JPH08212943A - Image forming device and electron beam generating source - Google Patents

Image forming device and electron beam generating source

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JPH08212943A
JPH08212943A JP1497695A JP1497695A JPH08212943A JP H08212943 A JPH08212943 A JP H08212943A JP 1497695 A JP1497695 A JP 1497695A JP 1497695 A JP1497695 A JP 1497695A JP H08212943 A JPH08212943 A JP H08212943A
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JP
Japan
Prior art keywords
electron
surface conduction
emitting device
electron beam
emitting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1497695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Yamaguchi
英司 山口
Hidetoshi Suzuki
英俊 鱸
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP1497695A priority Critical patent/JPH08212943A/en
Publication of JPH08212943A publication Critical patent/JPH08212943A/en
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an electron beam source wherein white balance can be easily taken and to provide an image forming device of performing an image display with good color reproducibility by using this electron beam source. CONSTITUTION: Three surface conduction type electron emitting elements having a different width W of an electron emitting part 3 are prepared, and the element having the electron emitting part 3 of standard width W22 corresponds to a green phosphor serving as the reference in the case of taking white balance. For instance, by making the element of width W23 (<W22) correspond to the electron emitting element corresponding to a blue phosphor, an emission current Ie is decreased to make this luminous intensity curve agree with a reference characteristic curve in the case of taking white balance. By making the element of width W21 (>W22) correspond to the electron emitting element corresponding to a red phosphor, the emission current Ie is increased to conform this luminous intensity curve to the reference characteristic curve.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置および電子
ビーム発生源に関し、例えば、複数の冷陰極電子源を二
次元に配設した電子ビーム発生源を用いた画像形成装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus and an electron beam generator, and more particularly to an image forming apparatus using an electron beam generator in which a plurality of cold cathode electron sources are two-dimensionally arranged.

【0002】[0002]

【従来技術】電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素
子の二種類がある。このうち冷陰極素子には、例えば、
電界放出型素子(以下「FE型」と記す)、金属/絶縁層/
金属型放出素子(以下「MIM型」と記す)や表面伝導型
電子放出素子などがある。
2. Description of the Related Art There are two types of electron-emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device. Among these, the cold cathode element, for example,
Field emission device (hereinafter referred to as "FE type"), metal / insulating layer /
There are metal-type electron-emitting devices (hereinafter referred to as "MIM type") and surface-conduction electron-emitting devices.

【0003】FE型の例としては、例えば、W.P.Dyke &
W.W.Dolan, "Field emission", Advance in Electron P
hysics, 8, 89(1956)や、あるいは、C.A.Spindt, "Phys
icalproperties of thin-film field emission cathode
s with molybdenium cones",J.Appl.Phys., 47, 5248(1
976)などがある。
As an example of the FE type, for example, WP Dyke &
WWDolan, "Field emission", Advance in Electron P
hysics, 8, 89 (1956) or CASpindt, "Phys
icalproperties of thin-film field emission cathode
s with molybdenium cones ", J.Appl.Phys., 47, 5248 (1
976) and so on.

【0004】また、MIM型の例としては、例えば、C.A.M
ead, "Operation of Tunnel-emission Devices", J.App
l.Phys., 32, 646(1961)などがある。
As an example of the MIM type, for example, CAM
ead, "Operation of Tunnel-emission Devices", J.App
l.Phys., 32, 646 (1961), etc.

【0005】また、表面伝導型電子放出素子としては、
例えば、M.I.Elinson, Radio Eng.Electron Phys., 10,
1290(1965)や、後述する他の例がある。
Further, as the surface conduction electron-emitting device,
For example, MIElinson, Radio Eng. Electron Phys., 10,
1290 (1965) and other examples described later.

【0006】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生じる現象を利用したものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記Elinsonなど
によるSnO2薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer: "Thin Solid Films", 9, 317(1972)]、In2
O3/SnO2薄膜によるもの[M.Hartwell and C.G.Fonstad:
"IEEE Trans. ED Conf.", 519(1975)]やカーボン薄膜
によるもの[荒木久他: 真空、第26巻、第1号、22(198
3)]などが報告されている。
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 surface conduction electron-emitting device, in addition to the SnO2 thin film by Elinson, etc., the Au thin film is used.
[G.Dittmer: "Thin Solid Films", 9, 317 (1972)], In2
O3 / SnO2 thin film [M. Hartwell and CGFonstad:
"IEEE Trans. ED Conf.", 519 (1975)] and carbon thin films [Haraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 22 (198)
3)] etc. have been reported.

【0007】これらの表面伝導型電子放出素子の素子構
成の典型的な例として、図1に前述のHartwellなどによ
る素子の平面図を示す。同図において、3001は基板、30
04はスパッタで形成された金属酸化物からなる導電性薄
膜である。導電性薄膜3004は、図に示すように、H字形
の平面形状に形成されている。この導電性薄膜3004に後
述する通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すこと
により、電子放出部3005が形成される。図中の距離Lは
0.5〜1mm、Wは0.1mmに設定されている。なお、図示の便
宜から、電子放出部3005を導電性薄膜3004の中央に矩形
の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の
電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけでは
ない。
As a typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. 1 shows a plan view of the device according to the above-mentioned Hartwell. In the figure, 3001 is a substrate, 30
Reference numeral 04 is a conductive thin film made of metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped plane shape as shown in the figure. An electron-emitting portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on this conductive thin film 3004. The distance L in the figure is
0.5 to 1 mm, W is set to 0.1 mm. Note that, for convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape in the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one and faithfully represents the actual position and shape of the electron emitting portion. It doesn't mean that.

【0008】Hartwellなどによる素子をはじめとして、
上述の表面伝導型電子放出素子においては、電子放出を
行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミングと呼ばれる
通電処理を施すことにより電子放出部3005を形成するの
が一般的である。すなわち、通電フォーミングとは、導
電性薄膜3004の両端に一定の直流電圧、もしくは、例え
ば1V/分程度の非常に緩いレートで昇圧する直流電圧を
印加して通電し、導電性薄膜3004を局所的に破壊もしく
は変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電
子放出部3005を形成することである。なお、局所的に破
壊もしくは変形もしくは変質した導電性薄膜3004の一部
には、亀裂が発生する。この通電フォーミング後に、導
電性薄膜3004に適宜の電圧を印加した場合には、前記の
亀裂付近において電子放出が行われる。
Starting with devices such as Hartwell,
In the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, it is general that the electron-emitting portion 3005 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before emitting electrons. That is, the energization forming means that a constant DC voltage is applied to both ends of the conductive thin film 3004, or a DC voltage that is boosted at a very slow rate of, for example, about 1 V / min is applied to conduct current, and the conductive thin film 3004 is locally That is, the electron emission portion 3005 is formed in a state of being electrically high in resistance by being destroyed, deformed or altered. Note that a crack is generated in a part of the conductive thin film 3004 which is locally broken, deformed or altered. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 3004 after this energization forming, electrons are emitted near the crack.

【0009】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純で製造も容易であることから、大面積に亘り多数の
素子を形成できる利点がある。そこで、例えば本出願人
による特開昭64-31332号公報に開示されたように、多数
の素子を配列して駆動するための方法が研究されてい
る。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area because it has a simple structure and is easy to manufacture. Therefore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 64-31332 by the present applicant, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.

【0010】また、表面伝導型電子放出素子の応用につ
いては、例えば、画像表示装置、画像記録装置などの画
像形成装置や、荷電ビーム源などが研究されている。と
くに画像表示装置への応用としては、例えば本出願人に
よるUSP 5,066,883や特開平2-257551号公報に開示され
たように、表示伝導型放出素子と電子ビームの照射によ
り発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置
が研究されている。表面伝導型電子放出素子と蛍光体と
を組み合わせて用いた画像表示装置は、従来の他の方式
の画像表示装置よりも優れた特性が期待されている。例
えば、近年普及した液晶表示装置と比較しても、自発光
型であるためバックライトを必要としない点や、視野角
が広い点が優れているといえる。
Regarding the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, and a charged beam source have been studied. Particularly as an application to an image display device, for example, as disclosed in USP 5,066,883 by the present applicant and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-257551, a combination of a display conduction type emission element and a phosphor that emits light by irradiation of an electron beam is combined. The image display device used for the above is being studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight and has a wide viewing angle because it is a self-luminous type, as compared with a liquid crystal display device that has become widespread in recent years.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記従来
例に記載したものをはじめとして、様々な材料、製法、
構造の表面伝導型電子放出素子を試みてきた。さらに、
多数の表面伝導型電子放出素子を配列したマルチ電子ビ
ーム源、並びに、このマルチ電子ビーム源を応用した画
像表示装置についての研究を行ってきた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have described various materials and manufacturing methods, including those described in the above-mentioned conventional examples.
A surface conduction electron-emitting device having a structure has been tried. further,
We have conducted research on a multi-electron beam source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, and an image display device to which this multi-electron beam source is applied.

【0012】発明者らは、例えば、図2に示す電子的な
配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。すな
わち、表面伝導型電子放出素子を二次元的に多数個配列
し、これらの素子を図に示すようにマトリクス上に配線
したマルチ電子ビーム源である。
The inventors have tried, for example, a multi-electron beam source by the electronic wiring method shown in FIG. That is, it is a multi-electron beam source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are two-dimensionally arranged and these devices are arranged in a matrix as shown in the figure.

【0013】図中、4001は表面伝導型電子放出素子を模
式的に示したもの、4002は行方向配線、4003は列方向配
線である。行方向配線4002および列方向配線4003は、実
際には有限の電気抵抗を有するものであるが、図におい
ては配線抵抗4004および4005として示されている。この
ような配線方法を「単純マトリクス配線」と呼ぶ。な
お、図示の便宜上、6×6のマトリクスを示したが、勿
論、マトリクスの規模はこれに限るわけではなく、例え
ば画像表示装置用のマルチ電子ビーム源の場合には、所
望の画像表示を行うのに足りる素子を配列し配線するも
のである。
In the figure, 4001 schematically shows a surface conduction electron-emitting device, 4002 is a row direction wiring, and 4003 is a column direction wiring. The row wiring 4002 and the column wiring 4003 actually have finite electric resistance, but they are shown as wiring resistances 4004 and 4005 in the drawing. Such a wiring method is called “simple matrix wiring”. Although a 6 × 6 matrix is shown for convenience of illustration, the scale of the matrix is not limited to this, for example, in the case of a multi-electron beam source for an image display device, desired image display is performed. The necessary elements are arranged and wired.

【0014】表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビ
ームを出力させるため、行方向配線4002および列方向配
線4003に適宜の電気信号を印加する。例えば、マトリク
スの中の任意の一行の表面伝導型電子放出素子を駆動す
るには、選択する行の行方向配線4002には選択電圧Vsを
印加し、同時に、非選択の行の行方向配線4002には非選
択電圧Vnsを印加する。これと同期して、列方向配線400
3に電子ビームを出力するための駆動電圧Veを印加す
る。
In the multi-electron beam source in which the surface conduction electron-emitting devices are wired in a simple matrix, appropriate electric signals are applied to the row-direction wiring 4002 and the column-direction wiring 4003 in order to output a desired electron beam. For example, in order to drive the surface conduction electron-emitting device of any one row in the matrix, the selection voltage Vs is applied to the row direction wiring 4002 of the selected row, and at the same time, the row direction wiring 4002 of the non-selected row is applied. Is applied with a non-selection voltage Vns. In synchronization with this, column direction wiring 400
A drive voltage Ve for outputting an electron beam is applied to 3.

【0015】この方法によれば、配線抵抗4004および40
05による電圧降下を無視すると、選択する行の表面伝導
型電子放出素子には、電圧Ve-Vsが印加され、また非選
択行の表面伝導型電子放出素子には電圧Ve-Vnsが印加さ
れる。Ve,Vs,Vnsを適宜の大きさの電圧にすれば、選択
する行の表面伝導型電子放出素子だけから所望の強度の
電子ビームが出力されるはずであり、また列方向配線40
03のそれぞれに、異なる駆動電圧Veを印加すれば、選択
する行の素子のそれぞれから異なる強度の電子ビームが
出力されるはずである。また、表面伝導型電子放出素子
の応答速度は高速であるため、駆動電圧Veを印加する時
間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長
さも変えることができるはずである。
According to this method, the wiring resistances 4004 and 40
Ignoring the voltage drop due to 05, the voltage Ve-Vs is applied to the surface conduction electron-emitting devices in the selected row, and the voltage Ve-Vns is applied to the surface conduction electron-emitting devices in the unselected row. . If Ve, Vs, and Vns are set to appropriate voltages, an electron beam with a desired intensity should be output only from the surface conduction electron-emitting devices of the selected row, and the column-direction wiring 40
If different drive voltages Ve are applied to the respective 03, electron beams of different intensities should be output from the elements of the selected row. Further, since the response speed of the surface conduction electron-emitting device is high, if the length of time for applying the driving voltage Ve is changed, the length of time for which the electron beam is output should be changed.

【0016】従って、表面伝導型電子放出素子を単純マ
トリクス配線したマルチ電子ビーム源は、色々な応用の
可能性があり、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜
印加すれば、画像表示装置用の電子源として好適に用い
ることができる。しかしながら、表面電動型放出素子を
配線したマルチ電子ビーム源を用いた画像形成装置にお
いて、以下に説明するような問題がある。
Therefore, the multi-electron beam source in which the surface conduction electron-emitting devices are wired in a simple matrix has various potential applications. For example, if an electric signal according to image information is appropriately applied, it can be used for an image display device. It can be suitably used as an electron source. However, the image forming apparatus using the multi-electron beam source in which the surface-powered electron-emitting devices are wired has the following problems.

【0017】すなわち、前述の赤、緑、青の三原色の蛍
光体の発光特性が、後述するように、それぞれ異なるた
めに、各色の蛍光体に所定の強度で電子ビームを入射さ
せた場合、ホワイトバランスが取れないという問題点が
ある。
That is, since the phosphors of the three primary colors of red, green, and blue have different emission characteristics, as will be described later, when an electron beam is made incident on the phosphors of each color with a predetermined intensity, white light is emitted. There is a problem that it cannot be balanced.

【0018】図3Aは蛍光体の典型的な発光特性を示す図
で、同図に示すように、蛍光体の発光特性は発光色の違
いによって、その特性曲線は同一ではなく、また非線形
特性をもつ。この蛍光体の発光特性は、単位時間の当り
に、ある単位面積の蛍光体面に到達した電荷の総量に依
存して規定される。勿論、蛍光体の種類により、その非
線形性の度合も異なる。
FIG. 3A is a diagram showing typical emission characteristics of phosphors. As shown in FIG. 3, the emission characteristics of phosphors are not the same due to the difference in emission color, and the characteristic curves are non-linear. Hold. The emission characteristics of this phosphor are defined depending on the total amount of charges that have reached a phosphor surface of a certain unit area per unit time. Of course, the degree of nonlinearity also differs depending on the type of phosphor.

【0019】ところで、この蛍光体の非線形性について
は、従来よりCRTなどで導入されているガンマ補正回路
を、各色ごとに導入することにより、ほぼ線型な特性を
得ることができる。しかし、その特性曲線の傾きは、図
3Bに示すように、各色ごとに異なるものになる。この傾
きの違いが、ホワイトバランスがとれる強度比と異なる
場合には、色再現性が劣ることになる。
By the way, regarding the non-linearity of the phosphor, it is possible to obtain a substantially linear characteristic by introducing a gamma correction circuit which has been conventionally introduced in a CRT or the like for each color. However, the slope of the characteristic curve is
It will be different for each color, as shown in 3B. If this difference in inclination is different from the intensity ratio with which white balance can be obtained, the color reproducibility will be poor.

【0020】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、ホワイトバランスが容易にとれる電子ビーム
発生源と、それを用いて色再現性のよい画像表示を行う
ことができる画像形成装置を提供することを目的とす
る。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an electron beam generator capable of easily achieving white balance and an image forming apparatus capable of displaying an image with good color reproducibility using the electron beam generator. The purpose is to provide.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】および[Means for Solving the Problems] and

【作用】本発明は、前記の目的を達成する一手段とし
て、以下の構成を備える。
The present invention has the following structure as one means for achieving the above object.

【0022】本発明にかかる画像形成装置は、少なくと
も、基板上に複数の表面伝導型電子放出素子を二次元に
配列し、行方向配線と列方向配線により各素子をマトリ
クス状に結線した電子ビーム発生源と、前記電子ビーム
発生源より発生された電子ビームの照射によって発光す
る三色の蛍光体と、入力された画像信号に基づいて前記
蛍光体に照射する前記電子ビームを変調する変調手段と
を備え、前記電子ビーム発生源に配列する前記表面伝導
型電子放出素子の電子放出特性を前記蛍光体の色毎の発
光特性に応じて変えたことを特徴とする。
The image forming apparatus according to the present invention is an electron beam in which at least a plurality of surface conduction electron-emitting devices are two-dimensionally arranged on a substrate and each device is connected in a matrix by row-direction wiring and column-direction wiring. A source, a phosphor of three colors that emits light by irradiation of an electron beam generated by the electron beam generator, and a modulator that modulates the electron beam with which the phosphor is irradiated based on an input image signal. And the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device arranged in the electron beam generation source is changed according to the emission characteristic of each color of the phosphor.

【0023】また、本発明にかかる電子ビーム発生源
は、少なくとも、異なる電子放出特性を有する表面伝導
型電子放出素子群を基板上に二次元に配列し、行方向配
線と列方向配線により各素子をマトリクス状に結線した
ことを特徴とする。
Further, in the electron beam generating source according to the present invention, at least surface conduction electron-emitting device groups having different electron emission characteristics are two-dimensionally arranged on the substrate, and each device is formed by row-direction wiring and column-direction wiring. Are connected in a matrix form.

【0024】[0024]

【実施例】本発明にかかわる画像形成装置は、基本的
に、薄型の真空容器内に、基板上に多数の冷陰極素子を
配列したマルチ電子ビーム源と、電子ビームの照射によ
り画像を形成する画像形成部材とを対向して備えてい
る。冷陰極素子は、例えばフォトリソグラフィ・エッチ
ングのような製造技術を用いれば、基板上に精密に位置
決めして形成できるため、微小な間隔で多数個を配列す
ることが可能である。しかも、従来からCRTなどで用い
られてきた熱陰極と比較すると、陰極自身や周辺部を比
較的低温状態で駆動できるため、より微細な配列ピッチ
のマルチ電子ビーム源を容易に実現することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An image forming apparatus according to the present invention basically forms an image by irradiating an electron beam with a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode elements are arranged on a substrate in a thin vacuum container. An image forming member is provided so as to face the image forming member. Since the cold cathode elements can be precisely positioned and formed on the substrate by using a manufacturing technique such as photolithography / etching, a large number of cold cathode elements can be arranged at minute intervals. Moreover, as compared with the hot cathode conventionally used in CRTs and the like, the cathode itself and the peripheral portion can be driven at a relatively low temperature, so that a multi-electron beam source with a finer array pitch can be easily realized. .

【0025】本発明は、上述した冷陰極素子をマルチ電
子ビーム源として用いた画像形成装置に関するものであ
る。
The present invention relates to an image forming apparatus using the cold cathode device described above as a multi-electron beam source.

【0026】また、冷陰極素子の中でもとりわけ好まし
いのは、表面伝導型電子放出素子である。すなわち、前
記MIM型素子は絶縁層や上部電極の厚さを精密に制御す
る必要があり、またFE型素子は針状の電子放出部の先端
形状を精密に制御する必要がある。そのため、これらの
素子は製造コストが高くなり、製造プロセス上の制限か
ら大面積のものを作成するのに難がある。これに対し
て、表面伝導型電子放出素子は、構造が単純で製造が簡
単であり、大面積のものも容易に作成できる。近年、と
くに大画面で安価な表示装置が求められている状況にお
いては、とりわけ好適な冷陰極素子であるといえる。
Among the cold cathode devices, the surface conduction electron-emitting device is particularly preferable. That is, the MIM type element needs to precisely control the thickness of the insulating layer and the upper electrode, and the FE type element needs to precisely control the tip shape of the needle-shaped electron emitting portion. Therefore, the manufacturing cost of these devices is high, and it is difficult to manufacture a large area device due to the limitation of the manufacturing process. On the other hand, the surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture, and a large-area one can be easily manufactured. In recent years, it can be said that the cold cathode device is particularly suitable particularly in a situation where a large-screen and inexpensive display device is required.

【0027】また、本願発明者は、表面伝導型電子放出
素子の中では、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子
膜から形成したものが特性上、あるいは大画面化する上
で好ましいことを見い出している。そこで、以下に述べ
る本発明の実施例では、微粒子膜を用いて形成した表面
伝導型電子放出素子をマルチ電子ビーム源として用いた
画像表示装置を、本発明の画像形成装置の好ましい例と
して説明する。
Further, the inventor of the present application has found that among the surface conduction electron-emitting devices, the one in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is preferable in view of characteristics or a large screen. There is. Therefore, in the embodiments of the present invention described below, an image display apparatus using a surface conduction electron-emitting device formed by using a fine particle film as a multi-electron beam source will be described as a preferable example of the image forming apparatus of the present invention. .

【0028】以下、本実施例に関わる素子の基本的な構
成と製造方法およびその特徴、さらに発明者らが鋭意検
討した結果見い出した本発明の原理となる特性について
概説する。本実施例に関わる表面伝導型電子放出素子の
構成および製法の特徴として、次のようなものがあげら
れる。
The basic structure and manufacturing method of the element according to the present embodiment, the characteristics thereof, and the characteristics which are the principle of the present invention found as a result of intensive studies by the inventors will be described below. The features of the structure and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device according to this embodiment are as follows.

【0029】(1)フォーミングと呼ばれる通電処理前の
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、有機金属などを加
熱焼成し形成された微粒子からなる薄膜など、基本的
に、微粒子により構成される (2)フォーミングと呼ばれる通電処理後の電子放出部を
含む薄膜は、電子放出部およびその電子放出部を含む薄
膜とも、基本的に、微粒子により構成される 次に、本実施例にかかる表面伝導型電子放出素子の基本
的な構成について説明する。図4Aおよび4Bはそれぞれ、
本実施例にかかる基本的な表面伝導型電子放出素子の構
成を示す平面図および断面図である。同図において、1
は絶縁性基板、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。
(1) The thin film for forming an electron emitting portion before energization processing called forming is composed of a thin film of fine particles formed by dispersing a fine particle dispersion, or fine particles formed by heating and baking an organic metal or the like. Basically, it is composed of fine particles such as a thin film. (2) A thin film including an electron emission part after energization processing called forming, is basically composed of fine particles together with the electron emission part and the thin film including the electron emission part. Next, the basic structure of the surface conduction electron-emitting device according to this embodiment will be described. 4A and 4B respectively,
It is the top view and sectional drawing which show the composition of the basic surface conduction type electron-emitting device concerning a present Example. In the figure, 1
Is an insulating substrate, 5 and 6 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 3 is an electron emitting portion.

【0030】絶縁性基板1には、石英ガラス、Naなどの
不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラ
スにスパッタ法などにより形成したSiO2を積層したガラ
ス基板など、および、アルミナなどのセラミックスなど
を利用することができる。対向する素子電極5と6の材料
には、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, Mo, W, Pt, T
i, Al, Cu, Pdなどの金属あるいは合金、Pd, Ag, Au, R
uO2, Pd-Agなどの金属、金属酸化物とガラスなどから構
成される印刷導体、In2O3-SnO2などの透明導電体および
ポリシリコンなどの半導体材料などがあげられる。
The insulating substrate 1 is made of quartz glass, glass having a reduced content of impurities such as Na, soda-lime glass, a soda glass substrate laminated with SiO2 formed on the soda-lime glass by a sputtering method, and ceramics such as alumina. Etc. can be used. The material of the device electrodes 5 and 6 facing each other may be any as long as it has conductivity, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, T
Metals or alloys such as i, Al, Cu, Pd, Pd, Ag, Au, R
Metals such as uO2 and Pd-Ag, printed conductors composed of metal oxides and glass, transparent conductors such as In2O3-SnO2, and semiconductor materials such as polysilicon.

【0031】また、素子電極5と6の間隔L1は数百Åから
数百μmの範囲であり、具体的には、素子電極5と6の製
法の基本になるフォトリソグラフィ技術、すなわち露光
機の性能とエッチング方法など、および、素子電極間に
印加する電圧と電子放出し得る電界強度などにより設定
されるが、好ましくは数μmから数十μmである。素子電
極5と6の長さW1および膜厚dは、電極の抵抗値、前述し
たX,Y方向配線との結線、多数配置された電子源の配置
上の問題より適宜設計され、通常、長さW1は数μmから
数百μm、膜厚dは好ましくは数百Åから数百μmであ
る。
The distance L1 between the device electrodes 5 and 6 is in the range of several hundred Å to several hundred μm. Specifically, the photolithography technique that is the basis of the manufacturing method of the device electrodes 5 and 6, that is, the exposure device It is set depending on the performance and the etching method, the voltage applied between the device electrodes, the electric field strength capable of emitting electrons, etc., but is preferably several μm to several tens μm. The length W1 and the film thickness d of the device electrodes 5 and 6 are appropriately designed in consideration of the resistance value of the electrodes, the connection with the wiring in the X and Y directions described above, and the placement problem of a large number of arranged electron sources. The thickness W1 is several μm to several hundred μm, and the film thickness d is preferably several hundred Å to several hundred μm.

【0032】絶縁性基板1上に設けられた対向する素子
電極5と6の間および素子電極5と6の上に設置された電子
放出部3を含む薄膜4は、図1Bに示される場合だけでな
く、素子電極5,6上には形成しない場合もある。すなわ
ち、絶縁性基板1上に電子放出部形成用薄膜、対向する
素子電極5と6の順に積層形成した場合である。また、対
向する素子電極5と6の間すべてが、製法によっては電子
放出部3として機能する場合もある。この電子放出部3を
含む薄膜4の膜厚は、数Åから数千Å、好ましくは数十
Åから数百Åであり、素子電極5と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の間の抵抗値および電
子放出部3の導電性微粒子の粒径、後述する通電処理条
件などによって、適宜設定される。その抵抗値は10^3か
ら10^7Ω/cm^2のシート抵抗値を示す(a^bはaのb乗を表
す)。
The thin film 4 including the electron emission portion 3 provided between the opposing device electrodes 5 and 6 provided on the insulating substrate 1 and on the device electrodes 5 and 6 is provided only in the case shown in FIG. 1B. Alternatively, it may not be formed on the device electrodes 5 and 6. That is, this is the case where the electron emission portion forming thin film and the opposing device electrodes 5 and 6 are laminated in this order on the insulating substrate 1. Further, the entire space between the opposing device electrodes 5 and 6 may function as the electron emitting portion 3 depending on the manufacturing method. The film thickness of the thin film 4 including the electron emitting portion 3 is several Å to several thousand Å, preferably several tens of Å to several hundred Å, the step coverage to the device electrodes 5 and 6, the electron emitting part 3 and the device electrode. It is appropriately set depending on the resistance value between 5 and 6, the particle size of the conductive fine particles of the electron emitting portion 3, the energization processing conditions described later, and the like. The resistance value is a sheet resistance value of 10 ^ 3 to 10 ^ 7Ω / cm ^ 2 (a ^ b represents a to the power b).

【0033】電子放出部3を含む薄膜4を構成する材料の
具体例をあげるならば、Pd, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu,
Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pbなどの金属、PdO, SnO2, In
2O3,PbO, Sb2O3などの酸化物、HfB2, ZrB2, LaB6, CeB
6, YB4, GdB4などの硼化物、TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC,
WCなどの炭化物、TiN, ZrN, HfNなどの窒化物、Si,Ge
などの半導体、カーボン、AgMg, NiCu, Pb, Snなどであ
り、微粒子膜からなる。なお、ここで述べる微粒子膜と
は、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造と
して微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒
子が互いに隣接あるいは重なり合った状態(島状も含
む)の膜を意味する。
Specific examples of the material forming the thin film 4 including the electron emitting portion 3 include Pd, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu,
Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb and other metals, PdO, SnO2, In
Oxides such as 2O3, PbO, Sb2O3, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB
6, boride such as YB4, GdB4, TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC,
Carbides such as WC, nitrides such as TiN, ZrN, HfN, Si, Ge
It is a semiconductor such as, carbon, AgMg, NiCu, Pb, Sn, etc., and is composed of a fine particle film. Note that the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and not only a state in which fine particles are individually dispersed and arranged as a fine structure but also a state in which fine particles are adjacent to each other or overlap each other (including island shape) Means the membrane of.

【0034】電子放出部3は、数Åから数千Å、好まし
くは10Åから200Åの粒径の導電性微粒子多数個からな
り、電子放出部3を含む薄膜4の膜厚および後述する通電
処理(フォーミング)条件などの製法などに依存してお
り、適宜設定される。電子放出部3を構成する材料は、
電子放出部3を含む薄膜4を構成する材料の元素の一部あ
るいはすべてと同様の物である。
The electron emitting portion 3 is composed of a large number of conductive fine particles having a particle diameter of several Å to several thousand Å, preferably 10 Å to 200 Å, and the film thickness of the thin film 4 including the electron emitting portion 3 and the energization treatment described later ( It depends on the manufacturing method such as forming conditions and is appropriately set. The material forming the electron emitting portion 3 is
It is the same as some or all of the elements of the material forming the thin film 4 including the electron emitting portion 3.

【0035】電子放出部3を有する電子放出素子の製造
方法としては様々な方法が考えられるが、図5Aから5Cは
その一例を示す図である。同図において、2は電子放出
部形成用薄膜で、例えば微粒子膜があげられる。以下、
図4Aと4Bおよび図5Aから5Cに基づいて、製造方法を順を
追って説明する。
Various methods are conceivable as a method of manufacturing an electron-emitting device having the electron-emitting portion 3, and FIGS. 5A to 5C are diagrams showing an example thereof. In the figure, reference numeral 2 is a thin film for forming an electron emitting portion, which is, for example, a fine particle film. Less than,
The manufacturing method will be described in order based on FIGS. 4A and 4B and FIGS. 5A to 5C.

【0036】工程1: 絶縁性基板1を洗剤、純水および有
機溶剤により充分に洗浄した後、真空蒸着法、スパッタ
法などにより素子電極材料を堆積し、フォトリソグラフ
ィ技術によりその絶縁性基板1の面上に素子電極5と6を
形成する(図5A)。
Step 1: After thoroughly cleaning the insulating substrate 1 with a detergent, pure water and an organic solvent, a device electrode material is deposited by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method or the like, and the insulating substrate 1 is subjected to photolithography. Element electrodes 5 and 6 are formed on the surface (FIG. 5A).

【0037】工程2: 絶縁性基板1上に形成した素子電極
5と6の間、および、素子電極5と6を形成した絶縁性基板
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。なお、有機金属溶液とは、前
述したPd, Ru, Ag, Au, Ti,In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pbなどの金属を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、エッチングなど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5B)。なお、ここでは、有
機金属溶液を塗布する方法を説明したが、これに限るも
のでなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法
(CVD)、分散塗布法、ディッピング法、スピンナ法など
によって形成することもできる。
Step 2: Element electrodes formed on the insulating substrate 1
Insulating substrate between 5 and 6 and element electrodes 5 and 6 formed
By applying the organometallic solution on 1 and leaving it
An organometallic thin film is formed. The organometallic solution is the above-mentioned Pd, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T.
It is a solution of an organic compound whose element is a metal such as a, W, or Pb. After that, the organic metal thin film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, etc. to form the electron emission part forming thin film 2 (FIG. 5B). Although the method of applying the organic metal solution has been described here, the method is not limited to this, and the vacuum vapor deposition method, the sputtering method, the chemical vapor deposition method, or the like.
It can also be formed by (CVD), a dispersion coating method, a dipping method, a spinner method, or the like.

【0038】工程3: 続いて、フォーミングと呼ばれる
通電処理、つまり、素子電極5と6の間に、電圧を不図示
の電源によりパルス状あるいは高速の昇圧レートで印加
することにより行うと、電子放出部形成用薄膜2の所定
部位に構造が変化した電子放出部3が形成される(図5
C)。言い換えれば、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、構造が変化した部位を電子放出部3と呼ぶ。なお、
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。図6は
フォーミング処理の電圧波形を示す図で、T1およびT2は
電圧波形のパルス幅および間隔で、T1を1μsから10ms、
T2を10μsから100msに、三角波の波高値(フォーミング
時のピーク電圧)を4Vから10V程度にし、フォーミング
処理は実質的な真空下で数十秒間程度に適宜設定する。
Step 3: Subsequently, an energization process called forming, that is, a voltage is applied between the device electrodes 5 and 6 by a power source (not shown) at a pulse rate or at a high boost rate, electron emission is performed. An electron emitting portion 3 having a changed structure is formed at a predetermined portion of the portion forming thin film 2 (FIG. 5).
C). In other words, this energization process locally destroys, deforms, or modifies the electron-emitting-portion-forming thin film 2, and the portion whose structure has changed is called an electron-emitting portion 3. In addition,
As described above, the present applicants have observed that the electron emitting portion 3 is composed of conductive fine particles. Figure 6 is a diagram showing the voltage waveform of the forming process. T1 and T2 are the pulse width and interval of the voltage waveform.
T2 is set to 10 μs to 100 ms, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) is set to about 4 V to 10 V, and the forming process is appropriately set to about several tens of seconds under a substantial vacuum.

【0039】以上の電子放出部3の形成においては、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
を行う例を説明したが、素子の電極間に印加する波形は
三角波に限定されることはなく、矩形波など他の波形を
用いることもでき、その波高値およびパルス幅・パルス
間隔などについても上述の値に限ることない。つまり、
電子放出部3が良好に形成される波形や値を選択し設定
すればよい。
In forming the electron-emitting portion 3 as described above, an example of applying a triangular wave pulse between the electrodes of the element to perform the forming process has been described, but the waveform applied between the electrodes of the element is limited to the triangular wave. Alternatively, other waveforms such as a rectangular wave may be used, and the crest value, pulse width, pulse interval, etc. are not limited to the above values. That is,
A waveform or a value with which the electron emitting portion 3 is favorably formed may be selected and set.

【0040】次に、上述したような素子構成と製造方法
によって作成された電子放出素子の基本特性について説
明する。
Next, the basic characteristics of the electron-emitting device manufactured by the above device structure and manufacturing method will be described.

【0041】図7は図4Aと4Bに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、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と6の間の電子放出部3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3より放出された放出電流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より放出された放
出電流Ieを測定するための電流計である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring the electron emission characteristics of the device having the configuration shown in FIGS. 4A and 4B, 31 is a power supply for applying the device voltage Vf to the device,
30 is an ammeter for measuring the device current If flowing in the thin film 4 including the electron emitting portion 3 between the device electrodes 5 and 6, and 34 is for capturing the emission current Ie emitted from the electron emitting portion 3 of the device. Is an anode electrode, 33 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 34, and 32 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 3 of the device.

【0042】電子放出素子の素子電流If、放出電流Ieの
測定に当っては、素子電極5と6に電源31と電流計30とを
接続し、電子放出素子の上方に高圧電源33と電流計32と
を接続したアノード電極34を配置する。また、電子放出
素子およびアノード電極34は真空装置235内に設置さ
れ、その真空装置235には不図示の排気ポンプおよび真
空計などの真空装置に必要な機器が備えられていて、所
望の真空下で本素子の測定評価を行えるようになってい
る。なお、アノード電極34の電圧を1kVから10kV、アノ
ード電極34と電子放出素子との距離Hを3mmから8mmの範
囲に設定して測定を行う。
In measuring the device current If and the emission current Ie of the electron-emitting device, a power source 31 and an ammeter 30 are connected to the device electrodes 5 and 6, and a high-voltage power supply 33 and an ammeter are provided above the electron-emitting device. An anode electrode 34 connected to 32 is arranged. In addition, the electron-emitting device and the anode electrode 34 are installed in a vacuum device 235, and the vacuum device 235 is provided with equipment necessary for the vacuum device such as an exhaust pump and a vacuum gauge, which are not shown in the drawing. The measurement and evaluation of this device can be performed. The voltage of the anode electrode 34 is set to 1 kV to 10 kV, and the distance H between the anode electrode 34 and the electron-emitting device is set to a range of 3 mm to 8 mm for measurement.

【0043】図8は図7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
の典型的な例を示す図である。なお、IfとIeの大きさは
著しく異なる(放出電流Ieは素子電流Ifのおよそ1/2,00
0程度である)ので、図8にはそれらを任意単位で示す。
図8から明らかなように、本実施例の電子放出素子は放
出電流Ieに対する三つの特性を有する。
FIG. 8 is a diagram showing a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG. The magnitudes of If and Ie are significantly different (emission current Ie is approximately 1 / 2,00 of device current If).
Therefore, they are shown in arbitrary units in FIG.
As is clear from FIG. 8, the electron-emitting device of this example has three characteristics with respect to the emission current Ie.

【0044】まず、第一に、本電子放出素子はある電圧
Vth(「閾値電圧」と呼ぶ)以上の素子電圧Vf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。すなわ
ち、放出電流Ieに対する明確な閾値電圧Vthをもった非
線形素子である。
First, the present electron-emitting device has a certain voltage.
When a device voltage Vf higher than Vth (called “threshold voltage”) is applied, the emission current Ie rapidly increases, while the threshold voltage Vth
In the following, 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.

【0045】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.

【0046】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。以上のような特性を
有するため、本電子放出素子は、多方面への応用が期待
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 is equal to the device voltage Vf.
Can be controlled by the time of application. Since the electron-emitting device has the above characteristics, it can be expected to be applied to various fields.

【0047】また、図8に示す素子電流Ifの特性は、素
子電圧Vfに対して負の特性、つまり電圧制御型負性抵抗
(「VCNR特性」と呼ぶ)特性を示す場合もある。なお、
この場合も、本電子放出素子は上述した三つの特性上の
特徴を有する。
The characteristic of the element current If shown in FIG. 8 may show a negative characteristic with respect to the element voltage Vf, that is, a voltage control type negative resistance (called “VCNR characteristic”) characteristic. In addition,
In this case as well, the present electron-emitting device has the three characteristic features described above.

【0048】本電子放出素子の製造方法は、以上説明し
た基本的な製造方法に限ることなく、基本的な素子構成
の基本的な製造方法のうち一部を変更してもよい。
The method of manufacturing the present electron-emitting device is not limited to the basic manufacturing method described above, and a part of the basic manufacturing method of the basic device structure may be modified.

【0049】[0049]

【第1実施例】次に、本発明の第1実施例にかかる電子源
および画像形成装置について説明する。
[First Embodiment] Next, an electron source and an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.

【0050】前述した本発明にかかる表面伝導型電子放
出素子の基本的特性の三つの特徴よれば、表面伝導型電
子放出素子からの放出電子は、閾値電圧Vth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
幅に制御される。一方、閾値電圧Vth以下では放出され
ない。この特性によれば、多数の電子放出素子を配置し
た場合においても、個々の素子に上記パルス状電圧を適
宜印加すれば、任意の表面伝導型電子放出素子を選択
し、その電子放出量が制御できることになる。以下、こ
の原理に基づき構成した電子源基板の構成について説明
する。
According to the three characteristics of the basic characteristics of the surface-conduction type electron-emitting device according to the present invention, the emitted electrons from the surface-conduction type electron-emitting device are equal to or more than the threshold voltage Vth.
The crest value and width of the pulsed voltage applied between the opposing element electrodes are controlled. On the other hand, it is not released below the threshold voltage Vth. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if the pulsed voltage is appropriately applied to each device, an arbitrary surface conduction electron-emitting device is selected and its electron emission amount is controlled. You can do it. The configuration of the electron source substrate constructed based on this principle will be described below.

【0051】図9は電子ビーム源基板の構成例を示す図
で、71は絶縁性基板、72はX方向配線、73はY方向配線、
74は表面伝導型電子放出素子、75は結線である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of an electron beam source substrate, 71 is an insulating substrate, 72 is X-direction wiring, 73 is Y-direction wiring,
74 is a surface conduction electron-emitting device, and 75 is a wire connection.

【0052】同図において、絶縁性基板71は前述したガ
ラス基板などであり、その大きさおよびその厚さは、絶
縁性基板71に設置される表面伝導型電子放出素子74の個
数および個々の素子の設計上の形状、さらには電子源の
使用時にその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などに依存して適宜設定さ
れる。
In the figure, the insulating substrate 71 is the above-mentioned glass substrate or the like, and the size and the thickness thereof are the number of surface conduction electron-emitting devices 74 installed on the insulating substrate 71 and the individual devices. When the electron source is used to form a part of the container, it is appropriately set depending on the conditions for holding the container in a vacuum.

【0053】X方向配線72は、Dx1, Dx2, …, Dxmのm本
の配線からなり、絶縁性基板1上に、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法などにより形成して所望のパターンにし
た導電性金属などからなり、多数の表面伝導型電子放出
素子74にほぼ均等な電圧が供給されるように、材料、膜
厚、配線幅が設定される。Y方向配線73は、Dy1, Dy2,
…, Dynのn本の配線からなり、X方向配線72と同様に、
真空蒸着法、印刷法、スパッタ法などにより形成して所
望のパターンにした導電性金属などからなり、多数の表
面伝導型電子放出素子74にできるだけ均等な電圧が供給
されるように、材料、膜厚、配線幅などが設定される。
なお、mとnはともに正の整数である。
The X-direction wiring 72 is composed of m wirings of Dx1, Dx2, ..., Dxm, and is formed on the insulating substrate 1 by a vacuum vapor deposition method, a printing method, a sputtering method or the like to form a desired pattern. The material, the film thickness, and the wiring width are set so that a large number of surface conduction electron-emitting devices 74 are made of a conductive metal or the like and are supplied with a substantially uniform voltage. Y direction wiring 73 is Dy1, Dy2,
…, Dyn's n wires, like the X-direction wire 72,
It is made of a conductive metal or the like that is formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like and has a desired pattern, and a material or film is formed so that a voltage as uniform as possible is supplied to a large number of surface conduction electron-emitting devices 74. Thickness, wiring width, etc. are set.
Note that both m and n are positive integers.

【0054】これらm本のX方向配線72とn本のY方向配線
73間には、不図示の層間絶縁層が設置され、電気的に分
離されてマトリクス配線を構成する。配線を電気的に分
離するための層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法などで形成したSiO2などであり、X方向配線72を
形成した絶縁性基板71の全面あるいは一部に所望の形状
で形成され、とくにX方向配線72とY方向配線73の交差部
の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜設
定される。また、X方向配線72とY方向配線73の交差部に
のみ設置する場合もあり、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の電気的接続は、コンタク
トホールを介さずに、直接行うことができる。また、X
方向配線72とY方向配線73は、それぞれ外部端子へ引き
出されている。
These m X-direction wirings 72 and n Y-direction wirings
An interlayer insulating layer (not shown) is provided between 73 and electrically separated to form a matrix wiring. The interlayer insulating layer for electrically separating the wiring is SiO2 or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like, and is desired on the entire surface or a part of the insulating substrate 71 on which the X-direction wiring 72 is formed. The film thickness, the material, and the manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73, in particular. In addition, it may be installed only at the intersection of the X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73. At this time, the electrical connection between the connection 75 and the X-direction wiring 72 or the Y-direction wiring 73 does not go through a contact hole. , Can be done directly. Also, X
The directional wiring 72 and the Y-directional wiring 73 are led out to external terminals, respectively.

【0055】以上では、m本のX方向配線62の上にn本のY
方向配線73を、層間絶縁層を介して設置する例を説明し
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。さらに、表面伝
導型電子放出素子74の対向する電極と、m本のX方向配線
72とn本のY方向配線73とは、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法などで形成された導電性金属などからなる結線55
によって、電気的に接続されている。
In the above, n Y wires are arranged on m X direction wirings 62.
Although the example in which the directional wiring 73 is installed via the interlayer insulating layer has been described, there may be a case where m X-directional wires 72 are installed on the n Y-directional wires 73 via the interlayer insulating layer. Furthermore, the opposing electrodes of the surface conduction electron-emitting device 74 and m X-direction wirings
The 72 and the n Y-direction wirings 73 are connections 55 made of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like.
Are electrically connected by.

【0056】また、m本のX方向配線72、n本のY方向配線
73、結線5および対向する素子電極の導電性金属は、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、Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt,
Ti, Ai, Cu, Pdなどの金属あるいは合金およびPd, Ag,
Au, RuO2, Pd-Agなどの金属あるいは金属酸化物とガラ
ス等から構成される印刷導体、In2O3-SnO2などの透明導
体およびポリシリコンなどの半導体導体材料などより適
宜選択される。また、表面伝導型電子放出素子74は、絶
縁性基板71上、あるいは、不図示の層間絶縁層上のどち
らに形成してもよい。また、X方向配線72には、X方向に
配列する表面伝導型電子放出素子74の行を任意に走査す
るための走査信号を印加する走査信号発生手段(不図
示)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型電子放出素子74の列の
各列を任意に変調するための変調信号を印加する変調信
号発生手段(不図示)が電気的に接続されている。さら
に、表面伝導型電子放出素子74の各素子に印加される駆
動電圧は、その素子に印加される走査信号と変調信号の
差電圧として供給されるものである。
In addition, m X-direction wirings 72 and n Y-direction wirings
73, the connection 5 and the conductive metal of the opposing device electrode, part or all of the constituent elements may be the same or different, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt,
Metals or alloys such as Ti, Ai, Cu, Pd and Pd, Ag,
It is appropriately selected from a printed conductor composed of a metal such as Au, RuO2, Pd-Ag or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In2O3-SnO2 and a semiconductor conductor material such as polysilicon. The surface conduction electron-emitting device 74 may be formed either on the insulating substrate 71 or on an interlayer insulating layer (not shown). Further, a scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for arbitrarily scanning a row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the X direction is electrically connected to the X-direction wiring 72. There is. On the other hand, the Y direction wiring 73 is electrically provided with a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for arbitrarily modulating each row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the Y direction. It is connected. Further, the drive voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting device 74 is supplied as a difference voltage between the scanning signal applied to the element and the modulation signal.

【0057】次に、以上のようにして作成した電子源を
用いて表示などを行う画像形成装置について説明する。
Next, an image forming apparatus for displaying images using the electron source created as described above will be described.

【0058】図10は画像形成装置の基本構成図で、100
は上述のようにして電子放出素子を作成した電子源、81
は電子源100を固定するリアプレート、86はガラス基板8
3の内面に蛍光膜84とメタルバック85などが形成された
フェースプレートである。また、82は支持枠で、リアプ
レート81およびフェースプレート86をフリットガラスな
どで封着して、外囲器88を形成する。外囲器88は、上述
したように、フェースプレート86、支持枠82、リアプレ
ート81で構成するが、リアプレート81は主に基板100の
強度を補う目的で設けられているため、基板100自体で
充分な強度をもつ場合は、リアプレート81は不要であ
り、基板100に支持枠82を直接封着して、フェースプレ
ート86、支持枠82、基板100によって外囲器88を構成し
てもよい。
FIG. 10 is a basic block diagram of the image forming apparatus.
Is an electron source for which an electron-emitting device is created as described above,
Is a rear plate for fixing the electron source 100, and 86 is a glass substrate 8
A face plate having a fluorescent film 84 and a metal back 85 formed on the inner surface of 3. Reference numeral 82 denotes a support frame, which seals the rear plate 81 and the face plate 86 with frit glass or the like to form an envelope 88. As described above, the envelope 88 includes the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81. Since the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of supplementing the strength of the substrate 100, the substrate 100 itself. If the rear plate 81 is unnecessary, the support frame 82 is directly sealed to the substrate 100, and the face plate 86, the support frame 82, and the substrate 100 constitute the envelope 88. Good.

【0059】図11Aと11Bは蛍光膜84の一例で、蛍光体92
と、蛍光体92の配列方法によりブラックストライプある
いはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導伝材91と
で構成される。ブラックストライプまたはブラックマト
リクスが設けられる目的は、カラー表示の場合に必要に
なる三原色蛍光体の各蛍光体92の間の塗り分け部を黒く
することにより、混色など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りコントラストの低下を抑
制することである。ブラックストライプまたはブラック
マトリクスの材料としては、通常よく用いられているの
は黒鉛を主成分とする材料であるが、これに限るもので
はなく、導電性があり光の透過および反射が少ない材料
であればよい。
11A and 11B show an example of the fluorescent film 84, which is a phosphor 92.
And a black conductive material 91 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement method of the phosphors 92. The purpose of providing the black stripes or the black matrix is to make the mixed colors and the like inconspicuous by blackening the separately-applied portions between the phosphors 92 of the three primary color phosphors, which are required for color display. This is to suppress the decrease in contrast due to the reflection of external light at 84. As the material of the black stripe or the black matrix, a material containing graphite as a main component is often used, but the material is not limited to this and may be a material having conductivity and little light transmission and reflection. Good.

【0060】ガラス基板83に蛍光体92を塗布する方法に
は、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。メタルバッ
ク85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88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92を保護することなどで
ある。メタルバック85は、作成した蛍光膜84の内面側表
面に平滑化処理(通常「フィルミング」と呼ばれる)を
行った後、Al(アルミ)を真空蒸着などで堆積すること
で作成する。フェースプレート86には、さらに蛍光膜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)が設けてもよい。
As a method for applying the phosphor 92 to the glass substrate 83, 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. The purpose of the metal back 85 is to improve the brightness by specularly reflecting the light toward the inner surface side of the light emission of the phosphor to the face plate 86 side, and to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, For example, protecting the phosphor 92 from damage due to collision of negative ions generated in the envelope 88. The metal back 85 is created by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the created fluorescent film 84, and then depositing Al (aluminum) by vacuum evaporation or the like. On the face plate 86, a fluorescent film 84
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to improve the conductivity of the fluorescent film 84.

【0061】前述した封着を行う際には、各色の蛍光体
92と電子放出素子とを対応させる必要があるため、充分
な位置合わせを行う必要がある。外囲器88内を不図示の
排気管を通じて10^(-6)Torr程度の真空度に減圧した
後、外囲器88の封止を行う。なお、容器外端子Dx1からD
xmとDy1からDynを通じて素子電極5と6の間に電圧を印加
して、上述したフォーミング処理を行い、電子放出部3
を形成して電子放出素子を作成する。また、封止後の外
囲器88の真空度を維持するために、ゲッタ処理を行う場
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などの加熱法に
より、外囲器88内の所定位置に配置されたゲッタ(不図
示)を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッタは
通常Baなどが主成分であり、その蒸着膜の吸着作用によ
り、例えば10^(-5)から10^(-7)Torrの真空度を維持する
ものである。
When performing the above-mentioned sealing, phosphors of each color are used.
Since the 92 and the electron-emitting device need to correspond to each other, it is necessary to perform sufficient alignment. After the pressure inside the envelope 88 is reduced to a vacuum degree of about 10 ^ (-6) Torr through an exhaust pipe (not shown), the envelope 88 is sealed. In addition, terminals outside the container Dx1 to D
A voltage is applied between the device electrodes 5 and 6 through xm and Dy1 to Dyn to perform the above-described forming process, and the electron emitting portion 3
To form an electron-emitting device. Further, a getter process may be performed in order to maintain the vacuum degree of the envelope 88 after sealing. This is to heat the getter (not shown) arranged at a predetermined position in the envelope 88 by a heating method such as resistance heating or high frequency heating immediately before or after the envelope 88 is sealed, This is a process of forming a vapor deposition film. The getter usually has Ba as a main component, and maintains the vacuum degree of, for example, 10 ^ (-5) to 10 ^ (-7) Torr due to the adsorption action of the deposited film.

【0062】以上のようにして製造した本実施例の画像
表示装置は、各電子放出素子には容器外端子Dx1からDxm
とDy1からDynを通じて電圧を印加することにより電子放
出させ、高圧端子Hvを通じてメタルバック85あるいは透
明電極(不図示)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に衝突させて励起・発光させるこ
とで、画像を表示するものである。
In the image display device of this embodiment manufactured as described above, each electron-emitting device has terminals Dx1 to Dxm outside the container.
Electrons are emitted by applying a voltage from Dy1 and Dyn, and a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 85 or the transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam and collide with the fluorescent film 84. The image is displayed by exciting and emitting light.

【0063】以上の構成は、表示などに用いるのに好適
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など、詳細な部分は上述の内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、本発明の思想によれば、その用途
は、表示に用いる画像形成装置に限られるものではな
く、感光ドラムと発光ダイオードなどで構成される光プ
リンタの発光ダイオードの代替発光源として、上述した
画像形成装置を用いることもできる。その際、上述した
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、二次元状の発光源とし
ても応用することができる。
The above-mentioned structure is a schematic structure required for manufacturing an image forming apparatus suitable for use in display,
For example, the detailed parts such as the material of each member are not limited to those described above, and may be appropriately selected to suit the application of the image forming apparatus. Further, according to the idea of the present invention, its application is not limited to the image forming apparatus used for display, and it is described above as an alternative light emitting source of the light emitting diode of the optical printer including the photosensitive drum and the light emitting diode. An image forming apparatus can also be used. At that time,
By appropriately selecting 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.

【0064】次に、本実施例の画像形成装置のホワイト
バランスのとり方について説明する。
Next, a method of achieving white balance in the image forming apparatus of this embodiment will be described.

【0065】既に説明したように、図10に示した蛍光膜
84の赤緑青各色の蛍光体それぞれに対応して電子放出素
子が配置されているため、電子放出素子の放出特性が均
一であるとすれば、照射電流Jeに対する各色毎の発光輝
度は図3Bに示したような特性になる。図12に実線で示す
RGBの特性曲線は図3Bにおける特性曲線と同一のもので
ある。同図において、破線で示す特性曲線R'とB'は電子
放出素子からの照射電流密度Jeが同一の場合、赤緑青の
蛍光体の発光による混色の結果として、緑の発光輝度を
基準にしてホワイトバランスのとれる赤および緑の発光
輝度を求めてプロットしたものである。従って、用いる
蛍光体の発光特性よっては、同図に示すようなホワイト
バランスのとれる赤の基準発光輝度曲線R'と実際の発光
輝度曲線Rとにずれを生じてしまうことになる。青の基
準発光輝度曲線B'と実際の発光輝度曲線Bに関しても同
様である。そこで、電子放出素子の放出特性を変えて、
上記のずれに相当する分の照射電流密度Jeを補正するこ
とができる。
As already described, the fluorescent film shown in FIG.
Since the electron-emitting devices are arranged corresponding to the respective red, green, and blue phosphors of 84, assuming that the emission characteristics of the electron-emitting devices are uniform, the emission brightness for each color with respect to the irradiation current Je is shown in FIG. 3B. The characteristics are as shown. Shown in solid line in Figure 12
The RGB characteristic curve is the same as the characteristic curve in FIG. 3B. In the same figure, the characteristic curves R'and B'shown by broken lines show that when the irradiation current densities Je from the electron-emitting devices are the same, as a result of color mixing due to the emission of the red, green and blue phosphors, the green emission luminance is used as a reference This is a plot of the red and green emission luminances with which white balance can be obtained. Therefore, depending on the emission characteristics of the phosphors used, there will be a deviation between the reference emission luminance curve R ′ of red and the actual emission luminance curve R with which white balance can be obtained, as shown in FIG. The same applies to the blue reference emission luminance curve B ′ and the actual emission luminance curve B. Therefore, changing the emission characteristics of the electron-emitting device,
The irradiation current density Je corresponding to the above deviation can be corrected.

【0066】図13は電子放出特性を変える具体的方法を
説明する図で、素子の基本構成は図4Aと4Bに同じであ
る。図13に示す三つの素子は、(a)(b)(c)の順に電子放
出部3の幅W(素子電流Ifに直交する方向の長さ)が狭く
なっている。同図(b)の素子の電子放出部3の幅Wは標準
の長さで、図12におけるホワイトバランスをとる際の基
準になる緑の蛍光体の発光輝度特性曲線Gに対応する。
すなわち、電子放出部3の素子電流Ifに平行する方向の
長さが一定であれば、幅Wに比例して電子放出部3の面積
(電子放出面積)が増加することになり、図8に示した
素子電圧Vfに対する放出電流Ieの特性が電子放出部3に
おいて均一であるとすると、幅Wに比例して放出電流Ie
が増大することになる。従って、図14に示すように、図
13の電子放出部3の幅W21,W22,W23に対応した電子放出電
流特性曲線(a)(b)(c)が得られることになる。
FIG. 13 is a diagram for explaining a specific method of changing the electron emission characteristic, and the basic structure of the device is the same as that of FIGS. 4A and 4B. In the three devices shown in FIG. 13, the width W (the length in the direction orthogonal to the device current If) of the electron emitting portion 3 becomes narrower in the order of (a), (b), and (c). The width W of the electron emission portion 3 of the device of FIG. 11B is a standard length, and corresponds to the emission luminance characteristic curve G of the green phosphor that serves as a reference for white balance in FIG.
That is, if the length of the electron emitting portion 3 in the direction parallel to the device current If is constant, the area of the electron emitting portion 3 (electron emitting area) increases in proportion to the width W, and FIG. Assuming that the characteristics of the emission current Ie with respect to the device voltage Vf are uniform in the electron emission portion 3, the emission current Ie is proportional to the width W.
Will increase. Therefore, as shown in FIG.
The electron emission current characteristic curves (a) (b) (c) corresponding to the widths W21, W22, W23 of the electron emitting portion 13 of 13 are obtained.

【0067】従って、各色の蛍光体が図12のような特性
を示す場合、青の蛍光体に対応する電子放出素子に図13
(c)の素子を対応させることにより、放出電流Ieを減少
して、発光輝度曲線Bを基準特性曲線B'に一致させるこ
とができる。同様に、赤の蛍光体に対応する電子放出素
子に図13(a)の素子を対応させることにより、放出電流I
eを増加させて、発光輝度曲線Rを基準特性曲線R'に一致
させることができる。
Therefore, when the phosphors of the respective colors exhibit the characteristics shown in FIG. 12, the electron-emitting device corresponding to the blue phosphor is shown in FIG.
By making the element of (c) correspond, the emission current Ie can be reduced and the emission luminance curve B can be made to coincide with the reference characteristic curve B ′. Similarly, by making the device of FIG. 13 (a) correspond to the electron emitting device corresponding to the red phosphor, the emission current I
By increasing e, the emission luminance curve R can be matched with the reference characteristic curve R ′.

【0068】本発明者らは、上述の素子として、素子電
極間隔L1が約10μm、電子放出部幅W21が約300μm, W22
が約200μm, W23が約100μmのものを作成し、その特性
を測定した。その結果、図14に示すような特性、つま
り、それぞれの電子放出部3の幅Wに対応した所望の電子
放出量が得られることを確認した。
The inventors of the present invention described the above-mentioned device, in which the device electrode interval L1 is about 10 μm, the electron emission portion width W21 is about 300 μm, and W22.
Of about 200 μm and W23 of about 100 μm were prepared, and their characteristics were measured. As a result, it was confirmed that the characteristics shown in FIG. 14, that is, a desired electron emission amount corresponding to the width W of each electron emission portion 3 was obtained.

【0069】このように、蛍光体の発光輝度特性に応じ
て、電子放出素子の電子放出部3の幅Wを変えることによ
り、放出電流特性を変えることができ、ホワイトバラン
スを容易にとることができる。
As described above, the emission current characteristic can be changed by changing the width W of the electron emitting portion 3 of the electron emitting element according to the emission luminance characteristic of the phosphor, and white balance can be easily achieved. it can.

【0070】前述のようにして作成した画像形成装置で
表示動作を行うための電気回路の構成を以下に説明す
る。
The structure of the electric circuit for performing the display operation in the image forming apparatus created as described above will be described below.

【0071】図15はNTSC方式のテレビ信号に基きテレビ
ジョン表示を行うための駆動回路の概略構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal.

【0072】同図において、101は本実施例の画像形成
装置からなる表示パネル、102は走査回路、103は制御回
路、104はシフトレジスタ、105はラインメモリ、106は
同期信号分離回路、107は変調信号発生器、VxおよびVa
は直流電圧源である。以下、各部の機能を説明する。
In the figure, 101 is a display panel comprising the image forming apparatus of this embodiment, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit, 104 is a shift register, 105 is a line memory, 106 is a sync signal separation circuit, and 107 is Modulation signal generator, Vx and Va
Is a DC voltage source. The function of each unit will be described below.

【0073】表示パネル101は、端子Dx1からDxmおよび
端子Dy1からDynと、高圧端子Hvと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からDxmには、
表示パネル101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列にマトリクス配線された表面伝導型
電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順次駆動するため
の走査信号が印加される。一方、端子Dy1からDynには、
前記走査信号により選択された一行の各素子が出力する
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10kVの直
流電圧が供給されるが、これは表面伝導型電子放出素子
から出力された電子ビームに、蛍光体を励起するのに充
分なエネルギを付与するための加速電圧である。
The display panel 101 is connected to an external electric circuit via terminals Dx1 to Dxm, terminals Dy1 to Dyn, and a high voltage terminal Hv. Of these, terminals Dx1 to Dxm
A scanning signal for sequentially driving a multi-electron beam source provided in the display panel 101, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns by one row (N elements) is applied. On the other hand, from terminals Dy1 to Dyn,
A modulation signal for controlling the electron beam output from each element in one row selected by the scanning signal is applied. Further, the high voltage terminal Hv is supplied with a direct current voltage of, for example, 10 kV from a direct current voltage source Va, which is an electron beam output from the surface conduction electron-emitting device and has sufficient energy to excite the phosphor. Is an accelerating voltage for imparting.

【0074】次に、走査回路102について説明する。同
回路は、内部にM個のスイッチング素子を備えるもので
(図にはS1からSmで模式的に示す)、各スイッチング素
子は直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0V(グランドレベ
ル)の何れか一方を選択し、表示パネル101の端子Dx1か
らDxmと電気的に接続するものである。S1からSmの各ス
イッチング素子は、制御回路103が出力する制御信号Tsc
anに基づいて動作するものであるが、実際には例えばFE
Tのようなスイッチング素子を組み合わせることによ
り、走査回路102は容易に構成することが可能である。
なお、本実施例の場合、前記直流電圧源Vxは表面伝導型
電子放出素子の特性に基づき約7Vの一定電圧を出力する
ように設定している。また、制御回路103は、外部より
入力され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。
そして、次に説明する同期信号分離回路106より送られ
てくる同期信号Tsyncに基づいて、各部に対してTscanお
よびTsftおよびTmryの各制御信号を発生する。なお、各
制御信号のタイミングに関しては、後に詳しく説明す
る。
Next, the scanning circuit 102 will be described. The circuit has M switching elements inside (S1 to Sm are shown in the figure), and each switching element is either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0V (ground level). Is selected and electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the display panel 101. Each switching element from S1 to Sm has a control signal Tsc output from the control circuit 103.
It works based on an, but in reality
The scanning circuit 102 can be easily configured by combining switching elements such as T.
In this embodiment, the DC voltage source Vx is set to output a constant voltage of about 7V based on the characteristics of the surface conduction electron-emitting device. Further, the control circuit 103 has a function of matching the operation of each unit so that an appropriate display is performed based on the image signal input from the outside.
Then, based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 106 described below, the control signals Tscan, Tsft, and Tmry are generated for each unit. The timing of each control signal will be described later in detail.

【0075】同期信号分離回路106は、外部から入力さ
れるNTSC方式のテレビ信号から、同期信号成分と輝度信
号成分とを分離するための回路で、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106により分離された同期信号は、垂直同
期信号と水平同期信号よりなるが、ここでは説明の便宜
上、Tsync信号として図示する。一方、テレビ信号から
分離された画像の輝度信号成分(便宜上、DATA信号と表
す)は、シフトレジスタ104に順に入力される。ここ
で、シフトレジスタ104は、画像の一ライン毎にシリア
ル-パラレル変換を実行するためのもので、制御回路103
より送られてくる制御信号Tsftに基づいて動作する。す
なわち、制御信号Tsftはシフトレジスタ104のシフトク
ロックである。
The sync signal separation circuit 106 is a circuit for separating a sync signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and is easily constructed by using a frequency separation (filter) circuit. It is possible. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 106 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal, but is illustrated here as a Tsync signal for convenience of description. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal (referred to as a DATA signal for convenience) is sequentially input to the shift register 104. Here, the shift register 104 is for performing serial-parallel conversion for each line of the image, and the control circuit 103
It operates based on the control signal Tsft sent from the computer. That is, the control signal Tsft is the shift clock of the shift register 104.

【0076】シリアル-パラレル変換された一ライン
分、つまり電子放出素子N素子分の駆動データに相当す
る画像データは、Id1からIdnのN個の並列信号として、
シフトレジスタ104から出力される。ラインメモリ105
は、一ライン分の画像データを所定時間だけ記憶するた
めの記憶装置で、制御回路103より送られる制御信号Tmr
yに従って適宜Id1からIdnの内容を記憶する。記憶され
た内容はI'd1からI'dnとして出力され、変調信号発生器
107へ入力される。変調信号発生器107は、画像データI'
d1からI'dnそれぞれに応じて、電子放出素子それぞれを
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からDynを通じて表示パネル101内の電子放出素子
に印加される。
The image data corresponding to the drive data for one line, which is serial-parallel converted, that is, for the N elements of the electron-emitting device, is represented by N parallel signals Id1 to Idn.
It is output from the shift register 104. Line memory 105
Is a storage device for storing image data for one line for a predetermined time, and a control signal Tmr sent from the control circuit 103.
The contents of Id1 to Idn are stored as appropriate according to y. The stored contents are output from I'd1 as I'dn, and the modulated signal generator
Input to 107. The modulation signal generator 107 outputs the image data I ′
It is a signal source for appropriately driving and modulating each electron-emitting device according to each of d1 to I'dn, and its output signal is applied to the electron-emitting device in the display panel 101 through terminals Dy1 to Dyn.

【0077】前述したように、本電子放出素子は放出電
流Ieに対して三つの基本特性を有している。このため、
例えば図16Aに示すような電子放出閾値(例えば8V)以
下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、図16Bに
示すような電子放出閾値以上の電圧を印加する場合は、
パルス幅Pwもしくはパルスの波高値Vmを変化させること
により、出力電子ビームを制御することが可能である。
従って、変調信号発生器107は、入力されたデータに応
じて適宜パルス幅Pwを変調した一定電圧のパルスを発生
するパルス幅変調方式のもの、もしくは、入力されるデ
ータに応じて適宜その波高値Vmを変調した一定の幅の電
圧パルスを発生する電圧変調方式のもを用いることが可
能である。つまり、人間の視覚が捉える明るさ(輝度)
は、発光を時間積分した結果であるからである。
As described above, this electron-emitting device has three basic characteristics with respect to the emission current Ie. For this reason,
For example, electron emission does not occur when a voltage below the electron emission threshold (for example, 8 V) as shown in FIG. 16A is applied, but when a voltage above the electron emission threshold as shown in FIG. 16B is applied,
The output electron beam can be controlled by changing the pulse width Pw or the pulse peak value Vm.
Therefore, the modulation signal generator 107 is of a pulse width modulation type that generates a pulse of a constant voltage by appropriately modulating the pulse width Pw according to the input data, or the peak value thereof according to the input data. It is also possible to use a voltage modulation system that generates a voltage pulse of a constant width by modulating Vm. In other words, the brightness (luminance) perceived by human vision
Is the result of time integration of light emission.

【0078】以上、NTSC方式のテレビ信号に基きテレビ
ジョン表示を行うための駆動回路の各部の機能について
説明したが、全体の動作説明に入る前に、表示パネル10
1の動作についてより詳しく説明する。なお、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101は、これよりも遙
かに多数の画素を備えたものであることは言うまでもな
い。
The function of each part of the drive circuit for performing the television display based on the NTSC system television signal has been described above.
The operation of 1 will be described in more detail. For convenience,
Although the number of pixels of the display panel will be described as 6 × 6, that is, M = N = 6, it goes without saying that the actually used display panel 101 has a much larger number of pixels than this.

【0079】図17は6×6マトリクス状に表面伝導型電子
放出素子を配線したマルチ電子ビーム源の一例を示す図
で、説明上、各素子の位置はD(1,1), D(1,2), …, D(6,
6)のように(X,Y)座標で示されるものとする。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices are wired in a 6 × 6 matrix. For the sake of explanation, the position of each device is D (1,1), D (1 , 2),…, D (6,
It shall be indicated by (X, Y) coordinates as in 6).

【0080】このようなマルチ電子ビーム源を駆動して
画像を表示する際は、X軸と平行な画像の一ラインを単
位として、ライン順に画像を形成する。画像の一ライン
に対応した電子放出素子を駆動するには、端子Dx1からD
x6のうち表示ラインに対応する行の端子には0Vを、それ
以外の端子には約7Vを印加する。それに同期して、当該
ラインの画像パターンに従って、Dy1から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, the image is formed in line order with one line of the image parallel to the X axis as a unit. To drive the electron-emitting device corresponding to one line of the image, the terminals Dx1 to Dx1
0V is applied to the terminals of the row corresponding to the display line of x6, and about 7V is applied to the other terminals. In synchronization with this, a modulation signal is applied to each terminal of Dy1 to Dy6 according to the image pattern of the line.

【0081】図18は画像パターンの一例で、以下ではこ
れを表示する場合を例として説明するが、便宜上、画像
パターンの発光部分の輝度は等しく、例えば100フート
ランバート相当であるとする。表示パネル101において
は、蛍光体92に公知のP-22を用い、加速電圧を約10kV、
画像表示の繰返周波数を約60Hz、電子放出素子として前
述した特性の表面伝導型電子放出素子を用いたが、この
場合には約14Vの電圧を印加するのが適当であった。な
お、この数値は各パラメタを変更すれば、当然変わるべ
きものである。
FIG. 18 is an example of an image pattern, and the case of displaying this will be described below as an example. However, for the sake of convenience, it is assumed that the luminances of the light emitting portions of the image pattern are the same, for example, 100 foot lanes. In the display panel 101, using a known P-22 for the phosphor 92, the acceleration voltage is about 10 kV,
The image display repeating frequency was about 60 Hz, and the surface conduction electron-emitting device having the above-mentioned characteristics was used as the electron-emitting device. In this case, it was appropriate to apply a voltage of about 14V. It should be noted that this numerical value should naturally change if each parameter is changed.

【0082】ここで、図18に示す画像パターンのうち第
三ライン目を発光させる期間を例として説明する。図19
は画像パターンの第三ライン目を発光させる期間に端子
Dx1からDx6および端子Dy1からDy6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図である。同図から明
らかなように、D(2,3), D(3,3), D(4,3)の各表面伝導型
電子放出素子には約14Vの電圧が印加されて電子ビーム
が出力される。一方、上記の三素子以外には約7V(図に
斜線で示す素子)もしくは0V(図に白抜きで示す素子)
が印加されるが、これは電子放出の閾値電圧以下である
ため、これらの素子からは電子ビームは出力されない。
他のラインについても同様に、図18の表示パターンに従
ってマルチ電子ビーム源を駆動する。
Here, the period during which the third line of the image pattern shown in FIG. 18 is made to emit light will be described as an example. Figure 19
Is the terminal during the period when the third line of the image pattern is illuminated.
FIG. 6 is a diagram showing voltage values applied to a multi-electron beam source through Dx1 to Dx6 and terminals Dy1 to Dy6. As is clear from the figure, a voltage of about 14 V is applied to each of the surface conduction electron-emitting devices D (2,3), D (3,3), D (4,3) to output an electron beam. To be done. On the other hand, in addition to the above three elements, about 7V (elements shown with diagonal lines) or 0V (elements shown with outlines in the figure)
Is applied, but since this is below the threshold voltage for electron emission, no electron beam is output from these elements.
Similarly for other lines, the multi-electron beam source is driven according to the display pattern of FIG.

【0083】図20はマルチ電子ビーム源を駆動する様子
を示すタイミングチャートである。同図に示すように、
第一ラインから順次一ラインずつ駆動することにより、
ちらつきのない画像表示が可能である。なお、表示パタ
ーンの発光輝度の変更は、輝度をより大きく(または小
さく)するには端子Dy1からDy6に印加される変調信号の
パルス幅を10μsよりも長く(または短く)するか、ま
たはパルスの電圧波高値を14Vよりも大きく(または小
さく)することにより可能である。
FIG. 20 is a timing chart showing how the multi-electron beam source is driven. As shown in the figure,
By driving one line at a time from the first line,
Image display without flicker is possible. To change the brightness of the display pattern, to increase (or decrease) the brightness, make the pulse width of the modulation signal applied to terminals Dy1 to Dy6 longer (or shorter) than 10 μs, or change the pulse width of the pulse. It is possible by making the voltage peak value larger (or smaller) than 14V.

【0084】以上、6×6のマルチ電子ビーム源を例にと
って、表示パネル101の駆動方法を説明したが、次に、
図15に示した装置の全体動作を説明する。
The driving method of the display panel 101 has been described above by taking the 6 × 6 multi-electron beam source as an example.
The overall operation of the device shown in FIG. 15 will be described.

【0085】図21は図15に示した装置全体のタイミング
チャート例で、同図(1)に示すのは、外部から入力され
たNTSC信号から同期信号分離回路106により分離された
輝度信号DATAのタイミングで、図に示すように一ライン
目,二ライン目,三ライン目,…の順に送られてくる。
また、これと同期して、制御回路103からシフトレジス
タ104に対して、同図(2)に示すように、シフトクロック
Tsftが出力される。シフトレジスタ104に一ライン分の
データDATAが蓄積されると、同図(3)に示すタイミング
で、制御回路103からラインメモリ105へメモリライト信
号Tmryが出力され、一ライン(N素子分)の駆動データ
が記憶保持される。その結果、ラインメモリ105の出力
信号であるI'd1からI'dnの内容は、同図(4)に示すタイ
ミングで変化する。
FIG. 21 is an example of a timing chart of the entire apparatus shown in FIG. 15. FIG. 21A shows the luminance signal DATA separated by the synchronizing signal separation circuit 106 from the NTSC signal input from the outside. At the timing, as shown in the figure, the first line, the second line, the third line, ... Are sent in this order.
Also, in synchronization with this, the control circuit 103 sends a shift clock to the shift register 104 as shown in FIG.
Tsft is output. When the data DATA for one line is accumulated in the shift register 104, the memory write signal Tmry is output from the control circuit 103 to the line memory 105 at the timing shown in FIG. The drive data is stored and held. As a result, the contents of I'd1 to I'dn, which are the output signals of the line memory 105, change at the timing shown in FIG.

【0086】一方、走査回路102の動作を制御する制御
信号Tscanの内容は、図21(5)に示すようなものになる。
すなわち、一ライン目を駆動する場合は、走査回路102
内のスイッチング素子S1のみが0Vで他のスイッチング素
子は約7V、また、二ライン目を駆動する場合は、スイッ
チング素子S2のみが0Vで他のスイッチング素子は約7V、
以下同様、というように動作が制御される。また、これ
と同期して変調信号発生器107から表示パネル101に対し
ては、同図(6)に示すタイミングて変調信号が出力され
る。
On the other hand, the content of the control signal Tscan for controlling the operation of the scanning circuit 102 is as shown in FIG. 21 (5).
That is, when driving the first line, the scanning circuit 102
Only the switching element S1 inside is 0V and the other switching elements are about 7V, and when driving the second line, only the switching element S2 is 0V and the other switching elements are about 7V,
The operation is controlled as follows. Further, in synchronization with this, the modulation signal generator 107 outputs the modulation signal to the display panel 101 at the timing shown in FIG.

【0087】なお、上記の説明にはとくに記載しなかっ
たが、シフトレジスタ104やラインメモリ105によって構
成される機能ブロックは、ディ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および
タイミングで行えればよい。なお、ディジタル信号式を
用いる場合は、同期信号分離回路106の出力信号DATAを
ディジタル信号化する必要があるが、これは同期信号分
離回路106の出力部にA/D変換器を備えれば容易に実現す
ることができることは言うまでもない。
Although not particularly described in the above description, the functional block composed of the shift register 104 and the line memory 105 may be of a digital signal type or an analog signal type. It suffices if serial / parallel conversion and storage of the image signal can be performed at a predetermined speed and timing. In the case of using the digital signal system, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 106 into a digital signal, but this is easy if an A / D converter is provided at the output section of the sync signal separation circuit 106. It goes without saying that it can be realized.

【0088】以上に説明した動作により、表示パネル10
1を用いてテレビジョンの表示を行うことが可能にな
る。
By the operation described above, the display panel 10
It becomes possible to display a television using 1.

【0089】[0089]

【第2実施例】以下、本発明にかかる第2実施例の画像形
成装置を説明する。なお、第2実施例において、第1実施
例と略同様の構成については、同一符号を付して、その
詳細説明を省略する。
[Second Embodiment] An image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described below. It should be noted that in the second embodiment, substantially the same configurations as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0090】次に、本発明にかかる第2実施例として、
電子放出素子の電子放出特性を変える別の方法を説明す
る。
Next, as a second embodiment according to the present invention,
Another method of changing the electron emission characteristics of the electron emitting device will be described.

【0091】図22は表面伝導型電子放出素子の電子放出
特性を変える別の方法を説明する図、図23はその電子放
出特性曲線を示す図である。なお、素子の構成は、図4A
と4Bに同じである。
FIG. 22 is a diagram for explaining another method for changing the electron emission characteristic of the surface conduction electron-emitting device, and FIG. 23 is a diagram showing its electron emission characteristic curve. The structure of the element is shown in Figure 4A.
And 4B is the same.

【0092】図22に示す三つの素子は、(a)(b)(c)の順
に素子電極間隔Lが長くなっている。同図(b)の素子の素
子電極間隔Lは標準の長さで、その放出電流Ieの特性は
図23(b)に示すようになり、これは図8に示した素子電圧
Vfに対する放出電流Ieの特性に相当する。従って、図22
(b)の素子の特性は、図12におけるホワイトバランスを
とる際の基準になる緑の蛍光体の発光輝度特性曲線Gに
対応する。
In the three elements shown in FIG. 22, the element electrode spacing L becomes longer in the order of (a) (b) (c). The device electrode spacing L of the device of FIG. 23B has a standard length, and the characteristics of its emission current Ie are as shown in FIG. 23B, which is the device voltage shown in FIG.
This corresponds to the characteristic of the emission current Ie with respect to Vf. Therefore, FIG.
The characteristics of the element in (b) correspond to the emission luminance characteristic curve G of the green phosphor that serves as a reference for white balance in FIG.

【0093】素子電極間隔Lの長さによって電子放出特
性を変えることができるのは、素子電極間隔Lのうち電
子放出部3を除いた領域は、有限の抵抗値をもつ配線、
言い替えれば直列抵抗とみなすことができる。このた
め、素子電極間隔Lが長くなるに従って直列抵抗値が大
きくなり、それによる電圧降下が大きくなり、電子放出
部3に印加される電圧が小さくなる。その結果、図23に
示すように、図22の素子電極間隔L11,L12,L13に対応し
て、電子放出が開始される閾値電圧Vthがシフトした電
子放出電流特性曲線(a)(b)(c)が得られることになる。
The electron emission characteristics can be changed depending on the length of the device electrode interval L. The region of the device electrode interval L excluding the electron emitting portion 3 is a wiring having a finite resistance value.
In other words, it can be regarded as a series resistance. Therefore, as the device electrode interval L becomes longer, the series resistance value becomes larger, the voltage drop due to it becomes larger, and the voltage applied to the electron emitting portion 3 becomes smaller. As a result, as shown in FIG. 23, corresponding to the device electrode intervals L11, L12, L13 of FIG. 22, the electron emission current characteristic curve (a) (b) (the threshold voltage Vth at which electron emission is started is shifted. c) will be obtained.

【0094】従って、各色の蛍光体が図12に示したよう
な特性を示す場合、青の蛍光体に対応する電子放出素子
に図22(c)の素子を対応させることにより、放出電流Ie
を減少して、発光輝度曲線Bを基準特性曲線B'に一致さ
せることができる。同様に、赤の蛍光体に対応する電子
放出素子に図22(a)の素子を対応させることにより、放
出電流Ieを増加させて、発光輝度曲線Rを基準特性曲線
R'に一致させることができる。
Therefore, when the phosphors of the respective colors exhibit the characteristics as shown in FIG. 12, the emission current Ie can be obtained by associating the element of FIG. 22 (c) with the electron emission element corresponding to the blue phosphor.
Can be reduced to match the emission luminance curve B with the reference characteristic curve B ′. Similarly, by making the element of FIG. 22 (a) correspond to the electron emitting element corresponding to the red phosphor, the emission current Ie is increased and the emission luminance curve R is set to the reference characteristic curve.
Can match R '.

【0095】本発明者らは、上述の素子として、電子放
出部幅W2が約200μm、素子電極間隔L11が約2μm, L12が
約10μm, L13が約30μmのものを作成し、その特性を測
定した。その結果、図23に示すような特性、つまり、そ
れぞれの素子電極間隔Lに対応した所望の電子放出量が
得られることを確認した。
The inventors of the present invention produced the above-mentioned device having an electron emission portion width W2 of about 200 μm, a device electrode spacing L11 of about 2 μm, L12 of about 10 μm, and L13 of about 30 μm, and measuring the characteristics. did. As a result, it was confirmed that the characteristics shown in FIG. 23, that is, the desired electron emission amount corresponding to each element electrode interval L was obtained.

【0096】このように、蛍光体の発光輝度特性に応じ
て、電子放出素子の素子電極間隔Lを変えることによ
り、放出電流特性を変えることができ、ホワイトバラン
スを容易にとることができる。
As described above, the emission current characteristic can be changed by changing the element electrode interval L of the electron emitting element according to the emission luminance characteristic of the phosphor, and the white balance can be easily taken.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ホ
ワイトバランスが容易にとれる電子ビーム発生源と、そ
れを用いて色再現性のよい画像表示を行う画像形成装置
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electron beam generating source that can easily achieve white balance and an image forming apparatus that uses the electron beam generating source to display an image with good color reproducibility. .

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

【図1】表面伝導型電子放出素子の素子構成の典型的な
例を示す平面図、
FIG. 1 is a plan view showing a typical example of a device configuration of a surface conduction electron-emitting device,

【図2】電子的な配線方法によるマルチ電子ビーム源の
一例を示す図、
FIG. 2 is a diagram showing an example of a multi-electron beam source by an electronic wiring method,

【図3A】蛍光体の典型的な発光特性を示す図、FIG. 3A is a diagram showing typical emission characteristics of a phosphor,

【図3B】蛍光体の典型的な発光特性を示す図、FIG. 3B is a diagram showing typical emission characteristics of a phosphor,

【図4A】本発明にかかる基本的な表面伝導型電子放出
素子の構成を示す平面図、
FIG. 4A is a plan view showing the configuration of a basic surface conduction electron-emitting device according to the present invention,

【図4B】図4Aに示す素子の構成を示す断面図、4B is a cross-sectional view showing the configuration of the element shown in FIG. 4A,

【図5A】電子放出部を有する電子放出素子の製造方法
の一例を示す図、
FIG. 5A is a diagram showing an example of a method for manufacturing an electron-emitting device having an electron-emitting portion,

【図5B】電子放出部を有する電子放出素子の製造方法
の一例を示す図、
FIG. 5B is a diagram showing an example of a method of manufacturing an electron-emitting device having an electron-emitting portion,

【図5C】電子放出部を有する電子放出素子の製造方法
の一例を示す図、
FIG. 5C is a diagram showing an example of a method for manufacturing an electron-emitting device having an electron-emitting portion,

【図6】フォーミング処理の電圧波形を示す図、FIG. 6 is a diagram showing a voltage waveform of a forming process,

【図7】図4Aと4Bに示す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、
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics of an element having the configuration shown in FIGS. 4A and 4B.

【図8】図7に示す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
例を示す図、
8 is a diagram showing a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG.

【図9】電子ビーム源基板の構成例を示す図、FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of an electron beam source substrate,

【図10】本発明にかかる一実施例の画像形成装置の基
本構成図、
FIG. 10 is a basic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention,

【図11A】蛍光膜の一例を示す図、FIG. 11A is a diagram showing an example of a fluorescent film,

【図11B】蛍光膜の一例を示す図、FIG. 11B is a view showing an example of a fluorescent film,

【図12】ホワイトバランスをとる際の問題を説明する
発光輝度特性曲線例を示す図、
FIG. 12 is a diagram showing an example of a light emission luminance characteristic curve for explaining a problem in taking white balance;

【図13】表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を変
える具体的方法を説明する図、
FIG. 13 is a diagram illustrating a specific method for changing the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device,

【図14】図13に示す各素子の電子放出特性例を示す
図、
14 is a diagram showing an example of electron emission characteristics of each element shown in FIG.

【図15】NTSC方式のテレビ信号に基きテレビジョン表
示を行うための駆動回路の概略構成を示すブロック図、
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal.

【図16A】表面伝導型電子放出素子の出力電子ビーム
を制御する方法を説明する図、
16A is a diagram illustrating a method of controlling an output electron beam of a surface conduction electron-emitting device, FIG.

【図16B】表面伝導型電子放出素子の出力電子ビーム
を制御する方法を説明する図、
FIG. 16B is a diagram illustrating a method of controlling an output electron beam of a surface conduction electron-emitting device,

【図17】6×6マトリクス状に表面伝導型電子放出素子
を配線したマルチ電子ビーム源の一例を示す図、
FIG. 17 is a diagram showing an example of a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices are wired in a 6 × 6 matrix.

【図18】画像パターンの一例、FIG. 18 is an example of an image pattern,

【図19】図17に示すマルチ電子ビーム源の第三ライン
目を発光させる際に印加する電圧値を示す図、
19 is a diagram showing a voltage value applied when the third line of the multi-electron beam source shown in FIG. 17 is caused to emit light,

【図20】図17に示すマルチ電子ビーム源を駆動する様
子を示すタイミングチャート、
20 is a timing chart showing how the multi-electron beam source shown in FIG. 17 is driven,

【図21】図15に示す装置全体のタイミングチャート
例、
21 is a timing chart example of the entire apparatus shown in FIG.

【図22】本発明にかかる第2実施例の表面伝導型電子
放出素子の電子放出特性を変える方法を説明する図、
FIG. 22 is a view for explaining a method of changing the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the second embodiment according to the present invention,

【図23】図22に示す各素子の電子放出特性例を示す図
である。
FIG. 23 is a diagram showing an example of electron emission characteristics of each element shown in FIG. 22.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 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 34 アノード電極 67 段差形成部 72 X方向配線 73 Y方向配線 74 表面伝導型電子放出素子 75 結線 81 電子源を固定するリアプレート 82 支持枠 83 ガラス基板 84 蛍光膜 85 メタルバック 86 フェースプレート 88 外囲器 91 黒色導伝材 92 蛍光体 101 表示パネル 102 走査回路 103 制御回路 104 シフトレジスタ 105 ラインメモリ 106 同期信号分離回路 107 変調信号発生器 1 Insulating substrate 2 Thin film for forming electron emission part 3 Electron emission part 4 Thin film including electron emission part 5,6 Device electrode 34 Anode electrode 67 Step forming part 72 X direction wiring 73 Y direction wiring 74 Surface conduction electron emitting device 75 Wiring 81 Rear plate that fixes the electron source 82 Support frame 83 Glass substrate 84 Fluorescent film 85 Metal back 86 Face plate 88 Envelope 91 Black conductive material 92 Fluorescent substance 101 Display panel 102 Scanning circuit 103 Control circuit 104 Shift register 105 lines Memory 106 Sync signal separation circuit 107 Modulation signal generator

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、基板上に複数の表面伝導型
電子放出素子を二次元に配列し、行方向配線と列方向配
線により各素子をマトリクス状に結線した電子ビーム発
生源と、 前記電子ビーム発生源より発生された電子ビームの照射
によって発光する三色の蛍光体と、 入力された画像信号に基づいて前記蛍光体に照射する前
記電子ビームを変調する変調手段とを備え、 前記電子ビーム発生源に配列する前記表面伝導型電子放
出素子の電子放出特性を前記蛍光体の色毎の発光特性に
応じて変えたことを特徴とする画像形成装置。
1. An electron beam generating source in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are two-dimensionally arranged on a substrate, and the devices are connected in a matrix by row-direction wiring and column-direction wiring, and the electron beam. An electron beam generated by a source, emitting three-color phosphors that emit light; and a modulator that modulates the electron beam that irradiates the phosphors based on an input image signal. An image forming apparatus, characterized in that the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device arranged in the light source are changed according to the emission characteristics of the phosphor for each color.
【請求項2】 前記表面伝導型電子放出素子の素子形状
を変えることにより前記電子放出特性を変えることを特
徴とする請求項1に記載された画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron emission characteristic is changed by changing an element shape of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項3】 前記表面伝導型電子放出素子の電子放出
部の幅を変えることにより前記電子放出特性を変えるこ
とを特徴とする請求項1に記載された画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron emission characteristic is changed by changing a width of an electron emission portion of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項4】 前記表面伝導型電子放出素子の素子電極
の間隔を変えることにより前記電子放出特性を変えるこ
とを特徴とする請求項1に記載された画像形成装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron emission characteristic is changed by changing an interval between device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項5】 前記表面伝導型電子放出素子の電子放出
部の面積を変えることにより前記電子放出特性を変える
ことを特徴とする請求項1に記載された画像形成装置。
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron emission characteristic is changed by changing an area of an electron emission portion of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項6】 少なくとも、異なる電子放出特性を有す
る表面伝導型電子放出素子群を基板上に二次元に配列
し、行方向配線と列方向配線により各素子をマトリクス
状に結線したことを特徴とする電子ビーム発生源。
6. A surface conduction electron-emitting device group having at least different electron emission characteristics is two-dimensionally arranged on a substrate, and each device is connected in a matrix by row-direction wiring and column-direction wiring. A source of electron beam generation.
【請求項7】 前記異なる電子放出特性を有する表面伝
導型電子放出素子群を周期的に配列したことを特徴とす
る請求項6に記載された電子ビーム発生源。
7. The electron beam generating source according to claim 6, wherein the surface conduction electron-emitting device groups having different electron emission characteristics are periodically arranged.
【請求項8】 前記表面伝導型電子放出素子の素子形状
を変えることにより前記電子放出特性を変えることを特
徴とする請求項6または請求項7に記載された電子ビーム
発生源。
8. The electron beam generating source according to claim 6, wherein the electron emission characteristic is changed by changing an element shape of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項9】 前記表面伝導型電子放出素子の電子放出
部の幅を変えることにより前記電子放出特性を変えるこ
とを特徴とする請求項6または請求項7に記載された電子
ビーム発生源。
9. The electron beam generating source according to claim 6, wherein the electron emission characteristic is changed by changing a width of an electron emitting portion of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項10】 前記表面伝導型電子放出素子の素子電
極の間隔を変えることにより前記電子放出特性を変える
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載された電
子ビーム発生源。
10. The electron beam generating source according to claim 6, wherein the electron emission characteristic is changed by changing a distance between device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.
【請求項11】 前記表面伝導型電子放出素子の電子放
出部の面積を変えることにより前記電子放出特性を変え
ることを特徴とする請求項6または請求項7に記載された
電子ビーム発生源。
11. The electron beam generating source according to claim 6, wherein the electron emission characteristic is changed by changing an area of an electron emission portion of the surface conduction electron-emitting device.
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