JPH08250032A - Electron beam generating device, image forming device and supporting spacer - Google Patents

Electron beam generating device, image forming device and supporting spacer

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JPH08250032A
JPH08250032A JP5413295A JP5413295A JPH08250032A JP H08250032 A JPH08250032 A JP H08250032A JP 5413295 A JP5413295 A JP 5413295A JP 5413295 A JP5413295 A JP 5413295A JP H08250032 A JPH08250032 A JP H08250032A
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electron
electron source
electron beam
beam generator
thin film
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Masahiro Fushimi
正弘 伏見
Yoshihisa Sano
義久 左納
Hideaki Mitsutake
英明 光武
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Canon Inc
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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an electron beam generating device such that no fluctuation is generated in an orbit of an emitted electron even when an intermediate member is arranged between an electron source and an electrode, in the electron beam generating device having the electrode and the electron source particularly using a surface conduction electron emitting element as the electron emitting element. CONSTITUTION: A device has an electron source 1 having a plurality of cold cathode electron emitting elements, electrode 8 arranged to be opposed to the electron source 1 to act in an electron emitted from the electron source 1 and an insulating spacer 5 arranged between the electron source 1 and the electrode 8. In this electron beam generating device, the spacer 5 has a conductive thin film 5b in its surface, to electrically connect the conductive thin film relating to the electron source 1 or the electrode 8.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子線発生装置および
その応用である表示装置等の画像形成装置、さらにはそ
れらに用いられる支持スペーサにかかわり、特に表面伝
導型電子放出素子を多数個備える電子線発生装置、画像
形成装置及びそれらに用いられる支持スペーサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam generator, an image forming apparatus such as a display device which is an application thereof, and a supporting spacer used therefor, and in particular, has a large number of surface conduction electron-emitting devices. The present invention relates to an electron beam generator, an image forming apparatus, and a supporting spacer used for them.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電子を用いた画像形成装置にお
いては、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出させ
る為の電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光す
る蛍光体等を有する画像形成部材、電子を画像形成部材
に向けて加速するための加速電極とその高圧電源が必要
である。また、薄型画像表示装置などのように偏平な外
囲器を用いる画像形成装置においては、耐大気圧構造体
として支持柱(スペーサ)を用いる場合もある。
2. Description of the Related Art Generally, an image forming apparatus using electrons has an envelope for maintaining a vacuum atmosphere, an electron source for emitting electrons and a driving circuit therefor, a phosphor which emits light by collision of electrons, and the like. An image forming member, an accelerating electrode for accelerating electrons toward the image forming member, and a high voltage power source thereof are required. Further, in an image forming apparatus using a flat envelope such as a thin image display apparatus, a supporting column (spacer) may be used as the atmospheric pressure resistant structure.

【0003】画像形成装置の電子源に用いられる電子放
出素子としては、従来からCRT等で用いられてきた熱
陰極の他に冷陰極が知られている。冷陰極には電界放出
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. D
olan, "Field Emission", Advance in Electron Physic
s, 8, 89 (1956)あるいはC. A. Spindt, "Physical Pro
perties of Thin-Film Field Emission Cathodes with
Molybdenium Cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (197
6)等が知られている。
As an electron-emitting device used in an electron source of an image forming apparatus, a cold cathode is known in addition to a hot cathode conventionally used in a CRT or the like. The cold cathode includes a field emission type (hereinafter abbreviated as “FE” type), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter abbreviated as “MIM” type), a surface conduction electron-emitting device, and the like. As an example of FE type, WP Dyke & WW D
olan, "Field Emission", Advance in Electron Physic
s, 8, 89 (1956) or CA Spindt, "Physical Pro
perties of Thin-Film Field Emission Cathodes with
Molybdenium Cones ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (197
6) etc. are known.

【0004】MIM型の例としては、C. A. Mead, "Ope
ration of tunnel-emission devices, J. Appl. Phys.,
32, 646 (1961)等が知られている。表面伝導型電子放
出素子の例としては、M. I. Elinson, Radio Eng. Elec
tronPhys., 10, 1290, (1965)等がある。表面伝導型電
子放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜
面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象
を利用するものである。この表面伝導型電子放出素子と
しては、前記エリンソン等によるSn02薄膜を用いた
もの、Au薄膜によるもの[G. Dittmer: "Thin Solid
Films", 9, 317 (1972)]、In2O3/SnO2 薄膜に
よるもの[M. Hartwell and C. G. Fonstad: "IEEETran
s. 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(19
83)]等が報告されている。
An example of the MIM type is CA Mead, "Ope
ration of tunnel-emission devices, J. Appl. Phys.,
32, 646 (1961) and the like are known. Examples of surface conduction electron-emitting devices include MI Elinson, Radio Eng. Elec
tronPhys., 10, 1290, (1965), etc. The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs in a small-area thin film formed on a substrate by passing a current in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, one using the Sn02 thin film by the above-mentioned Erinson, one using the Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid
Films ", 9, 317 (1972)], by In2O3 / SnO2 thin films [M. Hartwell and CG Fonstad:" IEEETran
s. ED Conf. ", 519 (1975)], by a carbon thin film [Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (19)
83)] etc. have been 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1に示す。同図において3001は絶縁性基板であ
る。3002は電子放出部形成用薄膜で、H型形状のパ
ターンに、スパッタで形成された金属酸化物薄膜等から
なり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処理により電
子放出部3003が形成される。
As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M. The Hartwell device configuration is shown in FIG. In the figure, reference numeral 3001 is an insulating substrate. An electron emission portion forming thin film 3002 is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern, and the electron emitting portion 3003 is formed by an energization process called forming described later.

【0006】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電子放出部形成用薄膜3
002を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって
電子放出部3003を形成するのが一般的であった。即
ち、フォーミングとは電子放出部形成用薄膜3002の
両端に電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所
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3003を形成することである。
なお、電子放出部3003は、電子放出部形成用薄膜3
002の一部に発生した亀裂により形成され、その亀裂
付近から電子放出が行われる。以下、フォーミングによ
り形成した電子放出部3003を含む電子放出部形成用
薄膜3002を、「電子放出部を含む薄膜」3004と
呼ぶ。前記フォーミング処理をした表面伝導型電子放出
素子は、電子放出部を含む薄膜3004に電圧を印加
し、素子に電流を流すことにより、電子放出部3003
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 forming thin film 3 is formed before electron emission.
It was general that the electron emission portion 3003 was previously formed by subjecting 002 to an energization process called forming. That is, the forming means that a voltage is applied to both ends of the electron emitting portion forming thin film 3002 to locally destroy, deform or alter the electron emitting portion forming thin film, thereby making the electron emitting portion in an electrically high resistance state. 3003 is to be formed.
The electron emitting portion 3003 is the thin film 3 for forming the electron emitting portion.
It is formed by a crack generated in a part of 002, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. Hereinafter, the electron emitting portion forming thin film 3002 including the electron emitting portion 3003 formed by forming is referred to as a “thin film including an electron emitting portion” 3004. In the surface-conduction type electron-emitting device that has been subjected to the forming process, a voltage is applied to the thin film 3004 including the electron-emitting part and a current is passed through the device, so that the electron-emitting part 3003 is formed.
It allows more electrons to be emitted.

【0007】多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成
した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を多数
配列し、個々の素子の両端を配線にてそれぞれ結線した
行を多数行配列した電子源があげられる(例えば、本出
願人の特開平1−31332号公報)。表面伝導型電子
放出素子を複数個配置してなる電子源と、上記電子源よ
り放出された電子によって可視光線を発光せしめる画像
形成部材としての蛍光体とを組み合わせることにより、
種々の画像形成装置、主として表示装置が構成されるが
(例えば、本出願人による米国特許第5,066,88
3号)、大画面の装置でも比較的容易に製造でき、かつ
表示品位に優れた自発光型表示装置であるため、CRT
に替わる画像形成装置として期待されている。
As an example in which a large number of surface-conduction type electron-emitting devices are formed in array, a large number of surface-conduction type electron-emitting devices are arranged in parallel, and a large number of rows in which both ends of each element are connected by wiring are arranged. Examples thereof include an electron source (for example, JP-A-1-31332 of the present applicant). By combining an electron source formed by arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices, and a phosphor as an image forming member that emits visible light by the electrons emitted from the electron source,
Various image forming devices, mainly display devices, are constructed (see, for example, U.S. Pat. No. 5,066,88 by the applicant).
No. 3), a CRT because it is a self-luminous display device that is relatively easy to manufacture even with a large-screen device and has excellent display quality.
Is expected as an alternative image forming apparatus.

【0008】例えば、本出願人が先に提案した特開平2
−257551号公報等に記載された様な画像形成装置
において、多数形成された表面伝導型電子放出素子から
任意の素子を選択することは、上記表面伝導型電子放出
素子を並列に配置し結線した配線(行方向配線)、及び
上記行方向配線と直交する方向に(列方向)、電子源と
蛍光体間の空間に、設置され制御電極に結線した配線
(列方向配線)への適当な駆動信号によるものである。
[0008] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2 (1994) proposed by the present applicant earlier.
In an image forming apparatus as described in Japanese Patent Publication No. 257551, etc., selecting an arbitrary element from a large number of surface-conduction type electron-emitting devices is performed by connecting the surface-conduction type electron-emitting devices in parallel. Appropriate drive to the wiring (row-direction wiring) and the wiring (column-direction wiring) installed in the space between the electron source and the phosphor in the direction orthogonal to the row-direction wiring (column direction) and connected to the control electrode. It is due to the signal.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、表面伝導
型電子放出素子を用いた画像形成装置をより簡単な構成
で実現する方法として、複数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する1対の素子電極をそれぞれ結線する事で、行列状
に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス
型の電子源を構成し、行方向と列方向に適当な駆動信号
を与えることで、多数の表面伝導型電子放出素子を選択
し、電子放出量を制御し得る系を考えている。
As a method of realizing an image forming apparatus using a surface conduction electron-emitting device with a simpler structure, the present applicant has proposed a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings. And by connecting a pair of opposing device electrodes of the surface conduction electron-emitting device, a simple matrix type electron source in which the surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix is formed. We are considering a system in which a large number of surface conduction electron-emitting devices can be selected and an electron emission amount can be controlled by applying an appropriate drive signal in the column direction.

【0010】上記単純マトリクス型の表面伝導型電子放
出素子電子源を用いた画像形成装置の検討において、本
発明者らは、画像形成部材をなす蛍光体上の発光位置
(電子の衝突位置)や発光形状が期待した数値からはず
れる場合が生ずることを見いした。特に、カラー画像用
の画像形成部材を用いた場合には、発光位置のずれと併
せて、輝度の低下や色ずれの発生も見られる場合があっ
た。そして、このような現象は、電子源と画像形成部材
間に配置される支持枠または支持柱(スペーサ)の近
傍、或いは画像形成部材の周縁部で起こることを確認し
た。
In the study of the image forming apparatus using the above-mentioned simple matrix type surface conduction electron-emitting device electron source, the present inventors have found that the light emitting position (electron collision position) on the phosphor forming the image forming member and the We found that the emission shape sometimes deviated from the expected value. In particular, when an image forming member for a color image is used, a decrease in luminance and a color shift may be observed together with a shift in the light emitting position. Then, it was confirmed that such a phenomenon occurs in the vicinity of the support frame or the support column (spacer) arranged between the electron source and the image forming member, or in the peripheral portion of the image forming member.

【0011】本発明は上記問題点に鑑み、電極と電子放
出素子を用いた電子源とを有した電子線発生装置におい
て、電子源と電極の間に中間部材を配置しても、放出電
子の軌道に変動が発生しないような電子線発生装置を提
案する。また、本発明の他の目的は、電子放出素子とし
て例えば表面伝導型電子放出素子を用い、この電子源か
らの放出電子により画像形成する画像形成装置におい
て、発光する位置ずれ等がなく長寿命で信頼性の高い新
規な画像形成装置の提供を目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides an electron beam generator having an electrode and an electron source using an electron-emitting device, which emits electrons even if an intermediate member is arranged between the electron source and the electrode. We propose an electron beam generator that does not cause fluctuations in the orbit. Another object of the present invention is to use a surface conduction electron-emitting device as an electron-emitting device, for example, in an image forming apparatus for forming an image by the electrons emitted from this electron source, with a long life without misalignment of light emission. An object of the present invention is to provide a highly reliable new image forming apparatus.

【0012】本発明の他の目的は上記電子線発生装置に
用いられる支持スペーサを提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a supporting spacer used in the above electron beam generator.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究し
た結果、上記課題となる現象は電子源から放出される電
子が主な誘因となることを見いだした。上記電子線発生
装置や画像形成装置において、電子源から放出された電
子は、画像形成部材である蛍光体等と衝突したり、ある
いは、確率は低いが真空中の残留ガスと衝突する。これ
らの衝突時にある確率で発生した散乱粒子(イオン、2
次電子、中性粒子)の一部が画像形成装置内の絶縁性材
料の露出した部分に衝突し、その露出部が帯電すること
になる。この帯電により、上記露出部の近傍では電場が
変化してしまう。電場の変化は、放出された電子の軌道
にずれを生じさせ、その結果、蛍光体の発光位置や発光
形状に変化が生じたりすると考えられる。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies by the present inventors, they found that the above-mentioned phenomenon is mainly caused by electrons emitted from an electron source. In the electron beam generator and the image forming apparatus, the electrons emitted from the electron source collide with a phosphor or the like which is an image forming member, or collide with a residual gas in a vacuum, which is low in probability. Scattering particles (ions, 2
Some of the secondary electrons and neutral particles collide with the exposed portion of the insulating material in the image forming apparatus, and the exposed portion is charged. Due to this charging, the electric field changes near the exposed portion. It is considered that the change in the electric field causes a shift in the orbits of the emitted electrons, resulting in a change in the light emitting position and the light emitting shape of the phosphor.

【0014】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子うちの正
イオンが付着帯電する場合、或いは散乱粒子が上記露出
部に衝突するときに発生する2次電子放出により正の帯
電が起きる場合などが考えられる。そこで本発明の、複
数の冷陰極型の電子放出素子を有する電子源と、前記電
子源に対向配置され前記電子源より放出された電子に作
用する電極と、前記電子源と前記電極間に配置された絶
縁性の中間部材とを有する電子線発生装置は、前記中間
部材はその表面に導電性薄膜を有し、前記導電性薄膜が
前記電子源および/または前記電極に対して電気的に接
続されていることを特徴とする。
It was also found from the situation of changes in the light emitting position and shape of the phosphor that positive charges were mainly accumulated in the exposed portion. This may be because positive ions of the scattering particles are attached and charged, or positive charges are generated by secondary electron emission generated when the scattering particles collide with the exposed portion. Therefore, an electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices of the present invention, an electrode that is arranged to face the electron source and acts on electrons emitted from the electron source, and is arranged between the electron source and the electrode. And an electrically insulating intermediate member, the intermediate member has a conductive thin film on its surface, and the conductive thin film is electrically connected to the electron source and / or the electrode. It is characterized by being.

【0015】更に本発明の、複数の冷陰極型の電子放出
素子を有する電子源と、前記電子源に対向配置され前記
電子源より放出された電子に作用する電極と、前記電子
源と前記電極間に配置された絶縁性の中間部材とを有す
る電子線発生装置は、前記中間部材に付着しようとする
荷電粒子をトラップする手段を具備することを特徴とす
る。
Further, an electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices of the present invention, an electrode arranged to face the electron source and acting on electrons emitted from the electron source, the electron source and the electrode. An electron beam generator having an insulating intermediate member disposed between the electron beam generator and the intermediate member is provided with means for trapping charged particles to be attached to the intermediate member.

【0016】まず、防止すべき帯電は前記絶縁性の中間
部材の表面で発生するので、前記中間部材としてはその
表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従っ
て、本発明の電子線発生装置では、前記中間部材の表面
に導電性薄膜を形成している。本発明の好適な一態様に
拠れば、前記導電性薄膜は10の5乗乃至10の12乗
[Ω/□]の表面抵抗値を有することを特徴とする。
First, since the charge to be prevented is generated on the surface of the insulating intermediate member, it is sufficient for the intermediate member to have an antistatic function only on the surface thereof. Therefore, in the electron beam generator of the present invention, the conductive thin film is formed on the surface of the intermediate member. According to a preferred aspect of the present invention, the conductive thin film has a surface resistance value of 10 5 to 10 12 [Ω / □].

【0017】これにより、前記中間部材の表面での帯電
を中和するには十分は低抵抗値を持ち、かつ装置全体の
消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留
めた電子線発生装置を実現できる。すなわち、前記冷陰
極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・
大面積の画像形成装置が得られる。本発明の好適な一態
様に拠れば、前記導電性薄膜は、金属薄膜が離散的に島
状に前記中間部材の表面に塗布されていることを特徴と
する。
As a result, an electron beam is generated which has a sufficiently low resistance value to neutralize the charge on the surface of the intermediate member and has a leak current amount that does not extremely increase the power consumption of the entire apparatus. The device can be realized. That is, a thin type without compromising the low heat generation, which is a characteristic of the cold cathode
A large area image forming apparatus can be obtained. According to a preferred aspect of the present invention, the conductive thin film is characterized in that a metal thin film is discretely applied in an island shape on the surface of the intermediate member.

【0018】帯電は上述した様に中間部材表面にトラッ
プされた陽イオンにより発生する。このため帯電防止の
ためには、微小電流を中間部材表面に流せば防ぐことが
できる。しかしながら、微小電流の増加は、装置の消費
電流を増加させてしまう問題がある。島状の金属膜で
は、電子は島状間を表面伝導により移動するため、中間
部材の表面のみに電流を集中でき、中間部材である絶縁
体表面にトラップされ帯電原因の陽イオンを効率よく中
和することができる。また、島状金属膜の金属部は低抵
抗であるため、電流による発熱に伴うエネルギー消費量
も少ない。以上の結果より、島状金属膜は、中和に関与
しない電流量を小さくでき、非常に効率よく帯電を防止
できる。
The charging is generated by the cations trapped on the surface of the intermediate member as described above. Therefore, in order to prevent electrostatic charge, a minute current can be applied by flowing it on the surface of the intermediate member. However, there is a problem that the increase of the minute current increases the current consumption of the device. In the island-shaped metal film, electrons move between islands due to surface conduction, so current can be concentrated only on the surface of the intermediate member, and the cations that are the cause of charging are efficiently trapped in the surface of the insulator that is the intermediate member. Can be harmonized. In addition, since the metal portion of the island-shaped metal film has a low resistance, the amount of energy consumed by the heat generated by the current is small. From the above results, the island-shaped metal film can reduce the amount of current that is not involved in neutralization, and can prevent charging very efficiently.

【0019】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は前記電子源と前記電極間において直立した表面を
有することを特徴とする。即ち、前記中間部材として、
前記電子源及び前記電極の法線方向に対して、その断面
形状が一様であるものを採用したので、前記中間部材に
よって電界が乱れることはない。従って、前記中間部材
が前記電子放出素子からの電子起動を遮らない限り、前
記中間部材と前記電子放出素子を近接して配置できるの
で、前記電子放出素子を高密度に配置できた。しかも、
リーク電流は前記中間部材の表面のみを流れるので、前
記電子源または、前記電極に対して前記中間部材に尖状
にして接合を行なうなどの工夫をしなくても少ないリー
ク電流に抑えることができた。
According to a preferred aspect of the present invention, the intermediate member has an upright surface between the electron source and the electrode. That is, as the intermediate member,
Since the cross section of the electron source and the electrode is uniform in the normal direction, the electric field is not disturbed by the intermediate member. Therefore, as long as the intermediate member does not block the electron activation from the electron-emitting device, the intermediate member and the electron-emitting device can be arranged close to each other, so that the electron-emitting devices can be arranged at high density. Moreover,
Since the leak current flows only on the surface of the intermediate member, it is possible to suppress the leak current to a small amount without making a device such as making the electron source or the electrode sharply joined to the intermediate member. It was

【0020】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は平板或いは柱状であることを特徴とする。本発明
の好適な一態様に拠れば、前記電極は加速電極であるこ
とを特徴とする。本発明の好適な一態様に拠れば、前記
電子放出素子は対向する一対の素子電極と前記素子電極
間に跨る電子放出部を含む薄膜とで構成される表面伝導
型電子放出素子であることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, the intermediate member is flat or columnar. According to a preferred aspect of the present invention, the electrode is an accelerating electrode. According to a preferred aspect of the present invention, the electron-emitting device is a surface-conduction electron-emitting device including a pair of opposing device electrodes and a thin film including an electron-emitting portion extending between the device electrodes. Characterize.

【0021】冷陰極素子の中でもとりわけ好ましいの
は、表面伝導型電子放出素子(表面伝導型電子放出素
子)である。表面伝導型電子放出素子は構造が単純で製
造が簡単であり、大面積のものも容易に作製できる。近
年、特に大画面で安価な表示装置が求められる状況にお
いては、とりわけ好適な冷陰極素子であるといえる。ま
た、本出願人は、表面伝導型電子放出素子のなかでは、
電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した
ものが特性上、あるいは大面積化する上で好ましいこと
を見出している。
Among the cold cathode devices, the surface conduction electron-emitting device (surface conduction electron-emitting device) is particularly preferable. The surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture, and a large-area one can be easily manufactured. In recent years, it can be said that this is a particularly suitable cold cathode element particularly in a situation where an inexpensive display device having a large screen is required. Further, the applicant of the present invention is
It has been found that the one in which the electron emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is preferable in terms of characteristics or increasing the area.

【0022】本発明の好適な一態様に拠れば、前記電子
源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線とが絶縁層
を介して配置されており、前記行方向配線および前記列
方向配線と、前記各電子放出素子の前記一対の素子電極
とをそれぞれ結線することで、絶縁性基板上に前記複数
の電子放出素子を行列状に配列したことを特徴とする。
即ち、前記導電性薄膜を設けることで帯電を防止するが
故に、複雑な付加構造を必要としない本発明の中間部材
を、本出願人の提案による数本の行方向配線と複数本の
列方向配線とによって、表面伝導型電子放出素子の対向
する1対の素子電極をそれぞれ結線する事で、行列状
に、表面伝導型電子放出素子を配列した単純マトリクス
型表面伝導型の前記電子放出素子による単純マトリクス
型の電子源を用いた画像形成装置に適用することによ
り、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成で
きる薄型・大面積の画像形成装置を提供できる。
According to a preferred aspect of the present invention, in the electron source, a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings are arranged via an insulating layer, and the row-direction wirings and the column-direction wirings are arranged. The plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix on the insulating substrate by connecting the wiring and the pair of device electrodes of each of the electron-emitting devices.
That is, the intermediate member of the present invention, which does not require a complicated additional structure because it prevents charging by providing the conductive thin film, has several row-direction wirings and a plurality of column-directions proposed by the present applicant. By connecting a pair of opposing device electrodes of the surface conduction electron-emitting device by wiring, the simple matrix surface conduction electron-emitting devices in which the surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix are formed. By applying it to an image forming apparatus using a simple matrix type electron source, it is possible to provide a thin and large-area image forming apparatus capable of forming a high-quality image with a simple device configuration.

【0023】本発明の好適な一態様に拠れば、前記電子
源は、複数の行方向配線が配置されており、前記各電子
放出素子の前記一対の素子電極は前記複数の行方向配線
のうち一対の行方向配線とそれぞれ結線することで、絶
縁性基板上に前記複数の電子放出素子を行列状に配列し
たことを特徴とする。この発明の電子線発生装置は、単
純マトリクス型以外の電子源を用いた画像形成装置に対
しても適用できる。例えば、本出願人による特開平2−
257551号公報等に記載されたような制御電極を用
いて表面伝導型電子放出素子の選択を行う画像形成装置
において、前記中間部材を用いた場合である。
According to a preferred aspect of the present invention, the electron source is provided with a plurality of row-direction wirings, and the pair of element electrodes of each electron-emitting device is one of the plurality of row-direction wirings. The plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix on the insulating substrate by connecting to the pair of row-direction wirings. The electron beam generator of the present invention can be applied to an image forming apparatus using an electron source other than the simple matrix type. For example, JP-A-2-
This is a case where the intermediate member is used in an image forming apparatus for selecting a surface conduction electron-emitting device using a control electrode as described in Japanese Patent No. 257551.

【0024】本発明の好適な一態様に拠れば、前記導電
性薄膜は前記行方向配線または前記列方向配線と電気的
に接続されていることを特徴とする。この導電性薄膜
は、前記電子源側では1本の配線餓えに電気的に接続さ
れ、前記電子源上の配線間での不要な電気的結合を避け
ることができる。本発明の好適な一態様に拠れば、前記
中間部材は前記行方向配線上または列方向配線上に設置
されていることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, the conductive thin film is electrically connected to the row-direction wiring or the column-direction wiring. The conductive thin film is electrically connected to one wiring starvation on the electron source side, and unnecessary electrical coupling between wirings on the electron source can be avoided. According to a preferred aspect of the present invention, the intermediate member is installed on the row-direction wiring or the column-direction wiring.

【0025】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材は前記行方向配線または前記列方向配線と平行配置
または直交配置された平板状をなすことを特徴とする。
本発明の好適な一態様に拠れば、前記各電子放出素子の
前記一対の素子電極は前記中間部材と平行な方向に対向
配置されていることを特徴とする。平板状の前記中間部
材を、前記電子放出素子からのずれた電子起動に沿って
配置したので、前記中間部材に電子起動を遮られること
なく前記電子放出素子を高密度に配置できる。
According to a preferred aspect of the present invention, the intermediate member has a flat plate shape arranged in parallel or orthogonal to the row-direction wirings or the column-direction wirings.
According to a preferred aspect of the present invention, the pair of device electrodes of each electron-emitting device are arranged to face each other in a direction parallel to the intermediate member. Since the flat plate-shaped intermediate member is arranged along the electron activation deviated from the electron-emitting device, the electron-emitting devices can be arranged at a high density without blocking the electron activation by the intermediate member.

【0026】本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間
部材が複数個間隔をおいて配置されていることを特徴と
する。本発明の好適な一態様に拠れば、前記中間部材は
耐大気圧部材であることを特徴とする。本発明の好適な
一態様に拠れば、耐大気圧部材は真空雰囲気を維持する
外囲器の支持枠或いは前記外囲器内に設置され支持部材
であることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, a plurality of the intermediate members are arranged at intervals. According to a preferred aspect of the present invention, the intermediate member is an atmospheric pressure resistant member. According to a preferred aspect of the present invention, the atmospheric pressure resistant member is a support frame of an envelope for maintaining a vacuum atmosphere or a support member installed in the envelope.

【0027】上記課題を達成するための本発明の他の構
成になる電子線発生装置は、複数の冷陰極型の電子放出
素子を有する電子源と、前記電子源に対向配置され前記
電子源より放出された電子に作用する電極と、前記電子
源と前記電極間を外部から隔絶するケース部材とを有す
る電子線発生装置において、前記ケース部材はその内側
表面に導電性薄膜を有し、前記導電性薄膜が前記電子源
および/または前記電極に対して電気的に接続されてい
ることを特徴とする。
An electron beam generator having another structure of the present invention to achieve the above object is an electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices, and an electron source arranged opposite to the electron source. In an electron beam generator having an electrode that acts on emitted electrons and a case member that isolates the electron source and the electrode from the outside, the case member has a conductive thin film on its inner surface, A thin film is electrically connected to the electron source and / or the electrode.

【0028】また、上記課題を達成するための本発明の
画像形成装置は、複数の冷陰極型の電子放出素子を有す
る電子源と、前記電子源に対向配置された前記電子源よ
り放出された電子に作用する少なくとも1つの電極と、
前記電極を挟んで前記電子源に対向配置された画像形成
部材と、前記電子源と前記電極間或いは前記電極と前記
画像形成部材間或いは前記電極間に配置された絶縁性の
中間部材とを有し、前記電子原から放出された電子によ
って画像を形成する画像形成装置において、前記中間部
材の表面に導電性薄膜を有し、前記導電性薄膜が外部と
電気的に接続されていることを特徴とする。
Further, in the image forming apparatus of the present invention for achieving the above object, an electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices and an electron source arranged opposite to the electron source are emitted. At least one electrode acting on the electrons,
An image forming member that is arranged to face the electron source with the electrode interposed therebetween, and an insulating intermediate member that is arranged between the electron source and the electrode, between the electrode and the image forming member, or between the electrodes. In the image forming apparatus that forms an image by the electrons emitted from the electron source, the intermediate member has a conductive thin film on its surface, and the conductive thin film is electrically connected to the outside. And

【0029】本発明の好適な一態様に拠れば、前記電極
を挟んで前記電子源に対向配置された画像形成部材を備
えている。上記課題を達成するための本発明の、電子が
発生される密閉隔壁室内において用いらる支持スペーサ
は、電気的に絶縁性の材料からなる本体と、この本体の
表面に展設された導電性薄膜とを有し、この薄膜は、前
記スペーサと前記室の隔壁との当接点において、前記隔
壁近傍に設けられた所定の導体と電気的に導通するよう
に、この薄膜が前記スペーサの端部にまで延ばされて形
成されていることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, the image forming member is provided so as to face the electron source with the electrode interposed therebetween. The supporting spacer used in the closed partition chamber in which electrons are generated of the present invention for achieving the above-mentioned object is a main body made of an electrically insulating material, and a conductive material extended on the surface of the main body. A thin film, and the thin film has an end portion of the spacer so that the thin film is electrically connected to a predetermined conductor provided in the vicinity of the partition at the contact point between the spacer and the partition of the chamber. It is characterized in that it is formed to extend to.

【0030】この支持スペーサは、隔壁室内の例えば真
空性を確保すると共に、トラップされる荷電粒子による
帯電を中和する効果がある。なお、本発明の好適な態様
において使用する島状金属膜の厚みおよび抵抗値は、構
成される画像装置および電子発生装置の大きさ、形態に
より最適値を選択すればよいが、おおむね以下の範囲内
で良好な結果を示している。シート抵抗値としては、1
×105〜9×1012Ω/□の範囲であり、最適には、
1×106〜1×1010Ω/□の範囲である。また、こ
のときの膜厚としては、0.5〜10nmの範囲であり、
最適には1〜4nmである。
The support spacer has an effect of ensuring, for example, a vacuum property in the partition chamber and neutralizing the charge due to the charged particles to be trapped. The thickness and resistance value of the island-shaped metal film used in the preferred embodiment of the present invention may be selected in accordance with the size and form of the image device and the electron generating device to be constructed, but generally within the following range. The results are good. The sheet resistance value is 1
It is in the range of × 10 5 to 9 × 10 12 Ω / □, and optimally,
It is in the range of 1 × 10 6 to 1 × 10 10 Ω / □. Further, the film thickness at this time is in the range of 0.5 to 10 nm,
Optimally, it is 1 to 4 nm.

【0031】また、島状金属材料は、Pt,Au,A
g,Pd,Rh,Ir,Cu,Al,Si,Cr,M
n,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,In,Sn等が好
適に用いることができるが、島状に形成可能な金属であ
れば他の金属や金属間化合物も同様に使用することが可
能である。
Further, the island-shaped metal material is Pt, Au, A
g, Pd, Rh, Ir, Cu, Al, Si, Cr, M
Although n, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, In, Sn and the like can be preferably used, other metals and intermetallic compounds can be similarly used as long as they can form islands. Is.

【0032】[0032]

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明を画
像形成装置に適用した実施例を説明する。この実施例に
係わる画像形成装置は、基本的には、薄型の真空容器内
に、基板上に多数の冷陰極素子を配列してなるマルチ電
子源と、電子の照射により画像を形成する画像形成部材
とを対向して備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment in which the present invention is applied to an image forming apparatus will be described below with reference to the accompanying drawings. The image forming apparatus according to this embodiment is basically an image forming apparatus for forming an image by irradiating electrons with a multi electron source in which a large number of cold cathode elements are arranged on a substrate in a thin vacuum container. And a member facing each other.

【0033】冷陰極素子は、例えばフォトリソグラフィ
ー・エッチングのような製造技術を用いることにより、
基板上に精密に位置決めして形成することができるた
め、微小な間隔で多数個を配列することが可能である。
しかも、従来からCRT等で用いられてきた熱陰極と比
較すると、陰極自身や周辺部が比較的低温な状態で駆動
できるため、より微小な配列ピッチのマルチ電子源を容
易に実現できる。実施例の装置は、このような冷陰極素
子をマルチ電子源として用いた画像形成装置に係わるも
のである。
The cold cathode device is manufactured by using a manufacturing technique such as photolithography and etching.
Since they can be precisely positioned and formed on the substrate, it is possible to arrange a large number of them at minute intervals.
Moreover, compared with a hot cathode conventionally used in a CRT or the like, the cathode itself and its peripheral portion can be driven in a relatively low temperature state, so that a multi-electron source with a finer array pitch can be easily realized. The apparatus of the embodiment relates to an image forming apparatus using such a cold cathode device as a multi electron source.

【0034】また、冷陰極素子の中でもとりわけ好まし
いのは、表面伝導型電子放出素子(表面伝導型電子放出
素子)である。すなわち、冷陰極素子のうち、MIM型
素子は絶縁層や上部電極の厚さを比較的精密に制御する
必要があり、またFE型素子は針状の電子放出部の先端
形状を精密に制御する必要がある。そのため、これらの
素子は比較的製造コストが高くなったり、製造プロセス
上の制限から大面積のものを作製するのが困難となる場
合があった。
Among the cold cathode devices, the surface conduction electron-emitting device (surface conduction electron-emitting device) is particularly preferable. That is, of the cold cathode devices, the MIM type device needs to control the thickness of the insulating layer and the upper electrode relatively precisely, and the FE type device precisely controls the tip shape of the needle-shaped electron emitting portion. There is a need. Therefore, these elements may have a relatively high manufacturing cost, or it may be difficult to manufacture a large-area device due to restrictions in the manufacturing process.

【0035】これに対して、表面伝導型電子放出素子は
構造が単純で製造が簡単であり、大面積のものも容易に
作製できる。近年、特に大画面で安価な表示装置が求め
られる状況においては、とりわけ好適な冷陰極素子であ
るといえる。また、本出願人は、表面伝導型電子放出素
子のなかでは、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子
膜から形成したものが特性上、あるいは大面積化する上
で好ましいことを見出している。
On the other hand, the surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture, and a large-area one can be easily manufactured. In recent years, it can be said that this is a particularly suitable cold cathode element particularly in a situation where an inexpensive display device having a large screen is required. Further, the applicant of the present invention has found that among the surface conduction electron-emitting devices, the one in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is preferable in terms of characteristics or increasing the area.

【0036】そこで、以下に述べる実施例では、微粒子
膜を用いて形成した表面伝導型電子放出素子をマルチ電
子源として用いた画像表示装置を、実施例としての画像
形成装置の好ましい例として説明する。そこで、この好
適な実施例について図面を参照しながら説明する。 〈第1実施例〉図2は、実施例の画像形成装置の一部を
破断した斜視図であり、図3は、図2に示した画像形成
装置の要部断面図(A−A’断面の一部)である。
Therefore, in the embodiments described below, an image display device using a surface conduction electron-emitting device formed by using a fine particle film as a multiple electron source will be described as a preferred example of the image forming device as the embodiment. . Therefore, this preferred embodiment will be described with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the image forming apparatus of the embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view (AA 'cross section) of the main part of the image forming apparatus shown in FIG. Part of).

【0037】図2及び図3において、リアプレート2に
は、複数の表面伝導型電子放出素子(以下、「電子放出
素子」と略す)15がマトリクス状に配置された電子源
1が固定されている。電子源1には、ガラス基板6の内
面に蛍光膜7と加速電極であるメタルバック8とが形成
されたところの、画像形成部材としてのフェースプレー
ト3が、絶縁性材料からなる支持枠4を介してリアプレ
ート2と対向して配置されており、電子源1とメタルバ
ック8の間には不図示の電源により高電圧が印加され
る。これらリアプレート2、支持枠4及びフェースプレ
ート3は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレ
ート2と支持枠4とフェースプレート3とで外囲器10
を構成する。
In FIGS. 2 and 3, the rear plate 2 is fixed with an electron source 1 in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices (hereinafter abbreviated as “electron-emitting devices”) 15 are arranged in a matrix. There is. In the electron source 1, a face plate 3 as an image forming member, in which a fluorescent film 7 and a metal back 8 as an accelerating electrode are formed on an inner surface of a glass substrate 6, is provided with a support frame 4 made of an insulating material. A high voltage is applied between the electron source 1 and the metal back 8 by a power source (not shown). The rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3 are sealed to each other with frit glass or the like, and the rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3 form an envelope 10.
Is configured.

【0038】また、外囲器10の内部は10-6Torr程度
の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃などによ
る外囲器10の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体
として、外囲器10の内部には薄板状のスペーサ5が設
けられている。図3に示すように、スペーサ5は、絶縁
性基材5aの表面に島状金属膜5bを成膜した部材から
なるもので、上記の耐大気圧構造としての目的を達成す
るのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて、X方向
に平行に配置され、外囲器10の内面および電子源1の
表面にフリットガラス等で封着される。また、島状金属
膜5bはフェースプレート3の内面及び電子源1の表面
(後述のX方向配線12)に電気的に接続さている。
Further, since the inside of the envelope 10 is maintained in a vacuum of about 10 -6 Torr, the atmospheric pressure resistant structure is used for the purpose of preventing the envelope 10 from being broken by atmospheric pressure or unexpected impact. The thin plate-shaped spacer 5 is provided inside the envelope 10. As shown in FIG. 3, the spacer 5 is composed of a member in which an island-shaped metal film 5b is formed on the surface of an insulating base material 5a, and is necessary to achieve the above-mentioned purpose as an atmospheric pressure resistant structure. They are arranged in parallel with each other in the X direction at a required number of intervals and are sealed to the inner surface of the envelope 10 and the surface of the electron source 1 with frit glass or the like. The island-shaped metal film 5b is electrically connected to the inner surface of the face plate 3 and the surface of the electron source 1 (X-direction wiring 12 described later).

【0039】以下に、上述した各構成要素について詳細
に説明する。電子源1 図4は、図2に示した画像形成装置の電子源1の要部平
面図であり、図5は、図4に示した電子源1のB−B’
線断面図である。図4及び図5に示すように、ガラス基
板等からなる絶縁性基板11には、m本のX方向配線1
2とn本のY方向配線13とが、層間絶縁層14(図4
では不図示)で電気的に分離されてマトリクス状に配線
されている。各X方向配線12と各Y方向配線13との
間には、それぞれ電子放出素子15が電気的に接続され
ている。各電子放出素子15は、それぞれX方向に間を
おいて配置された1対の素子電極16,17と各素子電
極16,17を連絡する電子放出部形成用薄膜18とで
構成され、1対の素子電極16,17のうち一方の素子
電極16がX方向配線12に電気的に接続され、他方の
素子電極17が、層間絶縁層14に形成されたコンタク
トホール14aを介してY方向配線13に電気的に接続
される。X方向配線12とY方向配線13は、それぞれ
図2に示した外部端子Dox1〜DoxmとDoy1〜D
oynとして外囲器10の外部に引き出されている。
The above-mentioned components will be described in detail below. Electron Source 1 FIG. 4 is a plan view of a main part of the electron source 1 of the image forming apparatus shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a BB ′ of the electron source 1 shown in FIG.
It is a line sectional view. As shown in FIGS. 4 and 5, the insulating substrate 11 made of a glass substrate or the like has m wirings in the X direction 1 on the insulating substrate 11.
2 and n Y-direction wirings 13 are connected to the interlayer insulating layer 14 (see FIG.
(Not shown) are electrically separated and wired in a matrix. An electron-emitting device 15 is electrically connected between each X-direction wiring 12 and each Y-direction wiring 13. Each electron-emitting device 15 is composed of a pair of device electrodes 16 and 17 which are respectively spaced apart in the X direction, and an electron-emitting portion forming thin film 18 which connects the device electrodes 16 and 17 to each other. One of the device electrodes 16 and 17 is electrically connected to the X-direction wiring 12, and the other device electrode 17 is connected to the Y-direction wiring 13 through the contact hole 14 a formed in the interlayer insulating layer 14. Electrically connected to. The X-direction wiring 12 and the Y-direction wiring 13 are the external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to D shown in FIG. 2, respectively.
It is pulled out to the outside of the envelope 10 as oyn.

【0040】絶縁性基板11としては、石英ガラス、N
a等の不純物含有量を減少したガラス、ソーダライムガ
ラス、ソーダライムガラスにスパッタ法等により形成し
たSiO2を積層したガラス基板等のガラス部材、また
はアルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。絶縁
性基板11の大きさ及び厚みは、絶縁性基板11に設置
される電子放出素子の個数及び個々の電子放出素子の設
計上の形状や、電子源1自体が外囲器10の一部を構成
する場合の真空に保持する為の条件等に依存して適宜設
定される。
As the insulating substrate 11, quartz glass, N
Examples thereof include glass having a reduced content of impurities such as a, soda lime glass, a glass member such as a glass substrate obtained by laminating SiO 2 formed on the soda lime glass by a sputtering method, or a ceramic member such as alumina. The size and thickness of the insulating substrate 11 depend on the number of electron-emitting devices installed on the insulating substrate 11 and the design shape of each electron-emitting device, and the electron source 1 itself may be a part of the envelope 10. It is set as appropriate depending on the conditions for maintaining a vacuum in the case of construction.

【0041】X方向配線12及びY方向配線13は、そ
れぞれ絶縁性基板11上に真空蒸着法、印刷法、スパッ
タ法等により所望のパターンに形成された導電性金属等
からなり、多数の電子放出素子15にできるだけ均等な
電圧が供給されるように材料、膜厚、配線巾が設定され
る。層間絶縁層14は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ
法等で形成されたSiO2等であり、Y方向配線13を
形成した絶縁性基板11の全面或は一部に所望の形状で
形成され、特にX方向配線12とY方向配線13の交差
部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜
設定される。
The X-direction wiring 12 and the Y-direction wiring 13 are each made of a conductive metal or the like formed in a desired pattern on the insulating substrate 11 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like, and emit a large number of electrons. The material, the film thickness, and the wiring width are set so that the element 15 is supplied with a voltage as uniform as possible. The interlayer insulating layer 14 is SiO2 or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method or the like, and is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the insulating substrate 11 on which the Y-direction wiring 13 is formed. In particular, the film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 12 and the Y-direction wiring 13.

【0042】電子放出素子15の素子電極16,17
は、それぞれ導電性金属等からなるものであり、真空蒸
着法、印刷法、スパッタ法等により所望のパターンに形
成される。X方向配線12とY方向配線13と素子電極
16,17の導電性金属は、その構成元素の一部あるい
は全部が同一であっても、またそれぞれ異なってもよ
く、Ni,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Al,
Cu,Pd等の金属、或は合金、及びPd,Ag,A
u,RuO2,Pd−Ag等の金属や金属酸化物とガラ
ス等から構成される印刷導体、或いはIn2O3−SnO
2等の透明導体及びポリシリコン等の半導体材料等より
適宜選択される。
Device electrodes 16 and 17 of the electron-emitting device 15
Are made of a conductive metal or the like, and are formed into a desired pattern by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The conductive metals of the X-direction wiring 12, the Y-direction wiring 13, and the device electrodes 16 and 17 may be the same or different in some or all of their constituent elements. Ni, Cr, Au, Mo , W, Pt, Ti, Al,
Metals such as Cu and Pd, or alloys, and Pd, Ag, A
Printed conductors composed of metal such as u, RuO2, Pd-Ag or metal oxide and glass, or In2O3-SnO
It is appropriately selected from transparent conductors such as 2 and semiconductor materials such as polysilicon.

【0043】電子放出部形成用薄膜18を構成する材料
の具体例としては、Pd,Ru,Ag,Au,Ti,I
n,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W,Pd等
の金属、PdO,SnO2,In2O3,PbO,Sb2O
3等の酸化物、HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,
YB4,GdB4等の硼化物、TiC,ZrC,HfC,
TaC,SiC,WC等の炭化物、TiN,ZrN,H
fN等の窒化物、Si,Ge等の半導体、カーボン、A
gMg,NiCu,Pb,Sn等であり、微粒子膜から
なる。
Specific examples of the material forming the electron emitting portion forming thin film 18 include Pd, Ru, Ag, Au, Ti and I.
n, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pd and other metals, PdO, SnO2, In2O3, PbO, Sb2O
Oxides such as 3, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6,
Borides such as YB4, GdB4, TiC, ZrC, HfC,
Carbides such as TaC, SiC, WC, TiN, ZrN, H
Nitride such as fN, semiconductor such as Si and Ge, carbon, A
gMg, NiCu, Pb, Sn and the like, which are formed of a fine particle film.

【0044】また、X方向配線12には、X方向に配列
する電子放出素子15の行を任意に走査するための走査
信号を印加するための不図示の走査信号発生手段と電気
的に接続されている。一方、Y方向配線13には、Y方
向に配列する電子放出素子15の各列を任意に変調する
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。ここにおいて、各電子
放出素子15に印加される駆動電圧は、当該電子放出素
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 X-direction wiring 12 is electrically connected to a scan signal generating means (not shown) for applying a scan signal for arbitrarily scanning the row of the electron-emitting devices 15 arranged in the X-direction. ing. On the other hand, the Y-direction wiring 13 is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for arbitrarily modulating each column of the electron-emitting devices 15 arranged in the Y direction. . Here, the drive voltage applied to each electron-emitting device 15 is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the electron-emitting device.

【0045】ここで、電子源1の製造方法の一例につい
て図6により工程順に従って具体的に説明する。尚、以
下の工程a〜hは、図6の(a)〜(h)に対応する。 工程a: 清浄化したソーダライムガラス上に厚さ0.
5μmのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した絶縁性
基板11上に、真空蒸着により厚さ50オングストロー
ムのCr、厚さ5000オングストロームのAuを順次
積層した後、ホトレジスト(AZ1370、ヘキスト社
製)をスピンナーにより回転塗布し、さらにベークす
る。ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、Y
方向配線13のレジストパターンを形成し、Au/Cr
堆積膜をウェットエッチングして、所望の形状のY方向
配線13を形成する。
Here, an example of a method of manufacturing the electron source 1 will be specifically described in the order of steps with reference to FIG. The following steps a to h correspond to (a) to (h) in FIG. Step a: A thickness of 0.
On the insulating substrate 11 having a silicon oxide film of 5 μm formed by the sputtering method, Cr having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 5000 Å were sequentially laminated by vacuum deposition, and a photoresist (AZ1370, Hoechst) was used as a spinner. Spin coating and then bake. After baking, the photomask image is exposed and developed, and Y
A resist pattern for the directional wiring 13 is formed, and Au / Cr is used.
The deposited film is wet-etched to form the Y-direction wiring 13 having a desired shape.

【0046】工程b: 次に、厚さ1.0μmのシリコ
ン酸化膜からなる層間絶縁層14をRFスパッタ法によ
り堆積する。 工程c: 工程bで堆積したシリコン酸化膜にコンタク
トホール14aを形成するためのホトレジストパターン
を作り、これをマスクとして層間絶縁層14をエッチン
グしてコンタクトホール14aを形成する。エッチング
はCF4とH2ガスを用いたRIE(Reactive Ion Etch
ing)法による。
Step b: Next, the interlayer insulating layer 14 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm is deposited by the RF sputtering method. Step c: A photoresist pattern for forming the contact hole 14a is formed in the silicon oxide film deposited in the step b, and the interlayer insulating layer 14 is etched using this as a mask to form the contact hole 14a. RIE (Reactive Ion Etch) using CF4 and H2 gas is used for etching.
ing) method.

【0047】工程d: その後、素子電極と素子電極間
ギャップとなるべきパターンをホトレジスト(RD−2
000N−41 日立化成社製)で形成し、真空蒸着法
により、厚さ50オングストロームのTi、厚さ100
0オングストロームのNiを順次堆積する。ホトレジス
トパターンを有機溶剤で溶解し、Ni/Ti堆積膜をリ
フトオフし、素子電極間距離L1(図4参照)が3μ
m、素子電極幅W1(図4参照)が300μmである素
子電極16,17を形成する。
Step d: After that, a pattern to be a gap between the device electrodes and the device electrodes is formed into a photoresist (RD-2).
000N-41 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and the thickness of Ti is 50 angstrom and the thickness is 100 by vacuum deposition.
0 Å of Ni is sequentially deposited. The photoresist pattern is dissolved in an organic solvent, the Ni / Ti deposited film is lifted off, and the device electrode distance L1 (see FIG. 4) is 3 μm.
m, and the device electrodes 16 and 17 having a device electrode width W1 (see FIG. 4) of 300 μm are formed.

【0048】工程e: 素子電極16,17の上にX方
向配線12のホトレジストパターンを形成した後、厚さ
50オングストロームのTi、厚さ6000オングスト
ロームのAuを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフ
により不要の部分を除去して、所望の形状のX方向配線
12を形成する。 工程f: 図7に示すような、素子間電極間隔L1だけ
間をおいて位置する1対の素子電極16,17を跨ぐよ
うな開口20aを有するマスクを用い、膜厚1000オ
ングストロームのCr膜21を真空蒸着により堆積・パ
ターニングし、その上に有機Pd溶液(ccp4230
奥野製薬(株)社製)をスピンナーにより回転塗布し、
300℃で10分間の加熱焼成処理をする。
Step e: After forming a photoresist pattern for the X-direction wiring 12 on the device electrodes 16 and 17, Ti having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 6000 Å are sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary by lift-off. Then, the X direction wiring 12 having a desired shape is formed. Step f: A Cr film 21 having a film thickness of 1000 angstroms is formed by using a mask having an opening 20a extending over a pair of device electrodes 16 and 17 which are spaced by an inter-device electrode interval L1 as shown in FIG. Is deposited and patterned by vacuum evaporation, and an organic Pd solution (ccp4230
Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) spin coated with a spinner,
A heating and baking treatment is performed at 300 ° C. for 10 minutes.

【0049】このようにして形成されたPdを主元素と
する微粒子からなる電子放出部形成用薄膜18の膜厚は
約100オングストローム、シート抵抗値は5×104
[Ω/□]である。なお、ここで述べる微粒子膜とは、
複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造とし
て、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒
子が互いに隣接、あるいは、重なり合った状態(島状も
含む)の膜をさし、その粒径とは、前記状態で粒子形状
が認識可能な微粒子についての径をいう。
The electron emitting portion forming thin film 18 made of fine particles containing Pd as a main element thus formed has a film thickness of about 100 Å and a sheet resistance value of 5 × 10 4.
[Ω / □]. The fine particle film described here is
A film in which a plurality of fine particles are aggregated, and as a fine structure, not only a state in which fine particles are individually dispersed and arranged but also a state in which fine particles are adjacent to each other or overlap each other (including an island shape), The particle diameter refers to the diameter of fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0050】なお、有機金属溶剤(本例では有機Pd溶
剤)とは、前記Pd,Ru,Ag,Au,Ti,In,
Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金
属を主元素とする有機化合物の溶液である。また、本例
では、電子放出部形成用薄膜18の製法として、有機金
属溶剤の塗布法を用いたが、これに限るものでなく、真
空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布
法、ディッピング法、スピンナー法等によって形成され
る場合もある。
The organic metal solvent (organic Pd solvent in this example) means Pd, Ru, Ag, Au, Ti, In,
It is a solution of an organic compound containing a metal such as Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb as a main element. Further, in this example, as the method for manufacturing the electron emission portion forming thin film 18, the coating method of the organic metal solvent is used, but the method is not limited to this, and the vacuum deposition method, the sputtering method, the chemical vapor deposition method, the dispersion method, It may be formed by a coating method, a dipping method, a spinner method, or the like.

【0051】工程g: 酸エッチャントによりCr膜2
1を除去して、所望のパターンを有する電子放出部形成
用薄膜18を形成する。 工程h: コンタクトホール14a部分以外にレジスト
を塗布するようなパターンを形成し、真空蒸着により厚
さ50オングストロームのTi、厚さ5000AのAu
を順次堆積する。リフトオフにより不要の部分を除去す
ることにより、コンタクトホール14aを埋め込む。
Step g: Cr film 2 by acid etchant
1 is removed to form the electron emission portion forming thin film 18 having a desired pattern. Step h: A pattern is formed such that a resist is applied to a portion other than the contact hole 14a portion, and Ti having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 5000 A are formed by vacuum vapor deposition.
Are sequentially deposited. Contact holes 14a are buried by removing unnecessary portions by lift-off.

【0052】以上の工程を経て、X方向配線12、Y方
向配線13及び電子放出素子15が絶縁性基板11上に
2次元状にかつ等間隔に形成配置された。そして、電子
源1の設置された外囲器10(図2参照)を不図示の排
気管を通じて真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達
した後、容器外端子Dox1〜DoxmとDoy1〜Do
ynを通じ、電子放出素子15の素子電極16,17間
に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜18を通電処理
(フォーミング処理)することにより電子放出部23を
形成する。フォーミング処理として、10-6Torrの真空
雰囲気下で、図8に示すようなパルス幅T1が1ミリ
秒、波高値(フォーミング時のピーク電圧)が5Vの三
角波を、10ミリ秒のパルス間隔T2で60秒間、素子
電極16,17間に通電する。上述のような構成と製造
方法によって作製された実施例の電子放出素子の特性評
価について、図9に示した評価装置の概略構成図を用い
て説明する。図9は、1個の電子放出素子を形成した電
子源に対応するものであり、11は絶縁性基板、15は
絶縁性基板11上に形成された1個の電子放出素子全
体、16及び17は素子電極、18は電子放出部を含む
薄膜、23は電子放出部を示す。また、31は素子電極
16,17間に素子電圧Vfを印加するための電源、3
0は素子電極16,17間の電子放出部を含む薄膜18
を流れる素子電流Ifを測定するための電流計、34は
電子放出部23より放出される放出電流Ieを捕捉する
ためのアノード電極、33はアノード電極34に電圧V
aを印加するための高圧電源、32は電子放出部23よ
り放出される放出電流Ieを測定するための電流計であ
る。電子放出素子の上記素子電流If、放出電流Ieの測
定にあたっては、素子電極16,17に電源31と電流
計30とを接続し、電子放出素子15の上方に電源33
と電流計32とを接続したアノード電極34を配置して
いる。また、電子放出素子15及びアノード電極34は
真空装置内に設置され、その真空装置には不図示の排気
ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備され
ており、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるよう
になっている。
Through the above steps, the X-direction wiring 12, the Y-direction wiring 13 and the electron-emitting device 15 are two-dimensionally formed and arranged on the insulating substrate 11 at equal intervals. Then, the envelope 10 (see FIG. 2) in which the electron source 1 is installed is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, terminals outside the container Dox1 to Doxm and Doy1 to Do
A voltage is applied between the device electrodes 16 and 17 of the electron-emitting device 15 through yn, and the electron-emitting region forming thin film 18 is energized (forming process) to form the electron-emitting region 23. As the forming process, in a vacuum atmosphere of 10 -6 Torr, the pulse width T1 is 1 msec, as shown in FIG. 8, the peak value (peak voltage upon forming) is a triangular wave of 5V, pulse interval of 10 msec T2 For 60 seconds, the device electrodes 16 and 17 are energized. The characteristic evaluation of the electron-emitting device of the example manufactured by the above-described structure and manufacturing method will be described with reference to the schematic structural diagram of the evaluation apparatus shown in FIG. FIG. 9 corresponds to an electron source in which one electron-emitting device is formed, 11 is an insulating substrate, 15 is an entire electron-emitting device formed on the insulating substrate 11, 16 and 17 Is an element electrode, 18 is a thin film including an electron emitting portion, and 23 is an electron emitting portion. Further, 31 is a power source for applying the element voltage Vf between the element electrodes 16 and 17, and 3
0 is a thin film 18 including an electron emitting portion between the device electrodes 16 and 17.
Ammeter for measuring the device current If flowing through the device, 34 is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion 23, and 33 is a voltage V applied to the anode electrode 34.
A high-voltage power supply for applying a, and 32 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 23. To measure the device current If and emission current Ie of the electron-emitting device, a power supply 31 and an ammeter 30 are connected to the device electrodes 16 and 17, and a power supply 33 is provided above the electron-emitting device 15.
An anode electrode 34, which is connected to the ammeter 32, is arranged. Further, the electron-emitting device 15 and the anode electrode 34 are installed in a vacuum device, and the vacuum device is equipped with equipment necessary for the vacuum device such as an exhaust pump and a vacuum gauge, which are not shown in the drawing. The device can be measured and evaluated.

【0053】なお、アノード電極の電圧Vaは1kV〜
10kV、アノード電極と電子放出素子との距離Hは3
mm〜8mmの範囲で測定する。以下に、発明者等の見い出
したところの実施例の電子放出素子の原理となる特性上
の特徴を説明する。図9に示した測定評価装置により測
定された放出電流Ieおよび素子電流Ifと素子電圧Vf
の関係の典型的な例を図10に示す。なお、図10は著
しくIf,Ieの大きさが異なるため任意の単位で示す
る。図10からも明らかなように、実施例に係わる電子
放出素子は放出電流Ieに対する三つの特性を有する。
The voltage Va of the anode electrode is 1 kV to
10 kV, the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device is 3
Measure in the range of 8 mm to 8 mm. The characteristic features of the principle of the electron-emitting device of the embodiment found by the inventors will be described below. Emission current Ie, device current If, and device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG.
FIG. 10 shows a typical example of the above relationship. Note that FIG. 10 is shown in arbitrary units because the magnitudes of If and Ie are remarkably different. As is clear from FIG. 10, the electron-emitting device according to the example has three characteristics with respect to the emission current Ie.

【0054】まず第一に、本電子放出素子はある電圧
(しきい値電圧と呼ぶ、図10のVth)以上の素子電圧
Vfを印加すると急激に放出電流Ieが増加し、一方しき
い値電圧Vth以下では放出電流Ieがほとんど検出され
ない。すなわち、放出電流Ieに対する明確なしきい値
電圧Vthをもった非線形素子である。また、素子電流I
fは素子電圧Vfに対して単調増加する(MI特性と呼
ぶ)特性を示す。
First, in this electron-emitting device, when a device voltage Vf higher than a certain voltage (called threshold voltage, Vth in FIG. 10) is applied, the emission current Ie rapidly increases, while the threshold voltage is increased. Below Vth, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie. Also, the device current I
f represents a characteristic that monotonically increases with respect to the element voltage Vf (referred to as MI characteristic).

【0055】第二に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依存
するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。第
三に、前記アノード電極34に捕捉される放出電荷は、
素子電圧Vfを印加する時間に依存する。すなわち、前
記アノード電極34に捕捉される電荷量は、素子電圧V
fを印加する時間により制御できる。
Secondly, since the emission current Ie depends on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf. Thirdly, the emitted charge trapped in the anode electrode 34 is
It depends on the time for which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 34 is equal to the device voltage V
It can be controlled by the time of applying f.

【0056】蛍光膜7 蛍光膜7は、表示装置がモノクロームの場合は蛍光体の
みから成るが、カラーの場合は、図11,図12に示さ
れるように、蛍光体の配列によりブラックストライプ
(図11)あるいはブラックマトリクス(図12)など
と呼ばれる黒色導電材7bと蛍光体7a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7a間の塗り分け部を黒くすることで混色を
目立たなくすることと、蛍光膜7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。黒色導電
材7b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適用できる。また、ガラ
ス基板6に蛍光体7aを塗布する方法はモノクローム、
カラーによらず、沈殿法や印刷方が用いられる。
Fluorescent Film 7 The fluorescent film 7 is composed of only phosphors when the display device is monochrome, but when the display device is color, as shown in FIGS. 11 and 12, black stripes (see FIG. 11) or a black conductive material 7b called a black matrix (FIG. 12) or the like and a phosphor 7a. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color mixture inconspicuous by blackening the separately applied portion between the phosphors 7a of the three primary color phosphors, which is necessary in the case of color display, and to prevent external light on the phosphor film 7. This is to suppress a decrease in contrast due to reflection. As a material of the black conductive material 7b, not only a material which is often used as a main component of graphite but also a material which is conductive and transmits and reflects little light can be applied. Further, the method of applying the phosphor 7a to the glass substrate 6 is monochrome,
Regardless of color, precipitation method or printing method is used.

【0057】メタルバック8 メタルバック8の目的は、蛍光体7aからの発光のうち
内面側への光をフェースプレート3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
加するための加速電極として作用すること、外囲器10
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7aの保護等である。メタルバック8は、蛍光膜7を
作製後、蛍光膜7の内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A1を真空蒸着等で
堆積することで作製できる。フェースプレート3には、
さらに蛍光膜7の導電性と高めるため、蛍光膜7とガラ
ス基板6との間にITO等の透明電極(不図示)を設け
てもよい。
[0057] The purpose of the metal back 8 metal backs 8, to improve the luminance by mirror-reflecting light to the face plate 3 side to the inner surface side of the light emission from the phosphor 7a, applying an electron beam accelerating voltage Acting as an accelerating electrode for the envelope 10
The protection of the phosphor 7a from the damage due to the collision of the negative ions generated inside is performed. The metal back 8 can be produced by producing the fluorescent film 7, smoothing the inner surface of the fluorescent film 7 (usually called filming), and then depositing A1 by vacuum evaporation or the like. The face plate 3 has
Further, in order to improve the conductivity of the fluorescent film 7, a transparent electrode (not shown) such as ITO may be provided between the fluorescent film 7 and the glass substrate 6.

【0058】外囲器10 外囲器10は、不図示の排気管を通じ、10ー6Torr程度
の真空度にされた後、封止される。そのため、外囲器1
0を構成するリアプレート2、フェースプレート3、支
柱枠4は、外囲器10に加わる大気圧に耐えて真空雰囲
気を維持でき、かつ、電子源1とメタルバック8間に印
加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有するものを用
いることが好ましい。その材料としては、例えば石英ガ
ラス、Na等の不純物含有量を減少したガラス、ソーダ
ライムガラス、アルミナ等のセラミック部材等が挙げら
れる。ただし、フェースプレート3については可視光に
対して一定以上の透過率を有するものを用いる必要があ
る。また、各々の部材の熱膨張率が互いに近いものを組
み合わせることが好ましい。
Envelope 10 The envelope 10 is sealed through a vacuum degree of about 10 −6 Torr through an exhaust pipe (not shown). Therefore, the envelope 1
The rear plate 2, the face plate 3, and the support frame 4 forming 0 can withstand the atmospheric pressure applied to the envelope 10 and maintain a vacuum atmosphere, and a high voltage applied between the electron source 1 and the metal back 8. It is preferable to use an insulating material that withstands the above. Examples of the material include quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, and ceramic members such as alumina. However, it is necessary to use the face plate 3 having a certain transmittance or more for visible light. Further, it is preferable to combine members having thermal expansion coefficients close to each other.

【0059】また、カラー画像形成装置において、外囲
器10を構成する場合、各色の蛍光体7aは各電子放出
素子15に対応して配置する必要があるので、蛍光体7
aを有するフェースプレート3と電子源1の固定された
リアプレート2との位置合せを精度よく行わなければな
らない。また、外囲器10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10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により、外囲器10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、上記蒸着膜の吸着作用により、たとえば10-5〜1
-7Torrの真空度を維持するものである。
Further, in the color image forming apparatus, when the envelope 10 is constructed, the phosphors 7a of each color need to be arranged corresponding to each electron-emitting device 15, and therefore the phosphors 7
The face plate 3 having a and the rear plate 2 to which the electron source 1 is fixed must be accurately aligned. In addition, a getter process may be performed in order to maintain the degree of vacuum after the envelope 10 is sealed. This is because the getter placed at a predetermined position (not shown) in the envelope 10 is heated by resistance heating or high-frequency heating immediately before or after the envelope 10 is sealed to form a vapor deposition film. Is a process for forming. The getter usually has Ba as a main component, and due to the adsorption action of the vapor deposition film, for example, 10 -5 to 1
It maintains a vacuum of 0 -7 Torr.

【0060】スペーサ5 スペーサ5は、電子源1とメタルバック8間に印加され
る高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつ表面には、
帯電を防止する程度の表面電導性を有する島状金属膜が
形成されている。スペーサ5の絶縁性基板5aとして
は、例えば石英ガラス、Na等の不純物含有量を減少し
たガラス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラミッ
クス部材等が挙げられる。なお、絶縁性基材5aはその
熱膨張率が外囲器10および電子源1の絶縁性基板11
を成す部材と近いものが好ましい。
Spacer 5 Spacer 5 has an insulation property to withstand a high voltage applied between electron source 1 and metal back 8, and has a surface with
An island-shaped metal film having surface conductivity to the extent of preventing charging is formed. Examples of the insulating substrate 5a of the spacer 5 include quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, and ceramic members such as alumina. The insulating base material 5 a has a thermal expansion coefficient of the envelope 10 and the insulating substrate 11 of the electron source 1.
A member close to the member forming is preferable.

【0061】また、島状金属膜5bとしては、帯電防止
効果を維持すること、リーク電流による消費電力を抑制
することを考慮して、その表面抵抗値が105から10
12[Ω/□]の範囲のものであることが好ましく、その
材料としては、例えば、Pt,Au,Ag,Rh,I
r,等の貴金属の他、Al,Sb,Sn,Pb,Ga,
Zn,In,Cd,Cu,Ni,Co,Rh,Fe,M
n,Cr,V,Ti,Zr,Nb,Mo,W等の金属お
よび複数の金属よりなる合金を挙げることができる。
The surface resistance value of the island-shaped metal film 5b is 10 5 to 10 in consideration of maintaining the antistatic effect and suppressing the power consumption due to the leak current.
It is preferably in the range of 12 [Ω / □], and examples of the material include Pt, Au, Ag, Rh, and I.
In addition to noble metals such as r, Al, Sb, Sn, Pb, Ga,
Zn, In, Cd, Cu, Ni, Co, Rh, Fe, M
Examples thereof include metals such as n, Cr, V, Ti, Zr, Nb, Mo and W, and alloys composed of a plurality of metals.

【0062】島状金属膜5bの成膜方法としては、真空
蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法等の真空成膜法
によるものや有機溶液或いは分散溶液をディッピング或
いはスピナーを用いて塗布・焼成する工程等からなる塗
布法によるもの、金属化合物とその化合物から化学反応
により絶縁体表面に金属膜を形成することができる無電
解メッキ溶液等を挙げることができ、対象となる材料お
よび生産性に応じて適宜選択される。
As the film forming method of the island-shaped metal film 5b, a vacuum film forming method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or an organic solution or a dispersion solution is applied by dipping or a spinner.・ Applying a coating method including a baking step, a metal compound and an electroless plating solution capable of forming a metal film on the surface of an insulator by a chemical reaction from the compound, and the like. It is appropriately selected depending on the sex.

【0063】また、島状金属膜5bは、絶縁性基材5a
の表面のうち、少なくとも外囲器10内の真空中に露出
している面に成膜されればよい。また、図3に示すよう
に、島状金属膜5bは、例えば、フェースプレート3側
において蛍光膜7の黒色導電材7b或いはメタルバック
8に、電子源1側においてはX方向配線12に電気的に
接続される。
The island-shaped metal film 5b is formed of the insulating base material 5a.
It suffices that the film is formed on at least the surface exposed to the vacuum in the envelope 10 among the surfaces. Further, as shown in FIG. 3, the island-shaped metal film 5b is electrically connected to the black conductive material 7b or the metal back 8 of the fluorescent film 7 on the face plate 3 side and to the X-direction wiring 12 on the electron source 1 side, for example. Connected to.

【0064】スペーサ5の構成、設置位置、設置方法、
およびフェースプレート3側や電子源1側との電気的接
続は、上述の場合には限定されず、十分な耐大気圧を有
し、電子源1とメタルバック8間に印加される高電圧に
耐えるだけの絶縁性を有し、かつスペーサ5の表面への
帯電を防止する程度の表面電導性を有するものであれ
ば、どのような島状金属膜であっても構わない。
Structure of spacer 5, installation position, installation method,
The electrical connection to the side of the face plate 3 and the side of the electron source 1 is not limited to the above-mentioned case, has a sufficient atmospheric pressure resistance, and has a high voltage applied between the electron source 1 and the metal back 8. Any island-shaped metal film may be used as long as it has an insulation property that can withstand and a surface conductivity that prevents the surface of the spacer 5 from being charged.

【0065】以上説明した画像形成装置の駆動方法につ
いて、図13〜図16を用いて説明する。図13は、実
施例の表示装置をNTSC方式のテレビ信号に基づいて
テレビジョン表示を行うための駆動回路の概略構成をブ
ロック図で示したものである。図中、表示パネル170
1は前述したように製造され、動作する装置である。ま
た、走査回路1702は表示ラインを操作し、制御回路
1703は走査回路は入力する信号などを生成する。シ
フトレジスタ1704は1ライン毎のデータをシフト
し、ラインメモリ1705は、シフトレジスタ1704
からの1ライン分のデータを変調信号発生器1707に
入力する。同期信号分離回路1706はNTSC信号か
ら同期信号を分離する。
A method of driving the image forming apparatus described above will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit for performing television display on the display device of the embodiment based on an NTSC television signal. In the figure, a display panel 170
1 is a device manufactured and operated as described above. In addition, the scanning circuit 1702 operates a display line, and the control circuit 1703 generates a signal to be input to the scanning circuit. The shift register 1704 shifts data for each line, and the line memory 1705 shifts the shift register 1704.
The data for one line from is input to the modulation signal generator 1707. The sync signal separation circuit 1706 separates the sync signal from the NTSC signal.

【0066】以下、図13の装置各部の機能を詳しく説
明する。まず表示パネル1701は、端子Dox1〜D
oxm及び端子Doy1〜Doyn、および高圧端子Hv
を介して外部の電気信号と接続されている。このうち、
端子Dox1〜Doxmには、表示パネル1701内に設
けられている電子源、すなわちm行n列の行列上にマト
リクス配線された電子放出素子群を一行(n素子)ずつ
順次駆動して行くための走査信号が印加される。
The functions of the respective parts of the apparatus shown in FIG. 13 will be described in detail below. First, the display panel 1701 has terminals Dox1 to Dox1.
oxm, terminals Doy1 to Doyn, and high-voltage terminal Hv
Is connected to an external electric signal via. this house,
The terminals Dox1 to Doxm are used to sequentially drive electron sources provided in the display panel 1701, that is, electron-emitting device groups matrix-wired in a matrix of m rows and n columns row by row (n elements). A scanning signal is applied.

【0067】一方、端子Doy1〜Doynには、前記走
査信号により選択された1行の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5
(kV)の直流電圧が供給されるが、これは電子放出素
子より出力される電子ビームに蛍光体を励起するのに十
分なエネルギーを付与するための加速電圧である。
On the other hand, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the electron-emitting devices in one row selected by the scanning signal is applied to the terminals Doy1 to Doyn.
Further, the high-voltage terminal Hv receives, for example, 5 V from the DC voltage source Va.
A DC voltage of (kV) is supplied, which is an accelerating voltage for giving enough energy to excite the phosphor to the electron beam output from the electron-emitting device.

【0068】次に、走査回路1702について説明す
る。同回路1702は、内部にm個のスイッチング素子
(図中、S1〜Smで模式的に示されている)を備えるも
ので、各スイッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電
圧もしくは0v(グランドレベル)のいずれか一方を選
択し、表示パネル1701の端子Dox1〜Doxmと電
気的に接続するものである。S1〜Smの各スイッチング
素子は、制御回路1703が出力する制御信号Tscanに
基づいて動作するものだが、実際には例えばFETのよ
うなスイッチング素子を組み合わせることにより容易に
構成することが可能である。
Next, the scanning circuit 1702 will be described. The circuit 1702 is provided with m switching elements (schematically shown by S1 to Sm in the figure) inside, and each switching element is the output voltage of the DC voltage source Vx or 0v (ground level). ) Is selected and electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the display panel 1701. Although each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 1703, in practice, it can be easily configured by combining switching elements such as FETs.

【0069】なお、前記直流電圧源Vxは、本実施例の
場合には図10に例示した電子放出素子の特性(この場
合、電子放出しきい値電圧Vthが8v)に基づき、捜査
されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出しき
い値Vth電圧以下となるよう、7vの一定電圧を出力す
るよう設定されている。また、制御回路1703は、外
部より入力する画像信号に基づいて適切な表示が行われ
るように各部の動作を整合させる働きを持つものであ
る。次に説明する同期信号分離回路1706より送られ
る同期信号TSYNCに基づいて、各部に対してTSCAN及び
TSFT及びTMRYの各制御信号を発生する。
It should be noted that the DC voltage source Vx is not searched in the case of the present embodiment based on the characteristics of the electron-emitting device illustrated in FIG. 10 (in this case, the electron-emitting threshold voltage Vth is 8v). It is set to output a constant voltage of 7v so that the drive voltage applied to the element is equal to or lower than the electron emission threshold Vth voltage. The control circuit 1703 has a function of matching the operations of the respective parts so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. Based on the synchronization signal TSYNC sent from the synchronization signal separation circuit 1706 described below, control signals TSCAN, TSFT, and TMRY are generated for each unit.

【0070】同期信号分離回路1706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
(フィルタ)回路を用いれば容易に構成できるものであ
る。同期信号分離回路1706により分離された同期信
号は、よく知られるように、垂直同期信号と垂直同期信
号よりなるが、ここでは説明の便宜上、TSYNC信号とし
て図示する。一方、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信号として表すが、同
信号はシフトレジスタ1704に入力される。
The synchronizing signal separating circuit 1706 can be easily constructed from an NTSC television signal inputted from the outside by using a synchronizing signal component (filter) circuit. As is well known, the sync signal separated by the sync signal separation circuit 1706 is composed of a vertical sync signal and a vertical sync signal. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is represented as a DATA signal for convenience, but the signal is input to the shift register 1704.

【0071】シフトレジスタ1704は時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路1703より送られる制御信号Tsftに基づいて
動作する。すなわち、制御信号TSFTは、シフトレジス
タ1704のシフトクロックであると言いかえることも
できる。
The shift register 1704 is for serially / parallel-converting the DATA signals serially input in time series for each line of an image, based on the control signal Tsft sent from the control circuit 1703. Operate. That is, it can be said that the control signal TSFT is the shift clock of the shift register 1704.

【0072】シリアル/パラレル変換された画像1ライ
ン分のデータは、Id1〜Idnのn個の並列信号として
前記シフトレジスタ1704より出力される。ラインメ
モリ1705は、画像1ライン分のデータを必要時間だ
け記憶するための記憶装置であり、制御回路1703よ
り送られる制御信号TMRYに従って適宜Id1〜Idnの
内容を記憶する。記憶された内容は、Id'1〜Id'nと
して出力され、変調信号発生器1707に入力される。
The serial / parallel converted image data for one line is output from the shift register 1704 as n parallel signals Id1 to Idn. The line memory 1705 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and appropriately stores the contents of Id1 to Idn according to the control signal TMRY sent from the control circuit 1703. The stored contents are output as Id'1 to Id'n and input to the modulation signal generator 1707.

【0073】変調信号発生器1707は、前記画像デー
タId'1〜Id'nの各々に応じて、電子放出素子6の各
々を適切に駆動変調するための信号源で、その出力信号
は、端子Doy1〜Doynを通じて表示パネル1701
内の電子放出素子15に印加される。図10を用いて説
明したように、実施例に関わる電子放出素子は放出電流
Ieに対して以下の基本特性を有している。すなわち、
図10のIeのグラフから明らかなように、電子放出に
は明確なしきい値電圧Vth(本実施例の素子では8v)
があり、しきい値Vth以上の電圧を印加されたときのみ
電子放出が生じる。
The modulation signal generator 1707 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices 6 according to each of the image data Id'1 to Id'n, and its output signal is a terminal. Display panel 1701 through Doy1 to Doyn
It is applied to the electron-emitting device 15 inside. As described with reference to FIG. 10, the electron-emitting device according to the example has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is,
As is clear from the graph of Ie in FIG. 10, there is a clear threshold voltage Vth for electron emission (8 v in the device of this embodiment).
Therefore, electron emission occurs only when a voltage higher than the threshold value Vth is applied.

【0074】また、電子放出しきい値Vth以上の電圧に
対しては、グラフのように電圧の変化に応じて放出電流
Ieも変化してゆく。なお、電子放出素子の構成、製造
方法をかえることにより、電子放出しきい値電圧Vthの
値や、印加電圧に対する放出電流の変化の度合が変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえ
る。
For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold value Vth, the emission current Ie also changes according to the voltage change as shown in the graph. The value of the electron emission threshold voltage Vth and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed by changing the configuration and manufacturing method of the electron emitting device. I can say that.

【0075】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、電子放出しきい値である8v以下の電圧を印
加しても電子放出は生じないが、電子放出しきい値(8
v)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。以上、図13に示された各部の機能について述べ
たが、全体動作の説明に移る前に、図14〜図16を用
いて前記表示パネル1701の動作に付いて詳しく説明
しておく。
That is, when a pulsed voltage is applied to this device, no electron emission occurs even if a voltage of 8v or less, which is an electron emission threshold value, is applied, but the electron emission threshold value (8
When a voltage of v) or higher is applied, an electron beam is output. The functions of the respective units shown in FIG. 13 have been described above, but before proceeding to the description of the overall operation, the operation of the display panel 1701 will be described in detail with reference to FIGS. 14 to 16.

【0076】図示の便宜上、表示パネルの画素数を6×
6(すなわちm=n=6)として説明するが、実際に用
いる表示パネル1701はこれよりもはるかに多数の画
素を備えたものであることは言うまでもない。図14に
示すのは、6行6列の行列状に電子放出素子6をマトリ
クス配線した電子源であり、説明上、各素子を区別する
ためにD(1,1),D(1,2),D(6,6)のよ
うに(X,Y)座標で位置を示している。
For convenience of illustration, the number of pixels of the display panel is 6 ×.
Although it is described as 6 (that is, m = n = 6), it goes without saying that the display panel 1701 actually used has a much larger number of pixels than this. FIG. 14 shows an electron source in which electron-emitting devices 6 are arranged in a matrix of 6 rows and 6 columns, and for the sake of description, D (1,1), D (1,2) ), D (6, 6), the position is indicated by (X, Y) coordinates.

【0077】このような電子源を駆動して画像を表示し
ていく際には、X軸と平行な1ラインを単位として、ラ
イン順次に画像を形成していく方法をとっている。画像
の1ラインに対応した電子放出素子6を駆動するには、
Dox1〜Dox6のうち表示ラインに対応する行の端子
に0vを、それ以外の端子には7vを印加する。それと
同期して、当該ラインの画像パターンに従ってDoy1
〜Doy6の各端子に変調信号を印加する。
When such an electron source is driven to display an image, a method of forming an image line-sequentially in units of one line parallel to the X axis is adopted. To drive the electron-emitting device 6 corresponding to one line of an image,
Of the Dox1 to Dox6, 0v is applied to the terminal of the row corresponding to the display line, and 7v is applied to the other terminals. In synchronism with this, Doy1 is followed according to the image pattern of the line.
Apply a modulation signal to each terminal of Doy6.

【0078】例えば、図15に示すような画像パターン
を表示する場合を例にとって説明する。そこで、図15
の画像のうち、例えば第3ライン目を発光させる期間中
を例にとって説明する。図16は、前記画像の第3ライ
ン目を発光させる間に、端子Dox1〜Dox6、および
端子Doy1〜Doy6を通じて電子源に印加する電圧値
を示したものである。同図から明らかなように、D
(2,3),D(3,3),D(4,3)の各電子放出
素子には、電子放出のしきい値電圧8vを越える14v
(図中、黒塗りで示す素子)が印加されて電子ビームが
出力される。一方、上記3素子以外は7v(図中、斜線
で示す素子)もしくは0v(図中、白抜きで示す素子)
が印加されるが、これは電子放出のしきい値電圧8v以
下であるため、これらの素子からは電子ビームは出力さ
れない。
For example, a case of displaying an image pattern as shown in FIG. 15 will be described as an example. Therefore, FIG.
For example, a description will be given of a period during which the third line of the image is emitted. FIG. 16 shows the voltage values applied to the electron source through the terminals Dox1 to Dox6 and the terminals Doy1 to Doy6 while the third line of the image is being emitted. As is clear from the figure, D
Each of the (2,3), D (3,3), and D (4,3) electron-emitting devices has a threshold voltage of 8v, which exceeds 14v.
(Elements shown in black in the figure) are applied and an electron beam is output. On the other hand, other than the above 3 elements, 7v (elements indicated by hatching in the figure) or 0v (elements indicated by white in the figure)
Is applied, but this is below the threshold voltage 8v for electron emission, so no electron beam is output from these elements.

【0079】同様の方法で、他のラインについても図1
5の表示パターンに従って電子源を駆動していくが、第
1ラインから順次1ラインずつ駆動してゆくことにより
1画面の表示が行われ、これを毎秒60画面の速さで繰
り返すことにより、ちらつきのない画像表示が可能であ
る。なお、以上の説明では階調の表示に関して触れてい
ないが、階調表示は例えば、素子に印加する電圧のパル
ス幅を変えることによって行なうことができる。
The same method is used for the other lines as shown in FIG.
The electron source is driven according to the display pattern of No. 5, but one screen is displayed by sequentially driving one line from the first line, and by repeating this at a speed of 60 screens per second, flicker occurs. It is possible to display an image without any. It should be noted that although the above description does not mention gradation display, gradation display can be performed, for example, by changing the pulse width of the voltage applied to the element.

【0080】〈電子軌道のずれ〉以上説明した装置構成
および駆動方法に基づき、各電子放出素子15には、容
器外端子Dox1〜Doxm、Doy1〜Doynを通じて
電圧を印加すると、電子放出部23から電子が放出され
る。それと同時にメタルバック8(或は不図示の透明電
極)に高圧端子Hvを通じて数kV以上の高圧を印加し
て電子放出部23から放出された電子を加速し、フェー
スプレート3の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜
7の蛍光体7aが励起されて発光し、画像が表示され
る。
<Displacement of Electron Trajectory> Based on the device configuration and driving method described above, when a voltage is applied to each electron-emitting device 15 through the terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn outside the container, the electron emitting portion 23 emits electrons. Is released. At the same time, a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 8 (or a transparent electrode (not shown)) through the high voltage terminal Hv to accelerate the electrons emitted from the electron emitting portion 23 and collide with the inner surface of the face plate 3. As a result, the phosphor 7a of the phosphor film 7 is excited and emits light, and an image is displayed.

【0081】この様子を図17および図18に示す。図
17および図18は、それぞれ図2に示した画像形成装
置における電子および後述の散乱粒子の発生状況を説明
するための図であり、図17はY方向から見た図、図1
8はX方向から見た図である。すなわち図17に示すよ
うに、電子源1の素子電極16,17に電圧Vfを印加
することにより電子放出部23から放出された電子は、
高電位側の素子電極17の方にずれて25tで示した放
物線軌跡をとって飛翔する。このずれは、放出電子はフ
ェースプレート3上のメタルバック8上に印加された加
速電圧Vaにより加速されるものの、素子電極17が高
電位であるために、電子源1の面に対する電子放出部2
3からの法線に対してずれるものである。このため、蛍
光膜7の発光部中心は電子源1の面に対する電子放出部
23からの法線上からずれることになる。このような放
射特性は、電子源1に平行な面内での電位分布が、電子
放出部23に対して非対称になることによるものと考え
られる。
This state is shown in FIGS. 17 and 18. 17 and 18 are views for explaining the generation states of electrons and scattering particles described later in the image forming apparatus shown in FIG. 2, respectively, and FIG.
8 is a view seen from the X direction. That is, as shown in FIG. 17, the electrons emitted from the electron emitting portion 23 by applying the voltage Vf to the device electrodes 16 and 17 of the electron source 1 are
The element electrode 17 on the high potential side is deviated to fly along the parabolic locus indicated by 25t. This deviation is caused by the fact that the emitted electrons are accelerated by the acceleration voltage Va applied on the metal back 8 on the face plate 3, but the device electrode 17 has a high potential, so that the electron emitting portion 2 with respect to the surface of the electron source 1 is.
It deviates from the normal line from 3. Therefore, the center of the light emitting portion of the fluorescent film 7 is displaced from the normal line from the electron emitting portion 23 to the surface of the electron source 1. It is considered that such a radiation characteristic is due to the potential distribution in the plane parallel to the electron source 1 being asymmetric with respect to the electron emitting portion 23.

【0082】電子源1から放出された電子がフェースプ
レート3の内面に達すると蛍光膜7の発光現象が起こ
る。しかし、放出された電子のなかで、フェースプレー
ト3の内面に達する以外に、蛍光膜7への電子に衝突し
たり、確率は低いが真空中の残留ガスへの電子に衝突し
たりするものがある。これらの衝突現象により、ある確
率で散乱粒子(イオン、2次電子、中性粒子等)が発生
し、これらの散乱粒子は、例えば図23中の26tで示
すような軌跡で外囲器10内を飛翔すると考えられる。
When the electrons emitted from the electron source 1 reach the inner surface of the face plate 3, the fluorescent film 7 emits light. However, among the emitted electrons, other than the electrons that have reached the inner surface of the face plate 3, they may collide with the electrons on the fluorescent film 7 or may collide with electrons on the residual gas in a vacuum with a low probability. is there. Due to these collision phenomena, scattering particles (ions, secondary electrons, neutral particles, etc.) are generated with a certain probability, and these scattering particles have a trajectory as shown by 26t in FIG. Is thought to fly.

【0083】図2に示した画像形成装置においてスペー
サ5上に島状金属膜5bを形成した場合としない場合と
の比較実験においては、発明者らは、島状金属膜5bを
形成しないと、スペーサ5の近傍に位置する蛍光膜7上
の発光位置(電子の衝突位置)や発光形状が設計値から
ずれる場合が生ずることを見出する。特に、カラー画像
用の画像形成部材を用いた場合は、発光位置ずれと併せ
て、輝度低下や色ずれの発生も見られる場合があった。
In a comparative experiment between the case where the island-shaped metal film 5b is formed on the spacer 5 and the case where the island-shaped metal film 5b is not formed in the image forming apparatus shown in FIG. It is found that the light emission position (electron collision position) and the light emission shape on the fluorescent film 7 located near the spacer 5 may deviate from the design value. In particular, when an image forming member for a color image is used, a decrease in luminance and a color shift may occur in addition to the light emitting position shift.

【0084】この現象の主な原因として、島状金属膜5
bを形成されていないと、スペーサ5の絶縁性基材5a
の露出した部分に上記散乱粒子の一部が衝突し、上記露
出部分が帯電することにより、上記露出部の近傍では電
場が変化して電子軌道のずれが生じ、蛍光体の発光位置
や発光形状の変化が引き起こされるものと考えられる。
The main cause of this phenomenon is the island-shaped metal film 5.
If b is not formed, the insulating base material 5a of the spacer 5
Part of the scattering particles collide with the exposed part of the, and the exposed part is charged, and the electric field changes in the vicinity of the exposed part and the electron orbit shifts. It is thought that the change of

【0085】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子のうちの
正イオンが付着帯電すること、あるいは散乱粒子が上記
露出部に衝突するときに発生する2次電子放出により正
の帯電が起きることなどが考えられる。一方、図2に示
したようなスペーサ5上に島状金属膜5bを形成した実
施例の画像形成装置においては、スペーサ5の近傍に位
置する蛍光膜7上の発光位置(電子の衝突位置)や発光
形状は設計値通りであることが確認された。この理由
は、スペーサ5の露出した部分に帯電粒子が付着して
も、島状金属膜5bを流れる電流(実際には、電子或い
は正孔)の一部と電気的に中和して、上記露出部に電荷
が生じても直ちに帯電が解消するためと考えられる。
It was also found from the state of change in the light emitting position and shape of the phosphor that positive charges were mainly accumulated in the exposed portion. As a cause of this, it is considered that positive ions of the scattering particles are attached and charged, or positive charging occurs due to secondary electron emission generated when the scattering particles collide with the exposed portion. On the other hand, in the image forming apparatus of the embodiment in which the island-shaped metal film 5b is formed on the spacer 5 as shown in FIG. 2, the light emission position (electron collision position) on the fluorescent film 7 located near the spacer 5 It was confirmed that the light emission shape was as designed. The reason is that even if the charged particles adhere to the exposed portion of the spacer 5, they are electrically neutralized with a part of the current (actually, electrons or holes) flowing through the island-shaped metal film 5b, and It is considered that even if electric charge is generated in the exposed portion, the electric charge is immediately eliminated.

【0086】通常、電子放出素子15の一対の素子電極
16,17間の印加電圧Vfは12〜16V程度、メタ
ルバック8と電子放出素子15との距離dは2mm〜8mm
程度、メタルバック8と電子放出素子15間の電圧Va
は1kV〜10kV程度である。以上述べた構成は、画
像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や配置
等、詳細な部分は上述内容に限定されるものではなく、
画像形成装置の用途に適するように適宜選択する。
Normally, the applied voltage Vf between the pair of device electrodes 16 and 17 of the electron-emitting device 15 is about 12 to 16 V, and the distance d between the metal back 8 and the electron-emitting device 15 is 2 mm to 8 mm.
The voltage Va between the metal back 8 and the electron-emitting device 15
Is about 1 kV to 10 kV. The configuration described above is a schematic configuration necessary for producing a suitable image forming apparatus used for image display and the like, and the detailed parts such as the material and arrangement of each member are not limited to the above contents. Without
It is appropriately selected so as to suit the application of the image forming apparatus.

【0087】〈実験例1〉実験例1の画像形成装置は次
のようにして構成する。まず、未フォーミングの電子源
1をリアプレート2に固定する。次に、Ptからなる島
状金属膜5bを、ソーダライムガラスからなる絶縁性基
材5aの表面のうち、外囲器10内に露出する4つの面
に成膜する。そして、島状金属膜5bを成膜したスペー
サ5(高さ5mm、板厚200μm、長さ20mm)を、電
子源1上に等間隔でX方向配線12と平行に固定する。
その後、電子源1の5mm上方に、フェースプレート3を
支持枠4を介し配置し、リアプレート2、フェースプレ
ート3、支持枠4およびスペーサ5の接合部を固定す
る。
<Experimental Example 1> The image forming apparatus of Experimental Example 1 is constructed as follows. First, the unformed electron source 1 is fixed to the rear plate 2. Next, the island-shaped metal film 5b made of Pt is formed on the four surfaces of the insulating base material 5a made of soda lime glass that are exposed in the envelope 10. Then, the spacers 5 (height 5 mm, plate thickness 200 μm, length 20 mm) on which the island-shaped metal film 5b is formed are fixed on the electron source 1 at equal intervals in parallel with the X-direction wiring 12.
After that, the face plate 3 is arranged 5 mm above the electron source 1 via the support frame 4, and the joint portion of the rear plate 2, the face plate 3, the support frame 4 and the spacer 5 is fixed.

【0088】電子源1とリアプレート2の接合部、リア
プレート2と支持枠4の接合部、およびフェースプレー
ト3と支持枠4の接合部は、フリットガラス(不図示)
を塗布し、大気中で400℃〜500℃で10分以上焼
成することで封着する。また、スペーサ5は、電子源1
側ではX方向配線12(線幅300μm)上において、
またフェースプレート3側では黒色導電材7b(線幅3
00μm)上において、金属等の導電材を混合した導電
性フリットガラス(不図示)を介して配置し、大気中で
400℃〜500℃で10分以上焼成する。これによ
り、封着及び電気的な接続が実現される。
The joint between the electron source 1 and the rear plate 2, the joint between the rear plate 2 and the support frame 4, and the joint between the face plate 3 and the support frame 4 are frit glass (not shown).
Is applied and baked at 400 ° C. to 500 ° C. in the air for 10 minutes or more to seal the film. Further, the spacer 5 is the electron source 1
On the side, on the X-direction wiring 12 (line width 300 μm),
Further, on the face plate 3 side, the black conductive material 7b (line width 3
00 μm), a conductive frit glass (not shown) in which a conductive material such as a metal is mixed is placed, and baking is performed in the air at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more. As a result, sealing and electrical connection are realized.

【0089】スペーサ5は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材5a上に、島状金属膜5bを真
空成膜法により形成し作製する。なお、本実施例1で用
いた島状金属膜は、スパッタリング装置を用いてアルゴ
ン雰囲気中で白金ターゲットをスパッタリングすること
により作製する。なお、作製した島状金属膜の膜厚はお
よそ1nmであり、シート抵抗は1×109Ω/□であ
る。
The spacer 5 is formed by forming the island-shaped metal film 5b on the insulating base material 5a made of cleaned soda lime glass by a vacuum film forming method. The island-shaped metal film used in Example 1 is manufactured by sputtering a platinum target in an argon atmosphere using a sputtering device. The film thickness of the prepared island-shaped metal film is about 1 nm, and the sheet resistance is 1 × 10 9 Ω / □.

【0090】画像形成部材であるところの蛍光膜7は、
図11に示すような、各色蛍光体7aがY方向に延びる
ストライプ形状を採用し、黒色導電材7bとしては各色
蛍光体7a間だけでなく、Y方向の画素間を分離しかつ
スペーサ5を設置する為の部分を加えた形状を用いる。
先に黒色導電材7bを形成し、その間隙部に各色部に各
色蛍光体7aを塗布して、蛍光膜7を作製する。ブラッ
クストライプの材料として通常良く用いられている黒鉛
を主成分とする材料を用いる。ガラス基板6に蛍光体7
aを塗布する方法はスラリー法を用いる。
The fluorescent film 7, which is an image forming member, is
As shown in FIG. 11, each color phosphor 7a adopts a stripe shape extending in the Y direction, and as the black conductive material 7b, not only the respective color phosphors 7a but also the pixels in the Y direction are separated and the spacer 5 is installed. The shape with the added part is used.
First, the black conductive material 7b is formed, and the phosphors 7a of the respective colors are applied to the respective color portions in the gaps thereof to manufacture the fluorescent film 7. As a material for the black stripe, a material having graphite as a main component, which is usually often used, is used. Phosphor 7 on glass substrate 6
A slurry method is used as a method for applying a.

【0091】また、蛍光膜7の内面側に設けられるメタ
ルバック8は、蛍光膜7の作製後、蛍光膜7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
行ない、その後、Alを真空蒸着することで作製する。
フェースプレート3には、さらに蛍光膜7の導電性を高
めるため、蛍光膜7の外面側に透明電極が設けられる場
合もあるが、本実験例1では、メタルバックのみで十分
な導電性が得られたので省略する。
The metal back 8 provided on the inner surface side of the fluorescent film 7 is subjected to a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film 7 after the fluorescent film 7 is manufactured. , Al are vacuum-deposited.
The face plate 3 may be provided with a transparent electrode on the outer surface side of the fluorescent film 7 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 7, but in the present Experimental Example 1, sufficient conductivity can be obtained only by using a metal back. I omitted it because it was done.

【0092】前述の封着を行う際、各色蛍光体と電子放
出素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレー
ト2、フェースプレート3およびスペーサ5は十分な位
置合せを行った。以上のようにして完成した外囲器10
内の雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排
気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dox1〜
DoxmとDoy1〜Doynを通じ電子放出素子15の
素子電極16,17間に電圧を印加し、電子放出部形成
用薄膜18を通電処理(フォーミング処理)することに
より電子放出部23を形成する。フォーミング処理は、
図8に示した波形の電圧を印加することにより行う。
When performing the above-mentioned sealing, the rear plate 2, the face plate 3, and the spacer 5 were sufficiently aligned because the phosphors of the respective colors and the electron-emitting devices had to correspond to each other. The envelope 10 completed as described above
The atmosphere inside is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the terminals outside the container Dox1 ~
A voltage is applied between the device electrodes 16 and 17 of the electron-emitting device 15 through Doxm and Doy1 to Doyn, and the electron-emitting region forming thin film 18 is energized (forming process) to form the electron-emitting region 23. The forming process is
This is performed by applying the voltage having the waveform shown in FIG.

【0093】次に、10-6Torr程度の真空度で、不図示
の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器1
0の封止を行う。最後に、封止後の真空度を維持するた
めにゲッター処理を行う。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15には、容器外端子
Dox1〜Doxm,Doy1〜Doynを通じ、走査信号
及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加
することにより電子を放出させ、メタルバック8には、
高圧端子Hvを通じて高圧を印加することにより放出電
子ビームを加速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍光体
を励起・発光させることで画像を表示する。なお、高圧
端子Hvへの印加電圧Vaは3kV〜10kV、素子電
極16,17間へ印加電圧Vfは14Vとする。
Next, the exhaust pipe (not shown) is heated by a gas burner at a vacuum degree of about 10 -6 Torr to be welded to the envelope 1
0 sealing is performed. Finally, a getter process is performed to maintain the degree of vacuum after sealing. In the image forming apparatus completed as described above, each electron-emitting device 15 is supplied with the scanning signal and the modulation signal from the signal generating means (not shown) through the external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. Is released, and the metal back 8
By applying a high voltage through the high voltage terminal Hv, the emitted electron beam is accelerated, electrons are made to collide with the phosphor film 7, and the phosphor is excited and emits light to display an image. The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3 kV to 10 kV, and the applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17 is 14 V.

【0094】このとき、スペーサ5に近い位置にある電
子放出素子15からの放出電子による発光スポットも含
め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ5を設置しても、金属膜5bがあることに
より電子軌道に影響を及ぼすような電解の乱れは発生し
なかったことを示している。
At this time, a light emitting spot row is formed in a two-dimensional manner at equal intervals including the light emitting spots due to the electrons emitted from the electron emitting element 15 located near the spacer 5, and a clear and good color reproducibility color image is obtained. I was able to display. This means that even if the spacer 5 is installed, the electrolysis disorder that affects the electron orbit does not occur due to the presence of the metal film 5b.

【0095】〈実験例2〉実験例2において実験例1と
異なるのは、スペーサ5の島状金属膜5bとして厚さ
0.7nmのAuを、電子ビームを用いたイオンプレーテ
ィング法によってアルゴン雰囲気中で成膜した点であ
る。このとき、島状金属膜5bの表面抵抗値は、約10
12[Ω/□]であった。
Experimental Example 2 The experimental example 2 is different from the experimental example 1 in that the island-shaped metal film 5b of the spacer 5 is made of Au having a thickness of 0.7 nm by an ion plating method using an electron beam in an argon atmosphere. This is the point where the film was formed inside. At this time, the surface resistance value of the island-shaped metal film 5b is about 10
It was 12 [Ω / □].

【0096】上記スペーサ5を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子15には、容器外端子Dox1〜
Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック8には、高圧端子
Hvを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。
In the image forming apparatus using the spacer 5, each of the electron-emitting devices 15 has a terminal outside the container Dox1 ...
Through Doxm and Doy1 to Doyn, electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal from a signal generating means (not shown), and a high voltage is applied to the metal back 8 through a high voltage terminal Hv to emit an electron beam. It accelerates and collides electrons with the phosphor film 7 to excite the phosphor.
The image is displayed by emitting light.

【0097】なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは3
kV〜10kV、素子電極16,17間へ印加電圧Vf
は14Vとする。このとき、島状金属膜5bのないスペ
ーサ5を用いた比較実験用の画像形成装置の場合との比
較から、帯電防止効果が得られていることが確認でき
た。 〈実験例3〉実験例3で実験例1と異なるのは、スペー
サ5の島状金属膜5bとして厚さ10nmのNi−B合金
を無電解メッキ法にて折出させた点にある。
The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3
kV to 10 kV, applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17
Is set to 14V. At this time, it was confirmed from the comparison with the case of the image forming apparatus for the comparative experiment using the spacer 5 without the island-shaped metal film 5b that the antistatic effect was obtained. <Experimental Example 3> The experimental example 3 is different from the experimental example 1 in that a Ni-B alloy having a thickness of 10 nm is extruded by the electroless plating method as the island-shaped metal film 5b of the spacer 5.

【0098】このときNiの島状金属膜は、硫酸ニッケ
ル、マロン酸、ジメチルアミンボラン、アンモニア水よ
りなるニッケルメッキ浴を用いて、スペーサを浸漬する
ことにより作製する。また、この時の島状金属膜5bの
表面抵抗値は約107[Ω/□]であった。なお、フェ
ースプレート3においてメタルバック8を設けず、代わ
りにガラス基板6と蛍光膜の間にITOからなる透明電
極を設けた。
At this time, the Ni island metal film is formed by immersing the spacers in a nickel plating bath containing nickel sulfate, malonic acid, dimethylamine borane, and ammonia water. The surface resistance value of the island-shaped metal film 5b at this time was about 10 7 [Ω / □]. The face plate 3 was not provided with the metal back 8, but a transparent electrode made of ITO was provided between the glass substrate 6 and the fluorescent film instead.

【0099】上記スペーサ5を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子15には、容器外端子Dox1〜
Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック8には、高圧端子
Hvを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。
In the image forming apparatus using the spacer 5, each of the electron-emitting devices 15 has a terminal outside the container Dox1 ...
Through Doxm and Doy1 to Doyn, electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal from a signal generating means (not shown), and a high voltage is applied to the metal back 8 through a high voltage terminal Hv to emit an electron beam. It accelerates and collides electrons with the phosphor film 7 to excite the phosphor.
The image is displayed by emitting light.

【0100】なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは1
kV以下、素子電極16,17間へ印加電圧Vfは14
Vとする。このとき、スペーサ5に近い位置にある電子
放出素子15からの放出素子による発光スポットも含
め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよりカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ5を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電解の乱れは発生しなかったことを示している。
The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 1
The applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17 is 14 kV or less.
V. At this time, two-dimensionally formed light emission spot rows are formed at equal intervals, including the light emission spots from the electron emission elements 15 located near the spacers 5, so that a clear and color reproducible color image display can be performed. It was This means that even if the spacers 5 were installed, no disturbance of electrolysis that would affect the electron orbits occurred.

【0101】〈実験例4〉実験例4で実験例1と異なる
のは、スペーサ5の島状金属膜5bとしてテトラメチル
すずをスプレー法を用いてスペーサ5に塗布し、水素還
元雰囲気中で焼成することにより、島状の金属膜を形成
する。なお、この時の膜圧はおよそ11nmで表面抵抗値
は、約105[Ω/□]であった。なお、フェースプレ
ート3においてメタルバック8を設けず、代わりにガラ
ス基板6と蛍光膜の間にITO膜からなる透明電極を設
けた。さらに、蛍光体7aとして低速電子線用の蛍光体
を用いた。
<Experimental Example 4> The experimental example 4 is different from the experimental example 1 in that tetramethyltin is applied to the spacers 5 as the island-shaped metal film 5b of the spacers 5 by a spray method and is baked in a hydrogen reducing atmosphere. By doing so, an island-shaped metal film is formed. At this time, the film pressure was about 11 nm and the surface resistance value was about 10 5 [Ω / □]. The face plate 3 was not provided with the metal back 8, but a transparent electrode made of an ITO film was provided between the glass substrate 6 and the fluorescent film instead. Further, a phosphor for low-speed electron beam was used as the phosphor 7a.

【0102】上記スペーサ5を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子15には、容器外端子Dox1〜
Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック8には、高圧端子
Hvを通じで高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。なお、高圧端子Hv
への印加電圧Vaは100V前後、素子電極16,17
間へ印加電圧Vfは14Vとする。
In the image forming apparatus using the spacer 5, each of the electron-emitting devices 15 has a terminal outside the container Dox1 ...
Electrons are emitted by applying scanning signals and modulation signals from Doxm and Doy1 to Doyn respectively by a signal generating means (not shown), and a high voltage is applied to the metal back 8 through a high voltage terminal Hv. To cause electrons to collide with the phosphor film 7 to excite the phosphor.
The image is displayed by emitting light. The high voltage terminal Hv
The applied voltage Va to the device electrodes 16 and 17 is about 100V.
The applied voltage Vf is 14V.

【0103】このとき、スペーサ5に近い位置にある電
子放出素子15からの放出電子による発光スポットも含
め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ5を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生しなかったことを示している。 〈第1実施例の効果〉以上説明した第1実施例及びその
実験例の画像形成装置においては次のような効果を有す
る。 :まず、防止すべき帯電はスペーサ5の表面で発生す
るので、スペーサ5としてはその表面部でのみ帯電防止
機能を持てば十分である。従って、本実施例では、スペ
ーサ5をなす部材として、絶縁性基材5aを用い、絶縁
性基材5aの島状金属膜5bを形成する。これにより、
スペーサ5の表面での帯電を中和するには十分な抵抗値
を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない
程度のリーク電流量に留めたスペーサ5を実現できた。
すなわち、表面伝導型の電子放出素子15のような冷陰
極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・
大面積の画像形成装置が得られた。 :次に、スペーサ5の形状として、電子源1及びフェ
ースプレート3の法線方向に対して、その断面形状が一
様である平板状のものを採用したので、スペーサ5自体
によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ5
が電子放出素子15からの電子軌道を遮らない限り、ス
ペーサ5と電子放出素子15を近接して配置できるの
で、スペーサ5と直交するX方向に対して電子放出素子
15を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は断面
の大部分を占める絶縁性基材5aには流れないので、電
子源1または、フェースプレート3に対してスペーサ5
を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ない
リーク電流に抑えることができた。 :また、平板状のスペーサ5を、電子放出素子15か
らのX方向にずれる電子軌道に沿ってXZ平面と平行に
配置したので、スペーサ5に電子軌道を遮られることな
くスペーサ5と平行なX方向に対して電子放出素子15
を高密度に配置できた。 :また、各スペーサ5は、電子源1側では1本のX方
向配線12上に電気的に接続されており、電子源1上の
配線間での不要な電気的結合を避けることができた。 :また、所望の島状金属膜5bを設けることで以上の
効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必
要としない本発明のスペーサ5を、本出願人の提案によ
る表面伝導型の電子放出素子15による単純マトリクス
型の電子源1を用いた画像形成装置に適用することによ
り、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成で
きる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。
At this time, a light emitting spot array is formed in a two-dimensional manner including the light emitting spots due to the electrons emitted from the electron emitting device 15 located near the spacer 5, and a clear and good color reproducible color image is formed. I was able to display. This means that even if the spacer 5 is installed, the disturbance of the electric field that affects the electron orbit does not occur. <Effects of First Embodiment> The image forming apparatuses of the first embodiment and the experimental examples thereof described above have the following effects. First, since the charge to be prevented is generated on the surface of the spacer 5, it is sufficient for the spacer 5 to have an antistatic function only on the surface portion thereof. Therefore, in this embodiment, the insulating base material 5a is used as the member forming the spacer 5, and the island-shaped metal film 5b of the insulating base material 5a is formed. This allows
It was possible to realize the spacer 5 which has a resistance value sufficient to neutralize the charge on the surface of the spacer 5 and has a leak current amount that does not extremely increase the power consumption of the entire device.
That is, it is possible to reduce the thickness of the cold cathode such as the surface conduction electron-emitting device 15 without impairing the low heat generation.
A large area image forming apparatus was obtained. : Next, since the spacer 5 has a flat plate shape whose cross-sectional shape is uniform with respect to the normal direction of the electron source 1 and the face plate 3, the electric field is disturbed by the spacer 5 itself. There is no. Therefore, the spacer 5
Since the spacer 5 and the electron-emitting device 15 can be arranged close to each other as long as does not block the electron trajectory from the electron-emitting device 15, the electron-emitting devices 15 can be arranged at high density in the X direction orthogonal to the spacer 5. . Moreover, since the leak current does not flow into the insulating base material 5a occupying most of the cross section, the spacer 5 is not attached to the electron source 1 or the face plate 3.
It was possible to suppress the leak current to a small level without making any ingenuity such as making the points sharp and joining. : Since the flat spacer 5 is arranged parallel to the XZ plane along the electron orbit displaced from the electron-emitting device 15 in the X direction, the X parallel to the spacer 5 without being blocked by the spacer 5 The electron-emitting device 15 with respect to the direction
Could be arranged in high density. : Further, each spacer 5 was electrically connected to one X-direction wiring 12 on the electron source 1 side, and unnecessary electrical coupling between the wirings on the electron source 1 could be avoided. . Further, by providing the desired island-shaped metal film 5b, the spacer 5 of the present invention, which exhibits the above effect and does not require a complicated additional structure for preventing charging, is formed by the surface conduction type proposed by the present applicant. By applying to the image forming apparatus using the simple matrix type electron source 1 with the electron emitting element 15, the thin and large area image forming apparatus capable of forming a high quality image with a simple device configuration can be provided. It was

【0104】〈第2実施例〉この第2実施例の画像形成
装置の第1実施例との違いは、X方向配線12とY方向
配線13の作製順序を逆にすると同時に、スペーサ5を
Y方向配線13上に設置した点にある。また、蛍光膜7
は図11に示した形状のものを採用する。図19は、本
発明の画像形成装置の第2の実施例の一部を破断した斜
視図であり、図25は、図19に示した画像形成装置の
要部断面図(C−C’断面の一部)である。
<Second Embodiment> The difference from the first embodiment of the image forming apparatus of the second embodiment is that the manufacturing order of the X-direction wiring 12 and the Y-direction wiring 13 is reversed, and at the same time the spacer 5 is made Y-shaped. It is located on the directional wiring 13. In addition, the fluorescent film 7
Adopts the shape shown in FIG. 19 is a partially cutaway perspective view of the second embodiment of the image forming apparatus of the present invention, and FIG. 25 is a cross-sectional view of a main part (CC 'cross section) of the image forming apparatus shown in FIG. Part of).

【0105】図19及び図20において、リアプレート
2には、複数の電子放出素子15がマトリクス状に配置
された電子源1が固定されている。電子源1には、ガラ
ス基板6の内面に蛍光膜7と加速電極であるメタルバッ
ク8が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート3が、絶縁性材料からなる支持枠4を介して対向配
置されており、電子源1とメタルバック8の間には不図
示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレー
ト2、支持枠4及びフェースプレート3は互いにフリッ
トガラス等で封着され、リアプレート2と支持枠4とフ
ェースプレート3とで外囲器10を構成する。また、耐
大気圧構造体として、外囲器10の内部には薄板状のス
ペーサ5が設けられている。スペーサ5は絶縁性基材5
aの表面に島状金属膜5bを成膜した部材からなるもの
で、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な
間隔をおいて、Y方向に平行に配置され、外囲器10内
の内面および電子源1の表面にフリットガラス等で封着
される。また、島状金属膜5bはフェースプレート3の
内面及び電子源1の表面(Y方向配線13)に電気的に
接続されている。
19 and 20, an electron source 1 having a plurality of electron-emitting devices 15 arranged in a matrix is fixed to the rear plate 2. In the electron source 1, a face plate 3 as an image forming member, in which a fluorescent film 7 and a metal back 8 as an accelerating electrode are formed on the inner surface of a glass substrate 6, is opposed via a supporting frame 4 made of an insulating material. A high voltage is applied between the electron source 1 and the metal back 8 by a power source (not shown). The rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3 are sealed to each other with frit glass or the like, and the rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3 constitute an envelope 10. A thin plate-shaped spacer 5 is provided inside the envelope 10 as an atmospheric pressure resistant structure. The spacer 5 is an insulating base material 5.
It is composed of a member having an island-shaped metal film 5b formed on the surface of a, and is arranged in parallel in the Y direction at a necessary number and at a necessary interval for achieving the above-mentioned object. The inner surface of 10 and the surface of the electron source 1 are sealed with frit glass or the like. The island-shaped metal film 5b is electrically connected to the inner surface of the face plate 3 and the surface (Y-direction wiring 13) of the electron source 1.

【0106】図21は、図19に示した画像形成装置の
電子源1の要部平面図であり、図22は、図21に示し
た電子源1のD−D’線断面図である。図21及び図2
2に示すように、ガラス基板等からなる絶縁性基板11
には、m本のX方向配線12とn本のY方向配線13と
が、層間絶縁層14(図21では不図示)で電気的に分
離されてマトリクス状に配線されている。各X方向配線
12と各Y方向配線13との間には、それぞれ電子放出
素子15が電気的に接続されている。各電子放出素子1
5は、それぞれX方向に間をおいて配置された1対の素
子電極16,17と各素子電極16,17を連絡する電
子放出部形成用薄膜18とで構成され、1対の素子電極
16,17のうち一方の素子電極17がY方向配線13
に電気的に接続され、他方の素子電極16が、層間絶縁
層14に形成されたコンタクトホール14aを介してX
方向配線12に電気的に接続される。X方向配線12と
Y方向配線13は、それぞれ図19に示した外部端子D
ox1〜DoxmとDoy1〜Doynとして外囲器10の
外部に引き出されている。
FIG. 21 is a plan view of an essential part of the electron source 1 of the image forming apparatus shown in FIG. 19, and FIG. 22 is a sectional view of the electron source 1 shown in FIG. 21 and 2
As shown in FIG. 2, the insulating substrate 11 made of a glass substrate or the like.
In the figure, m X-direction wirings 12 and n Y-direction wirings 13 are electrically separated by an interlayer insulating layer 14 (not shown in FIG. 21) and wired in a matrix. An electron-emitting device 15 is electrically connected between each X-direction wiring 12 and each Y-direction wiring 13. Each electron-emitting device 1
Reference numeral 5 is composed of a pair of device electrodes 16 and 17 arranged at intervals in the X direction and an electron emission portion forming thin film 18 connecting the device electrodes 16 and 17, respectively. , 17, one of the device electrodes 17 is the Y-direction wiring 13
And the other element electrode 16 is electrically connected to
It is electrically connected to the direction wiring 12. The X-direction wiring 12 and the Y-direction wiring 13 are the external terminals D shown in FIG.
It is drawn out of the envelope 10 as ox1 to Doxm and Doy1 to Doyn.

【0107】以下、この第2実施例について、いくつか
の実験例を挙げて説明する。実験例1 本実験例では、まず、未フォーミングの電子源1をリア
プレート2に固定する。次に、Irからなる島状金属膜
5bをソーダライムガラスからなる絶縁性基材5aの表
面のうち、外囲器10内に露出する4面に島状金属膜5
bを成膜する。さらに、スペーサ5(高さ5mm、板厚2
00μm、長さ20mm)を、電子源1上に等間隔でY方
向配線13と平行に固定する。その後、電子源1の5mm
上方に、フェースプレート3を支持枠4を介し配置し、
リアプレート2、フェースプレート3、支持枠4および
スペーサ5の接合部を固定する。
The second embodiment will be described below with reference to some experimental examples. Experimental Example 1 In this experimental example, first, the unformed electron source 1 is fixed to the rear plate 2. Next, the island-shaped metal film 5b made of Ir is formed on four surfaces of the insulating base material 5a made of soda lime glass that are exposed in the envelope 10.
Form b. Furthermore, spacer 5 (height 5 mm, plate thickness 2
00 μm, length 20 mm) is fixed on the electron source 1 at equal intervals in parallel with the Y-direction wiring 13. After that, 5 mm of electron source 1
The face plate 3 is arranged above the support frame 4,
The joint portion of the rear plate 2, the face plate 3, the support frame 4, and the spacer 5 is fixed.

【0108】画像形成部材であるところの蛍光膜7は、
図11に示した形状のものを採用し、Y方向に延びるス
トライプ形状の各色蛍光体7aと各色蛍光体7a間に位
置するストライプ形状の黒色導電材7bを用いた。先に
黒色導電材7bを形成し、その間隙部に各色蛍光体7a
を塗布して、蛍光膜7を作製する。ブラックストライプ
の材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とす
る材料を用いた。ガラス基板6に蛍光体7aを塗布する
方法はスラリー法を用いた。
The fluorescent film 7, which is an image forming member, is
The shape shown in FIG. 11 was adopted, and the stripe-shaped black conductive material 7b located between the stripe-shaped phosphors 7a of the respective colors extending in the Y direction and the phosphors 7a of the respective colors were used. First, the black conductive material 7b is formed, and the phosphors 7a
Is applied to produce the fluorescent film 7. As a material for the black stripe, a material containing graphite as a main component, which is often used, was used. A slurry method was used as a method for applying the phosphor 7a to the glass substrate 6.

【0109】電子源1とリアプレート2の接合部、リア
プレート2と支持枠4の接合部、およびフェースプレー
ト3と支持枠4の接合部は、フリットガラス(不図示)
を塗布し、大気中で400℃〜500℃で10分以上焼
成することで封着する。また、スペーサ5は、電子源1
側ではY方向配線13(線幅300μm)上に、フェー
スプレート3側では黒色導電材7b(線幅300μm)
上に、金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス
(不図示)を介して配置し、大気中で400℃〜500
℃で10分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接
続も行った。
The joint between the electron source 1 and the rear plate 2, the joint between the rear plate 2 and the support frame 4, and the joint between the face plate 3 and the support frame 4 are frit glass (not shown).
Is applied and baked at 400 ° C. to 500 ° C. in the air for 10 minutes or more to seal the film. Further, the spacer 5 is the electron source 1
On the Y direction wiring 13 (line width 300 μm), and on the face plate 3 side black conductive material 7b (line width 300 μm)
A conductive frit glass (not shown) in which a conductive material such as a metal is mixed is placed on the above, and the temperature is 400 ° C to 500 ° C in the atmosphere.
By firing at 10 ° C. for 10 minutes or more, sealing and electrical connection were made.

【0110】スペーサ5は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材5a上に、島状金属膜5bとし
て厚さ1.2nmのイリジウムをスパッタリングにより形
成する。このとき、島状金属膜5bの表面抵抗値は約1
9[Ω/□]であった。以上のように構成された画像
形成装置において、各電子放出素子15には、容器外端
子Dox1〜Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信
号及び変調信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印加す
ることにより電子を放出させ、メタルバック8には、高
圧端子Hvを通じて高圧を印加することにより放出電子
ビームを加速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍光体を
励起・発光させることで画像を表示する。
The spacer 5 is formed by sputtering iridium having a thickness of 1.2 nm as the island-shaped metal film 5b on the insulating base material 5a made of cleaned soda lime glass. At this time, the surface resistance value of the island-shaped metal film 5b is about 1
It was 09 [Ω / □]. In the image forming apparatus configured as described above, the electron emitting element 15 is supplied with the scanning signal and the modulation signal from the signal means (not shown) through the external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. Then, a high voltage is applied to the metal back 8 through the high voltage terminal Hv to accelerate the emitted electron beam, cause electrons to collide with the phosphor film 7, and excite / emit the phosphor to display an image.

【0111】なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは3
kV〜10kV、素子電極16,17間へ印加電圧Vf
は14Vとする。この時、スペーサ5に近い位置にある
電子放出素子15からの放出電子による発光スポットも
含め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、
鮮明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこ
とは、スペーサ5を設置しても電子軌道に影響を及ぼす
ような電界の乱れは発生しなかったことを示している。
The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3
kV to 10 kV, applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17
Is set to 14V. At this time, two-dimensionally formed light emission spot rows are formed at equal intervals including light emission spots due to the electrons emitted from the electron-emitting device 15 located near the spacer 5.
It was possible to display a clear color image with good color reproducibility. This means that even if the spacer 5 is installed, the disturbance of the electric field that affects the electron orbit does not occur.

【0112】実験例2 実験例2が第2実施例の実験例1と異なるのは、スペー
サ5の島状金属膜5bとしてTaを2nmの厚さに形成し
た点である。なお、Taの島状金属膜はアルゴンプラズ
マを用いたスパッタリング法により形成する。このと
き、Taにより構成される島状金属膜5bの表面抵抗値
は、約108[Ω/□]であった。
Experimental Example 2 The experimental example 2 is different from the experimental example 1 of the second embodiment in that Ta is formed to a thickness of 2 nm as the island-shaped metal film 5b of the spacer 5. The Ta island metal film is formed by a sputtering method using argon plasma. At this time, the surface resistance value of the island-shaped metal film 5b made of Ta was about 10 8 [Ω / □].

【0113】上記スペーサ5を用いた画像形成装置にお
いて、各電子放出素子15には、容器外端子Dox1〜
Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子を放出させ、メタルバック8には、高圧端子
Hvを通じて高圧を印加することにより放出電子ビーム
を加速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍光体を励起・
発光させることで画像を表示する。
In the image forming apparatus using the spacer 5, each of the electron-emitting devices 15 has a terminal outside the container Dox1 ...
Through Doxm and Doy1 to Doyn, electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal from a signal generating means (not shown), and a high voltage is applied to the metal back 8 through a high voltage terminal Hv to emit an electron beam. It accelerates and collides electrons with the phosphor film 7 to excite the phosphor.
The image is displayed by emitting light.

【0114】なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは3
kV〜10kV、素子電極16,17間へ印加電圧Vf
は14Vとする。このとき、島状金属膜5bのないスペ
ーサ5を用いた比較実験用の画像形成装置の場合との比
較から、帯電防止効果が得られていることが確認でき
た。実験例3 実験例3が実験例1と異なるのは、スペーサ5の島状金
属膜5bとしてMoを1.5nmの厚さに形成した点であ
る。なお、Moの島状金属膜はアルゴンプラズマを用い
たスパッタリング法により形成する。このとき、Moに
より構成される島状金属膜5bの表面抵抗値は、約10
8[Ω/□]であった。
The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3
kV to 10 kV, applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17
Is set to 14V. At this time, it was confirmed from the comparison with the case of the image forming apparatus for the comparative experiment using the spacer 5 without the island-shaped metal film 5b that the antistatic effect was obtained. Experimental Example 3 The experimental example 3 is different from the experimental example 1 in that Mo is formed as the island-shaped metal film 5b of the spacer 5 in a thickness of 1.5 nm. The Mo island metal film is formed by a sputtering method using argon plasma. At this time, the surface resistance value of the island-shaped metal film 5b made of Mo is about 10
It was 8 [Ω / □].

【0115】なお、フェースプレート3においてメタル
バック8を設けず、代わりにガラス基板6と蛍光膜の間
にITO膜からなる透明電極を設けた。上記スペーサ5
を用いた画像形成装置において、各電子放出素子15に
は、容器外端子Dox1〜Doxm、Doy1〜Doynを
通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よ
りそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタル
バック8には、高圧端子Hvを通じて高圧を印加するこ
とにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜7に電子を衝
突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像を表示す
る。なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは1kV以
下、素子電極16,17間へ印加電圧Vfは14Vとす
る。
The metal back 8 was not provided on the face plate 3, but a transparent electrode made of an ITO film was provided between the glass substrate 6 and the fluorescent film instead. The spacer 5
In the image forming apparatus using, the electron emission elements 15 are caused to emit electrons by applying a scanning signal and a modulation signal from a signal generating means (not shown) through the external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn, respectively. A high voltage is applied to the metal back 8 through a high voltage terminal Hv to accelerate the emitted electron beam, collide electrons with the phosphor film 7, and excite / emit the phosphor to display an image. The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 1 kV or less, and the applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17 is 14V.

【0116】このとき、スペーサ5に近い位置にある電
子放出素子15からの放出素子による発光スポットも含
め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよりカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ5を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電解の乱れは発生しなかったことを示している。実験例4 実験例4が実験例1と異なるのは、スペーサ5の島状金
属膜5bとしてAgを1nmの厚さに形成した点である。
なお、Agの島状金属膜は電子ビーム蒸着法を用いて形
成する。このとき、Agにより構成される島状金属膜5
bの表面抵抗値は約107[Ω/□]であった。
At this time, two-dimensionally formed light emission spot rows are formed at equal intervals, including the light emission spots from the electron-emitting devices 15 located near the spacers 5, and the color image is clear and has good color reproducibility. I was able to display. This means that even if the spacers 5 were installed, no disturbance of electrolysis that would affect the electron orbits occurred. Experimental Example 4 The experimental example 4 is different from the experimental example 1 in that Ag is formed to a thickness of 1 nm as the island-shaped metal film 5b of the spacer 5.
The Ag island metal film is formed by using an electron beam evaporation method. At this time, the island-shaped metal film 5 made of Ag
The surface resistance value of b was about 10 7 [Ω / □].

【0117】なお、フェースプレート3においてメタル
バック8を設けず、代わりにガラス基板6と蛍光膜の間
にITO膜からなる透明電極を設けた。さらに、蛍光体
7aとして低速電子線用の蛍光体を用いた。上記スペー
サ5を用いた画像形成装置において、各電子放出素子1
5には、容器外端子Dox1〜Doxm、Doy1〜Do
ynを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生
手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、
メタルバック8には、高圧端子Hvを通じで高圧を印加
することにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜7に電
子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像を
表示する。
The metal back 8 was not provided on the face plate 3, but a transparent electrode made of an ITO film was provided between the glass substrate 6 and the fluorescent film instead. Further, a phosphor for low-speed electron beam was used as the phosphor 7a. In the image forming apparatus using the spacer 5, each electron-emitting device 1
5, terminals outside the container Dox1 to Doxm, Doy1 to Do
Electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal from a signal generating means (not shown) through yn,
A high voltage is applied to the metal back 8 through a high voltage terminal Hv to accelerate the emitted electron beam, collide electrons with the phosphor film 7, and excite / emit the phosphor to display an image.

【0118】なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは1
00V前後、素子電極16,17間へ印加電圧Vfは1
4Vとする。このとき、スペーサ5に近い位置にある電
子放出素子15からの放出電子による発光スポットも含
め、2次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ5を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生しなかったことを示している。
The voltage Va applied to the high voltage terminal Hv is 1
The applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17 is around 100V and is 1
4V. At this time, two-dimensionally formed light emission spot rows are formed at equal intervals, including light emission spots due to the electrons emitted from the electron-emitting device 15 located near the spacer 5, and a clear and good color reproducible color image display can be performed. It was This means that even if the spacer 5 is installed, the disturbance of the electric field that affects the electron orbit does not occur.

【0119】〈第1,第2実施例の効果〉以上説明した
第1実施例,第2実施例及びそれらの実験例の画像形成
装置においては、次のような効果を有する。 :まず、防止すべき帯電はスペーサ5の表面で発生す
るので、スペーサ5としてはその表面部でのみ帯電防止
機能を持てば十分である。従って、本実施例では、スペ
ーサ5をなす部材として、絶縁性基材5aを用い、絶縁
性基材5aの島状金属膜5bを形成する。これにより、
スペーサ5の表面での帯電を中和するには十分な抵抗値
を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない
程度のリーク電流量に留めたスペーサ5を実現できた。
すなわち、表面伝導型の電子放出素子15のような冷陰
極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・
大面積の画像形成装置が得られた。 :次に、スペーサ5の形状として、電子源1及びフェ
ースプレート3の法線方向に対して、その断面形状が一
様である平板状のものを採用したので、スペーサ5自体
によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ5
が電子放出素子15からの電子軌道を遮らない限り、ス
ペーサ5と電子放出素子15を近接して配置できるの
で、スペーサ5と直交するY方向に対して電子放出素子
15を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は断面
の大部分を占める絶縁性基材5aには流れないので、電
子源1または、フェースプレート3に対してスペーサ5
を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ない
リーク電流に抑えることができた。 :また、蛍光膜7は、図11に示した形状のものを採
用し、Y方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体7a
と各色蛍光体7aの間に位置するストライプ形状の黒色
導電材7bを用いたので、電子放出素子15をY方向に
項密度に配置しても、表示画像の輝度を損なうことがな
かった。 :また、各スペーサ5は、電子源1側では1本のX方
向配線12上に電気的に接続されており、電子源1上の
配線間での不要な電気的結合を避けることができた。 :また、所望の島状金属膜5bを設けることで以上の
効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必
要としないスペーサ5を、本出願人の提案による表面伝
導型の電子放出素子15による単純マトリクス型の電子
源1を用いた画像形成装置に適用することにより、簡単
な装置構成でありながら高品位な画像を形成できる薄型
・大面積の画像形成装置を提供できた。
<Effects of First and Second Embodiments> The image forming apparatuses of the first and second embodiments and their experimental examples described above have the following effects. First, since the charge to be prevented is generated on the surface of the spacer 5, it is sufficient for the spacer 5 to have an antistatic function only on the surface portion thereof. Therefore, in this embodiment, the insulating base material 5a is used as the member forming the spacer 5, and the island-shaped metal film 5b of the insulating base material 5a is formed. This allows
It was possible to realize the spacer 5 which has a resistance value sufficient to neutralize the charge on the surface of the spacer 5 and has a leak current amount that does not extremely increase the power consumption of the entire device.
That is, it is possible to reduce the thickness of the cold cathode such as the surface conduction electron-emitting device 15 without impairing the low heat generation.
A large area image forming apparatus was obtained. : Next, since the spacer 5 has a flat plate shape whose cross-sectional shape is uniform with respect to the normal direction of the electron source 1 and the face plate 3, the electric field is disturbed by the spacer 5 itself. There is no. Therefore, the spacer 5
Since the spacer 5 and the electron-emitting device 15 can be arranged close to each other as long as does not block the electron trajectory from the electron-emitting device 15, the electron-emitting devices 15 can be arranged at high density in the Y direction orthogonal to the spacer 5. . Moreover, since the leak current does not flow into the insulating base material 5a occupying most of the cross section, the spacer 5 is not attached to the electron source 1 or the face plate 3.
It was possible to suppress the leak current to a small level without making any ingenuity such as making the points sharp and joining. The fluorescent film 7 has the shape shown in FIG. 11 and has stripe-shaped fluorescent bodies 7a extending in the Y direction.
Since the stripe-shaped black conductive material 7b located between the phosphors 7a and the respective color phosphors 7a is used, even if the electron-emitting devices 15 are arranged in the Y direction at the term density, the brightness of the display image is not impaired. : Further, each spacer 5 was electrically connected to one X-direction wiring 12 on the electron source 1 side, and unnecessary electrical coupling between the wirings on the electron source 1 could be avoided. . Further, the spacer 5 which exhibits the above effects by providing the desired island-shaped metal film 5b and does not require a complicated additional structure for preventing charging is formed by the surface conduction electron emission proposed by the present applicant. By applying to the image forming apparatus using the simple matrix type electron source 1 with the element 15, a thin and large area image forming apparatus capable of forming a high quality image with a simple device configuration can be provided.

【0120】〈第3実施例〉次に説明する第3実施例
の、前述の第1実施例に対する違いは柱状のスペーサを
用いた点にある。図23は、本発明の画像形成装置の第
3の実施例の一部を破断した斜視図であり、図24は、
図23に示した画像形成装置の要部断面図(E−E’断
面の一部)である。
<Third Embodiment> The third embodiment described below differs from the first embodiment described above in that a columnar spacer is used. FIG. 23 is a partially broken perspective view of the third embodiment of the image forming apparatus of the present invention, and FIG.
FIG. 24 is a cross-sectional view (a part of EE ′ cross section) of a main part of the image forming apparatus illustrated in FIG. 23.

【0121】図23及び図24において、リアプレート
2には、複数の電子放出素子15がマトリクス状に配置
された電子源1が固定されている。電子源1には、ガラ
ス基板6の内面に蛍光膜7と加速電極であるメタルバッ
ク8が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート3が、絶縁性材料からなる支持枠4を介して対向配
置されており、電子源1とメタルバック8の間には不図
示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレー
ト2、支持枠4及びフェースプレート3は互いにフリッ
トガラス等で封着され、リアプレート2と支持枠4とフ
ェースプレート3とで外囲器10を構成する。
In FIGS. 23 and 24, the electron source 1 having a plurality of electron-emitting devices 15 arranged in a matrix is fixed to the rear plate 2. In the electron source 1, a face plate 3 as an image forming member, in which a fluorescent film 7 and a metal back 8 as an accelerating electrode are formed on the inner surface of a glass substrate 6, is opposed via a supporting frame 4 made of an insulating material. A high voltage is applied between the electron source 1 and the metal back 8 by a power source (not shown). The rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3 are sealed to each other with frit glass or the like, and the rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3 constitute an envelope 10.

【0122】また、耐大気圧構造体として、外囲器10
の内部には柱状のスペーサ5が設けられている。スペー
サ5は絶縁性基材5aの表面に半導電性の薄膜5bを成
膜した部材からなるもので、上記目的を達成するのに必
要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置され、外囲器
10の内面および電子源1の表面にフリットガラス等で
封着される。また、島状金属膜5bはフェースプレート
3の内面及び電子源1の表面(X方向配線12)に電気
的に接続されている。
As the atmospheric pressure resistant structure, the envelope 10 is used.
A columnar spacer 5 is provided in the interior of the. The spacer 5 is composed of a member in which a semi-conductive thin film 5b is formed on the surface of an insulating base material 5a, and the spacers 5 are arranged at a necessary number and at a necessary interval to achieve the above-mentioned purpose. The inner surface of the envelope 10 and the surface of the electron source 1 are sealed with frit glass or the like. The island-shaped metal film 5b is electrically connected to the inner surface of the face plate 3 and the surface of the electron source 1 (X-direction wiring 12).

【0123】実験例1 第3実施例の実験例1では、まず、未フォーミングの電
子源1をリアプレート2に固定する。次に、Crからな
る島状金属膜5bをソーダライムガラスからなる絶縁性
基材5aの表面のうち、外囲器10内に面に島状金属膜
5bを成膜した円柱状のスペーサ5(高さ5mm、半径1
00μm)を、電子源1上に等間隔で固定する。その
後、電子源1の5mm上方に、フェースプレート3を支持
枠4を介し配置し、リアプレート2、フェースプレート
3、支持枠4およびスペーサ5の接合部を固定する。
Experimental Example 1 In Experimental Example 1 of the third embodiment, first, the unformed electron source 1 is fixed to the rear plate 2. Next, the island-shaped metal film 5b made of Cr is formed on the surface of the insulating base material 5a made of soda lime glass in the envelope 10 and the cylindrical metal spacer 5 ( Height 5mm, radius 1
00 μm) are fixed on the electron source 1 at equal intervals. After that, the face plate 3 is arranged 5 mm above the electron source 1 via the support frame 4, and the joint portion of the rear plate 2, the face plate 3, the support frame 4 and the spacer 5 is fixed.

【0124】なお、スペーサ5の島状金属膜5bとして
Crを0.8nmの厚さに形成する。なお、Crの島状金
属膜は抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。このとき、C
rにより構成される島状金属膜5bの表面抵抗値は約1
9[Ω/□]であった。電子源1とリアプレート2の
接合部、リアプレート2と支持枠4の接合部、およびフ
ェースプレート3と支持枠4の接合部は、フリットガラ
ス(不図示)を塗布し、大気中で400℃〜500℃で
10分以上焼成することで封着する。
As the island-shaped metal film 5b of the spacer 5, Cr is formed to a thickness of 0.8 nm. The Cr island metal film is formed by the resistance heating vapor deposition method. At this time, C
The surface resistance value of the island-shaped metal film 5b composed of r is about 1
It was 09 [Ω / □]. Frit glass (not shown) is applied to the joint between the electron source 1 and the rear plate 2, the joint between the rear plate 2 and the support frame 4, and the joint between the face plate 3 and the support frame 4, and the temperature is 400 ° C. in the atmosphere. It is sealed by baking at ˜500 ° C. for 10 minutes or more.

【0125】スペーサ5は、電子源1側ではX方向配線
12(線幅300μm)上に、フェースプレート3側で
は黒色導電材7b(線幅300μm)上に、金属等の導
電材を混合した導電性フリットガラス(不図示)を介し
て配置し、大気中で400℃〜500℃で10分以上焼
成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。スペ
ーサ5は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁
性基材5a上に、半導電性薄膜5bとして厚さ1000
オングストロームの酸化錫を、電子ビーム法を用いたイ
オンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で
成膜する。このとき、島状金属膜5bの表面抵抗値は約
109[Ω/□]であった。
The spacer 5 is a mixture of a conductive material such as metal on the X-direction wiring 12 (line width 300 μm) on the electron source 1 side and on the black conductive material 7b (line width 300 μm) on the face plate 3 side. It was placed through a transparent frit glass (not shown), and was fired at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more in the atmosphere to seal and electrically connect. The spacer 5 has a thickness of 1000 as a semiconductive thin film 5b on an insulating base material 5a made of cleaned soda lime glass.
Angstrom tin oxide is deposited in an argon / oxygen atmosphere by ion plating using the electron beam method. At this time, the surface resistance value of the island-shaped metal film 5b was about 10 9 [Ω / □].

【0126】以上のように構成された画像形成装置にお
いて、各電子放出素子15には、容器外端子Dox1〜
Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信号及び変調
信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印加することによ
り電子を放出させ、メタルバック8には、高圧端子Hv
を通じて高圧を印加することにより放出電子ビームを加
速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光
させることで画像を表示する。
In the image forming apparatus configured as described above, each of the electron-emitting devices 15 has a terminal outside the container Dox1 ...
Electrons are emitted by applying scanning signals and modulation signals from signal means (not shown) through Doxm and Doy1 to Doyn, and the metal back 8 has a high voltage terminal Hv.
An electron beam is accelerated by applying a high voltage through, electrons are made to collide with the phosphor film 7, and the phosphor is excited and emits light to display an image.

【0127】なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは3
kV〜10kV、素子電極16,17間への印加電圧V
fは14Vとする。まず、防止すべき帯電はスペーサ5
の表面で発生するので、スペーサ5としてはその表面部
でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従って、第3
実施例では、スペーサ5をなす部材として、絶縁性基材
5aを用い、絶縁性基材5aの島状金属膜5bを形成す
る。これにより、スペーサ5の表面での帯電を中和する
には十分な抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極
端に増加させない程度のリーク電流量に留めたスペーサ
5を実現できた。すなわち、表面伝導型の電子放出素子
15のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なう
ことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。
The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3
kV to 10 kV, applied voltage V between device electrodes 16 and 17
f is set to 14V. First, the charge to be prevented is spacer
Since it occurs on the surface of the spacer 5, it is sufficient for the spacer 5 to have an antistatic function only on the surface portion thereof. Therefore, the third
In the embodiment, the insulating base material 5a is used as the member forming the spacer 5, and the island-shaped metal film 5b of the insulating base material 5a is formed. As a result, it was possible to realize the spacer 5 which has a resistance value sufficient to neutralize the charge on the surface of the spacer 5 and has a leak current amount that does not extremely increase the power consumption of the entire device. That is, a thin, large-area image forming apparatus was obtained without impairing the small heat generation, which is a feature of the cold cathode such as the surface conduction electron-emitting device 15.

【0128】次に、スペーサ5の形状として、電子源1
及びフェースプレート3の法線方向に対して、その断面
形状が一様である柱状のものを採用したので、スペーサ
5自体によって電界が乱れることはない。従って、スペ
ーサ5が電子放出素子15からの電子軌道を遮らない限
り、スペーサ5と電子放出素子15を近接して配置でき
るので、スペーサ5と直交するX方向に対して電子放出
素子15を高密度に配置できた。しかも、リーク電流は
断面の大部分を占める絶縁性基材5aには流れないの
で、電子源1または、フェースプレート3に対してスペ
ーサ5を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても
少ないリーク電流に抑えることができた。
Next, as the shape of the spacer 5, the electron source 1
Further, since the columnar shape whose cross-sectional shape is uniform with respect to the normal direction of the face plate 3 is adopted, the electric field is not disturbed by the spacer 5 itself. Therefore, as long as the spacer 5 does not block the electron trajectory from the electron-emitting device 15, the spacer 5 and the electron-emitting device 15 can be arranged close to each other, so that the electron-emitting device 15 can be densely arranged in the X direction orthogonal to the spacer 5. I was able to place it. Moreover, since the leak current does not flow into the insulating base material 5a occupying most of the cross section, it is necessary to make the spacer 5 pointed to the electron source 1 or the face plate 3 so as to join them. It was possible to suppress to a small leak current.

【0129】また、各スペーサ5は、電子源1側では1
本のX方向配線12上に電気的に接続されており、電子
源1上の配線間での不要な電気的結合を避けることがで
きた。また、所望の島状金属膜5bを設けることで以上
の効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を
必要としない第3実施例のスペーサ5を、本出願人の提
案による表面伝導型の電子放出素子15による単純マト
リクス型の電子源1を用いた画像形成装置に適用するこ
とにより、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を
形成できる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。
Further, each spacer 5 is 1 on the electron source 1 side.
Since it was electrically connected to the X-direction wiring 12 of the book, unnecessary electrical coupling between the wirings on the electron source 1 could be avoided. Further, by providing the desired island-shaped metal film 5b, the above effect is exhibited, and the spacer 5 of the third embodiment which does not require a complicated additional structure for preventing electrification is formed by the surface conduction proposed by the present applicant. By providing an image forming apparatus that uses a simple matrix type electron source 1 with an electron emitting element 15 of a positive type, a thin and large area image forming apparatus that can form a high-quality image with a simple apparatus configuration is provided. did it.

【0130】〈第4実施例〉この第4実施例は、前述の
第1実施例との比較において、第1実施例と同じスペー
サ5を用いている点においては同じであるが、更に、支
持枠4を電子源1にできるだけ近接して設置するととも
に、支持枠4の内面側に島状金属膜を形成した点で異な
る。
<Fourth Embodiment> This fourth embodiment is the same as the first embodiment in that the same spacer 5 is used as in the first embodiment, but it is further supported. The difference is that the frame 4 is installed as close to the electron source 1 as possible, and an island-shaped metal film is formed on the inner surface side of the support frame 4.

【0131】図25は、本発明の画像形成装置の第4実
施例の一部を破断した斜視図であり、図26は、図25
に示した画像形成装置の要部断面図(F−F’断面の一
部)である。図25及び図26において、リアプレート
2には、複数の電子放出素子15がマトリクス状に配置
された電子源1が固定されている。電子源1には、ガラ
ス基板6の内面に蛍光膜7と加速電極であるメタルバッ
ク8が形成された、画像形成部材としてのフェースプレ
ート3が、支持枠4を介して対向配置されており、電子
源1とメタルバック8の間には、不図示の電源により高
電圧が印加される。これらリアプレート2、支持枠4及
びフェースプレート3は互いにフリットガラス等で封着
され、リアプレート2と支持枠4とフェースプレート3
とで外囲器10を構成する。また、耐大気圧構造体とし
て、外囲器10の内部には薄板状のスペーサ5が設けら
れている。
FIG. 25 is a partially broken perspective view of the fourth embodiment of the image forming apparatus of the present invention, and FIG.
3 is a cross-sectional view of a main part of the image forming apparatus shown in FIG. 25 and 26, an electron source 1 having a plurality of electron-emitting devices 15 arranged in a matrix is fixed to a rear plate 2. In the electron source 1, a face plate 3 as an image forming member, in which a fluorescent film 7 and a metal back 8 as an accelerating electrode are formed on the inner surface of a glass substrate 6, is arranged to face each other via a support frame 4. A high voltage is applied between the electron source 1 and the metal back 8 by a power source (not shown). The rear plate 2, the support frame 4, and the face plate 3 are sealed to each other with frit glass or the like.
And constitute the envelope 10. A thin plate-shaped spacer 5 is provided inside the envelope 10 as an atmospheric pressure resistant structure.

【0132】スペーサ5は絶縁性基材5aの表面に島状
金属膜5bを成膜した部材からなるもので、上記目的を
達成するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて、
X方向に平行に配置され、外囲器10の内面および電子
源1の表面にフリットガラス等で封着される。また、島
状金属膜5bはフェースプレート3の内面及び電子源1
の表面(X方向配線13)に電気的に接続されている。
The spacer 5 is made of a member in which the island-shaped metal film 5b is formed on the surface of the insulating base material 5a. The spacers 5 are arranged in the required number and at the necessary intervals to achieve the above object.
It is arranged parallel to the X direction and is sealed to the inner surface of the envelope 10 and the surface of the electron source 1 with frit glass or the like. Further, the island-shaped metal film 5b is formed on the inner surface of the face plate 3 and the electron source 1.
Is electrically connected to the surface (wiring 13 in the X direction).

【0133】支持枠4は絶縁性基材4aの内面側に島状
金属膜4bを成膜した部材からなるもので、外囲器10
の内面および電子源1の表面にフリットガラス等で封着
される。また、島状金属膜4bはリアプレート2の内面
及びフェースプレート3の内面に電気的に接続されてい
る。実験例1 第4実施例の実験例1では、まず、未フォーミングの電
子源1をリアプレート2に固定する。次に、このPtか
らなる島状金属膜5bをソーダライムガラスからなる絶
縁性基材5aの表面のうち、外囲器10内に面に露出す
る4面に島状金属膜5bを成膜した円柱状のスペーサ5
(高さ5mm、板圧20μm、長さ20mm)を、電子源1
上に等間隔でX方向配線12と平行に固定する。その
後、電子源1の5mm上方に、フェースプレート3を支持
枠4を介し配置し、リアプレート2、フェースプレート
3、支持枠4およびスペーサ5の接合部を固定する。支
持枠4は、電子源1から放出される電子軌道を遮らない
限り、電子源1の電子放出部15、及びフェースプレー
ト3の蛍光膜7にできるだけ近づけて配置する。
The support frame 4 is made of a member in which an island-shaped metal film 4b is formed on the inner surface side of the insulating base material 4a.
Are sealed on the inner surface and the surface of the electron source 1 with frit glass or the like. The island-shaped metal film 4b is electrically connected to the inner surface of the rear plate 2 and the inner surface of the face plate 3. Experimental Example 1 In Experimental Example 1 of the fourth embodiment, first, the unformed electron source 1 is fixed to the rear plate 2. Next, the island-shaped metal film 5b made of Pt was formed on four surfaces of the insulating base material 5a made of soda lime glass that were exposed inside the envelope 10. Cylindrical spacer 5
(Height 5 mm, plate pressure 20 μm, length 20 mm)
It is fixed parallel to the X-direction wiring 12 at equal intervals. After that, the face plate 3 is arranged 5 mm above the electron source 1 via the support frame 4, and the joint portion of the rear plate 2, the face plate 3, the support frame 4 and the spacer 5 is fixed. The support frame 4 is arranged as close as possible to the electron emitting portion 15 of the electron source 1 and the fluorescent film 7 of the face plate 3 as long as the trajectory of the electrons emitted from the electron source 1 is not blocked.

【0134】電子源1とリアプレート2の接合部は、フ
リットガラス(不図示)を塗布し、大気中で400℃〜
500℃で10分以上焼成することで封着する。また、
スペーサ5は、電子源1側ではX方向配線12(線幅3
00μm)上に、フェースプレート3側では黒色導電材
7b(線幅300μm)上に、金属等の導電材を混合し
た導電性フリットガラス(不図示)を介して配置し、大
気中で400℃〜500℃で10分以上焼成すること
で、封着しかつ電気的な接続も行った。
A frit glass (not shown) is applied to the joint between the electron source 1 and the rear plate 2 and the temperature is 400 ° C.
It is sealed by baking at 500 ° C. for 10 minutes or more. Also,
The spacer 5 includes the X-direction wiring 12 (line width 3
00 μm), on the face plate 3 side, on the black conductive material 7b (line width 300 μm), through a conductive frit glass (not shown) mixed with a conductive material such as metal, and at 400 ° C. in the atmosphere. By firing at 500 ° C. for 10 minutes or more, sealing and electrical connection were made.

【0135】また、リアプレート2と支持枠4の接合
部、およびフェースプレート3と支持枠4の接合部も、
金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス(不図
示)を介して配置し、大気中で400℃〜500℃で1
0分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行
った。島状金属膜4bは、リアプレート2側では不図示
のアース電位電極に電気的に接続し、フェースプレート
3側では高圧端子Hvに電気的に接続する。
The joint between the rear plate 2 and the support frame 4 and the joint between the face plate 3 and the support frame 4 are also
It is placed through a conductive frit glass (not shown) in which a conductive material such as metal is mixed, and the temperature is 1 to 400 ° C to 500 ° C in the atmosphere.
By firing for 0 minutes or more, sealing and electrical connection were made. The island-shaped metal film 4b is electrically connected to a ground potential electrode (not shown) on the rear plate 2 side and electrically connected to the high voltage terminal Hv on the face plate 3 side.

【0136】スペーサ5は、清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材5a上に、島状金属膜5bとし
て、Tiを1.5nmの厚さに形成する。なお、Tiの島
状金属膜は抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。このこき
Auにより構成される島状金属膜5bの表面抵抗値は、
約1010[Ω/□]であった。支持枠4もスペーサ5同
様に、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性基
材4aの内面上に、Tiを1.5nmの厚さに形成する。
The spacer 5 is made of Ti having a thickness of 1.5 nm as the island-shaped metal film 5b on the insulating base material 5a made of cleaned soda lime glass. The Ti island metal film is formed by the resistance heating vapor deposition method. The surface resistance value of the island-shaped metal film 5b made of Kouki Au is
It was about 10 10 [Ω / □]. Similarly to the spacer 5, the support frame 4 also has a thickness of 1.5 nm of Ti formed on the inner surface of the insulating base material 4a made of cleaned soda lime glass.

【0137】画像形成部材であるところの蛍光膜7は、
図11に示すように、各色蛍光体7aがY方向に延びる
ストライプ形状を採用し、黒色導電材7bとしては各色
蛍光体7a間だけでなく、Y方向の画素間を分離しかつ
スペーサ5を設置する為の部分を加えた形状を用いた。
先に黒色導電材7bを形成し、その間隙部に各色蛍光体
7aを塗布して、蛍光膜7を作製する。ブラックストラ
イプの材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分
とする材料を用いた。ガラス基板6に蛍光体7aを蛍光
体7aを塗布する方法はスリラー法を用いた。
The fluorescent film 7, which is an image forming member, is
As shown in FIG. 11, each color phosphor 7a adopts a stripe shape extending in the Y direction, and as the black conductive material 7b, not only the phosphors 7a of each color but also the pixels in the Y direction are separated and the spacer 5 is installed. A shape with a portion for adding was used.
First, the black conductive material 7b is formed, and the phosphors 7a of the respective colors are applied to the gaps between the black conductive material 7b to form the fluorescent film 7. As a material for the black stripe, a material containing graphite as a main component, which is often used, was used. A chiller method was used as a method for applying the phosphor 7a to the glass substrate 6.

【0138】また、蛍光膜7の内面側に設けられるメタ
ルバック8は、蛍光膜7の作製後、蛍光膜7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)を行な
い、その後、Alを真空蒸着することで作製する。フェ
ースプレート3には、さらに蛍光膜7の導電性を高める
ため、蛍光膜7の外面側に透明電極が設けられる場合も
あるが、本実施例では、メタルバックのみで十分な導電
性が得られたので省略する。
The metal back 8 provided on the inner surface side of the fluorescent film 7 is subjected to a smoothing process (usually called filming) on the inner surface side of the fluorescent film 7 after the fluorescent film 7 is manufactured, and then the Al back Is manufactured by vacuum vapor deposition. The face plate 3 may be provided with a transparent electrode on the outer surface side of the fluorescent film 7 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 7, but in the present embodiment, sufficient conductivity can be obtained only with a metal back. I omitted it.

【0139】前述の封着を行う際、各色蛍光体と電子放
出素子とを対応させなくてはいけないため、リアプレー
ト2、フェースプレート3およびスペーサ5は十分な位
置合わせを行った。以上のようにして完成した外囲器1
0内の雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて
排気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dox1
〜DoxmとDoy1〜Doynを通じ電子放出素子15
の素子電極16,17間に電圧を印加し、電子放出部形
成用薄膜18を通電処理(フォーミング処理)すること
により電子放出部23を形成する。フォーミング処理
は、図8に示した波形の電圧を印加することにより行っ
た。
When performing the above-mentioned sealing, the rear plate 2, the face plate 3 and the spacer 5 were sufficiently aligned because the phosphors of the respective colors and the electron-emitting devices had to correspond to each other. The envelope 1 completed as described above
The atmosphere inside 0 is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminal Dox1
Through Doxm and Doy1 through Doyn 15
A voltage is applied between the device electrodes 16 and 17 and the electron emission portion forming thin film 18 is energized (forming treatment) to form the electron emission portion 23. The forming process was performed by applying the voltage having the waveform shown in FIG.

【0140】次に、10-6Torr程度の真空度で、不図示
の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器1
0の封止を行った。最後に、封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行った。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15には、容器
外端子Dox1〜Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走
査信号及び変調信号を不図示の信号手段よりそれぞれ印
加することにより電子を放出させ、メタルバック8に
は、高圧端子Hvを通じて高圧を印加することにより放
出電子ビームを加速し、蛍光膜7に電子を衝突させ、蛍
光体を励起・発光させることで画像を表示する。
Next, the exhaust pipe (not shown) is heated by a gas burner at a vacuum degree of about 10 -6 Torr to be welded to the envelope 1
Sealing of 0 was performed. Finally, a getter process was performed to maintain the degree of vacuum after sealing. In the image forming apparatus completed as described above, electrons are applied to each electron-emitting device 15 by applying a scanning signal and a modulation signal from signal means (not shown) through the external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. A high voltage is applied to the metal back 8 through the high voltage terminal Hv to accelerate the emitted electron beam, collide electrons with the phosphor film 7, and excite / emit the phosphor to display an image.

【0141】なお、高圧端子Hvへの印加電圧Vaは3
kV〜10kV、素子電極16,17間へ印加電圧Vf
は14Vとする。このとき、スペーサ5及び支持枠4に
近い位置にある電子放出素子15からの放出電子による
発光スポットも含め、2次元状に等間隔の発光スポット
列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画像表示が
できた。このことは、スペーサ5を設置しかつ支持枠4
を電子源1に近接して配置しても、電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを示してい
る。
The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv is 3
kV to 10 kV, applied voltage Vf between the device electrodes 16 and 17
Is set to 14V. At this time, a light emitting spot row is formed two-dimensionally at equal intervals including the light emitting spots due to the electrons emitted from the electron emitting elements 15 located near the spacer 5 and the support frame 4, and the color is clear and has good color reproducibility. The image can be displayed. This means that the spacer 5 is installed and the support frame 4 is
It is shown that, even if is arranged close to the electron source 1, the disturbance of the electric field that affects the electron orbit does not occur.

【0142】以上説明した第4実施例及びその実験例の
画像形成装置においては、第1実施例で示した効果に加
えて、更に次のような効果を有する。 :まず、防止すべき帯電は電子源1に近接して配置し
た支持枠4の表面で発生するので、支持枠4としてはそ
の表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従っ
て、支持枠4をなす部材として、絶縁性基材4aを用
い、絶縁性基材4aの表面に島状金属膜4bを形成す
る。これにより、スペーサ4の表面での帯電を中和する
には十分な抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極
端に増加させない程度のリーク電流量に留めた支持枠4
をを実現できた。すなわち、表面伝導型の電子放出素子
15のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なう
ことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。 :また、上述の支持枠4を用いることにより、画像表
示領域の外側の部分を小さくできるので、装置全体を小
型化できた。
In addition to the effects shown in the first embodiment, the image forming apparatus of the fourth embodiment and the experimental examples thereof described above further have the following effects. First, since the charging to be prevented occurs on the surface of the support frame 4 arranged close to the electron source 1, it is sufficient for the support frame 4 to have an antistatic function only on the surface portion thereof. Therefore, the insulating base material 4a is used as a member forming the support frame 4, and the island-shaped metal film 4b is formed on the surface of the insulating base material 4a. As a result, the support frame 4 has a resistance value sufficient to neutralize the charge on the surface of the spacer 4 and has a leakage current amount that does not extremely increase the power consumption of the entire apparatus.
Was realized. That is, a thin, large-area image forming apparatus was obtained without impairing the small heat generation, which is a feature of the cold cathode such as the surface conduction electron-emitting device 15. Further, by using the support frame 4 described above, the portion outside the image display area can be made smaller, so that the entire apparatus can be made smaller.

【0143】〈第5実施例〉図27は、本発明の画像形
成装置に、例えはテレビジョン放送をはじめとする種々
の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよう
に構成した画像表示装置の一例を示すための図である。
尚、本表示装置は、例えばテレビジョン信号のように映
像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場合に
は、当然映像の表示と同時に音声を再生するものである
が、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受信、分
離、再生、処理、記憶などに関する回路やスピーカー等
については説明を省略する。
<Fifth Embodiment> FIG. 27 is an image display in which the image forming apparatus of the present invention can display image information provided from various image information sources such as television broadcasting. It is a figure for showing an example of an apparatus.
It should be noted that when the display device receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces audio at the same time as displaying video. A description of circuits, speakers, etc. relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, etc. of audio information not directly related to the above will be omitted.

【0144】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
したゆく。まず、TV信号受信回路513は、例えば電
波や空間光通信などのようn無線伝送系を用いて伝送さ
れるTV画像信号を受信するための回路である。受信す
るTV信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるTV信号(例えばMUSE方式を始めとするい
わゆる高品位TV)は、大面積化や大画素化に適した本
発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル500
の利点を生かすのに好適な信号源である。TV信号受信
回路513で受信されたTV信号は、デコーダ504に
出力される。
Each part will be described below along the flow of the image signal. First, the TV signal receiving circuit 513 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using an n wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The system of the TV signal to be received is not particularly limited, and various systems such as NTSC system, PAL system and SECAM system may be used. In addition, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE method) including a larger number of scanning lines than these is used in the display panel 500 using the image forming apparatus of the present invention, which is suitable for a large area and a large number of pixels.
It is a suitable signal source to take advantage of. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 513 is output to the decoder 504.

【0145】また、画像TV信号受信回路512は、例
えは同軸ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系
を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路
である。TV信号受信回路513と同様に、受信するT
V信号の方式は特に限られるものではなく、また本回路
で受信されたTV信号もデコーダ504に出力される。
The image TV signal receiving circuit 512 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted by using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. As with the TV signal receiving circuit 513, the receiving T
The method of the V signal is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 504.

【0146】画像入力インターフェース回路511は、
例えばTVカメラや画像読取スキャナー等の画像入力装
置から供給される画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ504に出力される。画
像メモリインターフェース回路510は、ビデオテープ
レコーダ(以下VTRと略す)に記憶されている画像信
号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデ
コーダ504に出力される。
The image input interface circuit 511 is
For example, it is a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the captured image signal is output to the decoder 504. The image memory interface circuit 510 is a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR), and the captured image signal is output to the decoder 504.

【0147】画像メモリインターフェース回路509
は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り込
むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ50
4に出力される。画像メモリインターフェース回路50
8は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像デー
タを記憶している装置から画像信号を取り込むための回
路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ504に
出力される。
Image memory interface circuit 509
Is a circuit for taking in the image signal stored in the video disc.
4 is output. Image memory interface circuit 50
Reference numeral 8 denotes a circuit for capturing an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disc, and the captured still image data is output to the decoder 504.

【0148】入出力インターフェース回路505は、本
表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータネット
ワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続するた
めの回路である。画像データや文字・図形情報の入出力
を行うのはもちろんのこと、場合によっては本表示装置
の備えるCPU506と外部との間で制御信号や数値デ
ータの入出力などを行うことも可能である。
The input / output interface circuit 505 is a circuit for connecting the present display device to an output device such as an external computer, computer network or printer. It is of course possible to input and output image data and character / graphic information, and in some cases, input and output control signals and numerical data between the CPU 506 of the display device and the outside.

【0149】画像生成回路507は、入出力インターフ
ェース回路505を介して外部から入力される画像デー
タや文字・図形情報や、あるいはCPU506より出力
される画像データや文字・図形情報に基づき表示よう画
像データを生成するための回路である。本回路の内部に
は、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積するため
の書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画像パ
ターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処
理を行うためのプロセッサなどを初めとして画像の生成
に必要な回路が組み込まれている。画像生成回路507
により生成された表示用画像データは、デコーダ504
に出力されるが、場合によっては入出力インターフェー
ス回路505を介して外部のコンピュータネットワーク
やプリンタに出力することも可能である。
The image generation circuit 507 displays image data based on image data or character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 505 or image data or character / graphic information output from the CPU 506. Is a circuit for generating. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for accumulating image data and character / graphic information, a read-only memory that stores image patterns corresponding to character codes, a processor for performing image processing, etc. The circuit necessary for image generation is built in. Image generation circuit 507
The display image data generated by the
However, in some cases, it can be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 505.

【0150】CPU506は、主として本表示装置の動
作制御や、表示画像の生成、選択、編集に係わる作業を
行う。例えば、マルチプレクサ503に制御信号を出力
し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適宜選択
したり組み合わせたりする。また、その際には表示する
画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ50
2に対して制御信号を発生し、画像表示よう周波数や走
査方法(例えばインターレースかノンインターレース
か)や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。また、画像生成回路507に対して画像データ
や文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出力イ
ンターフェース回路505を介して外部のコンピュータ
やメモリをアクセスして画像データや文字・図形情報を
入力する。
The CPU 506 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image. For example, a control signal is output to the multiplexer 503 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the display panel. Further, at that time, the display panel controller 50 is operated according to the image signal to be displayed.
A control signal is generated for 2 to appropriately control the operation of the display device such as a frequency for displaying an image, a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), and the number of scanning lines in one screen. Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 507, or an external computer or memory is accessed through the input / output interface circuit 505 to input image data and character / graphic information. .

【0151】なお、CPU506はむろんこれ以外の目
的の作業にも係わるものであってもよい。例えば、パー
ソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、
情報を生成したり処理したりする機能に直接かかわって
も良い。あるいは、前述したように入出力インターフェ
ース回路505を介して外部のコンピュータネットワー
クと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協
同して行なってもよい。
It should be noted that the CPU 506 may of course be involved in work for other purposes. For example, like a personal computer or word processor,
It may be directly involved in the function of generating and processing information. Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 505, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0152】入力部514は、CPU506に使用者が
命令やプログラム、あるいはデータなどを入力するため
のものであり、例えばキーボードやマウスの他、ジョイ
ステック、バーコードリーダ、音声認識装置など多様な
入力機器を用いることが可能である。デコーダ504
は、画像生成回路507〜TV信号受信回路513より
入力される種々の画像信号を3原色信号、または輝度信
号とI信号、Q信号に逆変換するための回路である。な
お、同図中に点線で示すように、デコーダ504は内部
に画像メモリを備えるのが望ましい。これは、例えばM
USE方式をはじめとして、逆変換するに際して画像メ
モリを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。
また、画像メモリを備えることにより、静止画の表示が
容易になる、あるいは画像生成回路507及びCPU5
06と協同して画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成
をはじめとする画像処理や編集が容易に行えるようにな
るという利点が生まれるからである。
The input unit 514 is used by the user to input commands, programs, data, etc. to the CPU 506. For example, various inputs such as a keyboard, a mouse, a joystick, a bar code reader, a voice recognition device, etc. It is possible to use equipment. Decoder 504
Is a circuit for inversely converting various image signals input from the image generation circuit 507 to the TV signal reception circuit 513 into the three primary color signals, or the luminance signal and the I signal and the Q signal. Note that it is desirable that the decoder 504 has an image memory therein, as indicated by the dotted line in the figure. This is, for example, M
This is for handling a television signal that requires an image memory for reverse conversion, including the USE method.
Further, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or the image generation circuit 507 and the CPU 5
This is because, in cooperation with 06, there is an advantage that image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition can be easily performed.

【0153】マルチプレクサ503は、CPU506よ
り入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択する
ものである。すなわち、マルチプレクサ503はデコー
ダ504から入力される逆変換された画像信号のうちか
ら所望の画像信号を選択して駆動回路501に出力す
る。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切り
換えて選択することにより、いわゆる多画面テレビのよ
うに、一画面を複数の領域に分けて領域によって異なる
画像を表示することも可能である。
The multiplexer 503 appropriately selects a display image based on a control signal input from the CPU 506. That is, the multiplexer 503 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 504 and outputs it to the drive circuit 501. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .

【0154】ディスプレイパネルコントローラ502
は、CPU506より入力される制御信号に基づき駆動
回路501の動作を制御するための回路である。ディス
プレイパネル500の基本的な動作に関わるものとし
て、例えばディスプレイパネル500の駆動用電源(不
図示)の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回
路501に対して出力する。ディスプレイパネル500
の駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波数
や走査方法(例えばインターレースかノンインターレー
スか)を制御するための信号を駆動回路501に対して
出力する。また、場合によっては表示画像の輝度、コン
トラスト、色調、シャープネスといった画質の調整に関
わる制御信号を駆動回路501に対して出力する場合も
ある。
Display panel controller 502
Is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 501 based on a control signal input from the CPU 506. As a signal related to a basic operation of the display panel 500, for example, a signal for controlling an operation sequence of a driving power supply (not shown) for the display panel 500 is output to the drive circuit 501. Display panel 500
A signal for controlling the screen display frequency and the scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 501 as a method related to the drive method of FIG. In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 501.

【0155】駆動回路501は、ディスプレイパネル5
00に印加する駆動信号を発生するための回路であり、
マルチプレクサ503から入力される画像信号と、ディ
スプレイパネルコントローラ502より入力される制御
信号に基づいて動作するものである。以上、各部の機能
を説明したが、図27に例示した構成により、本表示装
置においては多様な画像情報源より入力される画像情報
をディスプレイパネル500に表示することが可能であ
る。すなわち、テレビジョン放送をはじめとする各種の
画像信号はデコーダ504において逆変換された後、マ
ルチプレクサ503において適宜選択され、駆動回路5
01に入力される。一方、ディスプレイコントローラ5
02は、表示する画像信号に応じて駆動回路501の動
作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路50
1は、上記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイ
パネル500に駆動信号を印加する。これにより、ディ
スプレイパネル500において画像が表示される。これ
らの一連の動作は、CPU506により統括的に制御さ
れる。
The drive circuit 501 is the display panel 5
00 is a circuit for generating a drive signal to be applied to
It operates based on the image signal input from the multiplexer 503 and the control signal input from the display panel controller 502. The function of each unit has been described above, but with the configuration illustrated in FIG. 27, it is possible to display image information input from various image information sources on the display panel 500 in the present display device. That is, various image signals such as television broadcasts are inversely converted by the decoder 504, then appropriately selected by the multiplexer 503, and then the drive circuit 5 is selected.
01 is input. On the other hand, the display controller 5
02 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 501 according to the image signal to be displayed. Drive circuit 50
1 applies a drive signal to the display panel 500 based on the image signal and the control signal. As a result, the image is displayed on the display panel 500. These series of operations are controlled by the CPU 506 as a whole.

【0156】また、本表示装置においては、デコーダ5
04に内蔵する画像メモリや、画像生成回路507およ
びCPU506が関与することにより、単に複数の画像
情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示
する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移
動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比
変換等をはじめとする画像処理や、合成、消去、接続、
入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を行う
ことも可能である。また、本実施例の説明では、特に触
れなかったが、上記画像処理や画像編集と同時に、音声
情報に関しても処理や編集を行うための専用回路を設け
てもよい。
Further, in the present display device, the decoder 5
The image memory built in 04, the image generation circuit 507, and the CPU 506 are involved, so that not only the selected one of the plurality of image information is displayed, but also the image information to be displayed is enlarged or reduced, for example. Image processing such as rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, and image aspect ratio conversion, as well as composition, deletion, connection,
It is also possible to perform image editing such as replacement and fitting. Although not particularly mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information at the same time as the above image processing and image editing may be provided.

【0157】従って、本表示装置は、テレビジョン放送
の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワー
ドプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機
などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用或
は民生用として極めて応用範囲が広い。尚、上記図27
は、本発明による画像形成装置を用いた表示装置の構成
の一例を示したに過ぎず、これのみに限定されるもので
ないことは言うまでもない。例えば図27の構成要素の
うち使用目的上必要のない機能に関わる回路は省いても
差し支えない。またこれとは逆に、使用目的によっては
さらに構成要素を追加してもよい。例えば、本表示装置
をテレビ電話機として応用する場合には、テレビカメ
ラ、音声マイク、照明機、モデムを含む送受信回路など
を構成要素に追加するのが好適である。
Therefore, the present display device is a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor, and a game. It is possible to combine the functions of a machine with one unit, and it has a very wide range of applications for industrial or consumer use. In addition, the above-mentioned FIG.
It is needless to say that the above shows only an example of the configuration of the display device using the image forming apparatus according to the present invention, and is not limited to this. For example, of the constituent elements of FIG. 27, circuits relating to functions that are unnecessary for the purpose of use may be omitted. On the contrary, further constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example, when the display device is applied as a videophone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the constituent elements.

【0158】第5実施例の表示装置においては、とりわ
け前述の実施例による画像形成装置の薄型化が容易であ
るという効果のため、表示装置の奥行きを小さくするこ
とができる。それに加えて、大画面化が容易で輝度が高
く視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨場感あふ
れ迫力に富んだ画像を視認性よく表示することが可能で
ある。
In the display device of the fifth embodiment, the depth of the display device can be reduced because of the effect that the image forming apparatus according to the above-described embodiments can be thinned easily. In addition, since it is easy to increase the screen size, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics, the present display device can display a highly realistic image with high visibility.

【0159】〈他の実施例〉本発明はその趣旨を逸脱し
ない範囲で以下のように種々変形が可能である。本発明
は、表面伝導型電子放出素子以外の冷陰極型電子放出素
子のうち、いずれの電子放出素子に対しても適用でき
る。具体例としては、本出願人による特開昭63−27
4047号公報に記載されたような対向する一対の電極
を電子源を成す基板面に沿って構成した電界放出型の電
子放出素子がある。
<Other Embodiments> The present invention can be variously modified as follows without departing from the spirit thereof. The present invention can be applied to any electron-emitting device among cold cathode electron-emitting devices other than the surface conduction electron-emitting device. As a concrete example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-27
There is a field emission type electron-emitting device in which a pair of electrodes facing each other are formed along the surface of a substrate forming an electron source as described in Japanese Patent No. 4047.

【0160】また、本発明は、単純マトリクス型以外の
電子源を用いた画像形成装置に対しても適用できる。例
えば、本出願人による特開平2−257551号公報等
に記載されたような制御電極を用いて表面伝導型電子放
出素子の選択を行う画像形成装置において、上記のよう
な支部部材を用いた場合である。また、本発明の思想に
よれば、表示用として好適な画像形成表示に限るもので
なく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成された光
プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源として、上
述の画像形成装置を用いることもできる。またこの際、
上述のm本の行方向配線とn本の列方向配線を、適宜選
択することで、ライン状発光源だけでなく、2次元状の
発光源としても応用できる。
The present invention can also be applied to an image forming apparatus using an electron source other than the simple matrix type. For example, in the image forming apparatus for selecting the surface conduction electron-emitting device by using the control electrode as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-257551 by the present applicant, when the above-mentioned supporting member is used Is. In addition, according to the idea of the present invention, not only the image forming display suitable for display but also the above-mentioned as an alternative light emitting source such as a light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode, An image forming apparatus can also be used. At this time,
By appropriately selecting the above-mentioned m row-direction wirings and n column-direction wirings, it is possible to apply not only as a line-shaped light emitting source but also as a two-dimensional light-emitting source.

【0161】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡等のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、画像形成部材以外の部材である場合についても、本
発明は適用できる。従って、本発明は被照射部材を特定
しない電子線発生装置としての形態もとり得る。また、
本発明の思想によれば、表示用として好適な画像形成装
置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等
で構成された光プリンタの発光ダイオード等の代替の発
光源として、上述の画像形成装置を用いることもでき
る。またこの際、上述のm本の行方向配線とn本の列方
向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源だけで
なく、2次元状の発光源としても応用できる。
Further, according to the idea of the present invention, the present invention can be applied to the case where the member to be irradiated with the electrons emitted from the electron source is a member other than the image forming member, such as an electron microscope. . Therefore, the present invention may also take the form of an electron beam generator that does not specify the irradiated member. Also,
According to the idea of the present invention, the image forming apparatus is not limited to the image forming apparatus suitable for display, and the image forming apparatus described above is used as an alternative light emitting source such as a light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode. A device can also be used. At this time, by appropriately selecting the above-mentioned m row-direction wirings and n column-direction wirings, it can be applied not only as a line-shaped light emitting source but also as a two-dimensional light-emitting source.

【0162】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡等の様に、電子源からの放出電子の被照射部材
が、画像形成部材以外の部材である場合についても、本
発明は適用できる。従って、本発明は被照射部材を特定
しない電子線発生装置としても形態もとり得る。尚、本
発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用して
も、1つの機器から成る装置に適用しても良い。また、
本発明はシステム或は装置にプログラムを供給すること
によって達成される場合にも適用できることはいうまで
もない。
Further, according to the idea of the present invention, the present invention can be applied to the case where the member to be irradiated with the electrons emitted from the electron source is a member other than the image forming member, such as an electron microscope. . Therefore, the present invention can also be embodied as an electron beam generator that does not specify the irradiated member. The present invention may be applied to a system including a plurality of devices or an apparatus including a single device. Also,
It goes without saying that the present invention can also be applied to the case where it is achieved by supplying a program to a system or an apparatus.

【0163】[0163]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子線発
生装置並びに画像形成装置においては、電子原と電極間
に配置された絶縁性の中間部材表面に、導電性薄膜を形
成しこれに微弱電流を流すことにより、中間部材の帯電
を防ぐことができる。その結果、電子源から放出される
電子ビームの軌道が予定どおりの軌道となる。特に、こ
の電子源を画像形成に用いれば、画像形成面に電子が衝
突する位置と、本来発光するべき画像形成面との位置ズ
レの発生が防止され、輝度損失を防ぐことができ鮮明な
画像表示を可能とする電子線発生装置並びに画像形成装
置の提供が可能となった。
As described above, in the electron beam generator and the image forming apparatus of the present invention, a conductive thin film is formed on the surface of the insulating intermediate member arranged between the electron source and the electrode. By supplying a weak current, the intermediate member can be prevented from being charged. As a result, the orbit of the electron beam emitted from the electron source becomes a planned orbit. In particular, when this electron source is used for image formation, a position shift between the position where the electrons collide with the image forming surface and the image forming surface which should originally emit light is prevented from occurring, and brightness loss can be prevented, resulting in a clear image. It has become possible to provide an electron beam generator capable of displaying and an image forming apparatus.

【0164】また、本発明の支持スペーサによれば、ト
ラップした荷電粒子を放出することができ、これにより
発生する電子線の軌道を曲げることがなくなる。
Further, according to the supporting spacer of the present invention, trapped charged particles can be emitted, and the trajectory of the electron beam generated thereby can be prevented from being bent.

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

【図1】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図2】本発明の画像形成装置の第1実施例の一部を破
断した斜視図である。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the first embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図3】第1実施例の画像形成装置のスペーサ近傍のA
−A’線断面図である。
FIG. 3 is an area A in the vicinity of a spacer of the image forming apparatus of the first embodiment.
It is a sectional view taken along the line A-A '.

【図4】第1実施例の画像形成装置の電子源の要部平面
図である。
FIG. 4 is a plan view of an essential part of an electron source of the image forming apparatus according to the first embodiment.

【図5】図4に示した電子源のB−B’線断面図であ
る。
5 is a cross-sectional view of the electron source shown in FIG. 4 taken along the line BB '.

【図6】第1実施例の画像形成装置の電子源の製造工程
を順に示した図である。
FIG. 6 is a diagram sequentially showing a manufacturing process of the electron source of the image forming apparatus of the first embodiment.

【図7】電子放出部形成用薄膜を形成する際に用いられ
るマスクの一例の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of an example of a mask used when forming a thin film for forming an electron emitting portion.

【図8】フォーミング処理に用いられる電圧波形の一例
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a voltage waveform used in forming processing.

【図9】実施例の電子放出素子の測定評価装置を示す概
略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an electron emission device measurement / evaluation apparatus of an example.

【図10】実施例の電子放出素子の基本的特性を説明す
るための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the basic characteristics of the electron-emitting device of the example.

【図11】蛍光膜の構成を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the configuration of a fluorescent film.

【図12】蛍光膜の構成を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of a fluorescent film.

【図13】第1実施例の画像形成装置の駆動回路の概略
構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit of the image forming apparatus of the first embodiment.

【図14】第1実施例の画像形成装置の電子源の一部回
路図である。
FIG. 14 is a partial circuit diagram of an electron source of the image forming apparatus of the first embodiment.

【図15】第1実施例の画像形成装置の駆動方法を説明
するための原画像の一例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an original image for explaining a driving method of the image forming apparatus according to the first embodiment.

【図16】第1実施例の画像形成装置の駆動電圧が印加
された電子源の一部回路図である。
FIG. 16 is a partial circuit diagram of an electron source to which a drive voltage of the image forming apparatus of the first embodiment is applied.

【図17】第1実施例の画像形成装置における電子およ
び散乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍
の電子放出部をY方向から見た図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining trajectories of electrons and scattering particles in the image forming apparatus of the first embodiment, and is a diagram of an electron emitting portion near a spacer as seen from the Y direction.

【図18】図1に示した画像形成装置における電子およ
び散乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍
の電子放出部をX方向から見た図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining trajectories of electrons and scattering particles in the image forming apparatus shown in FIG. 1, and is a diagram of an electron emitting portion near a spacer as seen from the X direction.

【図19】本発明の画像形成装置の第2実施例の一部を
破断した斜視図である。
FIG. 19 is a partially cutaway perspective view of the second embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図20】第2実施例の画像形成装置のスペーサ近傍の
C−C’線断面図である。
FIG. 20 is a sectional view taken along the line CC ′ in the vicinity of the spacer of the image forming apparatus according to the second embodiment.

【図21】第2実施例の画像形成装置の電子源の要部平
面図である。
FIG. 21 is a main-portion plan view of the electron source of the image forming apparatus according to the second embodiment.

【図22】第2実施例の電子源のD−D’線断面図であ
る。
FIG. 22 is a sectional view taken along the line DD ′ of the electron source of the second embodiment.

【図23】本発明の画像形成装置の第3実施例の一部を
破断した斜視図である。
FIG. 23 is a partially cutaway perspective view of a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図24】第3実施例の画像形成装置のスペーサ近傍の
E−E’線断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the line EE ′ in the vicinity of the spacer of the image forming apparatus according to the third embodiment.

【図25】本発明の画像形成装置の第4実施例の一部を
破断した斜視図である。
FIG. 25 is a partially cutaway perspective view of the fourth embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図26】第4実施例の画像形成装置のスペーサ及び支
持枠近傍のF−F’線断面図である。
FIG. 26 is a sectional view taken along line FF ′ in the vicinity of the spacer and the support frame of the image forming apparatus according to the fourth embodiment.

【図27】本発明の画像形成装置を画像表示装置に適用
した第5実施例の回路図である。
FIG. 27 is a circuit diagram of a fifth embodiment in which the image forming apparatus of the present invention is applied to an image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子源 2 リアプレート 3 フェースプレート 4 支持枠 5 スペーサ 5a 絶縁性基材 5b 島状金属膜 6 ガラス基板 7 蛍光膜 8 メタルバック 10 外囲器 11 絶縁性基板 12 X方向配線 13 Y方向配線 14 層間絶縁層 15 電子放出素子 18 電子放出形成用薄膜(電子放出部を含む薄膜) 20 マスク 20a 開口 21 Cr膜 23 電子放出部 30,32 電流計 31,33 電源 34 アノード電極 1701 表示パネル 1702 走査回路 1703 制御回路 1704 シフトレジスタ 1705 ラインメモリ 1706 同期信号分離回路 1707 変調信号発生器 500 ディスプレイパネル 501 駆動回路 502 ディスプレイパネルコントローラ 503 マルチプレクサ 504 デコーダ 505 入出力インターフェース回路 506 CPU 507 画像生成回路 508,509,510 画像メモリインターフェース
回路 511 画像入力インターフェース回路 512,513 TV信号受信回路 514 入力部 3001 絶縁性基板 3002 電子放出部形成用薄膜 3003 電子放出部 3004 電子放出部を含む薄膜
1 Electron Source 2 Rear Plate 3 Face Plate 4 Support Frame 5 Spacer 5a Insulating Substrate 5b Island Metal Film 6 Glass Substrate 7 Fluorescent Film 8 Metal Back 10 Envelope 11 Insulating Substrate 12 X Direction Wiring 13 Y Direction Wiring 14 Interlayer insulating layer 15 Electron emission element 18 Thin film for electron emission formation (thin film including electron emission part) 20 Mask 20a Opening 21 Cr film 23 Electron emission part 30, 32 Ammeter 31, 33 Power supply 34 Anode electrode 1701 Display panel 1702 Scanning circuit 1703 Control Circuit 1704 Shift Register 1705 Line Memory 1706 Synchronous Signal Separation Circuit 1707 Modulation Signal Generator 500 Display Panel 501 Drive Circuit 502 Display Panel Controller 503 Multiplexer 504 Decoder 505 Input / Output Interface Circuit 06 CPU 507 Image generation circuit 508, 509, 510 Image memory interface circuit 511 Image input interface circuit 512, 513 TV signal receiving circuit 514 Input unit 3001 Insulating substrate 3002 Thin film for forming electron emitting unit 3003 Electron emitting unit 3004 Electron emitting unit Including thin film

───────────────────────────────────────────────────── 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 31/15 H01J 31/15 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01J 31/15 H01J 31/15 Z

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の冷陰極型の電子放出素子を有する
電子源と、 前記電子源に対向配置され前記電子源より放出された電
子に作用する電極と、 前記電子源と前記電極間に配置された絶縁性の中間部材
とを有する電子線発生装置において、 前記中間部材はその表面に導電性薄膜を有し、前記導電
性薄膜が前記電子源および/または前記電極に対して電
気的に接続されていることを特徴とする電子線発生装
置。
1. An electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices, an electrode arranged to face the electron source and acting on electrons emitted from the electron source, and arranged between the electron source and the electrodes. And an electrically insulating intermediate member, the intermediate member has a conductive thin film on its surface, and the conductive thin film is electrically connected to the electron source and / or the electrode. An electron beam generator characterized by being provided.
【請求項2】 請求項1の電子線発生装置において、前
記導電性薄膜は10の5乗〜10の12乗[Ω/□]の
表面抵抗値を有することを特徴とする電子線発生装置。
2. The electron beam generator according to claim 1, wherein the conductive thin film has a surface resistance value of 10 5 to 10 12 [Ω / □].
【請求項3】 請求項1の電子線発生装置において、前
記導電性薄膜は、金属薄膜が離散的に島状に前記中間部
材の表面に塗布されていることを特徴とする電子線発生
装置。
3. The electron beam generator according to claim 1, wherein the conductive thin film is a metal thin film discretely applied in an island shape on the surface of the intermediate member.
【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
電子線発生装置において、前記中間部材は前記電子源と
前記電極間において直立した表面を有することを特徴と
する電子線発生装置。
4. The electron beam generator according to claim 1, wherein the intermediate member has an upright surface between the electron source and the electrode. .
【請求項5】 請求項4の電子線発生装置において、前
記中間部材は平板或いは柱状であることを特徴とする電
子線発生装置。
5. The electron beam generator according to claim 4, wherein the intermediate member is a flat plate or a column.
【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の電子線発生装置において、前記電極は加速用の電圧を
印加することを特徴とする電子線発生装置。
6. The electron beam generator according to claim 1, wherein the electrodes apply a voltage for acceleration.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
の電子線発生装置において、前記電子源に設けられた電
子放出素子は対向する一対の素子電極とこの素子電極間
に跨る電子放出部を含む薄膜とで構成される表面伝導型
電子放出素子であることを特徴とする電子放出素子。
7. The electron beam generator according to claim 1, wherein the electron-emitting device provided in the electron source has a pair of device electrodes facing each other and an electron emission extending between the device electrodes. An electron-emitting device, which is a surface-conduction electron-emitting device including a thin film including a portion.
【請求項8】 請求項7の電子線発生装置において、前
記電子源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線とが
絶縁層を介して配置されており、前記行方向配線および
前記列方向配線と、前記各電子放出素子の前記一対の素
子電極とをそれぞれ結線することで、絶縁性基板上に前
記複数の電子放出素子を行列状に配列したことを特徴と
する電子線発生装置。
8. The electron beam generator according to claim 7, wherein the electron source has a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings arranged via an insulating layer, and the row-direction wirings and the columns. An electron beam generator, wherein the plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix on an insulating substrate by connecting the directional wirings to the pair of device electrodes of each electron-emitting device.
【請求項9】 請求項6の電子線発生装置において、前
記電子源は、複数の行方向配線が配置されており、前記
各電子放出素子の前記一対の素子電極は前記複数の行方
向配線のうち一対の行方向配線とそれぞれ結線すること
で、絶縁性基板上に前記複数の電子放出素子を行列状に
配列したことを特徴とする電子線発生装置。
9. The electron beam generator according to claim 6, wherein the electron source is provided with a plurality of row-direction wirings, and the pair of element electrodes of each electron-emitting device are arranged in the plurality of row-direction wirings. An electron beam generator, wherein the plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix on an insulating substrate by connecting to each of a pair of row-direction wirings.
【請求項10】 請求項8乃至請求項9のいずれかに記
載の電子線発生装置において、前記導電性薄膜は、前記
行方向配線または前記列方向配線と電気的に接続されて
いることを特徴とする電子線発生装置。
10. The electron beam generator according to claim 8, wherein the conductive thin film is electrically connected to the row-direction wiring or the column-direction wiring. And an electron beam generator.
【請求項11】 請求項8乃至請求項10のいずれかに
記載の電子線発生装置において、前記中間部材は前記行
方向配線上または列方向配線上に設置されていることを
特徴とする電子線発生装置。
11. The electron beam generator according to claim 8, wherein the intermediate member is installed on the row-direction wiring or the column-direction wiring. Generator.
【請求項12】 請求項8乃至請求項11のいずれかに
記載の電子線発生装置において、前記中間部材は前記行
方向配線または前記列方向配線と平行配置または直交配
置された平板状をなすことを特徴とする電子線発生装
置。
12. The electron beam generator according to claim 8, wherein the intermediate member has a flat plate shape arranged in parallel or orthogonal to the row direction wirings or the column direction wirings. An electron beam generator characterized by:
【請求項13】 請求項12の電子線発生装置の電子線
発生装置において、前記各電子放出素子の前記一対の素
子電極は前記中間部材と平行な方向に対向配置されてい
ることを特徴とする電子線発生装置。
13. The electron beam generator of the electron beam generator according to claim 12, wherein the pair of element electrodes of each electron-emitting device are arranged to face each other in a direction parallel to the intermediate member. Electron beam generator.
【請求項14】 請求項1乃至請求項13のいずれかに
記載の電子線発生装置において、前記中間部材が複数個
間隔をおいて配置されていることを特徴とする電子線発
生装置。
14. The electron beam generator according to claim 1, wherein a plurality of the intermediate members are arranged at intervals.
【請求項15】 請求項1乃至請求項14のいずれかに
記載の電子線発生装置において、前記中間部材は耐大気
圧部材であることを特徴とする電子線発生装置。
15. The electron beam generator according to claim 1, wherein the intermediate member is an atmospheric pressure resistant member.
【請求項16】 請求項1乃至請求項15のいずれかに
記載の電子線発生装置において、前記中間部材は真空雰
囲気を維持する外囲器の支持枠或いは前記外囲器内に設
置され支持部材であることを特徴とする電子線発生装
置。
16. The electron beam generator according to claim 1, wherein the intermediate member is a support frame of an envelope that maintains a vacuum atmosphere, or a support member installed in the envelope. An electron beam generator characterized in that
【請求項17】 複数の冷陰極型の電子放出素子を有す
る電子源と、 前記電子源に対向配置され前記電子源より放出された電
子に作用する電極と、 前記電子源と前記電極間を外部から隔絶するケース部材
とを有する電子線発生装置において、 前記ケース部材はその内側表面に導電性薄膜を有し、前
記導電性薄膜が前記電子源および/または前記電極に対
して電気的に接続されていることを特徴とする電子線発
生装置。
17. An electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices, an electrode arranged to face the electron source and acting on electrons emitted from the electron source, and an external portion between the electron source and the electrode. In the electron beam generator, the case member has a conductive thin film on its inner surface, and the conductive thin film is electrically connected to the electron source and / or the electrode. An electron beam generator characterized in that.
【請求項18】 請求項17の電子線発生装置におい
て、前記導電性薄膜は10の5乗〜10の12乗[Ω/
□]の表面抵抗値を有することを特徴とする電子線発生
装置。
18. The electron beam generator according to claim 17, wherein the conductive thin film is 10 5 to 10 12 [Ω /
An electron beam generator having a surface resistance value of [].
【請求項19】 請求項17の電子線発生装置におい
て、前記導電性薄膜は、金属薄膜が離散的に島状に前記
中間部材の表面に塗布されていることを特徴とする電子
線発生装置。
19. The electron beam generator according to claim 17, wherein the conductive thin film is a thin metal film discretely applied in an island shape on the surface of the intermediate member.
【請求項20】 複数の冷陰極型の電子放出素子を有す
る電子源と、 前記電子源に対向配置された前記電子源より放出された
電子に作用する少なくとも1つの電極と、 前記電極を挟んで前記電子源に対向配置された画像形成
部材と、 前記電子源と前記電極間或いは前記電極と前記画像形成
部材間或いは前記電極間に配置された絶縁性の中間部材
とを有し、前記電子原から放出された電子によって画像
を形成する画像形成装置において、 前記中間部材の表面に導電性薄膜を有し、前記導電性薄
膜が外部と電気的に接続されていることを特徴とする画
像形成装置。
20. An electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices, at least one electrode which opposes the electrons emitted from the electron source and which is arranged to face the electron source, and the electrodes are sandwiched therebetween. The electron source includes an image forming member arranged to face the electron source, and an insulating intermediate member arranged between the electron source and the electrode, between the electrode and the image forming member, or between the electrodes. An image forming apparatus for forming an image by electrons emitted from the intermediate member, wherein the intermediate member has a conductive thin film on its surface, and the conductive thin film is electrically connected to the outside. .
【請求項21】 請求項20の画像形成装置において、
前記導電性薄膜は、前記電子源および前記電極に対して
電気的に接続されていることを特徴とする画像形成装
置。
21. The image forming apparatus according to claim 20,
The image forming apparatus, wherein the conductive thin film is electrically connected to the electron source and the electrode.
【請求項22】 請求項20の画像形成装置において、
前記導電性薄膜は、前記電極および前記画像形成部材に
対して電気的に接続されていることを特徴とする画像形
成装置。
22. The image forming apparatus according to claim 20,
The image forming apparatus, wherein the conductive thin film is electrically connected to the electrodes and the image forming member.
【請求項23】 請求項20の画像形成装置において、
前記導電性薄膜は、前記電極のうち一対の電極の各々に
対して電気的に接続されていることを特徴とする画像形
成装置。
23. The image forming apparatus according to claim 20, wherein
The image forming apparatus, wherein the conductive thin film is electrically connected to each of a pair of electrodes of the electrodes.
【請求項24】 請求項1乃至請求項19のいづれかに
記載の電子線発生装置を用い、前記電極を挟んで前記電
子源に対向配置された画像形成部材を備えた画像形成装
置。
24. An image forming apparatus using the electron beam generating apparatus according to claim 1, comprising an image forming member that is arranged to face the electron source with the electrode interposed therebetween.
【請求項25】 電子が発生される密閉隔壁室内におい
て用いらる支持スペーサであって、 電気的に絶縁性の材料からなる本体と、この本体の表面
に展設された導電性薄膜とを有し、この薄膜は、前記ス
ペーサと前記室の隔壁との当接点において、前記隔壁近
傍に設けられた所定の導体と電気的に導通するように、
この薄膜が前記スペーサの端部にまで延ばされて形成さ
れていることを特徴とする支持スペーサ。
25. A supporting spacer used in a closed partition chamber in which electrons are generated, comprising a main body made of an electrically insulating material, and a conductive thin film extended on the surface of the main body. However, this thin film, at the contact point between the spacer and the partition wall of the chamber, so as to be electrically conductive with a predetermined conductor provided in the vicinity of the partition wall,
A supporting spacer, wherein the thin film is formed so as to extend to an end portion of the spacer.
【請求項26】 請求項25の支持スペーサにおいて、
前記導電性薄膜は10の5乗〜10の12乗[Ω/□]
の表面抵抗値を有することを特徴とする支持スペーサ。
26. The support spacer of claim 25,
The conductive thin film is 10 5 to 10 12 [Ω / □]
A support spacer having a surface resistance of
【請求項27】 請求項25の支持スペーサにおいて、
前記導電性薄膜は、金属薄膜が離散的に島状に前記本体
の表面に塗布されていることを特徴とする支持スペー
サ。
27. The support spacer according to claim 25,
The conductive thin film is a support spacer, wherein a metal thin film is discretely applied in an island shape on the surface of the main body.
【請求項28】 複数の冷陰極型の電子放出素子を有す
る電子源と、 前記電子源に対向配置され前記電子源より放出された電
子に作用する電極と、 前記電子源と前記電極間に配置された絶縁性の中間部材
とを有する電子線発生装置において、 前記中間部材に付着しようとする荷電粒子をトラップす
る手段を具備することを特徴とする電子線発生装置。
28. An electron source having a plurality of cold cathode type electron-emitting devices, an electrode arranged to face the electron source and acting on electrons emitted from the electron source, and arranged between the electron source and the electrode. An electron beam generator having an insulating intermediate member provided with the insulating member is provided with a means for trapping charged particles to be attached to the intermediate member.
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