JPH08250021A - Manufacturing method for surface conduction electron emitting element and manufacture thereof - Google Patents

Manufacturing method for surface conduction electron emitting element and manufacture thereof

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JPH08250021A
JPH08250021A JP5267595A JP5267595A JPH08250021A JP H08250021 A JPH08250021 A JP H08250021A JP 5267595 A JP5267595 A JP 5267595A JP 5267595 A JP5267595 A JP 5267595A JP H08250021 A JPH08250021 A JP H08250021A
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conductive thin
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electron
emitting device
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Abstract

PURPOSE: To accurately process the irregular conductive thin film of the surface conduction electron emitting element at the high speed by processing the conductive thin film while a focal point against the surface of the conductive thin film is being adjusted based on information on the surface irregularities of the conductive thin film. CONSTITUTION: A specimen 12 is set in a XY direction scanning mechanism 11, and the output of a laser oscillator 1 is set to a desired value by a control computer 13. Control signals are sent to a position control mechanism 9 from the control computer 13 in such a way that the XY direction scanning mechanism 11 is moved in accordance with a processing pattern. A laser beam 1a for measuring irregularities on the surface of the specimen is projected into optical sensors 8a and 8b, and the position control mechanism 9 selects a signal out of signals from the two optical sensors while the drive direction of the XY direction scanning mechanism 11 is being recognized. By this constitution, irregularities on the surface of the specimen is detected, and processing can thereby be carried out, in which each focal point of a laser beam 1b is aligned to irregularities on the surface of the specimen with an elevating mechanism 10 finely moved.

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、レーザー光を用いた表
面伝導型電子放出素子の製造方法および製造装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型(以下FE型と略す)、金属/絶縁層/金属
型(以下MIM型と略す)や表面伝導型電子放出素子等
がある。FE型の例としてはW.P.Dyke & W.W.Dolan、"F
ield emission"、Advance in Electron Physics、8 89
(1956) あるいはC.A.Spindt、"Physical Properties of
thin-film field emission cathodes with molybdeniu
m"、J.Appl.Phys.、47 5248(1976)等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron source includes a field emission type (hereinafter abbreviated as FE type), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter abbreviated as MIM type), a surface conduction type electron emitting device, and the like. Examples of FE type are WP Dyke & WWDolan, "F
ield emission ", Advance in Electron Physics, 8 89
(1956) or CASpindt, "Physical Properties of
thin-film field emission cathodes with molybdeniu
m ", J. Appl. Phys., 47 5248 (1976) and the like are known.

【0003】MIM型の例としてはC.A.Mead、"Operati
on tunneling emission devices"、J.Appl.Phys.、32 6
46(1961)等が知られている。
As an example of the MIM type, CAMead, "Operati
on tunneling emission devices ", J.Appl.Phys., 32 6
46 (1961) and the like are known.

【0004】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
M.I.Elinson、Radio Eng.ElectronPhys.、10 1290(196
5)等がある。表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等
によるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:"Thin Solid Films"、9 317(1972)]、I
23 /SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and
C.G.Fonstad:"IEEE Trans. ED Conf"、519(1975)]、カ
ーボン薄膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第
1号、22頁(1983)]等が報告されている。
As an example of the surface conduction electron-emitting device type,
MIElinson, Radio Eng. ElectronPhys., 10 1290 (196
5) etc. The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is applied to a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, one using a SnO 2 thin film by Erinson et al., One using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Films", 9 317 (1972)], I
n 2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and
CGFonstad: "IEEE Trans. ED Conf", 519 (1975)], by carbon thin film [Hisa Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, Vol.
No. 1, p. 22 (1983)] and the like are reported.

【0005】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のM.ハートウェルの素子構成を
図15に示す。
As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M. The Hartwell device configuration is shown in FIG.

【0006】表面伝導型電子放出素子は図15に示すよ
うに基板1041と、基板1041上にスパッタで形成
した金属酸化物薄膜等をフォトリソ技術等によりH型形
状のパターンにした導電性薄膜1044からなり、後述
の通電フォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出
部1045が形成される。尚、図中の素子電極間隔L
は、0.5〜1mm、W’は、0.1mmで設定されて
いる。尚、電子放出部1045の位置及び形状について
は、確定的でないので模式図として表した。
As shown in FIG. 15, the surface conduction electron-emitting device includes a substrate 1041 and a conductive thin film 1044 formed by sputtering a metal oxide thin film formed on the substrate 1041 into an H-shaped pattern by photolithography or the like. Then, the electron emitting portion 1045 is formed by an energization process called energization forming described later. The element electrode spacing L in the figure
Is set to 0.5 to 1 mm, and W'is set to 0.1 mm. Note that the position and shape of the electron emission portion 1045 are not definitive, and thus are shown as schematic diagrams.

【0007】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜1044を予
め通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放
出部1045を形成するのが一般的であった。即ち、通
電フォーミングとは前記導電性薄膜1044の両端に直
流電圧あるいは非常にゆっくりとした昇電圧例えば1V
/分程度を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、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1045を形成することである。尚、電子放出
部1045は導電性薄膜1044の一部に亀裂が発生し
その亀裂付近から電子放出が行われる。前記通電フォー
ミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、上述導電
性薄膜1044に電圧を印加し、素子に電流を流すこと
により上述電子放出部1045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 1045 has generally been formed by conducting an energization process called energization forming in advance on the conductive thin film 1044 before emitting electrons. That is, the energization forming means a DC voltage or a very slow rising voltage, for example, 1 V across the conductive thin film 1044.
This is to form an electron-emitting portion 1045 in which the conductive thin film is locally destroyed, deformed, or denatured by applying and energizing about / minute, and which is in an electrically high resistance state. In the electron emitting portion 1045, a crack is generated in a part of the conductive thin film 1044, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. The surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the energization forming process is one in which a voltage is applied to the conductive thin film 1044 and a current is passed through the device so that electrons are emitted from the electron-emitting portion 1045.

【0008】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから大面積にわたり多数素子を配
列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生かせるよ
うないろいろな応用が研究されている。例えば、荷電ビ
ーム源、画像形成装置等の表示装置があげられる。
Since the surface conduction electron-emitting device described above has a simple structure and is easy to manufacture, it has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area. Therefore, various applications that can make full use of this feature are being researched. For example, a display device such as a charged beam source or an image forming apparatus can be used.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したような表面伝
導型電子放出素子は構造が簡単であることが特徴の一つ
であり、従来の導電性薄膜のパターン形成においては、
通常の半導体製造技術の一種である真空成膜、フォトリ
ソグラフィー、エッチング技術を用いて行っていた。
One of the features of the surface conduction electron-emitting device as described above is that the structure is simple. In the conventional pattern formation of the conductive thin film,
This was performed using vacuum film formation, photolithography, and etching technology, which are one of the usual semiconductor manufacturing technologies.

【0010】他に、レーザー加工を導電性薄膜のパター
ン形成に応用する場合が考えられるが、凹凸のある試料
表面を精度良く、高速に加工しなければならない。
In addition, there is a case where the laser processing is applied to the pattern formation of the conductive thin film, but it is necessary to process the sample surface having irregularities with high accuracy and at high speed.

【0011】レーザーで凹凸のある試料表面を高精度に
加工する場合、レーザーの焦点を試料表面に合わせる必
要がある。従来のレーザー加工機では、レーザーの焦点
調整はCCDカメラなどにより得られた画像情報をもと
に、CCDカメラのピントを合わせることにより行って
いる場合が多かった。そのため焦点調整速度には限界が
あり、加工しながら焦点調整を行うことは困難であっ
た。
When processing a sample surface having irregularities with a laser with high precision, it is necessary to focus the laser on the sample surface. In the conventional laser processing machine, the focus of the laser is often adjusted by focusing the CCD camera based on the image information obtained by the CCD camera or the like. Therefore, the focus adjustment speed is limited, and it is difficult to adjust the focus while processing.

【0012】そこで本発明は、上記従来技術の問題点に
鑑み、凹凸のある表面伝導型電子放出素子の導電性薄膜
を高速かつ高精度に加工する、レーザー光を用いた表面
伝導型電子放出素子の製造方法及び製造装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention is a surface conduction electron-emitting device using laser light for processing a conductive thin film of a surface conduction electron-emitting device having irregularities at high speed and with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus of.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1発明は、基板上に導電性薄膜を形成し、該導電性
薄膜の表面に対してレーザー光を集光させた状態で前記
導電性薄膜を所定のパターン形状に加工した後、電子を
放出する電子放出部を形成する、レーザー光を用いた表
面伝導型電子放出素子の製造方法において、前記導電性
薄膜の表面の凹凸情報を第2のレーザー光を用いて検出
し、かつ該凹凸情報に基づき前記導電性薄膜の表面に対
する前記レーザー光の焦点を調整しながら前記導電性薄
膜を加工することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first aspect of the invention is to form a conductive thin film on a substrate, and collect the laser light on the surface of the conductive thin film. After processing the conductive thin film into a predetermined pattern shape, forming an electron emitting portion that emits electrons, in a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light, the uneven information of the surface of the conductive thin film It is characterized in that the conductive thin film is processed by detecting with a second laser light and adjusting the focus of the laser light on the surface of the conductive thin film based on the unevenness information.

【0014】このレーザー光を用いた表面伝導型電子放
出素子の製造方法において、前記第2のレーザー光を分
割ミラーにより、前記レーザー光による加工点の進行方
向の導電性薄膜の表面に照射し、前記導電性薄膜の表面
にて反射した第2のレーザー光を光センサーに入射させ
ることにより前記導電性薄膜の表面の凹凸情報を検出す
る方法や、前記第2のレーザー光をスイング機構によ
り、前記レーザー光による加工点の進行方向の導電性薄
膜の表面に照射し、前記導電性薄膜の表面にて反射した
第2のレーザー光を光センサーに入射させることにより
前記導電性薄膜の表面の凹凸情報を検出する方法が考え
られる。
In the method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device using this laser beam, the second laser beam is applied to the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the laser beam by a split mirror. A method of detecting unevenness information on the surface of the conductive thin film by causing a second laser light reflected on the surface of the conductive thin film to enter an optical sensor, or a swing mechanism of the second laser light Irregularity information on the surface of the conductive thin film by irradiating the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point with the laser light and making the second laser light reflected by the surface of the conductive thin film incident on the optical sensor. The method of detecting is considered.

【0015】上記のような方法の場合、前記レーザー光
を分岐し、その分岐した一方のレーザー光を前記導電性
薄膜が加工されない程度まで減衰することにより前記第
2のレーザー光を得ることが好ましい。
In the case of the method as described above, it is preferable to obtain the second laser light by splitting the laser light and attenuating one of the split laser light to such an extent that the conductive thin film is not processed. .

【0016】また、第2発明に係るレーザー光を用いた
表面伝導型電子放出素子の製造装置は、表面伝導型電子
放出素子となる導電性薄膜が形成された基板を保持し、
かつ該基板と同一面内の任意の方向に走査させる走査手
段と、所望の出力のレーザー光を発振するレーザー発振
手段と、前記レーザー光を、加工に使用する第1のレー
ザー光と測定に使用する第2のレーザー光とに分岐させ
る分岐手段と、前記第1のレーザー光を前記導電性薄膜
の表面に集光させる光学系と、前記第2のレーザー光の
出力を前記導電性薄膜が加工されない程度まで減衰させ
る減衰手段と、前記減衰手段により出力が減衰された第
2のレーザー光を用い、前記第1のレーザー光による加
工点の進行方向の導電性薄膜の表面の凹凸情報を検出す
る検出手段と、前記検出手段からの凹凸情報に基づき、
前記光学系による第1のレーザー光の焦点を前記導電性
薄膜の表面に合わせるために前記光学系を昇降させる昇
降手段と、を備えたことを特徴とする。
Further, the apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light according to the second invention holds a substrate on which a conductive thin film to be a surface conduction electron-emitting device is formed,
And a scanning means for scanning in any direction in the same plane as the substrate, a laser oscillating means for oscillating a laser beam having a desired output, and the laser beam used for measurement with a first laser beam used for processing. Branching means for branching into the second laser light, an optical system for focusing the first laser light on the surface of the conductive thin film, and the conductive thin film processing the output of the second laser light. Using the attenuating means for attenuating to the extent that it is not attenuated and the second laser light whose output is attenuated by the attenuating means, the unevenness information of the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the first laser light is detected. Based on the detection means and the unevenness information from the detection means,
And an elevating means for elevating and lowering the optical system in order to focus the first laser beam by the optical system on the surface of the conductive thin film.

【0017】前記検出手段は、前記第1のレーザー光に
よる加工点の進行方向の導電性薄膜の表面に、前記減衰
器により出力が減衰された第2のレーザー光を照射させ
る照射手段と、前記導電性薄膜の表面にて反射した第2
のレーザー光を受光して、前記第1のレーザー光による
加工点の進行方向の導電性薄膜の表面の凹凸情報を得る
光センサーと、から構成される。
The detecting means irradiates the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the first laser light with the second laser light whose output is attenuated by the attenuator; Second reflection on the surface of the conductive thin film
Optical sensor for receiving the laser light of 1) and obtaining information on the unevenness of the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the first laser light.

【0018】また、前記照射手段としては分割ミラー
や、前記第1のレーザー光による加工点の進行方向に応
じて前記減衰器により出力が減衰された第2のレーザー
光の入射方向を変えるスイング機構が考えられる。
Further, as the irradiation means, a split mirror or a swing mechanism for changing the incident direction of the second laser light whose output is attenuated by the attenuator according to the traveling direction of the processing point by the first laser light. Can be considered.

【0019】さらに前記昇降手段としては、リニアモー
ターや圧電素子を用いることが考えられる。
Further, it is conceivable to use a linear motor or a piezoelectric element as the elevating means.

【0020】[0020]

【作用】本発明では、凹凸のある導電性薄膜をレーザー
光により所定のパターン形状に加工しているとき、予め
第2のレーザー光を用いて導電性薄膜の凹凸情報を検出
し、その凹凸情報に基いて導電性薄膜の表面に対するレ
ーザー光の焦点を調整することにより、導電性薄膜の凹
凸による焦点ずれがなく、加工溝幅が一定となるので、
高速でかつ精度の良い加工が達成される。
In the present invention, when the conductive thin film having irregularities is processed into a predetermined pattern shape by laser light, the second laser light is used in advance to detect irregularity information of the conductive thin film, and the irregularity information is detected. By adjusting the focus of the laser light on the surface of the conductive thin film based on, there is no defocus due to the unevenness of the conductive thin film, the processing groove width becomes constant,
High-speed and accurate machining is achieved.

【0021】さらに、前記レーザー光を分岐し、その分
岐した一方のレーザー光を前記導電性薄膜が加工されな
い程度まで減衰することにより前記第2のレーザー光を
得ることにより、装置の小型化が可能となる。
Further, the laser beam is branched, and one of the branched laser beams is attenuated to such an extent that the conductive thin film is not processed to obtain the second laser beam, so that the apparatus can be downsized. Becomes

【0022】[0022]

【実施例】表面伝導型電子放出素子の配列の方式には表
面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の両
端を配線で接続するはしご型配置(以下、「はしご型配
置電子源基板」と呼ぶ)や、表面伝導型電子放出素子の
一対の素子電極にそれぞれX方向配線、Y方向配線を接
続した単純マトリクス配置(以下、「マトリクス型配置
電子源基板」と呼ぶ)が挙げられる。尚、はしご型配置
電子基板を有する画像形成装置には電子放出素子からの
電子の飛翔を制御する電極である制御電極(グリッド電
極)を必要とする。
EXAMPLE A surface-conduction type electron-emitting device is arranged in parallel in a method of arranging the surface-conduction type electron-emitting devices, and both ends of each device are connected by wiring in a ladder-type arrangement (hereinafter, "ladder-type arrangement electron source"). Substrate)) and a simple matrix arrangement in which X-direction wiring and Y-direction wiring are connected to a pair of device electrodes of a surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as “matrix-type arrangement electron source substrate”). . An image forming apparatus having a ladder type electronic substrate requires a control electrode (grid electrode) which is an electrode for controlling the flight of electrons from the electron-emitting device.

【0023】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】(第1実施例)図1は、本発明による表面
伝導型電子放出素子の製造方法を好適に実施する製造装
置の第1実施例を最もよく表す図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a view best showing a first embodiment of a manufacturing apparatus for suitably carrying out the method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【0025】本実施例の製造装置は、図1に示すよう
に、試料12としての表面伝導型電子放出素子の導電性
薄膜を形成する際に用いられるレーザー加工機であっ
て、レーザー発振器1を有する。また、レーザーの焦点
調整用の系と試料加工用の系とに大別されており、これ
らの二つの系にレーザー発振器1より放出されたレーザ
ー光を分岐させるため部分反射ミラー2を有する。
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus of the present embodiment is a laser processing machine used for forming a conductive thin film of a surface conduction electron-emitting device as a sample 12, which is a laser processing machine. Have. Further, it is roughly divided into a system for adjusting a laser focus and a system for processing a sample, and these two systems have a partial reflection mirror 2 for branching the laser light emitted from the laser oscillator 1.

【0026】レーザーの焦点調整用の系は、部分反射ミ
ラー2により反射されたレーザー光1aを試料12が加
工されない程度まで減衰させる、NDフィルターから成
る減衰器6の他、検出手段として、減衰器6により減衰
されたレーザー光をX、Y方向に分割して試料12に照
射する照射手段の分割ミラー7、および分割ミラー7か
らのX、Y方向のレーザー光が試料12に反射して入射
される、光学系を備えた光センサー8a、8bとから構
成される。このような系にて光センサー8a、8bの信
号変化を検出することにより、試料12の表面凹凸情報
を検出することができる。
The system for adjusting the focus of the laser includes an attenuator 6 composed of an ND filter for attenuating the laser light 1a reflected by the partial reflection mirror 2 to the extent that the sample 12 is not processed, and an attenuator as a detecting means. The laser beam attenuated by 6 is split in the X and Y directions and is applied to the sample 12, and the split mirror 7 of the irradiation means and the laser beams in the X and Y directions from the split mirror 7 are reflected and incident on the sample 12. And optical sensors 8a and 8b having an optical system. By detecting the signal change of the optical sensors 8a and 8b in such a system, the surface unevenness information of the sample 12 can be detected.

【0027】一方、試料加工用の系は、光学系として、
部分反射ミラー2を透過したレーザ光を全反射する全反
射ミラー3と、全反射ミラー3により反射されたレーザ
ー光1bを所定の形状にして通過させるスリット4と、
スリット4を通過したレーザー光を試料12に集束させ
る対物レンズ5とから構成される。
On the other hand, the sample processing system is an optical system.
A total reflection mirror 3 that totally reflects the laser light transmitted through the partial reflection mirror 2, and a slit 4 that allows the laser light 1b reflected by the total reflection mirror 3 to pass in a predetermined shape.
It is composed of an objective lens 5 for focusing the laser light passing through the slit 4 on the sample 12.

【0028】対物レンズ5は昇降機構10により取り付
けられており、光センサー8a、8bにより検出された
Z方向の位置変化をもとに、位置制御機構9によりZ方
向に微動可能になっている。
The objective lens 5 is attached by an elevating mechanism 10 and can be finely moved in the Z direction by a position control mechanism 9 based on a change in the Z direction position detected by the optical sensors 8a and 8b.

【0029】また、試料12はXY方向走査機構11上
に固定されており、位置制御機構9によりXY方向に走
査可能になっている。
The sample 12 is fixed on the XY scanning mechanism 11 and can be scanned in the XY directions by the position control mechanism 9.

【0030】レーザー発振器1、位置制御機構9は制御
コンピュータ13により制御され、任意のパターンを描
画することができるように構成されている。
The laser oscillator 1 and the position control mechanism 9 are controlled by the control computer 13 so that an arbitrary pattern can be drawn.

【0031】前述された構成のレーザー加工機を用い
て、試料12を加工する際の動作を説明する。
The operation of processing the sample 12 using the laser processing machine having the above-described structure will be described.

【0032】試料12をXY方向走査機構11にセット
し、制御コンピュータ13によりレーザー発振器1の出
力を所望の値にセットする。
The sample 12 is set on the XY scanning mechanism 11, and the control computer 13 sets the output of the laser oscillator 1 to a desired value.

【0033】次に加工パターンに応じてXY方向走査機
構11が移動するように、制御コンピュータ13から位
置制御機構9に制御信号を送る。
Next, a control signal is sent from the control computer 13 to the position control mechanism 9 so that the XY scanning mechanism 11 moves according to the processing pattern.

【0034】XY方向走査機構11が駆動中には、試料
表面の凹凸を測定するためのレーザー光1aは、光セン
サー8a、8bに入射されており、位置制御機構9はX
Y方向走査機構11の駆動方向を認識する事により、2
つの光センサーからの信号を選択する。
While the XY direction scanning mechanism 11 is driven, the laser beam 1a for measuring the unevenness of the sample surface is incident on the optical sensors 8a and 8b, and the position control mechanism 9 moves to the X direction.
By recognizing the driving direction of the Y-direction scanning mechanism 11, 2
Select the signals from the two light sensors.

【0035】これにより加工方向に一致した試料表面の
凹凸情報を検出することができ、昇降機構10を微動さ
せることにより、試料表面の凹凸にレーザー光1bの焦
点のあった加工を行なうことが出来る。
As a result, it is possible to detect the unevenness information of the sample surface which coincides with the processing direction, and by finely moving the elevating mechanism 10, it is possible to perform processing in which the unevenness of the sample surface has the focus of the laser beam 1b. .

【0036】試料表面の凹凸に合わせたレーザー加工
は、表面伝導型電子放出素子を製造する際に有効であ
る。
Laser processing adapted to the unevenness of the sample surface is effective in manufacturing a surface conduction electron-emitting device.

【0037】本実施例では、上記のレーザー加工機を用
いて作製した、表面伝導型電子放出素子を有するマトリ
クス型配置電子源基板を例に説明する。
In this embodiment, a matrix type electron source substrate having a surface conduction electron-emitting device manufactured by using the above laser beam machine will be described as an example.

【0038】まず、後でも説明するが図9に示すような
ガラス基板の上にX方向配線92、絶縁層(不図示)、
及びY方向配線93を印刷法を用い作製した。
First, as will be described later, on the glass substrate as shown in FIG. 9, the X-direction wiring 92, the insulating layer (not shown),
And the Y-direction wiring 93 was produced by a printing method.

【0039】その上に有機パラジウム(奥野製薬(株)
製、ccp−4230)を全面に塗布し、300℃で2
0分間焼成した後に、Pdを主成分とする微粒子膜から
なる導電性薄膜を生成した。
On top of that, organic palladium (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.)
Manufactured, ccp-4230) is applied to the entire surface, and the temperature is 2 at 300 ° C.
After firing for 0 minutes, a conductive thin film made of a fine particle film containing Pd as a main component was produced.

【0040】次に、図1に示した構成と同様のQスイッ
チ付きYAG第2高調波レーザー加工機(波長532n
m)に、作製された電子源基板91をXY方向走査機構
11の上にセットし、絶縁層上に塗布されている導電性
薄膜に加工を行った。
Next, a YAG second harmonic laser beam machine with a Q switch (wavelength 532n) having the same configuration as that shown in FIG.
In (m), the manufactured electron source substrate 91 was set on the XY direction scanning mechanism 11, and the conductive thin film applied on the insulating layer was processed.

【0041】具体的には、レーザーのQスイッチ周波数
は1kHz、平均出力は5W、スリット4、対物レンズ
5により、試料表面でのレーザービーム径を一辺が10
μmの四角形とし、試料の送り速度を10mm/sec
とした。また、凹凸測定用のレーザー光1aは減衰器6
(本実施例ではNDフィルター)を通過させることによ
り、十分に加工面にダメージを与えない程度に減衰させ
照射した。
Specifically, the Q switch frequency of the laser is 1 kHz, the average output is 5 W, the slit 4 and the objective lens 5 make the laser beam diameter on the sample surface 10 on each side.
The sample feed rate is 10 mm / sec.
And Further, the laser beam 1a for measuring the unevenness is attenuator 6
By passing through (ND filter in this example), the work surface was attenuated and irradiated so as not to damage it sufficiently.

【0042】対物レンズ5の昇降機構にリニアモータを
用い、位置制御機構9の信号をもとに焦点調整を行っ
た。
A linear motor was used as a lifting mechanism for the objective lens 5, and focus adjustment was performed based on the signal from the position control mechanism 9.

【0043】本実施例ではX方向は図1の左から右に、
Y方向は図1の奥から手前に試料が移動する際に加工を
行っているので、光センサーを1個ずつ設けているが、
往復動作を行う時にも加工を行う場合は、光センサーを
加工用レーザー光1bの前後左右に設ければ良い。
In this embodiment, the X direction is from left to right in FIG.
In the Y direction, processing is performed when the sample moves from the back to the front in FIG. 1, so one optical sensor is provided,
When processing is performed even when the reciprocating operation is performed, optical sensors may be provided in front, back, left and right of the processing laser beam 1b.

【0044】図2は加工表面の拡大図であり、符号21
は配線、符号22は絶縁層、符号23は導電性薄膜を指
し示している。
FIG. 2 is an enlarged view of the processed surface, which is designated by reference numeral 21.
Indicates wiring, reference numeral 22 indicates an insulating layer, and reference numeral 23 indicates a conductive thin film.

【0045】図2のように加工用レーザー光1bの先
(加工方向の前方)を、凹凸測定用のレーザー光1aが
走査している。
As shown in FIG. 2, the tip of the processing laser beam 1b (forward of the processing direction) is scanned by the laser beam 1a for measuring unevenness.

【0046】今回加工用に用いたマトリクス型配置電子
源基板の1ステップの凹凸は20μm程度であり、十分
に加工用レーザー光1bの焦点を合わせたまま、加工を
行うことができた。
The unevenness of one step of the matrix type electron source substrate used for processing this time was about 20 μm, and the processing could be performed while the focus of the processing laser beam 1b was sufficiently focused.

【0047】続いて、通電フォーミングを、後でも説明
するが図7に示すような電圧を印加することにより行っ
た。この時、フォーミング電圧波形としては、パルス幅
T1を1msec、パルス間隔T2を10msecの矩
形波で波高値15Vとし、真空雰囲気下で行った。この
通電処理により導電性薄膜23を局部的に破壊、変形も
しくは変質せしめ、構造の変化した電子放出部45(図
4参照)が得られた。
Subsequently, energization forming was performed by applying a voltage as shown in FIG. 7, which will be described later. At this time, as a forming voltage waveform, a rectangular wave having a pulse width T1 of 1 msec and a pulse interval T2 of 10 msec and a peak value of 15 V was used, and the forming voltage waveform was performed. By this energization treatment, the conductive thin film 23 was locally destroyed, deformed or altered, and the electron emitting portion 45 (see FIG. 4) having a changed structure was obtained.

【0048】このように表面伝導型電子放出素子を有す
るマトリクス型配置電子源基板を作製し、後でも説明す
るが図10に示すように、フェースプレート106、支
持枠102、リアプレート101等と封着することによ
り画像形成装置を作製した。
A matrix-type arrangement electron source substrate having the surface conduction electron-emitting device is manufactured in this manner, and as will be described later, as shown in FIG. 10, the face plate 106, the support frame 102, the rear plate 101 and the like are sealed. An image forming apparatus was produced by wearing the same.

【0049】本実施例では、対物レンズ5の昇降機構に
リニアモータを用いたが、なんら制限されることはな
く、圧電素子を用いても同様の結果を得ることができ
た。
In this embodiment, a linear motor is used for the raising and lowering mechanism of the objective lens 5, but the present invention is not limited at all, and the same result can be obtained by using a piezoelectric element.

【0050】本発明のレーザー加工機を用いマトリクス
型配置電子源基板を加工することにより、加工むらの少
ない電子源基板を短時間で作製することができた。
By processing the matrix-type arranged electron source substrate using the laser beam machine of the present invention, an electron source substrate with less processing unevenness could be produced in a short time.

【0051】(第2実施例)図3は、本発明の表面伝導
型電子放出素子の製造方法を好適に実施する製造装置の
第2実施例を最もよく表す図である。この図にて第1実
施例と同一の構成要素には同一符号が付してあり、ここ
では第1実施例と同一の構成要素の説明は割愛する。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a view best showing the second embodiment of the manufacturing apparatus for suitably carrying out the method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of the present invention. In this figure, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description of the same components as those of the first embodiment will be omitted here.

【0052】本実施例は、第1実施例の分割ミラーに代
えて、図3に示すような、減衰器6によりパワーの減衰
されたレーザー光を、レーザーによる加工点の進行方向
に応じてX、Y方向に振るスイング機構7aを有する。
従って、第1実施例では常に光センサー8a、8bにレ
ーザー光1aが入射されているが、本実施例ではレーザ
ーによる加工点の進行方向に応じてXY方向が選択され
る。
In this embodiment, instead of the split mirror of the first embodiment, a laser beam whose power is attenuated by an attenuator 6 as shown in FIG. , And a swing mechanism 7a that swings in the Y direction.
Therefore, in the first embodiment, the laser light 1a is always incident on the optical sensors 8a and 8b, but in the present embodiment, the XY directions are selected according to the traveling direction of the processing point by the laser.

【0053】本実施例では、上記のレーザー加工機を用
いて作製した、表面伝導型電子放出素子を有するはしご
型配置電子源基板を例に説明する。
In this embodiment, a ladder type electron source substrate having a surface conduction electron-emitting device manufactured by using the above laser beam machine will be described as an example.

【0054】まず、後でも説明するが図13に示すよう
に、ガラス基板の上に配線132、絶縁層(不図示)を
印刷法を用い作製した。
First, as will be described later, as shown in FIG. 13, the wiring 132 and the insulating layer (not shown) were formed on the glass substrate by a printing method.

【0055】その上に有機パラジウム(奥野製薬(株)
製、ccp−4230)を全面に塗布し、300℃で2
0分間焼成した後、Pdを主成分とする微粒子膜からな
る導電性薄膜を生成した。
On top of that, organic palladium (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.)
Manufactured, ccp-4230) is applied to the entire surface, and the temperature is 2 at 300 ° C.
After firing for 0 minutes, a conductive thin film composed of a fine particle film containing Pd as a main component was produced.

【0056】次に、図3に示した構成と同様のQスイッ
チ付きYAG第2高調波レーザー加工機(波長532n
m)に、作製された電子源基板131をXY方向走査機
構11の上にセットし、絶縁層上に塗布されている導電
性薄膜に加工を行った。
Next, a YAG second harmonic laser beam machine with a Q switch (wavelength 532n) having the same configuration as that shown in FIG.
In (m), the produced electron source substrate 131 was set on the XY scanning mechanism 11, and the conductive thin film coated on the insulating layer was processed.

【0057】具体的には、レーザーのQスイッチ周波数
は1kHz、平均出力は5W、スリット4、対物レンズ
5により、試料表面でのレーザービーム径を一辺が10
μmの四角形とし、試料の送り速度を10mm/sec
とした。また、凹凸測定用のレーザー光1aは減衰器6
(本実施例ではNDフィルター)を通過させることによ
り、十分に加工面にダメージを与えない程度に減衰させ
照射した。
Specifically, the Q switch frequency of the laser is 1 kHz, the average output is 5 W, the slit 4 and the objective lens 5 allow the laser beam diameter on the sample surface to be 10 on a side.
The sample feed rate is 10 mm / sec.
And Further, the laser beam 1a for measuring the unevenness is attenuator 6
By passing through (ND filter in this example), the work surface was attenuated and irradiated so as not to damage it sufficiently.

【0058】対物レンズ5の昇降機構に圧電素子(トー
キン製)を用い、位置制御機構9の信号をもとに焦点調
整を行った。
A piezoelectric element (manufactured by Tokin) was used as an elevating mechanism for the objective lens 5, and focus adjustment was performed based on a signal from the position control mechanism 9.

【0059】本実施例ではX方向は図3の左から右に、
Y方向は図1の奥から手前に試料が移動する際に加工を
行っているので、光センサーを1個ずつ設けているが、
往復動作を行う時にも加工を行う場合は、光センサーを
加工用レーザー光1bの前後左右に設ければ良い。
In this embodiment, the X direction is from left to right in FIG.
In the Y direction, processing is performed when the sample moves from the back to the front in FIG. 1, so one optical sensor is provided,
When processing is performed even when the reciprocating operation is performed, optical sensors may be provided in front, back, left and right of the processing laser beam 1b.

【0060】今回加工用に用いたはしご型配置電子源基
板の1ステップの凹凸は20μm程度であり、十分に加
工用レーザー光1bの焦点を合わせたまま、加工を行う
ことができた。
The unevenness in one step of the ladder-type electron source substrate used for processing this time was about 20 μm, and the processing could be performed while the focus of the processing laser beam 1b was sufficiently focused.

【0061】続いて、通電フォーミングを、後でも説明
するが図7に示したような電圧を印加することにより行
った。この時、フォーミング電圧波形としては、パルス
幅T1を1msec、パルス間隔T2を10msecの
矩形波で波高値15Vとし、真空雰囲気下で行った。こ
の通電処理により導電性薄膜23を局部的に破壊、変形
もしくは変質せしめ、構造の変化した電子放出部45
(図4参照)が得られた。
Subsequently, energization forming was performed by applying a voltage as shown in FIG. 7, which will be described later. At this time, as a forming voltage waveform, a rectangular wave having a pulse width T1 of 1 msec and a pulse interval T2 of 10 msec and a peak value of 15 V was used, and the forming voltage waveform was performed. By this energization treatment, the conductive thin film 23 is locally destroyed, deformed or altered, and the structure of the electron emitting portion 45 is changed.
(See FIG. 4) was obtained.

【0062】このように表面伝導型電子放出素子を有す
るはしご型配置電子源基板を作製し、後でも説明するが
図14に示すようにフェースプレート106、支持枠1
02、リアプレート101等と封着することにより画像
形成装置を作製した。
A ladder-type arrangement electron source substrate having the surface conduction electron-emitting device is produced in this manner, and as will be described later, as shown in FIG. 14, the face plate 106 and the support frame 1 are provided.
No. 02, the rear plate 101, etc. were sealed and the image forming apparatus was produced.

【0063】本実施例では、対物レンズ5の昇降機構に
圧電素子を用いたが、なんら制限されることはなく、リ
ニアモータを用いても同様の結果を得ることができた。
In the present embodiment, a piezoelectric element was used for the lifting mechanism of the objective lens 5, but there is no limitation whatsoever and similar results could be obtained using a linear motor.

【0064】本発明のレーザー加工機を用いはしご型配
置電子源基板を加工することにより、加工むらの少ない
電子源基板を短時間で作製することができた。
By processing the ladder-type electron source substrate using the laser beam machine of the present invention, it was possible to produce an electron source substrate with less processing unevenness in a short time.

【0065】本発明に用いることのできる表面伝導型電
子放出素子は基本的に平面型表面伝導型電子放出素子及
び垂直型表面伝導型電子放出素子の2種類があげられ
る。
There are basically two types of surface conduction electron-emitting devices that can be used in the present invention: a flat surface conduction electron-emitting device and a vertical surface conduction electron-emitting device.

【0066】図4は平面型の表面伝導型電子放出素子の
構成を示し、(a)は模式的平面図、(b)は断面図で
ある。図5は図4に示した表面伝導型電子放出素子の製
造方法の一例を示す工程図である。
FIG. 4 shows the structure of a flat surface conduction electron-emitting device, (a) is a schematic plan view and (b) is a sectional view. FIG. 5 is a process chart showing an example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device shown in FIG.

【0067】表面伝導型電子放出素子は図4に示すよう
に、絶縁性の基板41を備えており、基板41上には、
素子電極42,43が一定間隔Lでそれぞれ配置されて
いる。この基板上41の各素子電極42,43の間に
は、導電性薄膜44が形成されている。導電性薄膜44
には、電子を放出する電子放出部45が形成されてい
る。
As shown in FIG. 4, the surface conduction electron-emitting device includes an insulating substrate 41, and on the substrate 41,
The device electrodes 42 and 43 are arranged at regular intervals L, respectively. A conductive thin film 44 is formed between the device electrodes 42 and 43 on the substrate 41. Conductive thin film 44
An electron emitting portion 45 that emits electrons is formed in the.

【0068】基板41としては、石英ガラス、Na等の
不純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、SiO2
表面に形成したガラス基板及びアルミナ等のセラミック
ス基板が用いられる。
As the substrate 41, quartz glass, glass having a small content of impurities such as Na, soda lime glass, a glass substrate having SiO 2 formed on its surface, and a ceramic substrate such as alumina are used.

【0069】素子電極42、43の材料としては一般的
導電体が用いられ、例えばNi、Cr、Au、Mo、
W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属或は合金及
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、In
23 −SnO2 等の透明導電体及びポリシリコン等の
半導体材料等から適宜選択される。
As the material of the device electrodes 42 and 43, a general conductor is used, and for example, Ni, Cr, Au, Mo,
A printed conductor composed of a metal or alloy such as W, Pt, Ti, Al, Cu and Pd, and a metal or metal oxide such as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag and glass, and In.
It is appropriately selected from transparent conductors such as 2 O 3 —SnO 2 and semiconductor materials such as polysilicon.

【0070】素子電極間隔Lは好ましくは数百オングス
トロームより数百マイクロメートルである。また素子電
極間に印加する電圧は低い方が望ましく、再現良く作成
することが要求されるため特に好ましい素子電極間隔は
数マイクロメートルより数十マイクロメートルである。
The element electrode spacing L is preferably several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. Further, it is desirable that the voltage applied between the device electrodes is low, and since it is required to produce the film with good reproducibility, the particularly preferred device electrode interval is several micrometers to several tens of micrometers.

【0071】素子電極長さWは電極の抵抗値、電子放出
特性から数マイクロメートルより数百マイクロメートル
であり、また素子電極42、43の膜厚は、数百オング
ストロームより数マイクロメートルが好ましい。
The device electrode length W is preferably several micrometers to several hundreds of micrometers in view of the resistance value of the electrodes and electron emission characteristics, and the film thickness of the device electrodes 42, 43 is preferably several micrometers to several micrometers.

【0072】尚、図4の構成だけでなく、基板41上に
導電性薄膜44、素子電極42、43の電極を順に形成
させた構成にしてもよい。
In addition to the structure shown in FIG. 4, the conductive thin film 44 and the device electrodes 42 and 43 may be formed on the substrate 41 in this order.

【0073】導電性薄膜44は良好な電子放出特性を得
るために微粒子で構成された微粒子膜が特に好ましく、
その膜厚は素子電極42、43へのステップカバレー
ジ、素子電極42、43間の抵抗値及び後述する通電フ
ォーミング条件等によって、適宜設定されるが、好まし
くは数オングストロームから数千オングストロームで、
特に好ましくは10オングストロームより500オング
ストロームである。そのシート抵抗値は10の3乗乃至
10の7乗オーム/□である。
The conductive thin film 44 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics.
The film thickness is appropriately set according to the step coverage to the device electrodes 42 and 43, the resistance value between the device electrodes 42 and 43, and the energization forming condition described later, etc., but preferably from several angstroms to several thousand angstroms,
Particularly preferred is 10 angstroms to 500 angstroms. The sheet resistance value is 10 3 to 10 7 ohm / □.

【0074】また導電性薄膜44を構成する材料は、P
d、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、C
r、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、Pd
O、SnO2 、In23 、PbO、Sb23 等の酸
化物、HfB2 、ZrB2 、LaB6 、CeB6 、YB
4 、GdB4 等の硼化物、TiC、ZrC、HfC、T
aC、SiC、WC等の炭化物、TiN、ZrN、Hf
N等の窒化物、Si、Ge等の半導体、カーボン等があ
げられる。
The material forming the conductive thin film 44 is P
d, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, C
Metals such as r, Fe, Zn, Sn, Ta, W and Pb, Pd
O, SnO 2 , In 2 O 3 , oxides such as PbO and Sb 2 O 3 , HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB
4 , boride such as GdB 4 , TiC, ZrC, HfC, T
Carbides such as aC, SiC, WC, TiN, ZrN, Hf
Examples thereof include nitrides such as N, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.

【0075】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
しており、微粒子の粒径は数オングストロームから数千
オングストロームであり、好ましくは10オングストロ
ームより200オングストロームである。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only a state in which the fine particles are dispersed and arranged but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (islands). The particle size of the fine particles is from several angstroms to several thousand angstroms, preferably from 10 angstroms to 200 angstroms.

【0076】電子放出部45は導電性薄膜44の一部に
形成された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミング等に
より形成される。また亀裂内には数オングストロームか
ら数百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有する
こともある。この導電性微粒子は導電性薄膜44を構成
する物質の少なくとも一部の元素を含んでいる。また電
子放出部45及びその近傍の導電性薄膜44は炭素ある
いは炭素化合物を有することもある。
The electron emitting portion 45 is a high resistance crack formed in a part of the conductive thin film 44, and is formed by energization forming or the like. Further, the cracks may have conductive fine particles having a particle diameter of several angstroms to several hundred angstroms. The conductive fine particles contain at least a part of the elements forming the conductive thin film 44. Further, the electron emitting portion 45 and the conductive thin film 44 in the vicinity thereof may contain carbon or a carbon compound.

【0077】表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例
について説明すると、図5において、まず、絶縁性の基
板41として青板ガラスを用い、基板41上にNiを用
いて素子電極42,43を形成した。この時、素子電極
間隔Lを3μm、素子電極幅Wを500μm、素子電極
の厚さを1000Åとした。
An example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device will be described. In FIG. 5, soda lime glass is used as the insulating substrate 41, and the device electrodes 42 and 43 are formed on the substrate 41 by using Ni. did. At this time, the device electrode interval L was 3 μm, the device electrode width W was 500 μm, and the device electrode thickness was 1000 Å.

【0078】次に、素子電極上を含む所望の位置に有機
パラジウム(ccp−4230:奥野製薬株式会社製)
含有溶液を塗布した後、300℃で10分間の加熱処理
をして、酸化パラジウム(PdO)微粒子(平均粒径:
70Å)からなる導電性薄膜44を形成した。この時、
導電性薄膜44の幅W’は300μmとした。
Next, organopalladium (ccp-4230: manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) is placed at desired positions including on the device electrodes.
After applying the containing solution, heat treatment is performed at 300 ° C. for 10 minutes to obtain palladium oxide (PdO) fine particles (average particle diameter:
A conductive thin film 44 made of 70Å) was formed. This time,
The width W ′ of the conductive thin film 44 was 300 μm.

【0079】図6は基本的な垂直型表面伝導型電子放出
素子の構成を示す模式的図面である。図6において図4
と同一の構成部分については同一符号を付与してある。
符号46は段差形成部を指し示している。
FIG. 6 is a schematic view showing the structure of a basic vertical surface conduction electron-emitting device. In FIG.
The same reference numerals are given to the same components as.
Reference numeral 46 indicates a step forming portion.

【0080】基板41、素子電極42,43、導電性薄
膜44、電子放出部45は前述した平面型表面伝導型電
子放出素子と同様の材料で構成することができ、段差形
成部46は絶縁性材料で構成され、段差形成部46の膜
厚が先に述べた平面型表面伝導型電子放出素子の素子電
極間隔Lに相当する。その間隔は数百オングストローム
より数十マイクロメートルである。またその間隔は段差
形成部の製法及び素子電極間に印加する電圧により制御
することができるが、好ましくは数百オングストローム
より数マイクロメートルである。
The substrate 41, the device electrodes 42 and 43, the conductive thin film 44, and the electron emitting portion 45 can be made of the same material as that of the above-mentioned flat surface conduction electron emitting device, and the step forming portion 46 is made of an insulating material. The film thickness of the step forming portion 46 made of a material corresponds to the device electrode interval L of the flat surface conduction electron-emitting device described above. The spacing is tens of micrometers rather than hundreds of angstroms. The distance can be controlled by the manufacturing method of the step forming portion and the voltage applied between the device electrodes, but it is preferably several hundred angstroms to several micrometers.

【0081】導電性薄膜44は、素子電極42,43と
段差形成部46の作成後に形成するため、素子電極4
2,43の上に積層される。尚、図6において電子放出
部45は段差形成部46に直線状に形成されているよう
に示されているが、作成条件、通電フォーミング条件等
に依存し、形状、位置ともこれに限るものではない。
Since the conductive thin film 44 is formed after the device electrodes 42 and 43 and the step forming portion 46 are formed, the device electrode 4 is formed.
It is laminated on 2,43. Although the electron emitting portion 45 is shown to be linearly formed in the step forming portion 46 in FIG. 6, the shape and position are not limited to this, depending on the production conditions, energization forming conditions, and the like. Absent.

【0082】通電フォーミングは素子電極42,43間
に不図示の電源を用いて通電を行い、導電性薄膜44を
局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化さ
せた部位を形成させるものである。この局所的に構造変
化させた部位を電子放出部45とよぶ(図5(c)参
照)。通電フォーミングの電圧波形の例を図7に示す。
The energization forming energizes between the device electrodes 42 and 43 by using a power source (not shown) to locally break, deform or alter the conductive thin film 44 to form a portion having a changed structure. is there. The part where the structure is locally changed is called an electron emitting part 45 (see FIG. 5C). FIG. 7 shows an example of the voltage waveform of energization forming.

【0083】電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
(図7(a)参照)とパルス波高値を増加させながら、
電圧パルスを印加する場合(図7(b)参照)とがあ
る。まずパルス波高値が一定電圧とした場合について説
明する。
A pulse waveform is particularly preferable as the voltage waveform, and when the voltage pulse having a constant pulse peak value is continuously applied (see FIG. 7A), the pulse peak value is increased while
In some cases, a voltage pulse is applied (see FIG. 7B). First, a case where the pulse peak value is a constant voltage will be described.

【0084】図7の(a)におけるT1及びT2は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔であり、T1を1マイクロ
秒〜10ミリ秒、T2を10マイクロ秒〜100ミリ秒
とし、三角波の波高値(通電フォーミング時のピーク電
圧)は表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択
し、適当な真空度、例えば、10の−5乗torr程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分間印加する。尚、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、矩形波など所望の波形を用いても良い。
In FIG. 7A, T1 and T2 are the pulse width and the pulse interval of the voltage waveform. T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds and T2 is 10 microseconds to 100 milliseconds. (Peak voltage during energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device, and is set to a suitable vacuum degree, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 torr for several seconds to several tens of minutes. Apply. 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.

【0085】図7の(b)におけるT1及びT2は、図
7の(a)と同様であり、三角波の波高値(通電フォー
ミング時のピーク電圧)は、例えば0.1Vステップ程
度づつ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。
T1 and T2 in FIG. 7B are the same as those in FIG. 7A, and the crest value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is increased by, for example, about 0.1 V step. Apply in a simple vacuum atmosphere.

【0086】尚、この場合の通電フォーミング処理はパ
ルス間隔T2中に、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形
しない程度の電圧、例えば0.1V程度の電圧で、素子
電流を測定し、抵抗値を求め、例えば、1Mオーム以上
の抵抗を示した時に通電フォーミング終了とする。
In the energization forming process in this case, the element current is measured during the pulse interval T2 at a voltage that does not locally damage or deform the conductive thin film 4, for example, a voltage of about 0.1 V, and the resistance is measured. The value is obtained, and when the resistance is 1 M ohm or more, the energization forming is completed.

【0087】次に、通電フォーミングが終了した素子に
活性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化工
程とは、例えば、10の−4乗〜10の−5乗torr
程度の真空度で、通電フォーミング同様、パルス波高値
が一定の電圧パルスを繰り返し印加する処理のことであ
り、真空中に存在する有機物質に起因する炭素及び炭素
化合物を導電薄膜上に堆積させ素子電流If、放出電流
Ieを著しく変化させる処理である。活性化工程は素子
電流Ifと放出電流Ieを測定しながら、例えば、放出
電流Ieが飽和した時点で終了する。また印加する電圧
パルスは動作駆動電圧で行うことが好ましい。
Next, it is desirable to perform a process called an activation process on the element for which the energization forming has been completed. The activation process is, for example, 10 −4 to 10 −5 tor torr.
Similar to energization forming, this is a process of repeatedly applying a voltage pulse with a constant pulse peak value, and carbon and carbon compounds derived from organic substances present in vacuum are deposited on a conductive thin film. This is a process of significantly changing the current If and the emission current Ie. The activation process is completed, for example, when the emission current Ie is saturated while measuring the device current If and the emission current Ie. Further, it is preferable that the applied voltage pulse is an operation drive voltage.

【0088】尚、ここで炭素あるいは炭素化合物とはグ
ラファイト(単、多結晶双方を指す)、非晶質カーボン
(非晶質カーボン及び多結晶グラファイトとの混合物を
指す)であり、その膜厚は500オングストローム以下
が好ましく、より好ましくは300オングストローム以
下である。
Here, the carbon or carbon compound is graphite (both single and polycrystalline) or amorphous carbon (a mixture of amorphous carbon and polycrystalline graphite), and its film thickness is It is preferably 500 angstroms or less, more preferably 300 angstroms or less.

【0089】こうして作成した電子放出素子を通電フォ
ーミング工程、活性化工程における真空度よりも高い真
空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。また
更に高い真空度の雰囲気下で、80℃〜150℃に加熱
後動作駆動させることが望ましい。
It is preferable to place the electron-emitting device thus produced in an energization forming step and an activation step in an atmosphere having a vacuum degree higher than the vacuum degree to drive the electron-emitting element. In addition, it is desirable to operate after heating to 80 ° C. to 150 ° C. in an atmosphere of a higher degree of vacuum.

【0090】尚、通電フォーミング工程、活性化工程に
おける真空度よりも高い真空度とは、例えば約10の−
6乗以上の真空度であり、より好ましくは超高真空系で
あり、新たに炭素あるいは炭素化合物が導電薄膜上にほ
とんど堆積しない真空度である。こうすることによって
素子電流If、放出電流Ieを安定化させることが可能
になる。
The vacuum degree higher than the vacuum degree in the energization forming step and the activation step is, for example, about −10.
The degree of vacuum is a sixth power or more, more preferably an ultrahigh vacuum system, and a degree of vacuum in which carbon or a carbon compound is hardly newly deposited on the conductive thin film. By doing so, the device current If and the emission current Ie can be stabilized.

【0091】図8は、図4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。図8において、図4と同様の符号は、同一の
ものを示す。また、符号81は、電子放出素子に素子電
圧Vfを印加するための電源、符号80は素子電極4
2,43間の導電性薄膜44を流れる素子電流Ifを測
定するための電流計、符号84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、符号83はアノード電極84に電圧を印加するため
の高圧電源、符号82は素子の電子放出部45より放出
される放出電流Ieを測定するための電流計、符号85
は真空装置、符号86は排気ポンプを指し示している。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring the electron emission characteristics of the element having the configuration shown in FIG. 8, the same symbols as those in FIG. 4 indicate the same things. Further, reference numeral 81 is a power source for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device, and reference numeral 80 is the device electrode 4.
An ammeter for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 44 between the electrodes 2 and 43, a reference numeral 84 is an anode electrode for capturing an emission current Ie emitted from an electron emitting portion of the device, and a reference numeral 83 is an anode electrode. A high-voltage power supply for applying a voltage to 84, reference numeral 82 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 45 of the device, reference numeral 85
Is a vacuum device, and reference numeral 86 is an exhaust pump.

【0092】次に、本発明により得られる表面伝導型電
子放出素子を用いた画像形成装置について述べる。
Next, an image forming apparatus using the surface conduction electron-emitting device obtained by the present invention will be described.

【0093】画像形成装置に用いられる電子源基板は複
数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列することに
より形成される。
The electron source substrate used in the image forming apparatus is formed by arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices on the substrate.

【0094】以下、この原理に基づき構成した電子源の
構成について、図9を用いて説明する。図9において、
符号91は電子源基板、符号92はX方向配線、符号9
3はY方向配線、符号94は表面伝導型電子放出素子、
符号95は結線を指し示している。尚、表面伝導型電子
放出素子94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。
The configuration of the electron source constructed based on this principle will be described below with reference to FIG. In FIG.
Reference numeral 91 is an electron source substrate, reference numeral 92 is X-direction wiring, reference numeral 9
3 is a Y-direction wiring, 94 is a surface conduction electron-emitting device,
Reference numeral 95 indicates a connection. The surface conduction electron-emitting device 94 may be either the flat type or the vertical type described above.

【0095】図9において電子源基板91に用いる基板
は前述したガラス基板等であり、用途に応じて形状が適
宜設定される。
In FIG. 9, the substrate used as the electron source substrate 91 is the above-mentioned glass substrate or the like, and its shape is appropriately set according to the application.

【0096】m本のX方向配線92は、Dx1、Dx
2、・・・Dxmからなり、Y方向配線93はDy1、
Dy2、・・・Dynのn本の配線よりなる。
The m X-direction wirings 92 are Dx1 and Dx.
2, ... Dxm, the Y-direction wiring 93 is Dy1,
Dy2, ... Dyn n wirings.

【0097】また多数の表面伝導型素子にほぼ均等な電
圧が供給される様に材料、膜厚、配線幅が適宜設定され
る。これらm本のX方向配線92とn本のY方向配線9
3間は不図示の層間絶縁層により電気的に分離されてマ
トリックス配線を構成する(m、nは共に正の整数)。
The material, the film thickness, and the wiring width are appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to a large number of surface conduction elements. These m X-direction wirings 92 and n Y-direction wirings 9
The layers 3 are electrically separated by an interlayer insulating layer (not shown) to form a matrix wiring (m and n are both positive integers).

【0098】不図示の層間絶縁層はX方向配線92を形
成した基板91の全面或は一部に所望の領域に形成され
る。X方向配線92とY方向配線93はそれぞれ外部端
子を介して引き出される。
An interlayer insulating layer (not shown) is formed in a desired region on the entire surface or a part of the substrate 91 on which the X-direction wiring 92 is formed. The X-direction wiring 92 and the Y-direction wiring 93 are respectively drawn out via external terminals.

【0099】更に表面伝導型放出素子94の素子電極
(不図示)がm本のX方向配線92とn本のY方向配線
93と結線95によって電気的に接続されている。
Further, the device electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 94 are electrically connected to the m X-direction wirings 92 and the n Y-direction wirings 93 by connection wires 95.

【0100】また表面伝導型電子放出素子は基板あるい
は不図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。
The surface conduction electron-emitting device may be formed either on the substrate or on an interlayer insulating layer (not shown).

【0101】また詳しくは後述するが前記X方向配線9
2にはX方向に配列する表面伝導型放出素子94の行を
入力信号に応じて走査するための走査信号を印加するた
めの不図示の走査信号発生手段と電気的に接続されてい
る。
The X-direction wiring 9 will be described later in detail.
2 is electrically connected to a scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for scanning a row of the surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the X direction according to an input signal.

【0102】一方、Y方向配線93にはY方向に配列す
る表面伝導型放出素子94の列の各列を入力信号に応じ
て、変調するための変調信号を印加するための不図示の
変調信号発生手段と電気的に接続されている。
On the other hand, a modulation signal (not shown) for applying a modulation signal for modulating each row of the surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the Y direction according to an input signal to the Y-direction wiring 93. It is electrically connected to the generating means.

【0103】更に表面伝導型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
調信号の差電圧として供給されるものである。
Further, the drive voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting device is supplied as a difference voltage between the scanning signal applied to the element and the modulation signal.

【0104】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。
In the above structure, individual elements can be selected and driven independently with simple matrix wiring.

【0105】次に、以上のようにして作成したマトリク
ス型配置電子源基板を用いた画像形成装置について、図
10、図11及び図12を用いて説明する。図10は画
像形成装置の基本構成図であり、図11は蛍光膜、図1
2はNTSC方式のテレビ信号に応じて表示をするため
の駆動回路のブロック図を示し、その駆動回路を含む画
像形成装置を表す。
Next, an image forming apparatus using the matrix type arrangement electron source substrate produced as described above will be described with reference to FIGS. 10, 11 and 12. 10 is a basic configuration diagram of the image forming apparatus, FIG. 11 is a fluorescent film, and FIG.
Reference numeral 2 denotes a block diagram of a drive circuit for displaying in accordance with an NTSC television signal, and represents an image forming apparatus including the drive circuit.

【0106】図10において、符号91は電子放出素子
を基板上に作製した電子源基板、符号101は電子源基
板91を固定したリアプレート、符号106はガラス基
板103の内面に蛍光膜104とメタルバック105等
が形成されたフェースプレート、符号102は支持枠、
符号101はリアプレートを指し示しており、これら部
材によって外囲器108が構成される。
In FIG. 10, reference numeral 91 is an electron source substrate in which an electron-emitting device is formed on the substrate, reference numeral 101 is a rear plate on which the electron source substrate 91 is fixed, and reference numeral 106 is a glass substrate 103 on the inner surface of which a fluorescent film 104 and a metal are formed. A face plate on which the back 105 and the like are formed, reference numeral 102 is a support frame,
Reference numeral 101 indicates a rear plate, and these members constitute the envelope 108.

【0107】図10において、符号94は図4における
電子放出部に相当する。符号92、符号93は表面伝導
型電子放出素子の一対の素子電極と接続されたX方向配
線及びY方向配線を指し示している。
In FIG. 10, reference numeral 94 corresponds to the electron emitting portion in FIG. Reference numerals 92 and 93 indicate the X-direction wiring and the Y-direction wiring connected to the pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0108】外囲器108は、上述の如くフェースプレ
ート106、支持枠102、リアプレート101で構成
されているが、リアプレート101は主に電子源基板9
1の強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板
91自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート
101は不要であり、電子源基板91に直接支持枠10
2を設け、フェースプレート106、支持枠102、電
子源基板91にて外囲器108を構成しても良い。また
さらにはフェースプレート106、リアプレート101
間に、スペーサーとよばれる耐大気圧支持部材を設置す
ることで大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器108
にすることもできる。
The envelope 108 is composed of the face plate 106, the support frame 102, and the rear plate 101 as described above. The rear plate 101 is mainly the electron source substrate 9
1 is provided for the purpose of reinforcing the strength of No. 1, the separate rear plate 101 is unnecessary when the electron source substrate 91 itself has sufficient strength, and the support frame 10 is directly attached to the electron source substrate 91.
2 may be provided, and the face plate 106, the support frame 102, and the electron source substrate 91 may constitute the envelope 108. Furthermore, the face plate 106 and the rear plate 101
An atmospheric pressure resistant support member called a spacer is installed between the envelope 108 having sufficient strength against atmospheric pressure.
You can also

【0109】図11中、符号112は蛍光体を指し示し
ている。蛍光体112はモノクロームの場合は蛍光体の
みからなるが、カラーの蛍光膜の場合は蛍光体の配列に
よりブラックストライプあるいはブラックマトリクスな
どと呼ばれる黒色導電材111と蛍光体112とで構成
される。ブラックストライプ、ブラックマトリクスが設
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112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104における外
光反射によるコントラストの低下を抑制することであ
る。ブラックストライプの材料としては、通常良く用い
られている黒鉛を主成分とする材料だけでなく、導電性
があり、光の透過及び反射が少ない材料であればこれに
限るものではない。
In FIG. 11, reference numeral 112 indicates a phosphor. In the case of monochrome, the phosphor 112 is composed of only the phosphor, but in the case of a color phosphor film, it is composed of a black conductive material 111 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphor and the phosphor 112. In the case of color display, the purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color mixture and the like inconspicuous by blackening the separately-applied portions between the phosphors 112 of the three primary color phosphors and the external light on the phosphor film 104. This is to suppress a decrease in contrast due to reflection. The material of the black stripe is not limited to the commonly used material containing graphite as a main component, but is not limited to this as long as it is a material having conductivity and little light transmission and reflection.

【0110】ガラス基板103に蛍光体を塗布する方法
はモノクローム、カラーによらず沈澱法や印刷法が用い
られる。
As a method for applying the phosphor to the glass substrate 103, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color.

【0111】また蛍光膜104(図10参照)の内面側
には通常メタルバック105(図10参照)が設けられ
る。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106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を保護する
こと等である。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(アルミ)を真空蒸着等で堆積
することで作製できる。
A metal back 105 (see FIG. 10) is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 104 (see FIG. 10). The purpose of the metal back is to improve the brightness by specularly reflecting the light toward the inner surface side of the phosphor emission toward the face plate 106 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, This is to protect the phosphor from damage due to the collision of negative ions generated inside the container. The metal back can be manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al (aluminum) by vacuum evaporation or the like.

【0112】フェースプレート106には、更に蛍光膜
104の導電性を高めるため蛍光膜104の外面側に透
明電極(不図示)を設けてもよい。
On the face plate 106, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 104 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 104.

【0113】外囲器108は不図示の排気管を通じ、1
-7torr程度の真空度にされ、封止がおこなわれ
る。また外囲器108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108
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108内の所定の位
置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を
形成する処理である。ゲッターは通常Ba等が主成分で
あり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば1×10-5
orr乃至は1×10-7torrの真空度を維持するも
のである。尚、表面伝導型電子放出素子のフォーミング
以降の工程は適宜設定される。
The envelope 108 is provided with an exhaust pipe (not shown)
The degree of vacuum is set to about 0 -7 torr and sealing is performed. Further, a getter process may be performed in order to maintain the degree of vacuum after the envelope 108 is sealed. This is the envelope 108
Immediately before or after the sealing is performed by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating to heat a getter arranged at a predetermined position (not shown) in the envelope 108 to form a vapor deposition film. is there. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and due to the adsorption action of the deposited film, for example, 1 × 10 −5 t
The degree of vacuum of orr or 1 × 10 −7 torr is maintained. The steps after forming the surface conduction electron-emitting device are appropriately set.

【0114】次に、マトリクス型配置電子源基板を用い
て構成した画像形成装置を、NTSC方式のテレビ信号
に基づきテレビジョン表示を行う為の駆動回路の概略構
成を図12のブロック図を用いて説明する。図12にお
いて、符号121は前記表示パネルであり、また符号1
22は走査回路、符号123は制御回路、符号124は
シフトレジスタ、符号125はラインメモリ、符号12
6は同期信号分離回路、符号127は変調信号発生器を
指し示し、VxおよびVaは直流電圧源である。
Next, referring to the block diagram of FIG. 12, a schematic structure of a drive circuit for displaying a television on the basis of an NTSC system television signal in an image forming apparatus constructed by using a matrix type electron source substrate will be described. explain. In FIG. 12, reference numeral 121 is the display panel, and reference numeral 1
22 is a scanning circuit, 123 is a control circuit, 124 is a shift register, 125 is a line memory, 12
Reference numeral 6 denotes a sync signal separation circuit, reference numeral 127 denotes a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0115】以下、各部の機能を説明するがまず表示パ
ネル121は端子Dox1ないしDoxmおよび端子D
oy1ないしDoynおよび高圧端子Hvを介して外部
の電気回路と接続している。このうち端子Dox1ない
しDoxmには前記画像形成装置内に設けられている電
子源、すなわちM行N列の行列状にマトリクス配線され
た表面伝導型電子放出素子を一行(N素子)ずつ順次駆
動してゆく為の走査信号が印加される。
The functions of the respective parts will be described below. First, the display panel 121 includes terminals Dox1 to Doxm and a terminal D.
It is connected to an external electric circuit via oy1 to Doyn and the high voltage terminal Hv. Among them, the terminals Dox1 to Doxm sequentially drive the electron sources provided in the image forming apparatus, that is, the surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns matrix by row (N elements). A scanning signal for application is applied.

【0116】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型電子放出素子
の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印
加される。また高圧端子Hvには直流電圧源Vaより、
例えば10[kV]の直流電圧が供給されるが、これは
表面伝導型電子放出素子より出力される電子ビームに蛍
光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加
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. Further, from the DC voltage source Va to the high voltage terminal Hv,
For example, a direct current voltage of 10 [kV] is supplied, which is an accelerating voltage for giving enough energy to excite the phosphor to the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device.

【0117】次に走査回路122について説明する。同
回路は内部にM個のスイッチング素子を備えるもので
(図中、S1ないしSmで模式的に示している)、各ス
イッチング素子は直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0
[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表
示パネル121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123が出力する制御信号Tscanに基
づいて動作するものだが実際には例えばFETのような
スイッチング素子を組み合わせる事により構成する事が
可能である。
Next, the scanning circuit 122 will be described. The circuit is provided with M switching elements therein (schematically shown by S1 to Sm in the figure), and each switching element is an output voltage of the DC voltage source Vx or 0.
One of [V] (ground level) is selected and electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the display panel 121. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 123, but can be actually configured by combining switching elements such as FETs.

【0118】尚、前記直流電圧源Vxは前記表面伝導型
電子放出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に基づき
走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出
しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう
設定されている。
The DC voltage source Vx determines that the driving voltage applied to an unscanned element is equal to or lower than the electron emission threshold voltage based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting element. It is set to output a constant voltage such that

【0119】また制御回路123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な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126より送られる同期信号Tsyn
cに基づいて各部に対してTscan、Tsftおよび
Tmryの各制御信号を発生する。
Further, the control circuit 123 has a function of matching the operations of the respective parts so that an appropriate display is performed on the basis of an image signal inputted from the outside. The synchronization signal Tsyn sent from the synchronization signal separation circuit 126 described next
Based on c, Tscan, Tsft, and Tmry control signals are generated for each unit.

【0120】同期信号分離回路126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為の回路で周波数分離(フィルタ
ー)回路を用いれば構成できるものである。同期信号分
離回路126により分離された同期信号は良く知られる
ように垂直同期信号と水平同期信号より成るが、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DATA信号と表すが同信号はシフトレジスタ12
4に入力される。
The sync signal separation circuit 126 is a circuit for separating a sync signal component and a luminance signal component from an externally input NTSC television signal, and can be constructed by using a frequency separation (filter) circuit. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 126 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal, as is well known, but is shown 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 is referred to as a DATA signal for convenience, but the signal is the shift register 12
4 is input.

【0121】シフトレジスタ124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
123より送られる制御信号Tsftに基づいて動作す
る(すなわち制御信号Tsftは、シフトレジスタ12
4のシフトクロックであると言い換えても良い。)。シ
リアル/パラレル変換された画像1ライン分(電子放出
素子N素子分の駆動データに相当する)のデータは1d
1乃至1dnのN個の並列信号として前記シフトレジス
タ124より出力される。
The shift register 124 is for serially / parallel converting the DATA signals serially input in time series for each line of the image, and operates based on the control signal Tsft sent from the control circuit 123. (That is, the control signal Tsft is the same as the shift register 12
In other words, it may be said that the shift clock is four. ). The data of one line of the serial / parallel converted image (corresponding to the driving data of N electron-emitting devices) is 1d.
It is output from the shift register 124 as N parallel signals of 1 to 1dn.

【0122】ラインメモリ125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為の記憶装置であり、
制御回路123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Id'lないしId'nとして出力され変調信
号発生器127に入力される。
The line memory 125 is a storage device for storing data for one line of an image only for a required time,
The contents of Id1 to Idn are appropriately stored according to the control signal Tmry sent from the control circuit 123. The stored contents are output as Id'l to Id'n and input to the modulation signal generator 127.

【0123】変調信号発生器127は前記画像データI
d'1ないしId'nの各々に応じて表面伝導型電子放出
素子の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、その出
力信号は端子Doy1ないしDoynを通じて表示パネ
ル121内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 127 outputs the image data I
A signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of d'1 to Id'n, and an output signal of the signal source from the surface conduction electrons in the display panel 121 through the terminals Doy1 to Doyn. Applied to the emitting element.

【0124】本発明に関わる電子放出素子は放出電流I
eに対して以下の基本特性を有している。すなわち電子
放出には明確な閾値電圧Vthがあり、Vth以上の電
圧を印加された時のみ電子放出が生じる。
The electron-emitting device according to the present invention has an emission current I
It has the following basic characteristics for e. That is, the electron emission has a clear threshold voltage Vth, and the electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied.

【0125】また電子放出閾値以上の電圧に対しては素
子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化してゆ
く。尚、電子放出素子の材料や構成、製造方法を変える
事により電子放出閾値電圧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 above the electron emission threshold, the emission current also changes in accordance with the change in the voltage applied to the device. 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 element. I can say.

【0126】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加しても
電子放出は生じないが電子放出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。その際、第一には
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。第二には、パルス
の幅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。
That is, when a pulsed voltage is applied to this element, for example, electron emission does not occur even if a voltage below the electron emission threshold is applied, but when a voltage above the electron emission threshold is applied, the electron beam is emitted. Is output. At that time, first, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value Vm of the pulse. Second, it is possible to control the total amount of charges of the electron beam output by changing the pulse width Pw.

【0127】したがって、入力信号に応じて電子放出素
子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変
調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには変調
信号発生器127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, as a method of modulating the electron-emitting device in accordance with the input signal, there are a voltage modulation method, a pulse width modulation method and the like. To implement the voltage modulation method, the modulation signal generator 127 is fixed. A circuit of a voltage modulation system is used that generates a voltage pulse of a length but appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data.

【0128】またパルス幅変調方式を実施するには変調
信号発生器127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。
In order to implement the pulse width modulation method, the modulation signal generator 127 generates a voltage pulse having a constant peak value, but a pulse which appropriately modulates the width of the voltage pulse according to the input data. A width modulation type circuit is used.

【0129】以上に説明した一連の動作により本発明の
画像形成装置は表示パネル121を用いてテレビジョン
の表示を行なえる。尚、上記説明中特に記載しなかった
がシフトレジスタ124やラインメモリ125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
所定の速度で行なわれればよい。
Through the series of operations described above, the image forming apparatus of the present invention can display television using the display panel 121. Although not particularly described in the above description, the shift register 124 and the line memory 125 may be of a digital signal type or an analog signal type, and the point is that serial / parallel conversion and storage of image signals are performed at a predetermined speed. It should be done.

【0130】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路126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126の出力部にA/D変換器
を備えれば可能である。また、これと関連してラインメ
モリ125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127に用いられる回路が若干
異なったものとなる。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 126 into a digital signal, which can be achieved by providing an A / D converter at the output section of 126. Further, in connection with this, the circuit used for the modulation signal generator 127 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 125 is a digital signal or an analog signal.

【0131】まずデジタル信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器127には、例
えばよく知られるD/A変換回路を用い、必要に応じて
増幅回路などを付け加えればよい。
First, the case of digital signals will be described.
In the voltage modulation method, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 127, and an amplification circuit or the like may be added if necessary.

【0132】またパルス幅変調方式の場合、変調信号発
生器127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)を組み合せた回路を用いることにより構成でき
る。必要に応じて比較器の出力するパルス幅変調された
変調信号を表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電
圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。
In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 127 compares the output value of the memory with the output value of the counter and the counter for counting the number of waves output from the oscillator, for example. It can be configured by using a circuit in which comparators (comparators) are combined. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.

【0133】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器127には、例
えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用
いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付け
加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には例えば
よく知られた電圧制御型発振回路(VCO)を用いれば
よく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧
にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。
Next, the case of analog signals will be described.
In the voltage modulation method, for the modulation signal generator 127, for example, an amplifier circuit using a well-known operational amplifier may be used, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a well-known voltage controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and an amplifier for amplifying the voltage to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added if necessary. May be.

【0134】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Dox1ないしD
oxm、Doy1ないしDoynを通じ、電圧を印加す
ることにより、電子放出させ、高圧端子Hvを通じ、メ
タルバック105、あるいは透明電極(不図示)に高圧
を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜104に衝突さ
せ、励起・発光させることで画像を表示することができ
る。
In the image forming apparatus completed as described above, each of the electron-emitting devices has terminals outside the container Dox1 to Dx.
Electrons are emitted by applying a voltage through oxm, Doy1 to Doyn, and a high voltage is applied to the metal back 105 or the transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam and cause the fluorescent film 104 to reach the fluorescent film 104. An image can be displayed by colliding, exciting and emitting light.

【0135】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、詳細な部分な上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、NTSC方式
をあげたが、これに限るものでなく、PAL、SECA
M方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数
の走査線からなるTV信号(例えば、MUSE方式をは
じめとする高品位TV)方式でもよい。
The structure described above is a schematic structure necessary for manufacturing a suitable image forming apparatus used for display and the like, and is not limited to the detailed contents described above such as materials of respective members. , Is appropriately selected to suit the application of the image forming apparatus. Further, although the NTSC system is given as an example of the input signal, the input signal is not limited to this, and PAL, SECA
Various methods such as the M method may be used, or a TV signal (for example, a high-definition TV such as the MUSE method) including a number of scanning lines may be used.

【0136】次に、前述のはしご型配置電子源基板及び
それを用いた画像形成装置について図13、図14によ
り説明する。
Next, the above-mentioned ladder type electron source substrate and the image forming apparatus using the same will be described with reference to FIGS.

【0137】図13において、符号130は電子源基
板、符号131は電子放出素子、符号132のDx1〜
Dx10は前記電子放出素子に接続する共通配線を指し
示している。電子放出素子131は、基板130上に、
X方向に並列に複数個配置される。(これを素子行と呼
ぶ)。この素子行を複数個基板上に配置し、はしご型電
子源基板となる。各素子行の共通配線間に適宜駆動電圧
を印加することで、各素子行を独立に駆動することが可
能になる。すなわち、電子ビームを放出させる素子行に
は、電子放出閾値以上の電圧を、電子ビームを放出させ
ない素子行には電子放出閾値以下の電圧を印加すればよ
い。また各素子行間の共通配線Dx2〜Dx9を、例え
ばDx2、Dx3を同一配線とする様にしても良い。
In FIG. 13, reference numeral 130 indicates an electron source substrate, reference numeral 131 indicates an electron-emitting device, and reference numeral 132 indicates Dx1 to Dx1.
Dx10 indicates a common wiring connected to the electron-emitting device. The electron emitting device 131 is provided on the substrate 130.
A plurality are arranged in parallel in the X direction. (This is called an element row). A plurality of this element row is arranged on the substrate to form a ladder type electron source substrate. By appropriately applying a drive voltage between the common wirings of each element row, each element row can be independently driven. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold may be applied to the element row that emits the electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold may be applied to the element row that does not emit the electron beam. Further, the common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows, for example, Dx2 and Dx3 may be the same wiring.

【0138】図14ははしご型配置の電子源を備えた画
像形成装置の構造を示すための図である。符号140は
グリッド電極、符号141は電子が通過するため空孔、
符号142は、Dox1、Dox2・・・Doxmより
なる容器外端子、符号143はグリッド電極140と接
続されたG1、G2、・・・Gnからなる容器外端子、
符号130は前述の様に各素子行間の共通配線を同一配
線とした電子源基板を指し示している。尚、図14にお
いて、図10、図13と同一の符号は同一の部材を示
す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置(図10
参照)との違いは、電子源基板130とフェースプレー
ト106の間にグリッド電極140を備えている事であ
る。
FIG. 14 is a view showing the structure of an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source. Reference numeral 140 is a grid electrode, reference numeral 141 is a hole for passing electrons,
Reference numeral 142 is an outer container terminal made of Dox1, Dox2 ... Doxm, and reference numeral 143 is an outer container terminal made of G1, G2, ... Gn connected to the grid electrode 140,
Reference numeral 130 indicates the electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same wiring as described above. 14, the same reference numerals as those in FIGS. 10 and 13 denote the same members. The image forming apparatus having the above-mentioned simple matrix arrangement (see FIG.
The difference is that the grid electrode 140 is provided between the electron source substrate 130 and the face plate 106.

【0139】基板130とフェースプレート106の中
間には、グリッド電極140が設けられている。グリッ
ド電極140は、表面伝導型放出素子から放出された電
子ビームを変調することができるもので、はしご型配置
の素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に電
子ビームを通過させるため、各素子に対応して1個ずつ
円形の空孔141が設けられている。グリッドの形状や
設置位置は必ずしも図14のようなものでなくともよ
く、開口としてメッシュ状に多数の通過口をもうけるこ
ともあり、また例えば表面伝導型放出素子の周囲や近傍
に設けてもよい。容器外端子142およびグリッド容器
外端子143は、不図示の制御回路と電気的に接続され
ている。
A grid electrode 140 is provided between the substrate 130 and the face plate 106. The grid electrode 140 is capable of modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and passes the electron beam through the stripe-shaped electrodes provided orthogonal to the ladder-shaped element rows. A circular hole 141 is provided one by one corresponding to each element. The shape and installation position of the grid are not necessarily as shown in FIG. 14, and a large number of passage openings may be provided in the form of a mesh as openings. For example, they may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device. . The outer container terminal 142 and the grid outer container terminal 143 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0140】本画像形成装置では素子行を1列ずつ順次
駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極列に画
像1ライン分の変調信号を同時に印加することにより、
各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を1ライ
ンずつ表示することができる。
In this image forming apparatus, a modulation signal for one image line is simultaneously applied to the grid electrode column in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one column at a time.
The irradiation of each electron beam to the phosphor can be controlled to display an image line by line.

【0141】また本発明によればテレビジョン放送の表
示装置のみならずテレビ会議システム、コンピューター
等の表示装置に適した画像形成装置を提供することがで
きる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus suitable for not only a display device for television broadcasting but also a display device such as a video conference system and a computer.

【0142】さらには感光性ドラム等で構成された光プ
リンターとしての画像形成装置としても用いることもで
きる。
Further, it can be used also as an image forming apparatus as an optical printer composed of a photosensitive drum or the like.

【0143】また電子放出素子として表面伝導型電子放
出素子ばかりでなく、MIM型電子放出素子、電界放出
型電子放出素子等の冷陰極電子源にも適用可能である、
更には熱電子源による画像形成装置にも適用することが
できる。
Further, not only surface conduction electron-emitting devices but also cold cathode electron sources such as MIM electron-emitting devices and field emission electron-emitting devices can be used as the electron-emitting devices.
Further, it can be applied to an image forming apparatus using a thermoelectron source.

【0144】[0144]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、レーザー
光によって凹凸のある導電性薄膜を所定のパターン形状
に加工しているとき、予め第2のレーザー光を用いて導
電性薄膜の凹凸情報を検出し、その凹凸情報に基いて導
電性薄膜の表面に対するレーザー光の焦点を調整するこ
とが可能としたことにより、導電性薄膜の凹凸による焦
点ずれがなく、加工溝幅が一定となるので、高速でかつ
精度の良い加工が達成でき、その結果、表面伝導型電子
放出素子を用いた画像形成装置において画質が向上し
た。
As described above, according to the present invention, when the conductive thin film having unevenness is processed into a predetermined pattern shape by the laser light, the unevenness information of the conductive thin film is previously used by using the second laser light. It is possible to adjust the focus of the laser beam on the surface of the conductive thin film based on the unevenness information, so that there is no defocus due to the unevenness of the conductive thin film and the processed groove width becomes constant. In addition, high-speed and accurate processing can be achieved, and as a result, the image quality is improved in the image forming apparatus using the surface conduction electron-emitting device.

【0145】さらに、前記レーザー光を分岐し、その分
岐した一方のレーザー光を前記導電性薄膜が加工されな
い程度まで減衰することにより前記第2のレーザー光を
得ることにより、装置の小型化が達成できる。
Further, the laser beam is branched, and one of the branched laser beams is attenuated to such an extent that the conductive thin film is not processed to obtain the second laser beam, so that the miniaturization of the device is achieved. it can.

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

【図1】本発明による表面伝導型電子放出素子の製造方
法を好適に実施する製造装置の第1実施例を最もよく表
す図である。
FIG. 1 is a view best showing a first embodiment of a manufacturing apparatus for suitably carrying out the method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図2】加工表面の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a processed surface.

【図3】本発明による表面伝導型電子放出素子の製造方
法を好適に実施する製造装置の第2実施例を最もよく表
す図である。
FIG. 3 is a view best representing a second embodiment of a manufacturing apparatus for suitably carrying out the method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図4】平面型の表面伝導型電子放出素子の構成を示
し、(a)は模式的平面図、(b)は断面図である。
4A and 4B show a configuration of a planar surface conduction electron-emitting device, FIG. 4A is a schematic plan view, and FIG. 4B is a sectional view.

【図5】図4に示した表面伝導型電子放出素子の製造方
法の一例を示す工程図である。
5A to 5C are process diagrams showing an example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device shown in FIG.

【図6】基本的な垂直型表面伝導型電子放出素子の構成
を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a basic vertical surface conduction electron-emitting device.

【図7】通電フォーミングの電圧波形の一例を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a voltage waveform of energization forming.

【図8】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. 8 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics.

【図9】単純マトリクス配置の電子源の概略構成図であ
る。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an electron source having a simple matrix arrangement.

【図10】単純マトリクス配置の電子源を備えた画像形
成装置の概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus including an electron source having a simple matrix arrangement.

【図11】蛍光膜を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a fluorescent film.

【図12】NTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行
なうための駆動回路を備えた画像形成装置のブロック図
である。
FIG. 12 is a block diagram of an image forming apparatus including a drive circuit for performing display according to an NTSC television signal.

【図13】はしご型配置の電子源の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a ladder-type electron source.

【図14】はしご型配置の電子源を備えた画像形成装置
の概略構成図である。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus including a ladder-type electron source.

【図15】従来の表面伝導型電子放出素子の摸式的平面
図である。
FIG. 15 is a schematic plan view of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザー発振器 1a 高さ測定用レーザー光 1b 加工用レーザー光 1aa X方向高さ測定用レーザー光 1ab Y方向高さ測定用レーザー光 2 部分反射ミラー 3 全反射ミラー 4 スリット 5 対物レンズ 6 減衰器 7 分割ミラー 7a スイング機構 8a,8b 光センサー 9 位置制御機構 10 昇降機構 11 XY方向走査機構 12 試料 13 制御コンピュータ 21 配線 22 絶縁層 23 導電性薄膜 41 基板 42,43 素子電極 44 導電性薄膜 45 電子放出部 46 段差形成部 80 素子電極間の導電性薄膜を流れる素子電流を測
定するための電流計 81 電子放出素子に素子電圧を印加するための電源 82 電子放出部より放出される放出電流を測定する
ため電流計 83 アノード電極に電圧を印加するための高圧電源 84 電子放出部より放出される放出電流を捕捉する
ためのアノード電極 85 真空装置 86 排気ポンプ 91 電子源基板 92 X方向配線 93 Y方向配線 94 表面伝導型電子放出素子 95 結線 101 リアプレート 102 支持枠 103 ガラス基板 104 蛍光膜 105 メタルバック 106 フェースプレート 107 高圧端子(Hv) 108 外囲器 111 黒色導電材 112 蛍光体 121 表示パネル 122 走査回路 123 制御回路 124 シフトレジスタ 125 ラインメモリ 126 同期信号分離回路 127 変調信号発生器 130 電子源基板 131 電子放出素子 132 共通配線 140 グリッド電極 141 電子が通過するため空孔 142,143 容器外端子
1 Laser Oscillator 1a Height Measurement Laser Light 1b Processing Laser Light 1aa X Direction Height Measurement Laser Light 1ab Y Direction Height Measurement Laser Light 2 Partial Reflection Mirror 3 Total Reflection Mirror 4 Slit 5 Objective Lens 6 Attenuator 7 Split mirror 7a Swing mechanism 8a, 8b Optical sensor 9 Position control mechanism 10 Lifting mechanism 11 XY direction scanning mechanism 12 Sample 13 Control computer 21 Wiring 22 Insulating layer 23 Conductive thin film 41 Substrate 42, 43 Element electrode 44 Conductive thin film 45 Electron emission Part 46 step forming part 80 ammeter for measuring the device current flowing through the conductive thin film between the device electrodes 81 power supply for applying the device voltage to the electron emitting device 82 measuring the emission current emitted from the electron emitting part For ammeter 83 High voltage power supply for applying voltage to anode electrode 84 Electron Anode electrode 85 for capturing the emission current emitted from the emission portion 85 Vacuum device 86 Exhaust pump 91 Electron source substrate 92 X-direction wiring 93 Y-direction wiring 94 Surface conduction electron-emitting device 95 Connection 101 Rear plate 102 Support frame 103 Glass Substrate 104 Phosphor film 105 Metal back 106 Face plate 107 High voltage terminal (Hv) 108 Envelope 111 Black conductive material 112 Phosphor 121 Display panel 122 Scanning circuit 123 Control circuit 124 Shift register 125 Line memory 126 Synchronous signal separation circuit 127 Modulation signal Generator 130 Electron source substrate 131 Electron emission element 132 Common wiring 140 Grid electrode 141 Holes for passing electrons 142, 143 Outside container terminals

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 31/12 H01J 31/12 B H04N 5/68 H04N 5/68 B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location H01J 31/12 H01J 31/12 B H04N 5/68 H04N 5/68 B

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に導電性薄膜を形成し、該導電性
薄膜の表面に対してレーザー光を集光させた状態で前記
導電性薄膜を所定のパターン形状に加工した後、電子を
放出する電子放出部を形成する、レーザー光を用いた表
面伝導型電子放出素子の製造方法において、 前記導電性薄膜の表面の凹凸情報を第2のレーザー光を
用いて検出し、かつ該凹凸情報に基づき前記導電性薄膜
の表面に対する前記レーザー光の焦点を調整しながら前
記導電性薄膜を加工することを特徴とする、レーザー光
を用いた表面伝導型電子放出素子の製造方法。
1. A conductive thin film is formed on a substrate, and after the conductive thin film is processed into a predetermined pattern shape with a laser beam being focused on the surface of the conductive thin film, electrons are emitted. In the method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light for forming an electron emitting portion, the unevenness information of the surface of the conductive thin film is detected by using a second laser light, and the unevenness information is obtained. A method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light, which comprises processing the conductive thin film while adjusting the focus of the laser light on the surface of the conductive thin film.
【請求項2】 前記第2のレーザー光を分割ミラーによ
り、前記レーザー光による加工点の進行方向の導電性薄
膜の表面に照射し、前記導電性薄膜の表面にて反射した
第2のレーザー光を光センサーに入射させることにより
前記導電性薄膜の表面の凹凸情報を検出することを特徴
とする請求項1に記載のレーザー光を用いた表面伝導型
電子放出素子の製造方法。
2. The second laser light which is irradiated onto the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the laser light by the split mirror and reflected by the surface of the conductive thin film. The method for manufacturing a surface-conduction electron-emitting device using laser light according to claim 1, wherein unevenness information on the surface of the conductive thin film is detected by making the light incident on a photosensor.
【請求項3】 前記第2のレーザー光をスイング機構に
より、前記レーザー光による加工点の進行方向の導電性
薄膜の表面に照射し、前記導電性薄膜の表面にて反射し
た第2のレーザー光を光センサーに入射させることによ
り前記導電性薄膜の表面の凹凸情報を検出することを特
徴とする請求項1に記載のレーザー光を用いた表面伝導
型電子放出素子の製造方法。
3. A second laser light which is applied to the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the laser light by a swing mechanism and is reflected by the surface of the conductive thin film. The method for manufacturing a surface-conduction type electron-emitting device using laser light according to claim 1, wherein the unevenness information on the surface of the conductive thin film is detected by making the light incident on an optical sensor.
【請求項4】 前記レーザー光を分岐し、その分岐した
一方のレーザー光を前記導電性薄膜が加工されない程度
まで減衰することにより前記第2のレーザー光を得るこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
レーザー光を用いた表面伝導型電子放出素子の製造方
法。
4. The second laser beam is obtained by branching the laser beam and attenuating one of the branched laser beams to such an extent that the conductive thin film is not processed. 4. A method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using the laser beam according to any one of 3 above.
【請求項5】 表面伝導型電子放出素子となる導電性薄
膜が形成された基板を保持し、かつ該基板と同一面内の
任意の方向に走査させる走査手段と、 所望の出力のレーザー光を発振するレーザー発振手段
と、 前記レーザー光を、加工に使用する第1のレーザー光と
測定に使用する第2のレーザー光とに分岐させる分岐手
段と、 前記第1のレーザー光を前記導電性薄膜の表面に集光さ
せる光学系と、 前記第2のレーザー光の出力を前記導電性薄膜が加工さ
れない程度まで減衰させる減衰手段と、 前記減衰手段により出力が減衰された第2のレーザー光
を用い、前記第1のレーザー光による加工点の進行方向
の導電性薄膜の表面の凹凸情報を検出する検出手段と、 前記検出手段からの凹凸情報に基づき、前記光学系によ
る第1のレーザー光の焦点を前記導電性薄膜の表面に合
わせるために前記光学系を昇降させる昇降手段と、を備
えた、レーザー光を用いた表面伝導型電子放出素子の製
造装置。
5. A scanning means for holding a substrate on which a conductive thin film to be a surface conduction electron-emitting device is formed and scanning the substrate in an arbitrary direction in the same plane as the substrate, and a laser beam having a desired output. A laser oscillating means for oscillating; a branching means for branching the laser light into a first laser light used for processing and a second laser light used for measurement; and a conductive thin film for the first laser light. An optical system for condensing on the surface of the second laser, an attenuator for attenuating the output of the second laser light to such an extent that the conductive thin film is not processed, and a second laser light whose output is attenuated by the attenuator. A detecting means for detecting unevenness information on the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the first laser light; and a focus of the first laser light by the optical system based on the unevenness information from the detecting means. An apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light, comprising: an elevating means for elevating and lowering the optical system so as to align a point with the surface of the conductive thin film.
【請求項6】 前記検出手段は、 前記第1のレーザー光による加工点の進行方向の導電性
薄膜の表面に、前記減衰器により出力が減衰された第2
のレーザー光を照射させる照射手段と、 前記導電性薄膜の表面にて反射した第2のレーザー光を
受光して、前記第1のレーザー光による加工点の進行方
向の導電性薄膜の表面の凹凸情報を得る光センサーと、
から構成されることを特徴とする請求項5に記載のレー
ザー光を用いた表面伝導型電子放出素子の製造装置。
6. The second detecting means, wherein the output is attenuated by the attenuator on the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the first laser light.
Irradiating means for irradiating the laser beam, and the second laser beam reflected by the surface of the conductive thin film is received, and the unevenness of the surface of the conductive thin film in the traveling direction of the processing point by the first laser beam is received. An optical sensor to get information,
The apparatus for manufacturing a surface-conduction type electron-emitting device using a laser beam according to claim 5, comprising:
【請求項7】 前記照射手段は分割ミラーであることを
特徴とする請求項6に記載のレーザー光を用いた表面伝
導型電子放出素子の製造装置。
7. The apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light according to claim 6, wherein the irradiation means is a split mirror.
【請求項8】 前記照射手段は、前記第1のレーザー光
による加工点の進行方向に応じて前記減衰器により出力
が減衰された第2のレーザー光の照射方向を変えるスイ
ング機構であることを特徴とする請求項6に記載のレー
ザー光を用いた表面伝導型電子放出素子の製造装置。
8. The irradiating means is a swing mechanism that changes the irradiating direction of the second laser light whose output is attenuated by the attenuator according to the traveling direction of the processing point by the first laser light. The apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using the laser beam according to claim 6.
【請求項9】 前記昇降手段はリニアモーターを用いる
ことを特徴とする請求項5に記載のレーザー光を用いた
表面伝導型電子放出素子の製造装置。
9. The apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light according to claim 5, wherein the elevating means uses a linear motor.
【請求項10】 前記昇降手段は圧電素子を用いること
を特徴とする請求項5に記載のレーザー光を用いた表面
伝導型電子放出素子の製造装置。
10. The apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light according to claim 5, wherein the elevating means uses a piezoelectric element.
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