に電子放出閾値
以下の電圧を印加しても電子放出は、基本的には、生じ
ないが、図31(2)のように電子放出閾値以上の電圧
を印加する場合には電子ビームが出力される。
That is, when a pulsed voltage is applied to this element, for example, as shown in FIG. 31A, basically no electron emission occurs even if a voltage below the electron emission threshold value is applied. When a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied as shown in FIG. 31 (2), an electron beam is output.

【0259】その際、第1には、パルスの波高値Vmを
変化させる事により出力電子ビームの強度を制御する事
が可能である。
In that case, firstly, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the peak value Vm of the pulse.

【0260】また第2には、パルスの長さPwを変化さ
せる事により出力される電子ビームの電荷の総量を制御
する事が可能である。
Secondly, it is possible to control the total amount of charges of the electron beam output by changing the pulse length Pw.

【0261】従って、本実施例の表示パネルの第1の駆
動方法を実施するには、変調信号発生器1707として
は、一定の長さの電圧パルスを発生するが入力されるデ
ータに応じて適宜パルスの波高値を変調するような電圧
変調方式の回路を用いる。
Therefore, in order to carry out the first driving method of the display panel of the present embodiment, the modulation signal generator 1707 generates a voltage pulse of a fixed length, but it is appropriately selected according to the input data. A voltage modulation circuit that modulates the pulse peak value is used.

【0262】また、本発明第2の駆動方法を実施するに
は、変調信号発生器1707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
路を用いるものである。
Further, in order to carry out the second driving method of the present invention, the modulation signal generator 1707 generates a voltage pulse having a constant peak value, but the width of the voltage pulse is appropriately set according to the input data. The circuit uses a pulse width modulation type circuit for modulation.

【0263】以上、図25に示された各部の機能につい
て述べたが、全体動作の説明に移る前に図26ないし図
29を用いて前記表示パネル1701の動作についてよ
り詳しく説明しておく。
The functions of the respective parts shown in FIG. 25 have been described above. Before moving to the description of the overall operation, the operation of the display panel 1701 will be described in more detail with reference to FIGS. 26 to 29.

【0264】図示の便宜上、表示パネルの画素数を6×
6(すなわちm=n=6)として説明するが、実際に用
いる表示パネル1701はこれよりもはるかに多数の画
素を備えたものである事は言うまでもない。
For convenience of illustration, the number of pixels of the display panel is 6 ×.
Although it is described as 6 (that is, m = n = 6), it goes without saying that the actually used display panel 1701 has a far larger number of pixels than this.

【0265】図26に示すのは、6行6列の行列状に表
面伝導形放出素子をマトリクス配線したマルチ電子ビー
ム源であり、説明上、各素子を区別するためにD(1、
1)、D(1、2)ないしはD(6、6)のように
(X、Y)座標で位置を示している。
FIG. 26 shows a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices are arranged in matrix in a matrix of 6 rows and 6 columns. For the sake of description, D (1,
1), D (1, 2) or D (6, 6), the position is indicated by (X, Y) coordinates.

【0266】このようなマルチ電子ビーム源を駆動して
画像を表示していく際には、X軸と平行な画像の1ライ
ンを単位として、ライン順次に画像を形成する方法をと
っている。画像の1ラインに対応した電子放出素子を駆
動するには、Dx1ないしDx6のうち表示ラインに対
応する行の端子に0[V]を、それ以外の端子には7
[V]を印加する。それと同期して、当該ラインの画像
パターンにしたがってDy1ないしDy6の各端子に変
調信号を印加する。
When displaying an image by driving such a multi-electron beam source, a method of forming an image line-sequentially with one line of the image parallel to the X axis as a unit is adopted. To drive the electron-emitting device corresponding to one line of the image, 0 [V] is applied to the terminals of the rows corresponding to the display lines of Dx1 to Dx6, and 7 is applied to the other terminals.
[V] is applied. In synchronization with this, a modulation signal is applied to each terminal of Dy1 to Dy6 according to the image pattern of the line.

【0267】例えば、図27に示すような画像パターン
を表示する場合を例にとって説明する。説明の便宜上、
画像パターンの発光部の輝度は等しく、例えば100
[フートランバート]相当であるとする。前記表示パネ
ル1701においては、蛍光体に従来公知のP−22を
用い、加速電圧を10K[V]とし、画面表示の繰り返
し周波数を60[Hz]とし、電子放出素子として前記
特性の表面伝導形放出素子を用いたが、この場合には1
00[フートランバート]の輝度を得るのに、発光画素
に対応する素子には10マイクロ[秒]の間14[V]
の電圧を印加するのが適当であった。尚、この数値は各
パラメータを変更すれば当然変わるべきものである。
For example, a case of displaying an image pattern as shown in FIG. 27 will be described as an example. For convenience of explanation,
The brightness of the light emitting portions of the image pattern is equal, for example, 100
[Foot Lambert] It is supposed to be equivalent. In the display panel 1701, a conventionally known P-22 is used as a phosphor, an accelerating voltage is set to 10 K [V], a screen display repetition frequency is set to 60 [Hz], and a surface conduction type device having the above characteristics as an electron-emitting device is used. An emission element was used, in this case 1
To obtain a brightness of 00 [Foot Lambert], the element corresponding to the light emitting pixel has 14 [V] for 10 micro [seconds].
It was appropriate to apply the voltage of. It should be noted that this numerical value should naturally change if each parameter is changed.

【0268】そこで、図27の画像のうち、たとえば第
3ライン目を発光させる期間中を例にとって説明する。
図28は、前記画像の第3ライン目を発光させる間に、
端子Dx1ないしDx6、および端子Dy1ないしDy
6を通じてマルチ電子ビーム源に印加する電圧値を示し
たものである。同図から明らかなように、D(2、
3)、D(3、3)、D(4、3)の各表面伝導形放出
素子には、電子放出のしきい値電圧8[V]を越える1
4[V](図中黒塗りで示す素子)が印加されて電子ビ
ームが出力される。一方、上記3素子以外は7[V]
(図中斜線で示す素子)もしくは0[V](図中白ぬき
で示す素子)が印加されるが、これは電子放出のしきい
値電圧8[V]以下であるため、これらの素子からは電
子ビームは出力されない。
Therefore, in the image of FIG. 27, for example, a period during which the third line is made to emit light will be described as an example.
FIG. 28 shows that while the third line of the image is illuminated,
Terminals Dx1 to Dx6 and terminals Dy1 to Dy
6 shows the voltage value applied to the multi-electron beam source through 6. As is clear from the figure, D (2,
3), D (3,3), D (4,3) each of the surface conduction electron-emitting devices has an electron emission threshold voltage exceeding 8 [V].
4 [V] (elements shown in black in the figure) is applied and an electron beam is output. On the other hand, other than the above 3 elements, 7 [V]
(Elements indicated by diagonal lines in the figure) or 0 [V] (elements indicated by white circles in the figure) are applied, but since these are below the threshold voltage 8 [V] for electron emission, Does not output an electron beam.

【0269】同様の方法で、他のラインについても図2
7の表示パターンに従ってマルチ電子ビーム源を駆動し
てゆくが、この様子を時系列的に示したのが図29のタ
イムチャートである。
The same method is used for the other lines as shown in FIG.
The multi-electron beam source is driven in accordance with the display pattern of No. 7, and this is shown in a time chart of FIG. 29.

【0270】同図に示すように、第1ラインから順次1
ラインずつ駆動してゆく事により1画面の表示が行われ
るが、これを毎秒60画面の速さで繰り返す事により、
ちらつきのない画像表示が可能である。
[0270] As shown in the figure, 1 is sequentially applied from the first line.
One screen is displayed by driving line by line, but by repeating this at a speed of 60 screens per second,
Image display without flicker is possible.

【0271】尚、以上の説明では階調の表示に関して触
れていないが、階調表示は次の様にして可能になる。
Although the above description does not mention gradation display, gradation display can be performed as follows.

【0272】表示パターンの発光輝度を変調して階調表
示を行う場合、輝度をより大きく(小さく)するには、
第1の駆動方法として、端子Dy1ないしDy6に印加
される変調信号のパルスの電圧波高値を14[V]より
も大きく(小さく)する方法があり、それにより変調可
能である。
In the case of performing gradation display by modulating the emission brightness of the display pattern, in order to increase (decrease) the brightness,
As a first driving method, there is a method in which the voltage peak value of the pulse of the modulation signal applied to the terminals Dy1 to Dy6 is made larger (smaller) than 14 [V], and modulation is possible by this.

【0273】たとえば、電圧波高値を、7.9[V]か
ら15.9[V]の範囲で0.5[V]単位に段階的に
変化させれば、発光輝度はゼロを含めて17段階の変調
が可能である。さらにより多くの階調を望む場合には、
電圧の範囲を広げるかまたは変化の単位をより小さくす
ればよい。
For example, if the voltage peak value is changed stepwise in the unit of 0.5 [V] within the range of 7.9 [V] to 15.9 [V], the emission brightness will be 17 including zero. Stepwise modulation is possible. If you want more tones,
The range of voltage may be widened or the unit of change may be smaller.

【0274】また、第2の駆動方法として、パルスの幅
を10マイクロ[秒]よりも長く(短く)する方法があ
り、それによっても変調が可能である。
As a second driving method, there is a method of making the pulse width longer (shorter) than 10 microseconds, and the modulation can be performed by this method as well.

【0275】例えば、パルスの幅を0[秒]から15マ
イクロ[秒]の範囲で、0.5マイクロ[秒]を単位と
して変化させれば、発光輝度はゼロを含めて31段階の
変調が可能である。さらにより多くの階調を望む場合に
は、パルス幅の範囲を広げるかまたは変化の単位をより
小さくすればよい。
For example, if the pulse width is changed in the range of 0 [second] to 15 micro [second] in units of 0.5 micro [second], the emission brightness can be modulated in 31 steps including zero. It is possible. If more gradations are desired, the range of pulse width may be widened or the unit of change may be smaller.

【0276】以上、6×6画素のマルチ電子ビーム源を
例にとって、表示パネル1701の駆動方法を説明した
が、次に図25の装置の全体動作について、図30のタ
イムチャートを参照しながら説明する。
The driving method of the display panel 1701 has been described above by taking the 6 × 6 pixel multi-electron beam source as an example. Next, the overall operation of the apparatus of FIG. 25 will be described with reference to the time chart of FIG. To do.

【0277】図30(1)に示すのは、外部から入力す
るNTSC信号から同期信号分離回路1706により分
離された輝度信号DATAのタイミングであり、図に示
すように1ライン目データから順次2ライン目、3ライ
ン目と分離されて出力される。これと同期して制御回路
1703からシフトレジスタ1704に対して図30
(2)に示すようなシフトクロックTsftが出力され
る。
FIG. 30 (1) shows the timing of the luminance signal DATA separated from the NTSC signal input from the outside by the synchronizing signal separation circuit 1706. As shown in FIG. It is output separately from the third and third lines. In synchronization with this, the control circuit 1703 sends a shift register 1704 to the shift register 1704 shown in FIG.
The shift clock Tsft as shown in (2) is output.

【0278】シフトレジスタ1704に1ライン分のデ
ーが蓄積されると、同図(3)に示すタイミングで、制
御回路1703からラインメモリ1705に対してメモ
リーライト信号Tmryが出力され、1ライン(n素子
分)の駆動データが書き込まれる。その結果、ラインメ
モリ1705の出力信号であるI′d1ないしI′dn
の内容は同図(4)に示すタイミングで変化する。
When one line of data is accumulated in the shift register 1704, the memory write signal Tmry is output from the control circuit 1703 to the line memory 1705 at the timing shown in FIG. Drive data for each element) is written. As a result, I'd1 to I'dn which are the output signals of the line memory 1705.
Contents change at the timing shown in FIG.

【0279】一方、走査回路1702の動作を制御する
制御信号Tscanの内容は同図(5)に示すようなも
のとなる。すなわち、1ライン目を駆動する場合には、
走査回路1702内のスイッチング素子S1のみが0
[V]で他のスイッチング素子は7[V]、また2ライ
ン目を駆動する場合には、スイッチング素子S2のみが
0[V]で他のスイッチング素子は7[V]、以下同
様、というように動作が制御される。
On the other hand, the content of the control signal Tscan for controlling the operation of the scanning circuit 1702 is as shown in FIG. That is, when driving the first line,
Only the switching element S1 in the scanning circuit 1702 is 0.
At [V], the other switching elements are 7 [V], and when driving the second line, only the switching element S2 is 0 [V] and the other switching elements are 7 [V], and so on. Operation is controlled.

【0280】以上に説明した一連の動作により、表示パ
ネルA、Bを用いてテレビジョンの表示を行った結果、
表示パネルBは極めて良好な表示画像を得たが、一方、
表示パネルAにおいては、表示画素以外の画素において
も、わずかであるが、蛍光体の発光による発光が観察さ
れた。このため、実施例1と同様の比較サンプルを表示
パネルA、表示パネルBの条件で作成し、テレビジョン
の表示と同様の駆動周波数で、Vth以下に素子印加電
圧を保ち、電子放出電流Ie、素子電流Ifとを、表示
パネルA、Bを用いて観察した結果、表示パネルBにお
いては、電子放出電流Ie、素子電流Ifは一定に保持
されるが、表示パネルAにおいては、電子放出電流I
e、素子電流Ifは一定に保持されず、電子放出電流I
e、素子電流Ifが、わずかであるが、増加することが
判明した。これは、本発明者等が新たに見いだした現
象、即ち、実施態様で示した素子の基本特性が、表示パ
ネルBでは、安定であり、表示パネルAでは、駆動条
件、表示パネル内の真空の質等に依存して、不安定であ
ることに由来すると考えられる。
As a result of displaying the television using the display panels A and B by the series of operations described above,
Although the display panel B obtained a very good display image,
In the display panel A, the light emission due to the light emission of the phosphor was observed in the pixels other than the display pixel, although only slightly. Therefore, a comparative sample similar to that of Example 1 was prepared under the conditions of the display panel A and the display panel B, the device applied voltage was kept at Vth or less at the same drive frequency as the display on the television, and the electron emission current Ie, As a result of observing the device current If with the display panels A and B, the electron emission current Ie and the device current If are held constant in the display panel B, but the electron emission current I in the display panel A.
e, the device current If is not held constant, and the electron emission current I
e, it was found that the device current If was slightly increased. This is a phenomenon newly found by the present inventors, that is, the basic characteristics of the element shown in the embodiment are stable in the display panel B, the driving conditions in the display panel A, and the vacuum in the display panel. It is considered that it is derived from instability, depending on the quality.

【0281】尚、上記説明中、特に記載しなかったが、
シフトレジスタ1704やラインメモリ1705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。尚、デジタル信号式
を用いる場合には、同期信号分離回路1706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1706の出力部にA/D変換器を備
えれば容易に可能であることは言うまでもない。
Although not particularly mentioned in the above description,
The shift register 1704 and the line memory 1705 may be digital signal type or analog signal type, and the point is that the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed. In the case of using the digital signal type, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 1706 into a digital signal, which is achieved by providing an A / D converter at the output section of the sync signal separation circuit 1706. It goes without saying that it is easily possible.

【0282】また、これと関連してラインメモリ170
5の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かにより、
変調信号発生器1707に用いられる回路が若干異なっ
たものとなるのは言うまでもない。すなわち、デジタル
信号の場合には、第1の駆動方法の場合、変調信号発生
器1707には、たとえばよく知られる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。
Further, in connection with this, the line memory 170
Depending on whether the output signal of 5 is a digital signal or an analog signal,
It goes without saying that the circuit used for the modulation signal generator 1707 is slightly different. That is, in the case of a digital signal, in the case of the first driving method, for the modulation signal generator 1707, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used, and an amplification circuit or the like may be added if necessary.

【0283】また、第2の駆動方法の場合、変調信号発
生器1707は、例えば高速の発振器および発振器の出
力する波数を計数する計数器(カウンタ)および計数器
の出力値と前記メモリの出力値を比較する比較器(コン
パレータ)を組み合わせた回路を用いれば当業者であれ
ば容易に構成できる。
In the case of the second driving method, the modulation signal generator 1707 is, for example, a high-speed oscillator and a counter (counter) for counting the number of waves output by the oscillator, and the output value of the counter and the output value of the memory. Those skilled in the art can easily configure the circuit by using a circuit in which a comparator for comparing the above is used.

【0284】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形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。
If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.

【0285】一方、アナログ信号の場合には、第1の駆
動方法の場合、変調信号発生器1707には、たとえば
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。
On the other hand, in the case of an analog signal, in the case of the first driving method, for the modulation signal generator 1707, for example, an amplifier circuit using a well-known operational amplifier may be used, and a level shift may be performed as necessary. A circuit or the like may be added.

【0286】また、第2の駆動方法の場合には、たとえ
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形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。
In the case of the second driving method, for example, a well-known voltage-controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and if necessary, voltage amplification is performed up to the driving voltage of the surface conduction electron-emitting device. An additional amplifier may be added.

【0287】次に、本発明の第3の駆動方法、即ちパル
ス電圧と幅とを変調して駆動する方法に関わる装置につ
いて、第5と第6の2つの実施例を挙げて説明する。
尚、表示パネルは第5、第6実施例にも実施例4に用い
た表示パネルBを用いた。
Next, an apparatus relating to the third driving method of the present invention, that is, the method of driving by modulating the pulse voltage and the width will be described with reference to two fifth and sixth embodiments.
As the display panel, the display panel B used in Example 4 was used in the fifth and sixth examples.

【0288】(実施例5) (表示装置の構成)図32は、本発明の表示装置の第3
の駆動方法に関わる駆動回路の概略構成のブロック図で
ある。図中の構成要素のうち、表示パネル1701、走
査回路1702、制御回路1703、シフトレジスタ1
704、ラインメモリ1705、同期信号分離回路17
06、変調信号発生器1707、直流電圧源Vaの各構
成要素は、図17の第1の駆動方法の実施例において説
明したものと同様である。また、Vnsは直流電圧源で
あり、パルス電圧発生源2401は後述の様にパルスを
発生する。
Example 5 (Structure of Display Device) FIG. 32 shows a third example of the display device of the present invention.
3 is a block diagram of a schematic configuration of a drive circuit related to the drive method of FIG. Among the constituent elements in the figure, a display panel 1701, a scanning circuit 1702, a control circuit 1703, a shift register 1
704, line memory 1705, sync signal separation circuit 17
06, the modulation signal generator 1707, and the DC voltage source Va are the same as those described in the first driving method example of FIG. Further, Vns is a DC voltage source, and the pulse voltage generation source 2401 generates a pulse as described later.

【0289】以下、各部の機能を説明してゆくが、17
01、1704、1705、1706、Vaの各構成要
素については前記図25における説明と同様であるた
め、ここでは省略する。
The function of each part will be described below.
The components 01, 1704, 1705, 1706, and Va are the same as those described with reference to FIG.

【0290】走査回路1702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、パルス電
圧発生源2401の出力電圧か、もしくは直流電圧源V
nsの出力電圧のいずれか一方を選択し、表示パネル1
701の端子Dx1ないしDxm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1703が発生する制御信号Tscanにもとづ
いて動作するものだが、実際にはたとえばFETのよう
なスイッチング素子を組み合わせる事により容易に構成
する事が可能である。
The scanning circuit 1702 has therein M switching elements (schematically shown by S1 to Sm in the figure), and each switching element is the output voltage of the pulse voltage generating source 2401 or Or DC voltage source V
Select either one of the ns output voltage and display panel 1
The terminals 701 are electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan generated by the control circuit 1703, but in practice, it can be easily configured by combining switching elements such as FETs.

【0291】また、制御回路1703は、図25の実施
例と同様、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が、本実施例においては、図25の
場合に加えて、パルス電圧発生源2401に対して制御
信号Tpu1を発生するものである。
Further, the control circuit 1703 has a function of matching the operations of the respective parts so that an appropriate display is performed as in the embodiment of FIG. 25. In this embodiment, in addition to the case of FIG. The control signal Tpu1 is generated for the pulse voltage generation source 2401.

【0292】また、パルス電圧発生源2401は、制御
回路1703の発生する制御信号Tpu1にもとづいて
パルス電圧を発生するものであるが、発生するタイミン
グおよび発生する波形については後に図33を用いて説
明する。また、直流電圧源Vnsの出力する電圧につい
ても、後に図33を用いて説明する。
The pulse voltage generation source 2401 generates a pulse voltage based on the control signal Tpu1 generated by the control circuit 1703. The timing and waveform of the generation will be described later with reference to FIG. To do. The voltage output from the DC voltage source Vns will also be described later with reference to FIG.

【0293】また、変調回路1707は、画像データ
I′d1ないしI′dnの各々に応じて、表面伝導形放
出素子の各々を適切に駆動変調するための信号源である
が、その出力信号波形については後に図33を用いて説
明する。
The modulation circuit 1707 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data I'd1 to I'dn, and its output signal waveform. This will be described later with reference to FIG.

【0294】以上、図32に示された各部の機能を説明
したが、次に、図33を用いて、本実施例において表面
伝導形放出素子に印加される駆動電圧の波形について述
べる。
The function of each part shown in FIG. 32 has been described above. Next, the waveform of the drive voltage applied to the surface conduction electron-emitting device in this embodiment will be described with reference to FIG.

【0295】(表示パネルの駆動)図33(1)は、パ
ルス電圧発生源2401の発生するパルス電圧の波形を
説明するための図である。パルス電圧発生源2401は
パルスを発生しない期間中は出力電圧7[V]を維持し
ているが、制御信号Tpu1にもとづいて同図に示すよ
うなパルスを適時発生する。即ち、そのパルスは、幅が
30マイクロ[秒]であってパルス印加期間中は出力電
圧0[V]となるような矩形パルスである。
(Driving of Display Panel) FIG. 33 (1) is a diagram for explaining the waveform of the pulse voltage generated by the pulse voltage generation source 2401. The pulse voltage generation source 2401 maintains the output voltage 7 [V] during the period in which no pulse is generated, but generates a pulse as shown in the figure at the appropriate time based on the control signal Tpu1. That is, the pulse is a rectangular pulse having a width of 30 microseconds and an output voltage of 0 [V] during the pulse application period.

【0296】また、図33(2)は、前記直流電圧源V
nsの出力電圧を説明するための図である。電圧源Vn
sは同図に示したように7[V]の直流電圧を常に出力
するものである。尚、説明の便宜上、時間の前後関係を
明確にするためにパルス電圧発生源2401が0[V]
のパルスを発生している期間を図中に示した。
Further, FIG. 33 (2) shows the DC voltage source V
It is a figure for demonstrating the output voltage of ns. Voltage source Vn
s always outputs a DC voltage of 7 [V] as shown in FIG. For the sake of convenience of explanation, the pulse voltage generation source 2401 is set to 0 [V] in order to clarify the time context.
The period during which the pulse is generated is shown in the figure.

【0297】また、図33(3)は、変調信号発生器1
707の発生する変調信号の波形を説明するための図で
ある。変調信号発生器1707は変調信号を発生しない
期間中は出力電圧7[V]を維持しているが、パルス電
圧発生源2401が0[V]のパルスを出力するのと同
期して画像の輝度データI′d1ないしI′dnに応じ
た変調信号を発生する。変調信号は同図(3)に点線で
示すような成分a、b、c、dより成り、変調信号発生
器1707は原画像の輝度データに応じて成分a、b、
c、dを任意に組み合わせて出力する。
Further, FIG. 33 (3) shows the modulation signal generator 1
It is a figure for demonstrating the waveform of the modulation signal which 707 generate | occur | produces. The modulation signal generator 1707 maintains the output voltage 7 [V] during the period in which the modulation signal is not generated, but the brightness of the image is synchronized with the pulse voltage generation source 2401 outputting the pulse of 0 [V]. A modulation signal corresponding to the data I'd1 to I'dn is generated. The modulation signal is composed of components a, b, c and d as shown by the dotted line in FIG. 3C, and the modulation signal generator 1707 generates the components a, b and c according to the luminance data of the original image.
Any combination of c and d is output.

【0298】成分a、b、c、dは、各々11[V]、
12[V]、13[V]、14[V]の電圧を有するパ
ルスで、いずれも5マイクロ[秒]の長さを有する。
尚、図33(1)のパルスは、変調信号よりも前後5マ
イクロ[秒]ほど長く設定されているが、これは何らか
の理由で両者の時間的関係にずれが生じても、この範囲
内であれば動作に不都合が生じないようにするためのも
のである。
The components a, b, c and d are 11 [V],
The pulse has a voltage of 12 [V], 13 [V], and 14 [V], and each has a length of 5 microseconds.
The pulse of FIG. 33 (1) is set to be longer than the modulated signal by about 5 microseconds. This is within the range even if the temporal relationship between the two is deviated for some reason. If there is, it is for avoiding inconvenience in operation.

【0299】次に、これらを参照しながら表面伝導形放
出素子に印加される駆動波形について説明する。
Next, the drive waveform applied to the surface conduction electron-emitting device will be described with reference to these.

【0300】図33(4)は、走査回路1702により
パルス電圧発生源2401の出力が選択されたときの表
面伝導形放出素子の駆動電圧波形である。すなわちこれ
は図33(3)の変調電圧波形と図33(1)のパルス
波形との差電圧と等しいものである。同図中、点線で示
した成分a′、b′、c′、d′の各々は図33(3)
の成分a、b、c、dに各々対応するものである。この
うち例えば成分a′が印加されれば、電圧が印加された
表面伝導形放出素子からは、5マイクロ[秒]の間、
0.27[マクロアンペア(瞬時電流値)]の電子ビー
ムが出力される。同様に、成分b′が印加されれば0.
37[マイクロアンペア]、成分c′が印加されれば
0.49[マイクロアンペア]、成分d′が印加されれ
ば0.66[マイクロアンペア]の瞬時電流をもつ電子
ビームが各々5マイクロ[秒]の間出力される。ここに
おいて、前記表面伝導型放出素子の電子放出特性が非線
形であるため、上記4種類の電子ビーム電流値の間の差
は互いに等しくはならない。このため、たとえば成分
a′とb′とを印加しても成分c′を印加した場合の出
力と等しくはならず、また他の組み合わせについても同
じような事がいえる。従って、成分a′ないしd′を任
意に組み合わせて素子を駆動する事により、この間に出
力される電子ビームの総電荷量を16通りに制御できる
(a′ないしd′を1つも用いない場合にもこの中に含
む)。これにより発光輝度も16通りの変調が可能とな
る。
FIG. 33 (4) shows a drive voltage waveform of the surface conduction electron-emitting device when the output of the pulse voltage generation source 2401 is selected by the scanning circuit 1702. That is, this is equal to the difference voltage between the modulation voltage waveform of FIG. 33 (3) and the pulse waveform of FIG. 33 (1). In FIG. 33 (3), each of the components a ', b', c ', and d'indicated by dotted lines in FIG.
Corresponding to the components a, b, c, and d. If, for example, the component a ′ is applied, from the surface-conduction type electron-emitting device to which a voltage is applied, for 5 microseconds,
An electron beam of 0.27 [macro ampere (instantaneous current value)] is output. Similarly, if component b'is applied, then 0.
An electron beam having an instantaneous current of 37 [microamperes], 0.49 [microamperes] when the component c ′ was applied, and 0.66 [microamperes] when the component d ′ was applied was 5 microseconds each. ] Is output. Here, since the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device is non-linear, the differences among the four electron beam current values are not equal to each other. Therefore, for example, applying the components a ′ and b ′ does not equal the output when the component c ′ is applied, and the same applies to other combinations. Therefore, by driving the device by arbitrarily combining the components a'to d ', the total charge amount of the electron beam output during this period can be controlled in 16 ways (when no a'to d'is used). Also included in this). As a result, the emission brightness can be modulated in 16 ways.

【0301】一方、図33(5)は、走査回路1702
により直流電圧源Vnsの出力が選択された表面伝導形
放出素子の駆動電圧波形であり、即ちこれは33(3)
の変調波形と図33(2)の直流電圧の差電圧と等しい
ものである。同図中、点線で示したa′、b′、c′、
d′の各部分は図33(3)のa、b、c、dに対応す
るが、いずれの部分においても電子放出しきい値電圧
(個の場合には8[V])を越えないため、電子ビーム
が出力されることはない。
On the other hand, FIG. 33 (5) shows the scanning circuit 1702.
The output of the DC voltage source Vns is the drive voltage waveform of the selected surface conduction electron-emitting device, that is, 33 (3)
33 and the DC voltage shown in FIG. 33 (2). In the figure, a ', b', c ', indicated by dotted lines,
Each part of d'corresponds to a, b, c, d in FIG. 33 (3), but since the electron emission threshold voltage (8 [V] in the case of the number) does not exceed in any part. , No electron beam is output.

【0302】以上説明した方法により表示装置内の表面
伝導形放出素子は駆動される。尚、本実施例の表示装置
の全体動作は、前記図25の実施例とおおむね等しい手
順で行われるものなので、ここでは説明を省略する。
The surface conduction electron-emitting device in the display device is driven by the method described above. Note that the overall operation of the display device of this embodiment is performed in a procedure that is generally the same as that of the embodiment of FIG. 25, so a description thereof will be omitted here.

【0303】尚、上記説明においては、図示の便宜上変
調電圧が成分a、b、c、dの4つより成るとしたが、
実際にはより多数の部分から成るのが望ましい。電子放
出素子の非線形な電子放出特性を利用すれば、一般にn
個の部分(すなわちn種の変調電圧)を用いれば、2の
n乗通りの階調表示が可能である。
In the above description, the modulation voltage is composed of four components a, b, c and d for convenience of illustration.
In practice it is desirable to have more parts. If the non-linear electron emission characteristic of the electron-emitting device is used, in general, n
By using this number of parts (that is, n kinds of modulation voltages), it is possible to perform gradation display in 2 n-th power.

【0304】例えばテレビ画像を表示する場合には、n
は7以上が望ましい。
For example, when displaying a television image, n
Is preferably 7 or more.

【0305】また、上記説明においては、成分a、b、
c、dの各々はパルスの長さが等しく5マイクロ[秒]
であったが、必ずしも各部の長さを等しくする必要はな
い。また成分a、b、c、dの順に大きな電圧値とし、
隣り合うもの同志の電圧差は等しく1[V]であった
が、必ずしも電圧差を等しくする必要はない。
In the above description, the components a, b,
Each of c and d has the same pulse length and is 5 microseconds.
However, it is not always necessary to make the lengths of the respective parts equal. In addition, the components a, b, c, and d have a large voltage value in this order,
Although the voltage difference between adjacent ones is equal to 1 [V], it is not always necessary to equalize the voltage difference.

【0306】(実施例6)次に、図34および図35を
用いて本実施例による表示パネルの第3の駆動方法、す
なわち電子放出素子に印加する電圧とパルス幅とにより
表示する画像の輝度を制御する方法の第2実施例を説明
する。
(Embodiment 6) Next, with reference to FIGS. 34 and 35, the third method for driving the display panel according to this embodiment, that is, the brightness of the image to be displayed by the voltage applied to the electron-emitting device and the pulse width. A second embodiment of the method for controlling the will be described.

【0307】(表示装置の構成)図34は、駆動回路の
概略構成を示す図である。第2実施例の図32と共通す
る部分も多いので、その差異についてのみ述べる。図
中、パルス電圧発生源2601および2602は、各々
制御回路1703の発生する制御信号Tpu11および
Tpu12に従って動作するが、その出力するパルスの
波形は、前記図32中のパルス電圧源2401とは異な
り、矩形ではなく。また、変調信号発生器1707は、
原画像信号I′d1ないしI′dnに応じて変調信号を
発生するが、その信号波形は図32の場合とは異なる。
これらの電圧波形について図27を用いて説明する。
(Structure of Display Device) FIG. 34 is a diagram showing a schematic structure of a drive circuit. Since there are many parts in common with those of FIG. 32 of the second embodiment, only the differences will be described. In the figure, pulse voltage generators 2601 and 2602 operate according to control signals Tpu11 and Tpu12 generated by the control circuit 1703, respectively, but the waveform of the pulse output from them differs from the pulse voltage source 2401 in FIG. Not a rectangle. Further, the modulation signal generator 1707 is
A modulation signal is generated according to the original image signals I'd1 to I'dn, but its signal waveform is different from that in the case of FIG.
These voltage waveforms will be described with reference to FIG.

【0308】図35(1)は、パルス電圧発生源260
1の発生するパルス電圧の波形を説明するための図であ
る。パルス電圧発生源2601はパルスを発生しない期
間中は出力電圧7[V]を維持しているが、制御信号T
pu11にもとづいて同図に示すようなパルスを適時発
生する。すなわち、発生されるパルスはその幅が30マ
イクロ[秒]であって、パルスの開始とともに3[V]
から0[V]に向かって直線的に減少してゆくランプ波
形である。
FIG. 35 (1) shows a pulse voltage generator 260.
2 is a diagram for explaining the waveform of the pulse voltage generated by No. 1 of FIG. The pulse voltage generation source 2601 maintains the output voltage 7 [V] during the period in which no pulse is generated, but the control signal T
Based on pu11, a pulse as shown in the figure is generated at appropriate times. That is, the generated pulse has a width of 30 micro [seconds] and is 3 [V] when the pulse starts.
The ramp waveform linearly decreases from 0 to 0 [V].

【0309】また、図35(2)は、パルス電圧発生源
2602の発生するパルス電圧の波形を説明するための
図である。パルス電圧発生源2602はパルスを発生し
ない期間中は出力電圧7[V]を維持しているが、制御
信号Tpu12にもとづいて同図に示すようなパルスを
適時発生する。すなわち、パルスの幅は30マイクロ
[秒]であって、パルスの開始とともに7[V]から4
[V]に向かって直線的に減少してゆくランプ波形であ
る。尚、図35(1)と(2)のパルスは前記制御信号
Tpu11とTpu12により同期されているため、パ
ルスの発生している間は、両者の間には常に4[V]の
電位差がある。
FIG. 35 (2) is a diagram for explaining the waveform of the pulse voltage generated by the pulse voltage generation source 2602. The pulse voltage generation source 2602 maintains the output voltage 7 [V] during the period in which no pulse is generated, but it generates a pulse as shown in the figure based on the control signal Tpu12 in a timely manner. That is, the width of the pulse is 30 microseconds, and from 7 [V] to 4 with the start of the pulse.
It is a ramp waveform that linearly decreases toward [V]. Since the pulses in FIGS. 35 (1) and 35 (2) are synchronized by the control signals Tpu11 and Tpu12, there is always a potential difference of 4 [V] between them while the pulse is generated. .

【0310】また、図35(3)は、変調信号発生器1
707の発生する変調信号の波形を説明するための図で
ある。変調信号発生器1707は、変調信号を発生しな
い期間中は出力電圧7[V]を維持しているが、パルス
電圧発生源2601および2602がパルスを出力する
のと同期して原画像信号の輝度データI’dIないし
I’dnに応じた変調信号を発生する。該変調信号は、
同図(3)に点線で示すような成分a、b、c、dより
成り、変調信号発生器1707は原画像の輝度データに
応じて成分a、b、c、dを任意に組み合わせて出力す
る。成分a、b、c、dは各々14[V]の電圧と5マ
イクロ[秒]の長さをもつ矩形の電圧パルスであるが、
図27(1)および(2)に示した30マイクロ[秒]
のパルスの開始時点から数えて各々5、10、15、2
0マイクロ[秒]後に印加されるものである。
Further, FIG. 35 (3) shows the modulation signal generator 1
It is a figure for demonstrating the waveform of the modulation signal which 707 generate | occur | produces. The modulation signal generator 1707 maintains the output voltage 7 [V] during the period in which no modulation signal is generated, but the brightness of the original image signal is synchronized with the pulse voltage generation sources 2601 and 2602 outputting pulses. A modulation signal corresponding to the data I'dI to I'dn is generated. The modulated signal is
The modulation signal generator 1707 outputs the components a, b, c, and d in any combination according to the luminance data of the original image. To do. The components a, b, c and d are rectangular voltage pulses each having a voltage of 14 [V] and a length of 5 microseconds,
30 microseconds shown in FIGS. 27 (1) and 27 (2)
5, 10, 15, 2 from the beginning of the pulse
It is applied after 0 microsecond.

【0311】つぎに、これらを参照しながら表面伝導形
放出素子に印加される駆動波形について説明する。
Next, the drive waveforms applied to the surface conduction electron-emitting device will be described with reference to these.

【0312】(表示パネルの駆動)図35(4)は、走
査回路1702によりパルス電圧発生源2601の出力
が選択された場合の表面伝導形放出素子の駆動電圧波形
である。すなわちこれは同図(3)の変調電圧波形と
(1)のパルス波形との差電圧と等しいものである。同
図中、点線で示したa’、b’、c’、d’の各部分は
同図(3)のa、b、c、dに各々対応するもので、こ
れらはいずれも電子放出しきい値電圧(この場合には8
[V])を越えている。このため、これらの波形が印加
されれば、電子放出特性にみあった強度の電子ビームが
出力されるが、表面伝導形放出素子の電子放出特性が非
線形であるため、a’、b’、c’、d’の各々から出
力される電子ビームの電荷量は相互に差が等しくはなら
ない。
(Driving of Display Panel) FIG. 35 (4) shows a driving voltage waveform of the surface conduction electron-emitting device when the output of the pulse voltage generating source 2601 is selected by the scanning circuit 1702. That is, this is equal to the difference voltage between the modulation voltage waveform of (3) and the pulse waveform of (1). In the figure, a ', b', c ', and d'shown by dotted lines correspond to a, b, c, and d in (3) of the figure, and all of them emit electrons. Threshold voltage (in this case 8
[V]) is exceeded. Therefore, when these waveforms are applied, an electron beam having an intensity matching the electron emission characteristic is output, but since the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device is non-linear, a ′, b ′, The charge amounts of the electron beams output from each of c'and d'are not equal to each other.

【0313】したがって、図33の場合と同様、変調電
圧波形の成分a、b、c、dを任意に組み合わせる事に
より16通りの変調が可能である。
Therefore, as in the case of FIG. 33, 16 kinds of modulation are possible by arbitrarily combining the components a, b, c and d of the modulation voltage waveform.

【0314】一方、図35(5)は、走査回路1702
によりパルス電圧発生源2602の出力が選択された場
合の表面伝導形放出素子の駆動波形である。図25の場
合と同様、電子放出素子のしきい値電圧を越えないた
め、電子ビームはほとんど出力される事はない。
On the other hand, FIG. 35 (5) shows the scanning circuit 1702.
6 is a drive waveform of the surface conduction electron-emitting device when the output of the pulse voltage generation source 2602 is selected by. As in the case of FIG. 25, since the threshold voltage of the electron-emitting device is not exceeded, the electron beam is hardly output.

【0315】尚、上記説明においては、図示の便宜上図
33の場合と同様、変調信号は成分a、b、c、dの4
つの部分より成るとしたが、本実施例の場合も、より多
くの部分から成るのが望ましいのは言うまでもない。す
なわち、n個の時分割された部分を用いれば、2のn乗
通りの変調が可能だが、たとえばテレビジョン画像を表
示する場合には、nは7以上が望ましい。
In the above description, for convenience of illustration, as in the case of FIG. 33, the modulated signal has four components a, b, c and d.
Although it has been described that it is composed of three parts, it is needless to say that it is desirable to be composed of more parts also in this embodiment. That is, if n time-divided portions are used, it is possible to perform modulation in the 2nth power, but when displaying a television image, for example, n is preferably 7 or more.

【0316】また、パルス電圧発生源2601および2
602の発生するパルス波形は、時間とともに直線的に
減少するランプ波形を用いたが、例えば時間とともに増
加するような波形や、変化が直線的でない波形も用いる
事が可能である。
Further, pulse voltage generation sources 2601 and 2
The pulse waveform generated by 602 is a ramp waveform that linearly decreases with time, but it is also possible to use a waveform that increases with time or a waveform that does not change linearly.

【0317】また、変調信号発生器1707の発生する
パルスの説明においては、パルスの成分a、b、c、d
の各々は電圧と幅が等しく、パルスの開始時期を等間隔
でずらして隣接させているが、必ずしもこれに限るもの
ではなく、例えばa、b、c、dの各々の電圧や長さを
異ならせたり、パルスの開始時間を非等間隔としてもよ
い。
Further, in the explanation of the pulse generated by the modulation signal generator 1707, the pulse components a, b, c, d
Have the same width as the voltage, and the pulse start timings are shifted at equal intervals so as to be adjacent to each other. However, the invention is not limited to this. For example, if the voltage and length of each of a, b, c, and d are different. Alternatively, the start times of the pulses may be unequal intervals.

【0318】以上、本発明の第3の駆動方法に関わる実
施例について、実施例5との差異を中心に説明した。
The embodiment relating to the third driving method of the present invention has been described above focusing on the difference from the fifth embodiment.

【0319】以上説明した第1の駆動方法もしくは第2
の駆動方法もしくは第3の駆動方法に関わる実施例にお
いては、表示パネルに実施例の冒頭で述べたような表面
伝導型放出素子を用いたが、電子放出素子の材料や構造
あるいは製造方法が異なる場合には電子放出特性(しき
い値電圧Vthや特性カーブの形)が多少変わる場合も
ある。その場合でも、本発明の基本思想の適用には何ら
支障はなく、その特性に合わせて走査および変調に用い
るパルス電圧の波形を適宜設定すればよい。あるいは従
来技術の項であげたような表面伝導形放出素子に対して
これらの駆動方法を行っても不都合はない。
The first driving method or the second method described above
In the embodiment relating to the driving method of No. 3 or the third driving method, the surface conduction electron-emitting device as described at the beginning of the embodiment is used for the display panel, but the material, structure or manufacturing method of the electron-emitting device is different. In some cases, the electron emission characteristics (threshold voltage Vth and characteristic curve shape) may change slightly. Even in that case, there is no problem in applying the basic idea of the present invention, and the waveform of the pulse voltage used for scanning and modulation may be appropriately set according to the characteristics. Alternatively, there is no inconvenience even if these driving methods are applied to the surface conduction electron-emitting device as mentioned in the section of the prior art.

【0320】また、実施例中では、NTSC方式のテレ
ビ信号に基づきテレビジョン表示を行う例を示したが、
本発明を適用できる表示装置またはその応用はこれに限
るものではない。他の方式のテレビジョン信号、あるい
は、計算機や画像メモリ、通信ネットワークなど種々の
画像信号源と直接あるいは間接に接続された表示装置に
広く用いることが可能であり、とりわけ大容量の画像を
表示する大画面の表示に好適である。
Further, in the embodiment, the example in which the television display is performed based on the television signal of the NTSC system is shown.
The display device to which the present invention can be applied or the application thereof is not limited to this. It can be widely used for other types of television signals or display devices directly or indirectly connected to various image signal sources such as computers, image memories, and communication networks, and particularly displays a large-capacity image. Suitable for large screen display.

【0321】また、必ずしも人間が直視する用途だけに
限られるものではなく、たとえばいわゆる光プリンタの
ように光像を記録する記録装置の光源に応用しても差し
支えない。
Further, the present invention is not limited to the application directly to human eyes, and may be applied to the light source of a recording device for recording an optical image such as a so-called optical printer.

【0322】あるいは、電子ビームを用いて画像を描画
する電子ビーム描画装置の電子ビーム源の駆動方法に適
用しても差し支えない。
Alternatively, the method may be applied to a driving method of an electron beam source of an electron beam drawing apparatus that draws an image using an electron beam.

【0323】(実施例7)本実施例は、複数の電子放出
部をもつ表面伝導形電子放出素子を、複数個、マトリク
ス状に配置した電子源、あるいは、画像形成装置であっ
て、複数の電子放出部からの電子ビームを重ね合わせる
ことで、画像形成部材上での高品位な画像を形成した例
である。本実施例の電子放出素子の構成は、マトリクス
状に配置された複数の電子放出素子から、1個の電子を
ぬきだして、示した図36の構成をもち、他の実施例と
同様にして、画像形成装置を作成した。
(Embodiment 7) This embodiment is an electron source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices having a plurality of electron-emitting portions are arranged in a matrix, or an image forming apparatus. This is an example in which a high-quality image is formed on the image forming member by superimposing electron beams from the electron emitting portion. The structure of the electron-emitting device of the present embodiment has the structure shown in FIG. 36 in which one electron is extracted from a plurality of electron-emitting devices arranged in a matrix, and is similar to the other embodiments. , An image forming apparatus was created.

【0324】尚、電子放出素子が設けられた基板と対向
して配置されるフェースプレートについては他の実施例
と同様である。
The face plate arranged facing the substrate provided with the electron-emitting devices is the same as in the other embodiments.

【0325】本実施例では、絶縁性基板1を十分洗浄し
た後、高電位側素子電極362の素子配線電極373を
Niを主成分とする材料で厚さ1μm、幅600μmに
て蒸着とエッチングで作製した。次に、基板上全面にS
iO2 を厚さ2μm蒸着し、絶縁層372とした。
In this example, after the insulating substrate 1 was thoroughly washed, the element wiring electrodes 373 of the high potential side element electrodes 362 were formed by vapor deposition and etching with a material containing Ni as a main component in a thickness of 1 μm and a width of 600 μm. It was made. Next, S on the entire surface of the substrate
iO 2 was vapor-deposited to a thickness of 2 μm to form an insulating layer 372.

【0326】その後、エッチング技術で、素子配線電極
373上のSiO2 に100μm角の穴を開け、その穴
を通じ、素子配線電極373と接続するように、穴の部
分のみ予めNi等の材料を蒸着し、次に全面にNi材を
0.1μmの厚さに蒸着した。
Thereafter, a 100 μm square hole is made in the SiO 2 on the element wiring electrode 373 by an etching technique, and a material such as Ni is vapor-deposited in advance only on the hole portion so as to be connected to the element wiring electrode 373 through the hole. Then, a Ni material was vapor-deposited to a thickness of 0.1 μm on the entire surface.

【0327】次にホトリソグラフティー技術とエッチン
グ技術により、Ni電極を所望のパターンに形成して、
素子配線電極373に接続された高電位側素子電極36
2と、該電極362の幅方向(図中X方向)の両側に電
極ギャップを有し素子配線電極373と直交する低電位
側素子電極363を形成した。
Next, a Ni electrode is formed into a desired pattern by photolithography technology and etching technology,
High potential side element electrode 36 connected to element wiring electrode 373
2 and the low potential side element electrode 363 having an electrode gap on both sides in the width direction (X direction in the drawing) of the electrode 362 and orthogonal to the element wiring electrode 373.

【0328】素子電極362と363との間のギャップ
部に微粒子膜を形成し、電子放出部364とし、所望の
電圧を印加することにより電子放出させることができる
のは他の実施例と同様である。
As in the other embodiments, a fine particle film is formed in the gap between the device electrodes 362 and 363 to form an electron emitting portion 364, and electrons can be emitted by applying a desired voltage. is there.

【0329】本実施例において、2つの電子放出部36
4に挟まれた高電位側素子電極362のX方向幅(W)
を400μmとし、高電位側素子電極362に+14
V、低電位側素子電極363に0V印加し電子放出さ
せ、距離2.5mm上方に設置したフェースプレート上
の蛍光体に6kV印加した時、対称性が良く、ほぼ円形
の輝点形状が得られた。尚、本実施例において輝点の径
はほぼ500μmφであった。
In this embodiment, two electron emitting portions 36 are provided.
Width (W) in the X direction of the high-potential-side element electrode 362 sandwiched between 4
Is 400 μm, and +14 is applied to the high potential side element electrode 362.
V, 0 V was applied to the device electrode 363 on the low potential side to emit electrons, and 6 kV was applied to the phosphor on the face plate installed at a distance of 2.5 mm above. Good symmetry and almost circular bright spot shape were obtained. It was The diameter of the bright spot in this example was approximately 500 μmφ.

【0330】単一の電子放出部を持つ表面伝導形電子放
出素子からの電子ビームは、画像形成部材面、ここで
は、蛍光体面上で、対称性の良くない輝点形状に、なる
が、一方、複数の電子放出部が、電圧印加方向に後述す
る式であらわされる間隔Wをもって、素子電極の高電位
側電極を挟んで形成されれば、複数の電子放出部から放
出された電子ビームが、画像形成部材面、ここでは、蛍
光体面上で、一つに重なることにより、対称性の良い輝
点形状が、本実施例の様に、得られる。
The electron beam from the surface conduction electron-emitting device having a single electron-emitting portion has a luminescent spot shape with poor symmetry on the surface of the image forming member, here, the phosphor surface. , If a plurality of electron emitting portions are formed with the high potential side electrode of the element electrode sandwiched in the voltage application direction with an interval W represented by a formula described later, the electron beams emitted from the plurality of electron emitting portions are By overlapping one on the image forming member surface, here the phosphor surface, a bright spot shape with good symmetry can be obtained as in the present embodiment.

【0331】K2×2d(Vf/Va)1/2 ≧W/2≧
K3×2d(Vf/Va)1/2 但し、K2、K3は定数でK2=1.25±0.05 K3=0.35±0.05 Vf:素子印加電圧 Va:画像形成部材にかける電圧(加速電圧) d:表面伝導形電子放出素子と画像形成部材間の距離 W:電子放出部間の距離
K2 × 2d (Vf / Va) 1/2 ≧ W / 2 ≧
K3 × 2d (Vf / Va) 1/2 However, K2 and K3 are constants and K2 = 1.25 ± 0.05 K3 = 0.35 ± 0.05 Vf: Element applied voltage Va: Voltage applied to image forming member (Acceleration voltage) d: Distance between surface conduction electron-emitting device and image forming member W: Distance between electron-emitting portions

【0332】(実施例8)本実施例は、マトリクス状に
配置された複数の表面伝導形電子放出素子の配置に関す
る実施例であり、図37に本実施例の画像形成装置の模
式図を示す。
(Embodiment 8) This embodiment relates to the arrangement of a plurality of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix, and FIG. 37 shows a schematic diagram of the image forming apparatus of this embodiment. .

【0333】図38に本実施例における電子放出素子の
拡大斜視図を、図39に上記素子のX軸に沿った断面図
を示す。
FIG. 38 shows an enlarged perspective view of the electron-emitting device according to this embodiment, and FIG. 39 shows a sectional view taken along the X axis of the device.

【0334】本実施例において、絶縁性基板381上に
電子放出素子を作製する方法は以下に示す。
In this example, a method of manufacturing an electron-emitting device on the insulating substrate 381 will be described below.

【0335】先ず、本実施例の画像表示装置の作製方法
を説明する。
First, a method for manufacturing the image display device of this embodiment will be described.

【0336】(1)絶縁性基板381の洗浄後、該基板
381上に素子配線電極389をNiを主成分とする材
料で1μmの厚さに、蒸着技術とホトリソグラフィー技
術で作製した。
(1) After cleaning the insulating substrate 381, the element wiring electrode 389 was formed on the substrate 381 by a vapor deposition technique and a photolithography technique to a thickness of 1 μm using a material containing Ni as a main component.

【0337】(2)次に、基板381全面にSiO2
ら成る絶縁層390を2μmの厚さで成膜した。
(2) Next, an insulating layer 390 made of SiO 2 was formed to a thickness of 2 μm on the entire surface of the substrate 381.

【0338】(3)次に、SiO2 の所望の位置にエッ
チング技術にて穴(コンタクトホール)を開けた後、素
子電極382及び383を蒸着技術とホトリソグラフィ
ー技術にて39000Åの厚さにて作製した。材料はN
iを主成分とする材料で作製した。
(3) Next, after forming a hole (contact hole) at a desired position of SiO 2 by an etching technique, element electrodes 382 and 383 are formed by a vapor deposition technique and a photolithography technique at a thickness of 39000Å. It was made. Material is N
It was made of a material containing i as a main component.

【0339】(4)上記工程にて素子電極382は素子
配線電極389と電気的に接続され、素子電極382と
383は2μmの狭ギャップを挟んで対向しており、該
狭ギャップ部にPd微粒子膜を形成し、電子放出部38
4を作製する工程以降は他の実施例と同様なので省略す
る。
(4) In the above process, the device electrode 382 is electrically connected to the device wiring electrode 389, the device electrodes 382 and 383 are opposed to each other with a narrow gap of 2 μm therebetween, and the narrow gap portion is provided with Pd fine particles. A film is formed and the electron emitting portion 38 is formed.
Since the process of manufacturing 4 is the same as that of the other embodiments, the description thereof will be omitted.

【0340】本実施例においては、電気的にY方向に接
続された素子電極382と、X方向に接続された素子電
極383によりXYマトリクスを構成しており、これら
の狭ギャップ部に電子放出部を有することにより、電子
放出素子が複数マトリクス状に形成されている。
In this embodiment, the XY matrix is composed of the element electrodes 382 electrically connected in the Y direction and the element electrodes 383 electrically connected in the X direction, and the electron emitting portion is formed in these narrow gap portions. By having the above, the plurality of electron-emitting devices are formed in a matrix.

【0341】各電子放出素子は図38に示されるよう
に、高電位側素子電極382の電圧印加方向(X方向)
の両側に電子放出部384を形成しており、本実施例で
は高電位側素子電極のX方向の幅(W)を800μm、
素子電極382、383間のギャップ幅(G)を2μm
に作製した。
As shown in FIG. 38, each electron-emitting device has a voltage application direction (X direction) of the high potential side device electrode 382.
In the present embodiment, the width (W) in the X direction of the high potential side element electrode is 800 μm,
The gap width (G) between the device electrodes 382 and 383 is 2 μm.
It was made.

【0342】また、電子放出部のY方向の長さ(L)を
140μm、電子放出素子のY方向の配列ピッチ(P)
を750μmとした。
Further, the length (L) of the electron emitting portions in the Y direction is 140 μm, and the arrangement pitch (P) of the electron emitting elements in the Y direction.
Was 750 μm.

【0343】尚、X方向の電子放出素子の配列ピッチ
は、本実施例では1mmとした。
The arrangement pitch of the electron-emitting devices in the X direction was 1 mm in this embodiment.

【0344】以上の様に電子放出素子が作製された絶縁
性基板381の上方に、他の実施例と同様に内面の透明
電極386と蛍光体(画像形成部材)387が塗布され
たフェースプレート388を支持枠を介し距離d=4.
5mmだけ離して配置し、基板、支持枠、フェースプレ
ートの接合部にフリットガラスを塗布し、430℃で1
0分以上焼成することで接着した。
A face plate 388 having an inner transparent electrode 386 and a phosphor (image forming member) 387 applied on the insulating substrate 381, on which the electron-emitting device is manufactured as described above, as in the other embodiments. Through the support frame at a distance d = 4.
Place them at a distance of 5 mm, apply frit glass to the joints of the substrate, support frame, and face plate, and apply 1 at 430 ° C.
It was adhered by baking for 0 minutes or more.

【0345】以上のように作製した本画像表示装置にお
いて、透明電極386を通じて蛍光体387に5000
ボルトの加速電圧Vaを印加し、素子配線電極389を
通じて素子電極382、383間に14ボルトの電圧V
fを印加し電子放出させた。
In the present image display device manufactured as described above, 5000 is added to the phosphor 387 through the transparent electrode 386.
A voltage V of 14 V is applied between the element electrodes 382 and 383 through the element wiring electrode 389 by applying an accelerating voltage Va.
Electrons were emitted by applying f.

【0346】本実施例では、加速電圧Va=5000
V、素子電圧Vf=14V、素子/フェイスプレート間
距離d=4.5mm、素子の電子放出部のY方向長さL
=140μ、電子放出素子のY方向配列ピッチP=75
0μ、高電位側電極幅W=800μである。実施例7と
同様に、2つの電子放出部より、放出された電子ビーム
は、画像形成部材上で、輝点の中心軸が、ほぼ一致し、
これらの輝点が、ちょうど対称にかさなり、全体とし
て、ほぼ円形の1つの輝点形状が観察された。これは、
実施例7で示した式に本実施例の条件が、合致したため
と推定される。
In this embodiment, the acceleration voltage Va = 5000.
V, device voltage Vf = 14 V, device / faceplate distance d = 4.5 mm, Y-direction length L of the electron-emitting portion of the device
= 140 μ, Y-direction array pitch of electron-emitting devices P = 75
0 μ, and the high-potential side electrode width W = 800 μ. As in the case of Example 7, the electron beams emitted from the two electron emitting portions have the central axes of the bright spots substantially aligned on the image forming member,
These bright spots were just symmetrically overlaid, and one bright spot shape that was almost circular as a whole was observed. this is,
It is presumed that the condition of the present embodiment matches the formula shown in the seventh embodiment.

【0347】また、Y方向での各輝点の重なりは、本発
明者等が鋭意検討した結果、次式で表される配置の規定
で制御できることがわかった。
Further, the inventors of the present invention diligently studied the overlap of the respective bright spots in the Y direction, and as a result, it was found that the arrangement can be controlled by the arrangement regulation expressed by the following equation.

【0348】Y方向での各輝点が、重なり連続である場
合 P<L+2K5×2d(Vf/Va)1/2 但し、K5は、定数であり、K5=0.80 加速電圧Va、素子電圧Vf、素子/フェイスプレート
間距離d=4素子の電子放出部のY方向長さL、電子放
出素子のY方向配列ピッチP、高電位側電極幅Wであ
る。
When the bright points in the Y direction are continuous and overlapped, P <L + 2K5 × 2d (Vf / Va) 1/2 where K5 is a constant, K5 = 0.80 acceleration voltage Va, element voltage Vf, device / faceplate distance d = 4, the Y-direction length L of the electron-emitting portions of the device, the Y-direction array pitch P of the electron-emitting devices, and the high-potential-side electrode width W.

【0349】Y方向での各輝点が、重ならず、不連続で
ある場合 P≧L+2K6×2d(Vf/Va)1/2 但し、K6は、定数であり、K6=0.90 上の式の条件下に、電子放出素子をY方向に配列すれ
ば、よいことがわかった。本実施例は、Y方向での各輝
点が、重ならず、不連続である場合の式の範囲に入って
おり、各輝点は、独立した輝点として観察された。
When the bright points in the Y direction do not overlap and are discontinuous P ≧ L + 2K6 × 2d (Vf / Va) 1/2 However, K6 is a constant and K6 = 0.90 It was found that the electron emitting devices should be arranged in the Y direction under the condition of the formula. In the present example, the respective bright points in the Y direction fall within the range of the formula when they do not overlap and are discontinuous, and each bright point was observed as an independent bright point.

【0350】以上のように、本実施例の画像表示装置で
は、最適な輝点形状が得られると共に、判別性やきれが
良く、高輝度で高精細な表示画像が得られた。
As described above, in the image display device of this embodiment, the optimum bright spot shape was obtained, and the discriminability and sharpness were good, and the high-luminance and high-definition display image was obtained.

【0351】(実施例9)本実施例は、分割駆動出来る
複数の表面伝導形電子放出素子をマトリクス状に配置し
画像形成装置、及び駆動法にしており、図40及び図4
1を用いて説明する。
(Embodiment 9) In this embodiment, a plurality of surface conduction electron-emitting devices capable of division driving are arranged in a matrix to form an image forming apparatus and a driving method.
This will be described using 1.

【0352】図40は、表面伝導形電子放出素子をマト
リクス状に配置した電子源より一部を取り出した斜視
図、図41は、本実施例の駆動法を示す図である。以
下、詳述する。
FIG. 40 is a perspective view showing a part of an electron source in which surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix, and FIG. 41 is a view showing a driving method of this embodiment. The details will be described below.

【0353】図40に示される様に、本実施例の素子
は、素子電極461a、461bと配線462a、46
2bとを接続した。462aはX方向配線、462bは
Y方向配線である。図41に示される様に、レッド
(R)、グリーン(G)、ブルー(B)に対応する表面
伝導形電子放出素子が、配列された構成の電子源であ
り、実施例4と同様に形成された。また、外囲器も同様
に作成された。
As shown in FIG. 40, the device of this example has device electrodes 461a, 461b and wirings 462a, 46.
2b was connected. Reference numeral 462a is an X-direction wiring, and 462b is a Y-direction wiring. As shown in FIG. 41, surface conduction electron-emitting devices corresponding to red (R), green (G), and blue (B) are arranged electron sources, and are formed similarly to the fourth embodiment. Was done. The envelope was also made in the same way.

【0354】次に、本実施例の装置の駆動方法について
図41を用いて説明する。
Next, the method of driving the device of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0355】図41のM=1列より順次走査する場合に
おいて、まず、 (1)電圧印加手段(不図示)にて、透明電極に定電圧
を印加し、M=1列に電子放出電圧Vfを印加する。
When sequentially scanning from the M = 1 column in FIG. 41, first, (1) a constant voltage is applied to the transparent electrode by the voltage applying means (not shown), and the electron emission voltage Vf is applied to the M = 1 column. Is applied.

【0356】(2)1(=M)走査列分の情報信号のう
ち、グリーン表示の信号配線電極G及びブルー表示の信
号配線電極Bに入力される情報信号がメモリー480内
に蓄積される。また、レッド表示の信号配線電極Rに入
力される情報信号は、電圧印加手段481を通じて、該
情報信号に応じたオン電圧、カットオフ電圧及び階調電
圧を有する変調電圧(VmR)としてそのまま該信号配
線電極Rに入力される。この間、信号配線電極G及びB
には、情報信号にかかわらず、信号切換回路482から
カットオフ信号が発せられ、電圧印加手段483を通じ
てカットオフ電圧(Voff)が印加される。
(2) Of the information signals for one (= M) scanning columns, the information signals input to the signal wiring electrode G for green display and the signal wiring electrode B for blue display are accumulated in the memory 480. Further, the information signal input to the signal wiring electrode R for red display is directly applied as a modulation voltage (VmR) having an ON voltage, a cutoff voltage, and a gradation voltage according to the information signal through the voltage applying unit 481. It is input to the wiring electrode R. During this period, the signal wiring electrodes G and B
Irrespective of the information signal, a cutoff signal is issued from the signal switching circuit 482, and the cutoff voltage (Voff) is applied through the voltage applying means 483.

【0357】(3)次に、信号切換回路482により、
1(=M)走査列分の情報信号のうち、先にメモリー4
80に蓄積された情報信号のうち、グリーン表示の情報
信号が信号配線電極Gに入力されるように切換られ、電
圧印加手段を通じて、該情報信号に応じたオン電圧、カ
ットオフ電圧及び階調電圧を有する変調電圧(VmG)
が信号配線電極Gに入力される。この間、信号配線電極
R及びBには情報信号にかかわらず、信号切換回路48
2からカットオフ信号が発せられ、電圧印加手段を通じ
てカットオフ電圧(Voff)が印加される。
(3) Next, by the signal switching circuit 482,
Of the information signals for 1 (= M) scanning rows, the memory 4
Among the information signals stored in 80, the information signal of green display is switched so as to be input to the signal wiring electrode G, and the ON voltage, the cutoff voltage, and the gradation voltage corresponding to the information signal are changed through the voltage applying means. Modulation voltage (VmG) with
Is input to the signal wiring electrode G. During this time, the signal switching circuit 48 is applied to the signal wiring electrodes R and B regardless of the information signal.
A cutoff signal is emitted from 2, and a cutoff voltage (Voff) is applied through the voltage applying means.

【0358】(4)次に、信号切換回路482により、
1(=M)走査列分の情報信号のうち、先にメモリー4
80に蓄積された情報信号のうち、ブルー表示の情報信
号が信号配線電極Bに入力されるよう切換られ、電圧印
加手段を通じて、該情報信号に応じたオン電圧、カット
オフ電圧及び階調電圧を有する変調電圧(VmB)が信
号配線電極Bに入力される。この間、信号配線電極R及
びGには情報信号にかかわらず、信号切換回路482か
らカットオフ信号が発せられ、電圧印加手段を通じてカ
ットオフ電圧(Voff)が印加される。
(4) Next, by the signal switching circuit 482,
Of the information signals for 1 (= M) scanning rows, the memory 4
Among the information signals stored in 80, the information signal displayed in blue is switched to be input to the signal wiring electrode B, and the ON voltage, the cutoff voltage, and the gradation voltage corresponding to the information signal are changed through the voltage applying means. The modulation voltage (VmB) that it has is input to the signal wiring electrode B. During this period, a cutoff signal is issued from the signal switching circuit 482 to the signal wiring electrodes R and G regardless of the information signal, and the cutoff voltage (Voff) is applied through the voltage applying means.

【0359】尚、以上のような、一走査列分の情報信号
を各色毎に、即ち、2列おきに、時間的に3分割して信
号配線電極に入力する動作は、一走査列分の表示のタイ
ミングの間に行われる。
The operation of inputting the information signal for one scanning column into the signal wiring electrodes by dividing the information signal for each color, that is, every two columns, into three in time is as described above. It is performed during the display timing.

【0360】以上(1)〜(4)の動作を各走査列毎に
順次繰り返し、一画面分、さらには多画面分のフルカラ
ー画像が蛍光体面に表示される。
The above operations (1) to (4) are sequentially repeated for each scanning row, and a full-color image for one screen or even for multiple screens is displayed on the phosphor surface.

【0361】本実施例の駆動方法によれば、各色蛍光体
面での表示画像を形成する複数の輝点(スポット)は、
互いに極めて均一で安定したサイズと形状を呈し、しか
も、クロストークがなく、画像の色純度の向上した色再
現性に優れるフルカラー画像を表示できた。
According to the driving method of this embodiment, a plurality of bright spots (spots) forming a display image on the phosphor surface of each color are
It was possible to display a full-color image exhibiting extremely uniform and stable sizes and shapes with each other, having no crosstalk, having improved color purity of the image, and having excellent color reproducibility.

【0362】(実施例10)図42は、前記説明の表面
伝導形放出素子を電子ビーム源として用いたディスプレ
イパネルに、たとえばテレビジョン放送をはじめとする
種々の画像情報源より提供される画像情報を表示できる
ように構成して表示装置の一例を示すための図である。
図中500はディスプレイパネル、501はディスプレ
イパネルの駆動回路、502はディスプレイコントロー
ラ、503はマチプレクサ、504はデコーダ、505
は入出力インターフェース回路、506はCPU、50
7は画像生成回路、508および509および510は
画像メモリーインターフェース回路、511は画像入力
インターフェース回路、512および513はTV信号
受信回路、514は入力部である(なお、本表示装置
は、たとえばテレビジョン信号のように映像情報と音声
情報の両方を含む信号を受信する場合には、当然映像の
表示と同時に音声を再生するものであるが、本発明の特
徴と直接関係しない音声情報の受信、分離、再生、処
理、記憶などに関する回路やスピーカーなどについては
説明を省略する。)。
(Embodiment 10) FIG. 42 shows image information provided on a display panel using the surface conduction electron-emitting device described above as an electron beam source, for example, from various image information sources including television broadcasting. FIG. 4 is a diagram showing an example of a display device configured so that can display.
In the drawing, 500 is a display panel, 501 is a display panel drive circuit, 502 is a display controller, 503 is a multiplexer, 504 is a decoder, and 505.
Is an input / output interface circuit, 506 is a CPU, 50
7 is an image generation circuit, 508 and 509 and 510 are image memory interface circuits, 511 is an image input interface circuit, 512 and 513 are TV signal receiving circuits, and 514 is an input section (this display device is, for example, a television set). When a signal such as a signal including both video information and audio information is received, the audio is naturally reproduced at the same time as the display of the video, but the reception and separation of the audio information not directly related to the features of the present invention. , The description of circuits, speakers, etc. relating to reproduction, processing, and storage will be omitted.)

【0363】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。
The functions of the respective parts will be described below along the flow of the image signal.

【0364】まず、TV信号受信回路513は、たとえ
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるTV画像信号を受信する為の回路である。受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、たと
えば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式など
の諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走査
線よりなるTV信号(たとえばMUSE方式をはじめと
するいわゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化に
適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適
な信号源である。TV信号受信回路513で受信された
TV信号は、デコーダ504に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 513 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The system of the TV signal to be received is not particularly limited, and various systems such as NTSC system, PAL system and SECAM system may be used. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system) having a larger number of scanning lines than these is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. It is a signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 513 is output to the decoder 504.

【0365】また、TV信号受信回路512は、たとえ
ば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送系
を持ついて伝送されるTV画像信号を受信するための回
路である。前記TV信号受信回路513と同様に、受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、また
本回路で受信されたTV信号もデコーダ504に出力さ
れる。
Further, the TV signal receiving circuit 512 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted by having a wire transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similar to the TV signal receiving circuit 513, the system of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 504.

【0366】また、画像入力インターフェース回路51
1は、たとえばTVカメラや画像読み取りスキャナーな
どの画像入力装置から供給される画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ504に
出力される。
Further, the image input interface circuit 51
Reference numeral 1 denotes a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the captured image signal is output to the decoder 504.

【0367】また、画像メモリーインターフェース回路
510は、ビデオテープレコーダー(以下VTRと略
す)に記憶されている画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた画像信号はデコーダ504に出力され
る。
The image memory interface circuit 510 is a circuit for capturing the image signal stored in the video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR), and the captured image signal is output to the decoder 504.

【0368】また、画像メモリーインターフェース回路
509は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ504に出力される。
The image memory interface circuit 509 is a circuit for fetching the image signal stored in the video disc, and the fetched image signal is output to the decoder 504.

【0369】また、画像メモリーインターフェース回路
508は、いわゆる静止画像ディスクのように、静止画
像データを記憶している装置から画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ5
04に入力される。
The image memory interface circuit 508 is a circuit for fetching an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disk.
It is input to 04.

【0370】また、入出力インターフェース回路505
は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピ
ュータネットワークもしくはプリンターなどの出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字・図
形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合によっ
ては本表示装置の備えるCPU506と外部との間で制
御信号や数値データの入出力などを行うことも可能であ
る。
Further, the input / output interface circuit 505
Is a circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. It is of course possible to input and output image data and character / graphic information, and in some cases, input and output control signals and numerical data between the CPU 506 of the display device and the outside.

【0371】また、画像生成回路507は、前記入出力
インターフェース回路505を介して外部から入力され
る画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU50
6より出力される画像データや文字・図形情報に基づき
表示用画像データを生成するための回路である。本回路
の内部には、たとえば画像データや文字・図形情報を蓄
積するための書き換え可能メモリーや、文字コードに対
応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メモ
リーや、画像処理を行うためのプロセッサーなどをはじ
めとして画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
Further, the image generation circuit 507 is provided with image data, character / graphic information, or the CPU 50, which is externally input via the input / output interface circuit 505.
6 is a circuit for generating display image data based on the image data and the character / graphic information output from FIG. Inside this circuit, for example, rewritable memory for storing image data and character / graphic information, read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, processor for image processing, etc. And the circuits necessary for image generation are incorporated.

【0372】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ504に出力されるが、場合によっては前
記入出力インターフェース回路505を介して外部のコ
ンピュータネットワークやプリンターに出力することも
可能である。
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 504, but in some cases, it can be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 505.

【0373】また、CPU506は、主として本表示装
置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる
作業を行う。
Further, the CPU 506 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image.

【0374】たとえば、マルチプレクサ503に制御信
号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を
適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には
表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロ
ーラ502に対して制御信号を発生し、画像表示周波数
や走査方法(たとえばインターレースかノンインターレ
ースか)や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適
宜制御する。
For example, a control signal is output to the multiplexer 503 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the display panel. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 502 according to the image signal to be displayed, and the image display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines in one screen, etc. are displayed. The operation of the device is controlled appropriately.

【0375】また、前記画像生成回路507に対して画
像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは
前記入出力インターフェース回路505を介して外部の
コンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文
字・図形情報を入力する。なお、CPU506は、むろ
んこれ以外の目的の作業にも関わるものであって良い。
たとえば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ
などのように、情報を生成したり処理する機能に直接関
わっても良い。あるいは、前述したように入出力インタ
ーフェース回路505を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、たとえば数値計算などの作業を外部
機器と協同して行っても良い。
Image data or character / graphic information may be directly output to the image generation circuit 507, or an external computer or memory may be accessed via the input / output interface circuit 505 to generate image data or character / character information. Enter graphic information. It should be noted that the CPU 506 may of course be involved in work for other purposes.
For example, it may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, it may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 505, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0376】また、入力部514は、前記CPU506
に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入
力するためのものであり、たとえばキーボードやマウス
のほか、ジョイスティック、バーコードリーダ、音声認
識装置など多様な入力機器を用いる事が可能である。
Also, the input unit 514 is the CPU 506.
The user inputs commands, programs, data, etc., and various input devices such as a keyboard, a mouse, a joystick, a bar code reader, and a voice recognition device can be used.

【0377】また、デコーダ504は、前記507ない
し513より入力される種々の画像信号を3原色信号、
または輝度信号とI信号、Q信号に逆変換するための回
路である。なお、同図中に点線で示すように、デコーダ
504は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。こ
れは、たとえばMUSE方式をはじめとして、逆変換す
るに際して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号
を扱うためである。また、画像メモリーを備える事によ
り、静止画の表示が容易になる、あるいは前記画像生成
回路507およびCPU506と協同して画像の間引
き、補間、拡大、縮小、合成をはじめとする画像処理や
編集が容易に行えるようになるという利点が生まれるか
らである。
The decoder 504 converts the various image signals input from the above 507 to 513 into three primary color signals,
Alternatively, it is a circuit for inverse conversion into a luminance signal, an I signal, and a Q signal. It is desirable that the decoder 504 has an image memory therein, as indicated by a dotted line in the figure. This is to handle a television signal that requires an image memory for reverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory facilitates the display of still images, or cooperates with the image generation circuit 507 and the CPU 506 to perform image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition. This is because there is an advantage that it can be done easily.

【0378】また、マルチプレクサ503は、前記CP
U506より入力される制御信号に基づき表示画像を適
宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ50
3はデコーダ504から入力される逆変換された画像信
号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回路501
に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信
号を切り替えて選択することにより、いわゆる多画面テ
レビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によっ
て異なる画像を表示することも可能である。
Also, the multiplexer 503 uses the CP
The display image is appropriately selected based on the control signal input from U506. That is, the multiplexer 50
Reference numeral 3 denotes a drive circuit 501 for selecting a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 504.
Output to. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .

【0379】また、ディスプレイパネルコントローラ5
02は、前記CPU506より入力される制御信号に基
づき駆動回路501の動作を制御するための回路であ
る。
Further, the display panel controller 5
Reference numeral 02 is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 501 based on a control signal input from the CPU 506.

【0380】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、たとえばディスプレイパネルの駆
動用電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路501に対して出力する。また、ディ
スプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、たとえ
ば画面表示周波数や走査方法(たとえばインターレース
かノンインターレースか)を制御するための信号を駆動
回路501に対して出力する。
First, regarding the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling the operation sequence of a drive power source (not shown) for the display panel is output to the drive circuit 501. Further, as a signal relating to the display panel driving method, for example, a signal for controlling the screen display frequency and the scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 501.

【0381】また、場合によっては表示画像の輝度やコ
ントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路501に対して出力する場合
もある。
In some cases, control signals relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 501.

【0382】また、駆動回路501は、ディスプレイパ
ネル500に印加する駆動信号を発生するための回路で
あり、前記マルチプレクサ503から入力される画像信
号と、前記ディスプレイパネルコントローラ502より
入力される制御信号に基づいて動作するものである。
The drive circuit 501 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 500. The drive circuit 501 controls the image signal input from the multiplexer 503 and the control signal input from the display panel controller 502. It operates based on.

【0383】以上、各部の機能を説明したが、図42に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル5
00に表示する事が可能である。すなわち、テレビジョ
ン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ504
において逆変換された後、マルチプレクサ503におい
て適宜選択され、駆動回路501に入力される。一方、
ディスプレイコントローラ502は、表示する画像信号
に応じて駆動回路501の動作を制御するための制御信
号を発生する。駆動回路501は、上記画像信号と制御
信号に基づいてディスプレイパネル500に駆動信号を
印加する。これにより、ディスプレイパネル500にお
いて画像が表示される。これらの一連の動作は、CPU
506により統括的に制御される。
The function of each unit has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 42, the display panel 5 displays image information input from various image information sources in this display device.
It is possible to display 00. That is, various image signals such as television broadcast are transmitted to the decoder 504.
After being inversely converted in, the signal is appropriately selected in the multiplexer 503 and input to the drive circuit 501. on the other hand,
The display controller 502 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 501 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 501 applies a drive signal to the display panel 500 based on the image signal and the control signal. As a result, the image is displayed on the display panel 500. These series of operations are performed by the CPU
It is totally controlled by 506.

【0384】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ504に内蔵する画像メモリや、画像生成回路507
および情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、たとえば拡大、縮小、
回転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像
の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成、消
去、接続、入れ換え、はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行う事も可能である。また、本実施例の説明では
特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様
に、音声情報に関しても処理や編集を行うための専用回
路を設けても良い。
Further, in this display device, the image memory built in the decoder 504 and the image generation circuit 507.
And not only displaying a selection from the information, but also enlarging, reducing,
It is also possible to perform image processing such as rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, and image editing such as composition, deletion, connection, replacement, and fitting. is there. Although not particularly mentioned in the description of this embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the case of the above-mentioned image processing and image editing.

【0385】したがって、本表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機
器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、
産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present display device is a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It is possible to combine the functions of a game console etc. with one unit,
It has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0386】なお、上記図42は、表面伝導形放出素子
を電子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示
装置の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定さ
れるものでない事は言うまでもない。たとえば、図42
の構成要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる回
路は省いても差し支えない。またこれとは逆に、使用目
的によってはさらに構成要素を追加しても良い。たとえ
ば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む
送受信回路などを構成要素に追加するのが好適である。
Note that FIG. 42 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel having a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and it goes without saying that it is not limited to this. Yes. For example, in FIG.
It does not matter if the circuits related to the functions that are unnecessary for the purpose of use are omitted from the constituent elements. On the contrary, the constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example, when the display device is applied as a video telephone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the components.

【0387】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
形放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルの
薄形化が容易なため、表示装置の奥行きを小さくするこ
とができる。それに加えて、表面伝導形放出素子を電子
ビーム源とするディスプレイパネルは大画面化が容易で
輝度が高く視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨
場感にあふれ迫力に富んだ画像を視認性良く表示する事
が可能である。
In this display device, the depth of the display device can be reduced because the display panel using the surface conduction electron-emitting device as an electron beam source can be easily thinned. In addition, the display panel using surface-conduction type electron-emitting devices as the electron beam source can easily enlarge the screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics. It is possible to display with good performance.

【0388】[0388]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に関わる表面
伝導形電子放出素子の3つの基本的特性の特徴、つま
り、第一に、本素子はある電圧(しきい値電圧と呼ぶ、
図5中のVth)以上の素子電圧を印加すると急激に放
出電流Ieが増加し、一方しきい値電圧Vth以下では
放出電流Ieがほとんど検出されない。すなわち、放出
電流Ieに対する明確なしきい値電圧Vthを持った非
線形素子である。
As described above, the characteristics of the three basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention, namely, firstly, the device has a certain voltage (called a threshold voltage,
When a device voltage equal to or higher than Vth) in FIG. 5 is applied, the emission current Ie rapidly increases, while at the threshold voltage Vth or lower, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0389】第二に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依
存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御でき
る。
Secondly, since the emission current Ie depends on the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.

【0390】第三に、アノード電極34に捕捉される放
出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存する。す
なわち、アノード電極34に捕捉される電荷量は、素子
電圧Vfを印加する時間により制御できる。
Thirdly, the emitted charges captured by the anode electrode 34 depend on the time for which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 34 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.

【0391】さらに、より好ましくは、素子電流If、
放出電流Ie、双方とも、対向する一対の素子電極に印
加する電圧に対して、単調増加特性(MI特性と呼ぶ)
を有する、表面伝導形放出素子である。以上によれば、
表面伝導形電子放出素子からの放出電子は、しきい値電
圧以上では、対抗する素子電極間に印加するパルス状電
圧の波高値と巾で制御される。一方、しきい値電圧以下
では、殆ど放出されない。
Further more preferably, the device current If,
Both the emission current Ie and the voltage applied to the pair of opposing element electrodes have a monotonically increasing characteristic (called MI characteristic).
Is a surface conduction electron-emitting device. According to the above
The emitted electrons from the surface conduction electron-emitting device are controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between the opposing device electrodes at the threshold voltage or higher. On the other hand, below the threshold voltage, it is hardly emitted.

【0392】この特性によれば、多数の表面伝導形電子
放出素子を本発明の如く配置した場合においても、前記
入力信号に基づいた波高のパルスあるいは、幅、あるい
は、波高と幅とを有するパルスを発生する前記変調手段
と、前記入力信号に含まれる同期信号を分離する分離手
段と、前記同期信号に基づいて、所定の幅で、互いに異
なる波高のパルス成分を組み合わせることで表面伝導形
電子放出素子を順番に選択する前記選択手段を有する構
成によって、入力信号に応じた表面伝導形電子放出素子
を選択し、その電子放出量が、制御できる駆動法を提供
できる。
According to this characteristic, even when a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged as in the present invention, a pulse having a pulse height or a pulse width or a pulse having a pulse height and a pulse width based on the input signal. Surface-conduction electron emission by combining pulse components of different wave heights with a predetermined width on the basis of the synchronizing signal, the separating means for separating the synchronizing signal included in the input signal, and the synchronizing means included in the input signal. With the configuration having the selection means for selecting the elements in order, it is possible to provide the driving method in which the surface conduction electron-emitting device is selected according to the input signal and the electron emission amount can be controlled.

【0393】よってかような表面伝導形電子放出素子の
特性に基づく本発明の新規な構成と駆動法によれば、従
来の様に、グリッド電極に寄ることなく、グリッド電極
なしに、m本の行方向配線とn本の列方向配線にそれぞ
れ入力信号より得た走査信号と変調信号を与えること
で、多数の表面伝導形電子放出素子からなる電子源よ
り、入力信号に応じて、電子放出素子を選択し、放出電
子量を制御する高品位な電子源となる。
Therefore, according to the novel structure and driving method of the present invention based on the characteristics of the surface conduction electron-emitting device, it is possible to reduce the number of m electrodes without grid electrodes as in the conventional case. By supplying the scanning signal and the modulation signal obtained from the input signal to the row-direction wiring and the n column-direction wiring, respectively, the electron-emitting device composed of a large number of surface conduction electron-emitting devices responds to the input signal. Is selected to provide a high-quality electron source that controls the amount of emitted electrons.

【0394】さらには、表面伝導形電子放出素子の対抗
する一対の素子電極、m本の行方向配線とn本の列方向
配線とによって、表面伝導形電子放出素子の対抗する一
対の素子電極とをそれぞれ結線する結線、m本の行方向
配線とn本の列方向配線の少なくとも一部が、構成元素
の一部あるいは全てが同一であることによって、特に、
装置作製上に高い温度がかかる場合には、異種金属間を
接続の問題が解消され、信頼性の高い、安価でかつ簡易
な構成が提供できる。
Further, a pair of device electrodes facing each other of the surface conduction electron-emitting device, and a pair of device electrodes facing each other of the surface conduction electron-emitting device are formed by the m row direction wirings and the n column direction wirings. In particular, since at least a part of the m row-direction wirings and the n column-direction wirings have the same or a part of the constituent elements,
When a high temperature is required for manufacturing the device, the problem of connecting different kinds of metals is solved, and a highly reliable, inexpensive and simple structure can be provided.

【0395】またさらには、該絶縁層が、m本の行方向
配線とn本の列方向配線の交差部近傍のみにあること及
び垂直型表面伝導形放出素子の段さ形成部が、該絶縁層
の一部あるいは全てが同一の製法で製造されることによ
って、コンタクトホールなしにm本の行方向配線あるい
はn本の列方向配線と素子の電気的接続が可能になる等
製法が簡略化され、安価でかつ簡易な構成の電子源及び
画像形成装置が提供できる。
Furthermore, the insulating layer is provided only in the vicinity of the intersection of the m row-direction wirings and the n column-direction wirings, and the step forming portion of the vertical surface conduction electron-emitting device has the insulating layer. Since some or all of the layers are manufactured by the same manufacturing method, it is possible to simplify the manufacturing method such as electrical connection between the m row-directional wirings or the n column-directional wirings and the element without contact holes. It is possible to provide an electron source and an image forming apparatus that are inexpensive and have a simple structure.

【0396】さらに本発明の別な駆動法によれば、入力
信号を、複数の入力信号群に分割する入力信号分割手段
を更に備え、該入力信号分割手段により発生した複数の
分割された入力信号に応じて、複数行(あるいは、列)
の表面伝導形電子放出素子が、選択、変調される分割駆
動であるため、該表面伝導形電子放出素子行(あるいは
列)に許容される時間が増加できるため、駆動IC、表
面伝導形電子放出素子に対して、余裕のある設計がなさ
れることができる。
Further, according to another driving method of the present invention, an input signal dividing means for dividing the input signal into a plurality of input signal groups is further provided, and the plurality of divided input signals generated by the input signal dividing means. Multiple rows (or columns) depending on
Since the surface conduction electron-emitting device of 1 is a divided drive that is selected and modulated, the time allowed for the row (or column) of the surface conduction electron-emitting device can be increased. A generous design can be made for the device.

【0397】さらに、該選択、変調される電子放出素子
の行(あるいは、列)の隣接する電子放出素子の行(あ
るいは、列)は定電位印加の状態である様に維持する駆
動法である。このため、各電子放出素子から放出された
電子ビーム間の電子ビーム照射面上でのクロストークが
ない。
Further, the driving method is such that the row (or column) of the adjacent electron emitting elements of the row (or column) of the selected and modulated electron emitting elements is maintained so as to be in a constant potential application state. . Therefore, there is no crosstalk between the electron beams emitted from each electron-emitting device on the electron beam irradiation surface.

【0398】さらに、本発明の電子源は、該表面伝導形
電子放出素子の複数の電子放出部から、放出された複数
の電子ビームを重ね合わせることで、電子照射面での電
子ビームの形状は、対称性の良い形状に制御できる電子
源を提供できる。
Furthermore, in the electron source of the present invention, the electron beams emitted from the electron emission portions of the surface conduction electron-emitting device are superposed on each other so that the shape of the electron beam on the electron irradiation surface is It is possible to provide an electron source that can be controlled in a shape with good symmetry.

【0399】また、Y方向での素子の配列ピッチを規定
配置することで、各電子放出素子から放出された電子ビ
ーム間の電子ビーム照射面上での重なりが制御できる。
Further, by arranging the array pitch of the elements in the Y direction in a prescribed manner, it is possible to control the overlap between the electron beams emitted from the electron emitting elements on the electron beam irradiation surface.

【0400】従って、簡易な構成でかつ容易に、電子を
放出する電子放出素子を選択と、その電子放出量を制御
しうる電子源を提供できる。
Therefore, it is possible to provide an electron source having a simple structure and easily selecting an electron-emitting device that emits an electron and controlling the electron emission amount.

【0401】また表示装置などの本発明の画像形成装置
は、入力信号に基づいて、画像を形成する装置であっ
て、画像を構成する画素に対応して、基板上にm本の行
方向配線と絶縁層を介して積層されたn本の列方向配線
とによって、少なくとも素子電極と電子放出部を含む薄
膜とで構成される表面伝導形電子放出素子の対抗する一
対の素子電極とをそれぞれ結線され、行列状に、配列さ
れた複数子の表面伝導形放出素子と、同期信号と画像信
号を含む入力信号の、該同期信号に基づいて、前記複数
の表面伝導形電子放出素子行の中から、適当な素子行を
選択する選択手段と、前記同期信号に基づき、前記画像
信号に応じた変調信号を発生して、前記選択手段により
選択された電子放出素子に入力する変調手段とを備える
ことを特徴とする画像形成装置であり、特には、前記電
子源基板と対向した位置に電子ビームの照射により可視
光を発する蛍光体とを備えた画像形成装置であり、より
好ましくは、表面伝導形電子放出素子の、放出電流、素
子電流双方が、対向する一対の素子電極に印加する電圧
に対して、単調増加特性(MI特性と呼ぶ)を示す真空
度を有する画像形成装置である。
The image forming apparatus of the present invention such as a display device is an apparatus for forming an image on the basis of an input signal, and m row-direction wirings are provided on the substrate corresponding to the pixels forming the image. And n column-direction wirings laminated via an insulating layer respectively connect a pair of opposing device electrodes of a surface conduction electron-emitting device composed of at least a device electrode and a thin film including an electron-emitting portion. A plurality of surface-conduction type electron-emitting device rows of a plurality of surface-conduction type electron-emitting device rows arranged in a matrix, and an input signal including a synchronization signal and an image signal, based on the synchronization signal. A selection means for selecting an appropriate element row, and a modulation means for generating a modulation signal according to the image signal based on the synchronization signal and inputting the modulation signal to the electron-emitting device selected by the selection means. Featuring An image forming apparatus, in particular, an image forming apparatus including a phosphor that emits visible light by irradiation of an electron beam at a position facing the electron source substrate, and more preferably a surface conduction electron-emitting device. The image forming apparatus has a vacuum degree in which both the emission current and the element current exhibit a monotonically increasing characteristic (referred to as MI characteristic) with respect to the voltage applied to the pair of opposing element electrodes.

【0402】よってかような表面伝導形電子放出素子の
特性に基づく本発明の画像形成装置の新規な構成と駆動
法によれば、従来の様に、グリッド電極に寄ることな
く、グリッド電極なしに、m本の行方向配線とn本の列
方向配線にそれぞれ入力信号より得た走査信号と変調信
号を与えることで、多数の表面伝導形電子放出素子から
なる電子源より、入力信号に応じて、電子放出素子を選
択し、放出電子量を制御でき、画素間のクロストークが
なく、表示輝度を制御性良く変調する事ができ、多階調
の表示が可能となり、たとえばテレビジョン画像を高い
品位で表示できる装置を実現できた。
Therefore, according to the novel structure and driving method of the image forming apparatus of the present invention based on the characteristics of the surface conduction electron-emitting device, it is possible to eliminate the grid electrode without the grid electrode as in the conventional case. , M row-direction wirings and n column-direction wirings are given a scanning signal and a modulation signal obtained from the input signal, respectively, so that an electron source composed of a large number of surface conduction electron-emitting devices responds to the input signal. , The electron-emitting device can be selected, the amount of emitted electrons can be controlled, there is no crosstalk between pixels, the display brightness can be modulated with good controllability, and multi-gradation display is possible. We were able to realize a device that can display quality.

【0403】また、真空中で電子ビームにより直接蛍光
体を励起するため、従来CRTなどの分野で公知の、発
光特性の優れた各色の蛍光体を発光源として使用でき
る。このため、カラー化も容易で、広い範囲の色彩を表
現できる。また、蛍光体を塗り分けるだけでカラー化が
可能であり、パネルの製造が容易である。走査や変調に
要する電圧も小さいため、電気回路の集積化が容易であ
る。これらの長所があいまって、製造に要する費用が低
減でき、極めて安価に表示装置を提供する事が可能であ
る。
Further, since the phosphors are directly excited by the electron beam in a vacuum, the phosphors of each color, which are conventionally known in the field of CRT and the like and have excellent emission characteristics, can be used as the light emission source. Therefore, colorization is easy and a wide range of colors can be expressed. In addition, it is possible to make a color by simply coating the phosphors separately, and it is easy to manufacture the panel. Since the voltage required for scanning and modulation is small, it is easy to integrate electric circuits. Due to these advantages, the cost required for manufacturing can be reduced, and the display device can be provided at an extremely low cost.

【0404】選択的に制御された明るさで発光せしめる
表示品位の高い表示装置などの画像形成装置が、提供で
きる。
It is possible to provide an image forming apparatus such as a display apparatus of high display quality which emits light with selectively controlled brightness.

【0405】さらには、表面伝導形電子放出素子の対抗
する一対の素子電極、m本の行方向配線とn本の列方向
配線とによって、表面伝導形電子放出素子の対抗する一
対の素子電極とをそれぞれ結線する結線、m本の行方向
配線とn本の列方向配線の少なくとも一部が、構成元素
の一部あるいは全てが同一である構成である。
Furthermore, by the pair of device electrodes facing each other of the surface conduction electron-emitting device, and the pair of device electrodes facing each other of the surface conduction electron-emitting device by the m row-direction wirings and the n column-direction wirings. And at least a part of the m row-direction wirings and the n column-direction wirings have the same or all of the constituent elements.

【0406】該表面伝導形電子放出素子が、該基板上
に、あるいは、該絶縁層上に形成された構成である。
The surface conduction electron-emitting device is formed on the substrate or on the insulating layer.

【0407】該絶縁層が、m本の行方向配線とn本の列
方向配線の交差部近傍のみにあること及び垂直型表面伝
導形放出素子の段さ形成部が、該絶縁層の一部あるいは
全てが同一である等の構成である。等の構成の電子源を
有する画像形成装置であるため、信頼性が高く、安価な
新規な構成の画像形成装置が提供できた。
The insulating layer is provided only in the vicinity of the intersection of the m row-direction wirings and the n column-direction wirings, and the step forming portion of the vertical surface conduction electron-emitting device is a part of the insulating layer. Alternatively, the configuration is such that all are the same. Since the image forming apparatus has an electron source having the above-described structure, a highly reliable and inexpensive image forming apparatus having a new structure can be provided.

【0408】またさらには、本発明の新規な構成の画像
形成装置は、本発明の別の駆動法によれば、入力信号
を、複数の入力信号群に分割する入力信号分割手段を更
に備え、該入力信号分割手段により発生した複数の分割
された入力信号に応じて、複数行(あるいは、列)の表
面伝導形電子放出素子が、選択、変調される分割駆動で
あるため、該表面伝導形電子放出素子行(あるいは列)
に許容される時間が増加できるため、駆動IC、表面伝
導形電子放出素子に対して、余裕のある設計がなされる
ことができる。
Further, according to another driving method of the present invention, the image forming apparatus having the novel structure of the present invention further comprises an input signal dividing means for dividing an input signal into a plurality of input signal groups, Since the surface conduction electron-emitting devices of a plurality of rows (or columns) are selected and modulated in accordance with the plurality of divided input signals generated by the input signal dividing means, the surface conduction type electron emission devices are selected. Electron emitting device row (or column)
Since the time allowed for the driving IC and the surface conduction electron-emitting device can be increased, the design can be made with a margin.

【0409】さらに、該選択、変調される電子放出素子
の行(あるいは、列)の隣接する電子放出素子の行(あ
るいは、列)は定電位印加の状態である様に維持する駆
動法である。このため、各電子放出素子から放出された
電子ビーム間の画像形成部材上でのクロストークがな
い。
Furthermore, the driving method is such that the row (or column) of the adjacent electron emitting elements of the row (or column) of the selected and modulated electron emitting elements is maintained so as to be in the state of constant potential application. . Therefore, there is no crosstalk between the electron beams emitted from each electron-emitting device on the image forming member.

【0410】さらに、本発明の画像形成装置は、該表面
伝導形電子放出素子の複数の電子放出部から、放出され
た複数の電子ビームを画像形成部材上で、重ね合わせる
ことで、発光輝点形状が、対称性の良い形状に制御でき
る画像形成装置を提供できる。
Further, in the image forming apparatus of the present invention, a plurality of electron beams emitted from the plurality of electron emitting portions of the surface conduction electron-emitting device are superposed on the image forming member, whereby a luminescent bright spot is obtained. It is possible to provide an image forming apparatus that can be controlled to have a shape with good symmetry.

【0411】また、Y方向での素子の配列ピッチを規定
配置にすることで、各電子放出素子から放出された電子
ビーム間の画像形成部材上での重なりが制御できるた
め、入力画像に応じた高品位な画像を提供できる。
Further, by setting the arrangement pitch of the elements in the Y direction to be a prescribed arrangement, the overlap between the electron beams emitted from the respective electron-emitting elements on the image forming member can be controlled, so that it can be adjusted according to the input image. High quality images can be provided.

【0412】またさらには、本発明の画像形成装置は、
TV信号、画像入力装置からの信号、画像メモリーから
の信号、コンピュータからの信号等を入力信号とできる
ために、テレビジョン放送の表示機器、テレビ会議の端
末機器、静止画像及び動画像を扱う画像編集機器、コン
ピュータの端末機器、ワードプロセッサをはじめとする
事務用端末機器、ゲーム機などの機能を一台で兼ね備え
ることが可能で、産業用あるいは民生用として極めて応
用範囲が広い。
Furthermore, the image forming apparatus of the present invention is
An image that handles a television broadcast display device, a video conference terminal device, a still image, and a moving image because a TV signal, a signal from an image input device, a signal from an image memory, a signal from a computer, and the like can be input signals. It is possible to combine the functions of editing equipment, computer terminal equipment, office terminal equipment such as word processors, game machines, etc., and it has an extremely wide range of applications for industrial or consumer use.

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

【図1】本発明に係わる平面型表面伝導形電子放出素子
の基本構成図。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a flat surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図2】本発明に係わる表面伝導形電子放出素子の基本
的な製法図。
FIG. 2 is a basic manufacturing method diagram of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図3】本発明に係わる表面伝導形電子放出素子の基本
的な測定評価装置図。
FIG. 3 is a basic measurement / evaluation apparatus diagram of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図4】本発明に係わる表面伝導形電子放出素子の通電
伝処理の電圧波形。
FIG. 4 is a voltage waveform of an electric conduction process of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図5】本発明に係わる表面伝導形電子放出素子の基本
的な特性図。
FIG. 5 is a basic characteristic diagram of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図6】本発明に係わる垂直型表面伝導形電子放出素子
の基本構成図。
FIG. 6 is a basic configuration diagram of a vertical surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図7】本発明の電子源構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of an electron source of the present invention.

【図8】本発明の画像形成装置図。FIG. 8 is a diagram of an image forming apparatus of the present invention.

【図9】蛍光膜の説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of a fluorescent film.

【図10】本発明の駆動方法を説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a driving method of the present invention.

【図11】本発明の画像形成装置の1画素の構成を示す
斜視図。
FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of one pixel of the image forming apparatus of the present invention.

【図12】表面伝導形電子放出素子で観測された輝点形
状を示す図。
FIG. 12 is a view showing a bright spot shape observed in a surface conduction electron-emitting device.

【図13】表面伝導形電子放出素子を用いた画像表示装
置の電子ビームの軌道を説明するための等電位図。
FIG. 13 is an equipotential diagram for explaining the trajectory of an electron beam of an image display device using a surface conduction electron-emitting device.

【図14】実施例1の電子源の平面図。FIG. 14 is a plan view of the electron source according to the first embodiment.

【図15】実施例1の電子源の断面図。FIG. 15 is a sectional view of the electron source of Example 1.

【図16】実施例1の電子源製法図。16 is an electron source manufacturing method diagram of Example 1. FIG.

【図17】実施例1の電子源製法図。FIG. 17 is an electron source manufacturing method of Example 1.

【図18】実施例1のマスク図。FIG. 18 is a mask diagram of the first embodiment.

【図19】実施例1の比較サンプルの特性図。FIG. 19 is a characteristic diagram of a comparative sample of Example 1.

【図20】実施例2の断面図。FIG. 20 is a sectional view of the second embodiment.

【図21】実施例2の電子源製法図。FIG. 21 is an electron source manufacturing method diagram of Example 2;

【図22】実施例3の電子源平面図。FIG. 22 is a plan view of the electron source according to the third embodiment.

【図23】実施例3の電子源断面図。FIG. 23 is a sectional view of the electron source of Example 3;

【図24】実施例3の電子源製法図。FIG. 24 is an electron source manufacturing method diagram of Example 3;

【図25】実施例4の本発明の第一及び第二の駆動方法
を実施する為の概略回路構成の一例。
FIG. 25 is an example of a schematic circuit configuration for carrying out the first and second driving methods of the present invention according to the fourth embodiment.

【図26】実施例4の電子放出素子が行列状に配線され
たマルチ電子源の一部回路図。
FIG. 26 is a partial circuit diagram of a multi-electron source in which electron-emitting devices of Example 4 are arranged in a matrix.

【図27】実施例4の原画像の一例を示す図。FIG. 27 is a diagram showing an example of an original image according to the fourth embodiment.

【図28】実施例4のマルチ電子源に印加する駆動電圧
を示す図。
FIG. 28 is a diagram showing a drive voltage applied to the multi-electron source of Example 4.

【図29】実施例4の一画面を順次一ラインずつ表示し
てゆく際のタイムチャート。
FIG. 29 is a time chart in which one screen of Example 4 is sequentially displayed line by line.

【図30】実施例4の回路の全体動作を説明するための
タイムチャート。
FIG. 30 is a time chart for explaining the overall operation of the circuit of Example 4.

【図31】実施例4の電子放出素子に印加される駆動電
圧を説明するための図。
FIG. 31 is a diagram for explaining a drive voltage applied to the electron-emitting device of Example 4.

【図32】実施例5の本発明の第三の駆動方法の第一実
施例の概略回路構成の一例。
FIG. 32 is an example of the schematic circuit configuration of the first embodiment of the third driving method of the present invention of the fifth embodiment.

【図33】実施例5の電子放出素子に印加される駆動電
圧を説明するための図。
FIG. 33 is a diagram for explaining a drive voltage applied to the electron-emitting device of Example 5.

【図34】実施例6の本発明の第三の駆動方法の第二実
施例の概略構成の一例。
FIG. 34 is an example of a schematic configuration of a second embodiment of the third driving method of the present invention of the sixth embodiment.

【図35】実施例6の電子放出素子に印加される駆動電
圧を説明するための図。
FIG. 35 is a diagram for explaining a drive voltage applied to the electron-emitting device of Example 6.

【図36】実施例7の電子放出素子の斜視図。FIG. 36 is a perspective view of an electron-emitting device of Example 7.

【図37】実施例8の画像形成装置の斜視図。FIG. 37 is a perspective view of the image forming apparatus according to the eighth embodiment.

【図38】実施例8の電子放出素子の斜視図。FIG. 38 is a perspective view of an electron-emitting device of Example 8.

【図39】実施例8の電子放出素子のX軸断面図。FIG. 39 is an X-axis cross-sectional view of the electron-emitting device of Example 8.

【図40】実施例9の電子放出素子の斜視図。FIG. 40 is a perspective view of an electron-emitting device of Example 9.

【図41】実施例9の本発明の駆動法を示す一部回路
図。
FIG. 41 is a partial circuit diagram showing the driving method of the present invention according to the ninth embodiment.

【図42】実施例10の本発明の表示装置の一例。FIG. 42 shows an example of the display device of the present invention according to the tenth embodiment.

【図43】従来の表面伝導形電子放出素子の平面図。FIG. 43 is a plan view of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図44】従来の画像形成装置の概略図。FIG. 44 is a schematic view of a conventional image forming apparatus.

【図45】従来の画像形成装置の概略図。FIG. 45 is a schematic diagram of a conventional image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 電子放出部形成用薄膜 3 電子放出部 4 電子放出部を含む薄膜 5、6 素子電極 73 X方向配線 73 Y方向配線 74 表面伝導形電子放出素子 75 結線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Electron emission part forming thin film 3 Electron emission part 4 Thin film including electron emission part 5 and 6 Element electrode 73 X direction wiring 73 Y direction wiring 74 Surface conduction type electron emission element 75 Connection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−77897 (32)優先日 平5(1993)4月5日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平5−78165 (32)優先日 平5(1993)4月5日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 河出 一佐哲 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 長田 芳幸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 武田 俊彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 山口 英司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 鈴木 朝岳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 外處 泰之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 戸島 博彰 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 磯野 青児 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 中村 尚人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 佐藤 安栄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 三品 伸也 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 野村 一郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 金子 哲也 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 5-77897 (32) Priority date Hei 5 (1993) April 5 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority Claim number Japanese patent application No. 5-78165 (32) Priority date 5 (1993) April 5 (33) Priority claiming country Japan (JP) (72) Inventor Kasatoshi Kawade 3-30 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No. 2 within Canon Inc. (72) Inventor Yoshiyuki Nagata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Toshihiko Takeda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Eiji Yamaguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Asatake Suzuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Co., Ltd. Uchi (72) Inventor Yasuyuki Gaien Higashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroaki Tojima 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Seiji Isono Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo 3-30-2 Canon Inc. (72) Inventor Naoto Nakamura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo 372-2 Canon Inc. (72) Inventor Anei Sato 3-Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No. 30-2 Canon Inc. (72) Shinya Sanshin 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Ichiro Nomura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo In Canon Inc. (72) Inventor Tetsuya Kaneko 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (52)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号に応じて電子を放出する電子源
において、該電子源は基板と、該基板上に絶縁層を介し
て積層されたm本の行方向配線およびn本の列方向配線
と、一対の素子電極間に電子放出部を含む薄膜を有する
表面伝導形電子放出素子の複数とを有し、該複数の表面
伝導形電子放出素子は、該素子電極と該行方向配線およ
び該列方向配線とが結線されて、行列状に配列されてお
り、且つ、該電子源は、該複数の表面伝導形電子放出素
子の中から、素子行を選択する選択手段と、該入力信号
に応じて変調信号を発生し、該選択手段により選択され
た該素子行に、該変調信号を印加する変調手段とを有す
ることを特徴とする電子源。
1. An electron source that emits electrons in response to an input signal, wherein the electron source is a substrate, and m row-direction wirings and n column-direction wirings are stacked on the substrate via an insulating layer. And a plurality of surface conduction electron-emitting devices having a thin film including an electron emitting portion between a pair of device electrodes, the plurality of surface conduction electron-emitting devices including the device electrodes, the row-direction wirings, and The column-direction wirings are connected and arranged in a matrix, and the electron source has a selecting means for selecting a device row from the plurality of surface conduction electron-emitting devices and an input signal for the selecting means. An electron source comprising: a modulation means for generating a modulation signal in response to the element row and applying the modulation signal to the element row selected by the selection means.
【請求項2】 前記表面伝導形電子放出素子が、平面型
表面伝導形電子放出素子である請求項1に記載の電子
源。
2. The electron source according to claim 1, wherein the surface conduction electron-emitting device is a flat surface conduction electron-emitting device.
【請求項3】 前記表面伝導形電子放出素子が、垂直型
表面伝導形電子放出素子である請求項1に記載の電子
源。
3. The electron source according to claim 1, wherein the surface conduction electron-emitting device is a vertical surface conduction electron-emitting device.
【請求項4】 前記表面伝導形電子放出素子は、素子電
流及び電子放出電流が素子印加電圧に対して、単調増加
特性を有する表面伝導形電子放出素子である請求項1に
記載の電子源。
4. The electron source according to claim 1, wherein the surface-conduction type electron-emitting device is a surface-conduction type electron-emitting device having a device current and an electron-emission current having a monotonically increasing characteristic with respect to a device applied voltage.
【請求項5】 前記電子放出部を含む薄膜が、導電性微
粒子で構成された膜である請求項1に記載の電子源。
5. The electron source according to claim 1, wherein the thin film including the electron emitting portion is a film composed of conductive fine particles.
【請求項6】 前記導電性微粒子が、Pd、Nb、M
o、Rh、Hf、Re、Ir、Pt、Al、Co、N
i、Cs、Ba、Ru、Ag、Au、Ti、In、C
u、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb、Pd
O、SnO2、In23 、PbO、Sb23 、Ba
O、MgO、HfB2 、ZrB2 、LaB6 、CeB
6 、YB4 、GdB4 、TiC、ZrC、HfC、Ta
C、SiC、WC、TiN、ZrN、HfN、Si、G
e、カーボンの中から選ばれる少なくとも一種の材料か
らなる請求項5に記載の電子源。
6. The conductive fine particles are Pd, Nb, and M.
o, Rh, Hf, Re, Ir, Pt, Al, Co, N
i, Cs, Ba, Ru, Ag, Au, Ti, In, C
u, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, Pd
O, SnO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , Ba
O, MgO, HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB
6 , YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC, HfC, Ta
C, SiC, WC, TiN, ZrN, HfN, Si, G
The electron source according to claim 5, comprising at least one material selected from e and carbon.
【請求項7】 前記電子放出部を含む薄膜、前記素子電
極、前記m本の行方向配線、前記n本の列方向配線、及
び前記結線材料のうち、少なくとも一組がその構成元素
の一部あるいは構成元素の全てが同一である材料よりな
る請求項1に記載の電子源。
7. At least one set of a thin film including the electron emitting portion, the device electrode, the m row-directional wirings, the n column-directional wirings, and the connection material is a part of its constituent elements. Alternatively, the electron source according to claim 1, which is made of a material in which all the constituent elements are the same.
【請求項8】 前記絶縁層が、前記m本の行方向配線と
前記n本の列方向配線の交差部近傍のみにある請求項1
に記載の電子源。
8. The insulating layer is provided only in the vicinity of an intersection of the m row-direction wirings and the n column-direction wirings.
The electron source described in.
【請求項9】 前記垂直型表面伝導形電子放出素子の段
差形成部が、前記絶縁層の少なくとも一部を兼ねる請求
項3に記載の電子源。
9. The electron source according to claim 3, wherein the step forming portion of the vertical surface conduction electron-emitting device also serves as at least a part of the insulating layer.
【請求項10】 前記垂直型表面伝導形電子放出素子の
段差形成部と前記絶縁層とが、その構成元素の一部ある
いは構成元素の全てが同一である材料よりなる請求項3
に記載の電子源。
10. The step forming portion of the vertical surface conduction electron-emitting device and the insulating layer are made of a material in which some or all of the constituent elements are the same.
The electron source described in.
【請求項11】 前記表面伝導形電子放出素子が、前記
基板面上に形成されている請求項1に記載の電子源。
11. The electron source according to claim 1, wherein the surface conduction electron-emitting device is formed on the surface of the substrate.
【請求項12】 前記表面伝導形電子放出素子が、前記
絶縁層上に形成されている請求項1に記載の電子源。
12. The electron source according to claim 1, wherein the surface conduction electron-emitting device is formed on the insulating layer.
【請求項13】 前記複数の表面伝導形電子放出素子か
ら放出される複数の電子ビームのうち、2以上の電子ビ
ームが重ね合わされる請求項1に記載の電子源。
13. The electron source according to claim 1, wherein two or more electron beams among the plurality of electron beams emitted from the plurality of surface conduction electron-emitting devices are superposed.
【請求項14】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高のパルスを発生する手段である請求項1に記載
の電子源。
14. The electron source according to claim 1, wherein the modulating means is means for generating a pulse having a pulse height based on the input signal.
【請求項15】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた幅のパルスを発生する手段である請求項1に記載の
電子源。
15. The electron source according to claim 1, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a width based on the input signal.
【請求項16】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高と幅とを有するパルスを発生する手段である請
求項1に記載の電子源。
16. The electron source according to claim 1, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a wave height and a width based on the input signal.
【請求項17】 更に、前記入力信号に含まれる同期信
号を分離する分離手段を有し、前記選択手段は、該同期
信号に基づいて、前記表面伝導形電子放出素子行を順次
選択する手段である請求項1に記載の電子源。
17. A separating means for separating a synchronizing signal included in the input signal, wherein the selecting means is a means for sequentially selecting the surface conduction electron-emitting device rows based on the synchronizing signal. The electron source of claim 1, wherein
【請求項18】 前記選択手段は、選択素子行と非選択
素子行とを、互いに波高の異なるパルスを発生すること
で選択する手段である請求項1に記載の電子源。
18. The electron source according to claim 1, wherein the selecting means is means for selecting a selected element row and a non-selected element row by generating pulses having different wave heights.
【請求項19】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高のパルスを発生する手段である請求項18に記
載の電子源。
19. The electron source according to claim 18, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a pulse height based on the input signal.
【請求項20】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた幅のパルスを発生する手段である請求項18に記載
の電子源。
20. The electron source according to claim 18, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a width based on the input signal.
【請求項21】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高と幅とを有するパルスを発生する手段である請
求項18に記載の電子源。
21. The electron source according to claim 18, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a wave height and a width based on the input signal.
【請求項22】 更に、入力信号を複数の信号群に分割
する手段を有し、該分割手段から発生される複数の信号
群に応じて、複数行あるいは複数列の前記表面伝導形電
子放出素子が選択及び変調される請求項1に記載の電子
源。
22. Further, there is provided a means for dividing an input signal into a plurality of signal groups, and a plurality of rows or a plurality of columns of the surface conduction electron-emitting devices are provided according to a plurality of signal groups generated from the dividing means. The electron source according to claim 1, wherein is selected and modulated.
【請求項23】 前記選択及び変調される行あるいは列
に隣接した、行あるいは列には、定電位が印加される請
求項22に記載の電子源。
23. The electron source according to claim 22, wherein a constant potential is applied to a row or column adjacent to the row or column to be selected and modulated.
【請求項24】 入力信号に応じて画像を形成する画像
形成装置において、該画像形成装置は、電子源と画像形
成部材とを有し、該電子源は基板と、該基板上に絶縁層
を介して積層されたm本の行方向配線及びn本の列方向
配線と、一対の素子電極間に電子放出部を含む薄膜を有
する表面伝導形電子放出素子の複数とを有し、該複数の
表面伝導形電子放出素子は、該素子電極と該行方向配線
及び該列方向配線とが結線されて、画像を構成する画素
に対応して行列状に配列されており、且つ、該画像形成
装置は、該複数の表面伝導形電子放出素子の中から、素
子行を選択する選択手段と、該入力信号に応じて変調信
号を発生し、該選択手段により選択された該素子行に、
該変調信号を印加する変調手段とを有することを特徴と
する画像形成装置。
24. An image forming apparatus for forming an image according to an input signal, wherein the image forming apparatus has an electron source and an image forming member, the electron source includes a substrate and an insulating layer on the substrate. A plurality of surface-conduction electron-emitting devices having a thin film including an electron-emitting portion between a pair of device electrodes; The surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix corresponding to pixels forming an image by connecting the device electrodes, the row-direction wirings and the column-direction wirings, and the image forming apparatus. Selecting means for selecting an element row from the plurality of surface conduction electron-emitting devices, and generating a modulation signal according to the input signal, and for the element row selected by the selecting means,
An image forming apparatus comprising: a modulation unit that applies the modulation signal.
【請求項25】 前記表面伝導形電子放出素子が、平面
型表面伝導形電子放出素子である請求項24に記載の画
像形成装置。
25. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the surface conduction electron-emitting device is a flat surface conduction electron-emitting device.
【請求項26】 前記表面伝導形電子放出素子が、垂直
型表面伝導形電子放出素子である請求項24に記載の画
像形成装置。
26. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the surface conduction electron-emitting device is a vertical surface conduction electron-emitting device.
【請求項27】 前記表面伝導形電子放出素子は、素子
電流及び電子放出電流が、素子印加電圧に対して、単調
増加特性を有する表面伝導形電子放出素子である請求項
24に記載の画像形成装置。
27. The image forming according to claim 24, wherein the surface conduction electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device in which the device current and the electron emission current have a monotonically increasing characteristic with respect to the device applied voltage. apparatus.
【請求項28】 前記表面伝導形電子放出素子の素子電
流及び電子放出電流が、印加電圧に対して、単調増加特
性を示す真空度に維持されている請求項24に記載の画
像形成装置。
28. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the device current and the electron emission current of the surface conduction electron-emitting device are maintained at a degree of vacuum that exhibits a monotonically increasing characteristic with respect to the applied voltage.
【請求項29】 前記電子放出部を含む薄膜が、導電性
微粒子で構成された膜である請求項24に記載の画像形
成装置。
29. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the thin film including the electron emitting portion is a film made of conductive fine particles.
【請求項30】 前記導電性微粒子が、Pd、Nb、M
o、Rh、Hf、Re、Ir、Pt、Al、Co、N
i、Cs、Ba、Ru、Ag、Au、Ti、In、C
u、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb、Pd
O、SnO2 、In23、PbO、Sb23 、Ba
O、MgO、HfB2 ZrB2 、LaB6 、CeB6
YB4 、GdB4 、TiC、ZrC、HfC、TaC、
SiC、WC、TiN、ZrN、HfN、Si、Ge、
カーボンの中から選ばれる少なくとも一種の材料からな
る請求項29に記載の画像形成装置。
30. The conductive fine particles are Pd, Nb, M
o, Rh, Hf, Re, Ir, Pt, Al, Co, N
i, Cs, Ba, Ru, Ag, Au, Ti, In, C
u, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, Pd
O, SnO 2 , In 2 O 3, PbO, Sb 2 O 3 , Ba
O, MgO, HfB 2 ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 ,
YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC, HfC, TaC,
SiC, WC, TiN, ZrN, HfN, Si, Ge,
The image forming apparatus according to claim 29, which is made of at least one material selected from carbon.
【請求項31】 前記電子放出部を含む薄膜、前記素子
電極、前記m本の行方向配線、前記n本の列方向配線、
及び前記結線材料のうち、少なくとも一組が、その構成
元素の一部あるいは構成元素の全てが同一である材料よ
りなる請求項24に記載の画像形成装置。
31. A thin film including the electron emitting portion, the device electrode, the m row-direction wirings, the n column-direction wirings,
25. The image forming apparatus according to claim 24, wherein at least one set of the connection materials is made of a material in which some or all of the constituent elements are the same.
【請求項32】 前記絶縁層が、前記m本の行方向配線
と前記n本の列方向配線の交差部近傍のみにある請求項
24に記載の画像形成装置。
32. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the insulating layer is provided only near an intersection of the m number of row-direction wirings and the n number of column-direction wirings.
【請求項33】 前記垂直型表面伝導形電子放出素子の
段差形成部が、前記絶縁層の少なくとも一部を兼ねる請
求項26に記載の画像形成装置。
33. The image forming apparatus according to claim 26, wherein the step forming portion of the vertical surface conduction electron-emitting device also serves as at least a part of the insulating layer.
【請求項34】 前記垂直型表面伝導形電子放出素子の
段差形成部と前記絶縁層とが、その構成元素の一部ある
いは構成元素の全てが同一である材料よりなる請求項2
6に記載の画像形成装置。
34. The step forming portion of the vertical surface conduction electron-emitting device and the insulating layer are made of a material in which some or all of the constituent elements are the same.
The image forming apparatus according to item 6.
【請求項35】 前記表面伝導形電子放出素子が、前記
基板面上に形成されている請求項24に記載の画像形成
装置。
35. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the surface conduction electron-emitting device is formed on the surface of the substrate.
【請求項36】 前記表面伝導形電子放出素子が、前記
絶縁層上に形成されている請求項24に記載の画像形成
装置。
36. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the surface conduction electron-emitting device is formed on the insulating layer.
【請求項37】 前記複数の表面伝導形電子放出素子か
ら放出される複数の電子ビームのうち、2以上の電子ビ
ームが重ね合わされる請求項24に記載の画像形成装
置。
37. The image forming apparatus according to claim 24, wherein two or more electron beams among the plurality of electron beams emitted from the plurality of surface conduction electron-emitting devices are superposed.
【請求項38】 前記複数の表面伝導形電子放出素子の
複数の電子放出部は、互いに以下の関係式(I)を満た
す間隔Wにて配置されている請求項37に記載の画像形
成装置。 K2 ×2H(Vf /Va1/2 ≧W/2≧K3 ×2H(Vf /Va1/2 …( I) [但し、K2 =1.25±0.05、K3 =0.35±
0.05、Hは表面伝導形電子放出素子と画像形成部材
との距離、Vf は表面伝導形電子放出素子に印加される
電圧、Va は画像形成部材に印加される電圧を示す]
38. The image forming apparatus according to claim 37, wherein the plurality of electron emitting portions of the plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged at intervals W satisfying the following relational expression (I). K 2 × 2H (V f / V a ) 1/2 ≧ W / 2 ≧ K 3 × 2H (V f / V a ) 1/2 (I) [where K 2 = 1.25 ± 0.05 , K 3 = 0.35 ±
0.05, H is the distance between the surface conduction electron-emitting device and the image forming member, V f is the voltage applied to the surface conduction electron emitting device, and V a is the voltage applied to the image forming member].
【請求項39】 前記複数の表面伝導形電子放出素子の
列方向配列ピッチPが、以下の関係式(II)を満たす
請求項24に記載の画像形成装置。 P<L+2K5 ×2H(Vf /Va1/2 …(II) [但し、K5 =0.8、Lは表面伝導形電子放出素子の
列方向の長さ、Hは表面伝導形電子放出素子と画像形成
部材との距離、Vf は表面伝導形電子放出素子に印加さ
れる電圧、Va は画像形成部材に印加される電圧を示
す]
39. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the array pitch P in the column direction of the plurality of surface conduction electron-emitting devices satisfies the following relational expression (II). P <L + 2K 5 × 2H (V f / V a ) 1/2 (II) [where K 5 = 0.8, L is the length in the column direction of the surface conduction electron-emitting device, and H is the surface conduction type. The distance between the electron-emitting device and the image forming member, V f is the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device, and V a is the voltage applied to the image forming member.]
【請求項40】 前記複数の表面伝導形電子放出素子の
列方向配列ピッチPが、以下の関係式(III)を満た
す請求項24に記載の画像形成装置。 P≧L+2K6 ×2H(Vf /Va1/2 …(III) [但し、K6 =0.9、Lは表面伝導形電子放出素子の
列方向の長さ、Hは表面伝導形電子放出素子と画像形成
部材との距離、Vf は表面伝導形電子放出素子に印加さ
れる電圧、Va は画像形成部材に印加される電圧を示
す]
40. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the array pitch P in the column direction of the plurality of surface conduction electron-emitting devices satisfies the following relational expression (III). P ≧ L + 2K 6 × 2H (V f / V a ) 1/2 (III) [where K 6 = 0.9, L is the length in the column direction of the surface conduction electron-emitting device, and H is the surface conduction type. The distance between the electron-emitting device and the image forming member, V f is the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device, and V a is the voltage applied to the image forming member.]
【請求項41】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高のパルスを発生する手段である請求項24に記
載の画像形成装置。
41. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a wave height based on the input signal.
【請求項42】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた幅のパルスを発生する手段である請求項24に記載
の画像形成装置。
42. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the modulating means is means for generating a pulse having a width based on the input signal.
【請求項43】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高と幅とを有するパルスを発生する手段である請
求項24に記載の画像形成装置。
43. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a wave height and a width based on the input signal.
【請求項44】 更に、前記入力信号に含まれる同期信
号を分離する分離手段を有し、前記選択手段は、該同期
信号に基づいて、前記表面伝導形電子放出素子行を順次
選択する手段である請求項24に記載の画像形成装置。
44. A separation means for separating a synchronization signal included in the input signal is provided, and the selection means is a means for sequentially selecting the surface conduction electron-emitting device rows based on the synchronization signal. The image forming apparatus according to claim 24.
【請求項45】 前記選択手段は、選択素子行と非選択
素子行とを、互いに波高の異なるパルスを発生すること
で選択する手段である請求項24に記載の画像形成装
置。
45. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the selecting means is means for selecting a selected element row and a non-selected element row by generating pulses having different wave heights.
【請求項46】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高のパルスを発生する手段である請求項45に記
載の画像形成装置。
46. The image forming apparatus according to claim 45, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a wave height based on the input signal.
【請求項47】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた幅のパルスを発生する手段である請求項45に記載
の画像形成装置。
47. The image forming apparatus according to claim 45, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a width based on the input signal.
【請求項48】 前記変調手段が、前記入力信号に基づ
いた波高と幅とを有するパルスを発生する手段である請
求項45に記載の画像形成装置。
48. The image forming apparatus according to claim 45, wherein the modulation means is means for generating a pulse having a wave height and a width based on the input signal.
【請求項49】 更に、入力信号を複数の信号群に分割
する手段を有し、該分割手段から発生される複数の信号
群に応じて、複数行あるいは複数列の前記表面伝導形電
子放出素子が選択及び変調される請求項24に記載の画
像形成装置。
49. Further, there is provided a means for dividing an input signal into a plurality of signal groups, and a plurality of rows or a plurality of columns of the surface conduction electron-emitting devices are provided according to a plurality of signal groups generated by the dividing means. The image forming apparatus according to claim 24, wherein is selected and modulated.
【請求項50】 前記選択及び変調される行あるいは列
に隣接した、行あるいは列には、定電位が印加される請
求項49に記載の画像形成装置。
50. The image forming apparatus according to claim 49, wherein a constant potential is applied to a row or a column adjacent to the selected or modulated row or the column.
【請求項51】 前記画像形成部材が、蛍光体である請
求項24に記載の画像形成装置。
51. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the image forming member is a phosphor.
【請求項52】 前記入力信号が、TV信号、画像入力
装置からの信号、画像メモリーからの信号、コンピュー
タからの信号のうち少なくとも一つである請求項24に
記載の画像形成装置。
52. The image forming apparatus according to claim 24, wherein the input signal is at least one of a TV signal, a signal from an image input device, a signal from an image memory, and a signal from a computer.
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