JPH08273530A - Manufacture of electron emission element, electron source, display panel, and image forming device - Google Patents

Manufacture of electron emission element, electron source, display panel, and image forming device

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JPH08273530A
JPH08273530A JP9770895A JP9770895A JPH08273530A JP H08273530 A JPH08273530 A JP H08273530A JP 9770895 A JP9770895 A JP 9770895A JP 9770895 A JP9770895 A JP 9770895A JP H08273530 A JPH08273530 A JP H08273530A
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emitting
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Abstract

PURPOSE: To provide a method for manufacturing an electron emission element, an electron source, a display panel, and an image forming device at low cost by simplifying a process for manufacturing a thin film for formation of an electron releasing part. CONSTITUTION: A method for manufacturing an electron emission element having a conductive film 4 forming an electron releasing part 5 between electrodes 2, 3 is described. Processes for forming the conductive film where the electron releasing part is formed include a process in which an aqueous solution containing a metal colloid is formed into droplets and imparted onto the substrate and a process for heating the aqueous solution imparted.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子放出素子の製造方法
に関し、更に詳しくはインクジェット方式を利用して形
成した電子放出素子およびそれを用いた電子源、表示パ
ネルおよび画像形成装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electron-emitting device, and more particularly to an electron-emitting device formed by using an ink jet method, an electron source using the same, a display panel and an image forming apparatus. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子としては熱電子源と
冷陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源に
は電界放出型素子(以下FE型素子と略す)、金属/絶
縁層/金属型素子(以下MIM素子と略す)、表面伝導
型電子放出素子等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron source includes a field emission type element (hereinafter abbreviated as FE type element), a metal / insulating layer / metal type element (hereinafter abbreviated as MIM element), a surface conduction type electron emission element and the like.

【0003】FE型素子の報告例としてはW.P. Dyke &
W.W. Dolan, “Field emission”,Advance in Electro
n Physics, 8, 89(1956)や“Physical properties of t
hin-film field emission cathodes with molybdenum c
ones”,J. Appl. hys., 47,5248(1976)等が知られてい
る。MIM素子の報告例としてはC.A. Mead, ”Thetun
nel-emission amplifier ”A.Appl. Phys., 32, 646(19
61)等が知られている。表面伝導型電子放出素子の報告
例としてはM.I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys.,
10,(1965)等がある。
As a report example of the FE type element, WP Dyke &
WW Dolan, “Field emission”, Advance in Electro
n Physics, 8, 89 (1956) and “Physical properties of t
hin-film field emission cathodes with molybdenum c
Ones ”, J. Appl. hys., 47, 5248 (1976), etc. are known. CA Mead,“ Thetun is an example of a reported MIM element.
nel-emission amplifier ”A.Appl. Phys., 32, 646 (19
61) etc. are known. MI Elinson, Radio Eng. Electron Phys.,
There are 10, (1965) etc.

【0004】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、電子放出が起こる現象を利用するものである。この
電子放出素子としては前記エリンソン等によるSnO2
薄膜を用いたもののほか、Au薄膜を用いたもの[G.Di
ttmer:“Thin Solid Films”, 9, 317(1972)] 、In2
3 /SnO2 薄膜を用いたもの[M. Hartwell and C.
G. Fonstad: ”IEEE Trans. ED Conf.”, 519(1975)]、
カーボン薄膜を用いたもの[荒木久 他:真空、第26
巻、第1号、22頁(1983)]等が報告されている。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is passed through a thin film of a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As the electron-emitting device, SnO 2 by Erinson et al.
In addition to those using thin films, those using Au thin films [G.Di
ttmer: “Thin Solid Films”, 9, 317 (1972)], In 2
Using O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and C.
G. Fonstad: “IEEE Trans. ED Conf.”, 519 (1975)],
Using a carbon thin film [Hiraki Araki et al .: Vacuum, No. 26
Vol. 1, No. 1, page 22 (1983)] and the like are reported.

【0005】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のM.ハートウェルの素子構成を
図14により説明する。同図において1は絶縁性基板、
2および3は素子に電圧を印加するための一対の素子電
極、4は電子放出部を含む薄膜で、スパッタで形成され
た金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォーミング
と呼ばれる通電処理により電子放出部5が形成される。
尚、図中の素子電極間隔Lは、0.5mm〜1mm、素
子の幅W’は約0.1mmで設定されている。Wは素子
電極の幅、dは素子電極の厚さを表している。また、電
子放出部5の位置及び形状については模式図とした。
As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M. The Hartwell element structure will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is an insulating substrate,
Reference numerals 2 and 3 are a pair of element electrodes for applying a voltage to the element, and 4 is a thin film including an electron emission portion, which is made of a metal oxide thin film formed by sputtering or the like, and is subjected to an energization process called energization forming which will be described later. The emission part 5 is formed.
The element electrode interval L in the figure is set to 0.5 mm to 1 mm, and the element width W'is set to about 0.1 mm. W represents the width of the device electrode, and d represents the thickness of the device electrode. Further, the position and shape of the electron emitting portion 5 are schematic diagrams.

【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5を形成するのが一般的であった。即ち、フォーミン
グとは前記電子放出部形成用薄膜の両端に電極2、3を
用いて電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所
的に破壊、変形もしくは変質させることにより、電気的
に高抵抗な状態の電子放出部5を形成することである。
なお、フォーミングにより電子放出部形成用薄膜の一部
に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行われ電子
放出部5となる場合もある。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, it has been general that the electron-emitting portion forming thin film is formed in advance by an energization process called forming before the electron-emitting portion is emitted. . That is, the forming means that the electrodes 2 and 3 are applied to both ends of the thin film for forming an electron emitting portion to apply a voltage to energize the thin film for forming an electron emitting portion, thereby locally breaking, deforming or degrading the thin film for forming an electron emitting portion. That is, the electron emitting portion 5 having a high resistance is formed.
In addition, a crack may be generated in a part of the thin film for forming an electron emitting portion due to the forming, and electrons may be emitted from the vicinity of the crack to form the electron emitting portion 5.

【0007】前記のフォーミング処理をした表面伝導型
電子放出素子は、上述の電子放出部を含む薄膜4に電圧
を印加して素子表面に電流を流すことにより、上述の電
子放出部5より電子を放出するものである。
In the surface conduction electron-emitting device which has been subjected to the above-mentioned forming treatment, a voltage is applied to the thin film 4 including the above-mentioned electron-emitting portion to cause a current to flow on the surface of the device, so that electrons are emitted from the above-mentioned electron-emitting portion 5. To release.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電子放出素子は主に半導体プロセスに準じたフォトリソ
グラフ技術を利用して製造されたため、大面積基板に素
子を形成することが困難であるとともに、製造コストが
高い問題があった。本発明の目的は、上記従来技術にお
ける電子放出部形成用薄膜の製造工程を簡略化し、低コ
ストの電子放出素子およびそれを用いた電子源、表示パ
ネルおよび画像形成装置の製造方法を提供することにあ
る。
Since the conventional electron-emitting device as described above is manufactured mainly by utilizing the photolithographic technique according to the semiconductor process, it is difficult to form the device on a large-sized substrate. At the same time, there is a problem that the manufacturing cost is high. It is an object of the present invention to provide a low-cost electron-emitting device, an electron source using the same, a display panel, and a method for manufacturing an image forming apparatus, by simplifying the manufacturing process of the thin film for forming an electron-emitting portion in the above-mentioned conventional technique. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の電子放出素子の
製造方法は、電極間に、電子放出部が形成された導電性
膜を有する電子放出素子の製造方法において、電子放出
部が形成される導電性膜の形成工程が、金属コロイドを
含む水溶液を液滴化して基板上に付与する工程と、付与
された該水溶液を加熱する工程とを有することを特徴と
する電子放出素子の製造方法を特徴とするものである。
According to the method of manufacturing an electron-emitting device of the present invention, in the method of manufacturing an electron-emitting device having a conductive film having an electron-emitting part formed between electrodes, the electron-emitting part is formed. The method of manufacturing an electron-emitting device, wherein the step of forming the conductive film includes a step of forming an aqueous solution containing a metal colloid into droplets and applying the droplet onto the substrate, and a step of heating the applied aqueous solution. It is characterized by.

【0010】さらに本発明の別の態様は、このような電
子放出素子の製造方法により形成された電子放出素子を
用いた電子源、表示パネルおよび画像形成装置の製造方
法に関するものである。
Still another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing an electron source, a display panel and an image forming apparatus using the electron-emitting device formed by such a method of manufacturing an electron-emitting device.

【0011】以下、本発明による電子放出素子の製造方
法について説明する。
The method of manufacturing the electron-emitting device according to the present invention will be described below.

【0012】本発明で用いられる前記の金属コロイドと
しては化学反応により製造されたもの、または物理的操
作により製造されたものを用いることができる。化学反
応としてはプロタルビン酸ナトリウム法により製造され
た水溶液、物理的操作としてはガス中蒸発法により製造
された独立分散超微粒子が挙げられる。コロイドとは、
任意の均質な媒体中に任意の大きさ(10〜1000オ
ングストローム程度)の分散体が含まれるものを意味
し、例えばImhausen社提供のコロイド状Au粒
子の場合、その粒径は電子顕微鏡写真により直径が30
0オングストロームを中心にガウス分布することが報告
されている(V.Borries,Kausche「コ
ロイド化学」B.ヤーゲンソンス/M.E.ストラウマ
ニス共著より抜載)。図6にそのコロイド状Au粒子の
直径の頻度分布を示す。なお、比較のために理論的ガウ
ス曲線(実験点のない破線)も示す。このように、金属
コロイド溶液を薄膜の原料とすることにより、初めから
比較的粒径のそろった微粒子を作成することができるた
め、作成される薄膜は均一でムラのないものとなる。前
記溶液の金属濃度範囲は、用いる金属元素の種類によっ
て最適な範囲が多少異なるが、一般には重量で0.01
%以上、5%以下の範囲が適当である。金属濃度が低す
ぎる場合、基板に所望の量の金属を付与するために多量
の前記溶液の液滴の付与が必要になり、その結果液滴付
与に要する時間が長くなるのみならず、基板上に無用に
大きな液溜りを生じてしまい所望の位置のみに金属を付
与する目的が達成できなくなる。逆に前記溶液の金属濃
度が高すぎると、基板に付与された液滴が後の工程で乾
燥あるいは焼成される際に著しく不均一化し、その結果
として電子放出部の導電膜が不均一になり電子放出素子
の特性を悪化させる。
The metal colloid used in the present invention may be one produced by a chemical reaction or one produced by a physical operation. Examples of the chemical reaction include an aqueous solution produced by the sodium protarbate method, and examples of the physical operation include independently dispersed ultrafine particles produced by a gas evaporation method. What is colloid?
It means that a dispersion of any size (about 10 to 1000 angstroms) is contained in any homogeneous medium. For example, in the case of colloidal Au particles provided by Imhausen, the particle size is determined by an electron micrograph. Is 30
A Gaussian distribution centered on 0 angstrom has been reported (extracted from V. Borries, Kausche “Colloid Chemistry” by B. Jagensons / ME Straumanis). FIG. 6 shows the frequency distribution of the diameter of the colloidal Au particles. A theoretical Gaussian curve (broken line without experimental points) is also shown for comparison. As described above, by using the metal colloid solution as the raw material of the thin film, it is possible to form fine particles having a relatively uniform particle size from the beginning, so that the thin film to be formed is uniform and has no unevenness. The optimum range of the metal concentration of the solution varies depending on the kind of the metal element used, but is generally 0.01 by weight.
% Or more and 5% or less is suitable. If the metal concentration is too low, it will be necessary to apply a large amount of the solution droplets in order to apply the desired amount of metal to the substrate, and as a result not only the time required for applying the droplets will increase, but also on the substrate. Therefore, a large liquid pool is unnecessarily generated, and the purpose of applying the metal only to a desired position cannot be achieved. On the contrary, if the metal concentration of the solution is too high, the droplets applied to the substrate become significantly non-uniform when dried or baked in a later step, and as a result, the conductive film of the electron emission part becomes non-uniform. It deteriorates the characteristics of the electron-emitting device.

【0013】本発明で用いられる前記の金属コロイドの
金属元素としては、Pd,Pt,Ru,Ag,Au,T
i,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W,
Pbのいずれかを用いることができる。
The metal elements of the metal colloid used in the present invention include Pd, Pt, Ru, Ag, Au and T.
i, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W,
Any of Pb can be used.

【0014】本発明で用いられる、電子放出部導電膜の
形成のために基板に付与される液体は、上記の金属コロ
イドを含む水溶液である。さらに発明者は極性溶媒を上
記金属コロイド化合物とともに水に加えると、これを加
えない場合よりも金属コロイドの均一性が向上すること
と、基板面に付与された溶液の液滴の付着安定性が向上
することをみいだした。この溶液に適当な極性溶媒とし
てはジメチルスルホキシドが挙げられる。さらにこの極
性溶媒の濃度の範囲は重量で0.005%から70%で
ある。0.005%以下では添加の効果がほとんど確認
できない。70%以上では基板上に付与された液滴の乾
燥が遅く、工程上の取り扱いが面倒になる。
The liquid applied to the substrate for forming the electron emitting portion conductive film used in the present invention is an aqueous solution containing the above metal colloid. Furthermore, the present inventors have found that when a polar solvent is added to water together with the above metal colloid compound, the homogeneity of the metal colloid is improved and that the adhesion stability of droplets of the solution applied to the substrate surface is improved as compared with the case where it is not added. I found to improve. Suitable polar solvents for this solution include dimethyl sulfoxide. Further, the concentration range of the polar solvent is 0.005% to 70% by weight. If it is less than 0.005%, almost no effect of addition can be confirmed. When it is 70% or more, the drying of the droplets applied on the substrate is slow and the handling in the process becomes troublesome.

【0015】上記の金属コロイド溶液を基板に付与する
手段は、液滴を形成し付与することが可能ならば任意の
方法でよいが、特に微小な液滴を効率良く適度な精度で
発生付与でき制御性も良好なインクジェット方式が便利
である。インクジェット方式にはピエゾ素子等のメカニ
カルな衝撃により液滴を発生付与するものや、微小ヒー
タ等で液を加熱し突沸により液滴を発生付与するバブル
ジェット方式があるが、いずれの方式でも十ナノグラム
程度から数十マイクログラム程度までの微小液滴を再現
性良く発生し基板に付与することができる。
The means for applying the metal colloidal solution to the substrate may be any method as long as it can form and apply droplets, but particularly minute droplets can be efficiently generated and imparted with appropriate accuracy. The inkjet method, which has good controllability, is convenient. Inkjet methods include those that generate and impart droplets by mechanical impact such as piezo elements, and the bubble jet method that imparts droplets by bumping by heating the liquid with a minute heater, etc. It is possible to generate minute droplets of about several to several tens of micrograms with good reproducibility and apply them to the substrate.

【0016】上記手段で基板に付与された金属コロイド
溶液は乾燥、焼成工程を経て導電性微粒子膜とすること
により、基板上に電子放出のための微粒子膜を形成す
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、微視的に微粒子が個々に分散配置した状
態のみならず、微粒子が互いに隣接あるいは重なり合っ
た状態(島状も含む)の膜をさす。また微粒子膜の粒径
とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子について
の径を意味する。
The metal colloid solution applied to the substrate by the above means is dried and baked to form a conductive fine particle film, thereby forming a fine particle film for electron emission on the substrate. It should be noted that the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and is not only a state in which the fine particles are microscopically dispersed and arranged, but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (including an island shape). Point Further, the particle diameter of the fine particle film means the diameter of fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0017】乾燥工程は通常用いられる自然乾燥、送風
乾燥、熱乾燥等を用いればよい。焼成工程は通常用いら
れる加熱手段を用いれば良く、300〜350℃で10
〜15分が好ましい。その際、有機金属材料を用いる時
のように熱分解させる必要はない。乾燥工程と焼成工程
とは必ずしも区別された別工程として行う必要はなく、
連続して同時に行ってもかまわない。
For the drying step, generally used natural drying, blast drying, heat drying or the like may be used. For the firing step, a heating means usually used may be used.
~ 15 minutes is preferred. At that time, it is not necessary to thermally decompose the organic metal material as in the case of using it. It is not always necessary to perform the drying step and the firing step as separate steps,
It does not matter if you go consecutively and simultaneously.

【0018】[0018]

【作用】上記のような方法に従い微粒子膜を形成して電
子放出用導電性薄膜とするならば、液滴付与工程におい
て基板上の任意の部位にのみ液滴を選択的に付与でき
る。従って有機金属等を基板全面に塗布し焼成してから
不要部分の導電性無機微粒子膜をフォトリソグラフ技術
を適用して除去するといった従来工程を簡略で低コスト
な工程に置き換えることができる。
When the fine particle film is formed according to the above method to form the electron-emitting conductive thin film, the droplet can be selectively applied only to an arbitrary portion on the substrate in the droplet applying step. Therefore, it is possible to replace the conventional process of applying an organic metal or the like on the entire surface of the substrate and baking it, and then removing the unnecessary portion of the conductive inorganic fine particle film by applying the photolithographic technique to a simple and low-cost process.

【0019】本発明の製造方法に用いる、基板に液滴と
して付与する液体に含まれるジメチルスルホキシド等の
極性溶媒は水と任意に混合しやすい有機溶媒である。こ
れらは水溶液においても前記の金属コロイドを均一に分
散させるものである。このことが本発明の方法に用いる
金属コロイドの均一性が増し前記溶液の液滴が基板上で
乾く際に均一な膜を与えることに寄与するのではないか
と考えられる。
The polar solvent such as dimethyl sulfoxide contained in the liquid applied as droplets to the substrate used in the manufacturing method of the present invention is an organic solvent that is easily mixed with water. These evenly disperse the metal colloid in an aqueous solution. It is considered that this may increase the uniformity of the metal colloid used in the method of the present invention and contribute to providing a uniform film when the droplets of the solution dry on the substrate.

【0020】さらに、本発明で用いる金属コロイドは初
めから無機微粒子であるため、有機金属材料を用いるも
のに比べ、焼成工程を簡略化させることができ(熱分解
させる必要がない)、また電子放出部形成の際のフォー
ミングパワーを20〜30%低下させることができる。
Furthermore, since the metal colloid used in the present invention is an inorganic fine particle from the beginning, the firing process can be simplified (no need to be thermally decomposed) and electron emission can be performed as compared with the case where an organometallic material is used. The forming power at the time of forming the part can be reduced by 20 to 30%.

【0021】次に、本発明の製造方法により形成される
電子放出素子の基本的な構成としては、平面型及び垂直
型の2つの構成が上げられる。
Next, as the basic constitution of the electron-emitting device formed by the manufacturing method of the present invention, there are two constitutions of a flat type and a vertical type.

【0022】まず、電子放出素子の構成について説明す
る。
First, the structure of the electron-emitting device will be described.

【0023】図1はそれぞれ本発明に好適な基本的な電
子放出素子の基本的な構成を示す模式的平面図である。
図1を用いて本発明に好適な基本的な電子放出素子の基
本的な構成を説明する。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the basic structure of a basic electron-emitting device suitable for the present invention.
The basic structure of a basic electron-emitting device suitable for the present invention will be described with reference to FIG.

【0024】図1において、1は絶縁性基板、2、3は
素子電極、4は導電性薄膜、5は電子放出部である。絶
縁性基板1としては、石英ガラス、Naなどの不純物含
有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラスにスパ
ッタ法等により形成したSiO2 を積層したガラス基板
等及びアルミナ等のセラミックス等が用いられる。
In FIG. 1, 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emitting portion. As the insulating substrate 1, quartz glass, glass having a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, a soda lime glass substrate laminated with SiO 2 formed by a sputtering method or the like, and ceramics such as alumina are used. .

【0025】対向する素子電極2、3の材料としては、
一般的導体材料が用いられ、例えばNi,Cr,Au,
Mo,W,Pt,Ti,Al,Cu,Pd等の金属或は
合金およびPd,Ag,Au,RuO2 ,Pd−Ag等
の金属或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導
体、In23 −SnO2 等の透明導体およびポリシリ
コン等の半導体材料等より適宜選択される。
The material of the opposing device electrodes 2 and 3 is as follows:
Common conductor materials are used, such as Ni, Cr, Au,
A printed conductor composed of a metal or alloy such as Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd and a metal such as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag or a metal oxide and glass, It is appropriately selected from a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 and a semiconductor material such as polysilicon.

【0026】素子電極間隔(L)及び素子電極長さ
(W)の形状等は、応用される形態等によって適宜設計
される。
The shape of the element electrode interval (L) and the element electrode length (W) are appropriately designed according to the applied form.

【0027】素子電極間隔(L)は、好ましくは、数百
オングストロームより数百マイクロメートルであり、よ
り好ましくは、素子電極間に印加する電圧等により、数
マイクロメートルより数十マイクロメートルである。
The device electrode spacing (L) is preferably several hundred angstroms to several hundreds of micrometers, and more preferably several micrometers to several tens of micrometers depending on the voltage applied between the device electrodes.

【0028】素子電極長さ(W)は、好ましくは、電極
の抵抗値、電子放出特性により、数マイクロメートルよ
り数百マイクロメートルであり、また素子電極2、3の
膜厚dは、数百オングストロームより数マイクロメート
ルである。
The device electrode length (W) is preferably several micrometers to several hundreds of micrometers depending on the resistance value of the electrodes and electron emission characteristics, and the film thickness d of the device electrodes 2 and 3 is several hundreds. It is a few micrometers from Angstrom.

【0029】尚、図1の構成だけでなく、絶縁性基板1
の上に、導電性薄膜4、対向する素子電極2、3の順に
積層構成としてもよい。
In addition to the structure shown in FIG.
The conductive thin film 4 and the opposing device electrodes 2 and 3 may be laminated in this order on the above.

【0030】導電性薄膜4は、良好な電子放出特性を得
るためには微粒子で構成された微粒子膜が特に好まし
く、その膜厚は素子電極2、3へのステップカバレー
ジ、素子電極2、3間の抵抗値及び後述する通電フォー
ミング条件等によって、適宜設定され、好ましくは数オ
ングストロームより数千オングストロームで、特に好ま
しくは10オングストロームより500オングストロー
ムであり、その抵抗値は、10の2乗から10の7乗オ
ーム/□のシート抵抗値である。
The conductive thin film 4 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics. The thickness of the conductive thin film 4 is step coverage to the device electrodes 2 and 3, and between the device electrodes 2 and 3. Is set appropriately according to the resistance value of the above-mentioned and energization forming conditions to be described later, preferably from several angstroms to several thousand angstroms, particularly preferably from 10 angstroms to 500 angstroms, and the resistance value is from 10 2 to 10 7 The sheet resistance value is the square ohm / □.

【0031】なお、ここで述べる微粒子の粒径は、数オ
ングストロームより数千オングストローム、好ましくは
10オングストロームより200オングストロームであ
る。また、前記導電性薄膜4を構成する材料は、Pd,
Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,F
e,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金属、PdO、S
nO2 、In23 、PbO、Sb23 等の金属酸化
物、HfB2 、ZrB2 、LaB6 、CeB6 、YB
4 、GdB4 等の金属硼素化物、TiC、ZrC、Hf
C、TaC、SiC、WC等の金属炭化物、TiN、Z
rN、HfN等の金属窒化物、Si、Ge等の半導体、
カーボン等があげられる。
The particle size of the fine particles described here is from several angstroms to several thousand angstroms, preferably from 10 angstroms to 200 angstroms. The material forming the conductive thin film 4 is Pd,
Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
e, Zn, Sn, Ta, W, Pb and other metals, PdO, S
Metal oxides such as nO 2 , In 2 O 3 , PbO and Sb 2 O 3 , HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 and YB
4 , metal borides such as GdB 4 , TiC, ZrC, Hf
Metal carbides such as C, TaC, SiC, WC, TiN, Z
Metal nitrides such as rN and HfN, semiconductors such as Si and Ge,
Examples include carbon.

【0032】前記電子放出部5は、導電性薄膜4の一部
に形成される高抵抗の亀裂であり、導電性薄膜4の膜
厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミングなどの製
法に依存して形成される。また、数オングストロームよ
り数百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有する
こともある。この導電性微粒子は、導電性薄膜4を形成
する材料の元素の一部、あるいは全てと同様のものであ
る。また、電子放出部5及びその近傍の導電性薄膜4に
は、炭素及び炭素化合物を有することもある。
The electron emitting portion 5 is a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 4, and depends on the film thickness, film quality, material of the conductive thin film 4, and the manufacturing method such as energization forming described later. Formed. Further, it may have conductive fine particles having a particle size of several hundred angstroms to several hundred angstroms. The conductive fine particles are the same as some or all of the elements of the material forming the conductive thin film 4. Further, the electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof may contain carbon and a carbon compound.

【0033】次に本発明に好適な別な構成の電子放出素
子である垂直型電子放出素子について説明する。
Next, a vertical electron-emitting device which is an electron-emitting device having another structure suitable for the present invention will be described.

【0034】図2は、本発明に好適な基本的な垂直型電
子放出素子の構成を示す模式的図面である。図2におい
て、図1と同一の符号のものは同一である。21は段差
形成部である。基板1、素子電極2、3、導電性薄膜
4、電子放出部5は前述した平面型電子放出素子と同様
の材料で構成されたものであり、段差形成部21は、真
空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成されたSiO2
等の絶縁性材料で構成され、段差形成部21の膜厚が先
に述べた平面型電子放出素子の素子電極間隔Lに対応
し、数百オングストロームより数十マイクロメートルで
あり、段差形成部の製法及び素子電極間に印加する電圧
により設定されるが、好ましくは数百オングストローム
より数十マイクロメートルである。
FIG. 2 is a schematic drawing showing the structure of a basic vertical electron-emitting device suitable for the present invention. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same. Reference numeral 21 is a step forming portion. The substrate 1, the device electrodes 2, 3, the conductive thin film 4, and the electron-emitting portion 5 are made of the same material as that of the above-described planar electron-emitting device, and the step forming portion 21 is formed by the vacuum deposition method or the printing method. SiO 2 formed by sputtering, etc.
And the like, and the film thickness of the step forming portion 21 corresponds to the device electrode interval L of the flat-type electron-emitting device described above and is several tens of micrometers to several tens of angstroms. It is set depending on the manufacturing method and the voltage applied between the device electrodes, but it is preferably several hundred angstroms to several tens of micrometers.

【0035】導電性薄膜4は、素子電極2、3と段差形
成部21を作成後に形成するため、素子電極2、3の上
に積層される。なお、電子放出部5は、図2において、
段差形成部21に直線状に示されているが、作成条件、
通電フォーミング条件などに依存し、形状、位置ともこ
れに限るものではない。
Since the conductive thin film 4 is formed after the device electrodes 2 and 3 and the step forming portion 21 are formed, it is laminated on the device electrodes 2 and 3. In addition, the electron emitting portion 5 is shown in FIG.
Although it is shown linearly on the step forming portion 21,
The shape and position are not limited to this, depending on the energization forming conditions and the like.

【0036】上述の電子放出素子の製造方法としては様
々な方法が考えられるが、その一例を図3に示す。
Various methods can be considered as a method for manufacturing the above-mentioned electron-emitting device, and one example thereof is shown in FIG.

【0037】以下に順を追って電子放出素子の製造方法
の概略を図1及び図3に基づいて説明する。図1と同一
の符号のものは同一の部材を示す。
An outline of a method of manufacturing an electron-emitting device will be described below in sequence with reference to FIGS. 1 and 3. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same members.

【0038】以下、順をおって電子放出素子の製造方法
の概略を図に基づいて説明する。
The outline of the method for manufacturing the electron-emitting device will be described below in order with reference to the drawings.

【0039】1)絶縁性基板1を洗剤、純水および有機
溶剤により十分に洗浄後、電極材料の堆積とフォトリソ
グラフィー技術等による同材料の部分的除去工程によっ
て、あるいは印刷技術によって、前記絶縁性基板1の面
上に素子電極2、3を形成する(図3(a))。
1) After the insulating substrate 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water and an organic solvent, the insulating property is obtained by a step of depositing an electrode material and a partial removal step of the same material by a photolithography technique or by a printing technique. Element electrodes 2 and 3 are formed on the surface of the substrate 1 (FIG. 3A).

【0040】2)液滴付与手段21を用いて、例えば、
無機コロイドを含む水溶液の液滴22を、絶縁性基板の
素子電極2と3のギャップ部分に、両電極にまたがるよ
うに付与して液溜り23を形成する(図3(b))。こ
の基板を乾燥、焼成して電子放出部形成用薄膜4を形成
する(図3(c))。
2) Using the droplet applying means 21, for example,
A droplet 22 of an aqueous solution containing an inorganic colloid is applied to the gap portion between the device electrodes 2 and 3 on the insulating substrate so as to extend over both electrodes to form a liquid pool 23 (FIG. 3 (b)). This substrate is dried and baked to form the electron emission portion forming thin film 4 (FIG. 3C).

【0041】3)つづいて、真空容器中においてフォー
ミングと呼ばれる通電処理を行う。素子電極2、3間に
電圧を不図示の電源によりパルス状あるいは、高速の昇
電圧による通電処理がおこなわれると、電子放出部形成
用薄膜4の部位に構造の変化した電子放出部5が形成さ
れる(図3(d))。この電子放出部5は電子放出部形
成用薄膜4が前記の通電処理により局所的に破壊、変形
もしくは変質し、構造の変化した部位である。先に説明
したように、電子放出部5は導電性微粒子で構成されて
いることが観察されている。
3) Subsequently, an energization process called forming is performed in the vacuum container. When a voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 by a power supply (not shown) in a pulsed manner or by a high-speed rising voltage, an electron-emitting portion 5 having a changed structure is formed at the site of the electron-emitting portion forming thin film 4. (FIG. 3 (d)). The electron-emitting portion 5 is a portion where the electron-emitting portion forming thin film 4 is locally destroyed, deformed or altered by the above-mentioned energization process and the structure is changed. As described above, it has been observed that the electron emitting portion 5 is composed of conductive fine particles.

【0042】フォーミング処理の電圧波形を図4に示
す。図4中、T1およびT2は電圧波形のパルス幅とパ
ルス間隔であり、T1を1マイクロ秒〜10ミリ秒、T
2を10マイクロ秒〜100ミリ秒とし、三角波の波高
値(フォーミング時のピーク電圧)は4V〜10V程度
である。フォーミング処理は真空雰囲気下で素子の電極
間に前記の電圧波形を数十秒間程度適宜印加して行っ
た。
FIG. 4 shows the voltage waveform of the forming process. In FIG. 4, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds, and
2 is 10 microseconds to 100 milliseconds, and the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) is about 4V to 10V. The forming process was performed by applying the above-mentioned voltage waveform between the electrodes of the device for several tens of seconds in a vacuum atmosphere.

【0043】以上の説明では電子放出部の形成のため
に、素子の電極間に三角波パルスを印加してフォーミン
グ処理を行っているが、素子の電極間に印加する波形は
三角波に限定することはなく、矩形波など所望の波形を
用いても良く、その波高値およびパルス幅、パルス間隔
等についても上述の値に限ることなく、電子放出部が良
好に形成されれば所望の値を選択することができる。
In the above description, a triangular wave pulse is applied between the electrodes of the element to perform the forming process in order to form the electron emitting portion. However, the waveform applied between the electrodes of the element is not limited to the triangular wave. Alternatively, a desired waveform such as a rectangular wave may be used, and its crest value, pulse width, pulse interval, etc. are not limited to the above values, and a desired value may be selected if the electron-emitting portion is well formed. be able to.

【0044】4)つづいて上記フォーミングを行った素
子に、活性化と呼ばれる処理を行うことが望ましい。こ
こに言う活性化は、適当な真空度、例えば10-4〜10
-5torrの真空度の下に前記のフォーミングと同様の
パルス電圧を素子に繰り返し印加する処理のことであ
る。活性化処理は希薄に存在する有機化合物に由来する
炭素あるいは炭素化合物を電子放出部形成用薄膜上に堆
積させ、電子放出素子の素子電流If、放出電流Ieを
著しく変化させる。活性化は、例えば放出電流Ieがほ
ぼ飽和に達した時点で終了させればよい。
4) Subsequently, it is desirable to perform a process called activation on the element that has undergone the above forming. The activation referred to here means a suitable degree of vacuum, for example 10 −4 to 10
This is a process of repeatedly applying a pulse voltage similar to the above-mentioned forming to the element under a vacuum degree of -5 torr. The activation treatment deposits carbon or a carbon compound derived from a dilute organic compound on the thin film for forming the electron emission portion, and remarkably changes the device current If and the emission current Ie of the electron emission device. The activation may be terminated, for example, when the emission current Ie reaches almost saturation.

【0045】上述のような素子構成と製造方法によって
作成された本発明にかかわる電子放出素子の基本特性に
ついて図5、図6を用いて説明する。
The basic characteristics of the electron-emitting device according to the present invention produced by the above device structure and manufacturing method will be described with reference to FIGS.

【0046】図5は、図1で示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。電子放出素子の素子電流If、放出電流Ie
の測定にあたっては、素子電極2、3に電源31と電流
計30とを接続し、該電子放出素子の上方に電源33と
電流計32とを接続したアノード電極34を配置してい
る。図5において、1は絶縁性基体、2および3は素子
電極、4は電子放出部を含む薄膜、5は電子放出部を示
す。また、31は素子に素子電圧Vfを印加するための
電源、30は素子電極2、3間の電子放出部を含む薄膜
4を流れる素子電流Ifを測定するための電流計、34
は素子の電子放出部より放出される放出電流Ieを捕捉
するためのアノード電極、33はアノード電極34に電
圧を印加するための高圧電源、32は素子の電子放出部
3より放出される放出電流Ieを測定するための電流計
である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring the electron emission characteristics of the element having the configuration shown in FIG. Device current If and emission current Ie of the electron-emitting device
In the measurement of 1, the power source 31 and the ammeter 30 are connected to the device electrodes 2 and 3, and the anode electrode 34 that connects the power source 33 and the ammeter 32 is arranged above the electron-emitting device. In FIG. 5, 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, and 5 is an electron emitting portion. Further, 31 is a power supply for applying a device voltage Vf to the device, 30 is an ammeter for measuring a device current If flowing through the thin film 4 including the electron emitting portion between the device electrodes 2 and 3, 34
Is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device, 33 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 34, and 32 is an emission current emitted from the electron emission portion 3 of the device It is an ammeter for measuring Ie.

【0047】また、本電子放出素子およびアノード電極
34は真空装置内に設置され、その真空装置には不図示
の排気ポンプおよ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。なお、アノード電極の電圧は1
kV〜10kV、アノード電極と電子放出素子との距離
Hは2mm〜8mmの範囲で測定した。
The electron-emitting device 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. The device can be measured and evaluated under vacuum. The voltage of the anode electrode is 1
kV to 10 kV, and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device was measured in the range of 2 mm to 8 mm.

【0048】さらに、本発明者等は、上述の本発明に係
わる電子放出素子の特性を鋭意検討した結果、本発明の
原理となる特性上の特徴を見いだした。図5に示した測
定評価装置により測定された放出電流Ieおよび素子電
流Ifと素子電圧Vfの関係の典型的な例を図5に示
す。なお、放出電流Ieは素子電流Ifの大きさは著し
く異なる。図6ではIf、Ieの変化の定性的比較のた
めにリニアスケールで任意単位で表記した。
Further, as a result of earnest studies on the characteristics of the above-mentioned electron-emitting device according to the present invention, the present inventors found out the characteristic characteristic which is the principle of the present invention. FIG. 5 shows a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG. The magnitude of the device current If is significantly different from the emission current Ie. In FIG. 6, a linear scale is shown in arbitrary units for qualitative comparison of changes in If and Ie.

【0049】本電子放出素子は放出電流Ieに対する三
つの特徴を有する。まず第一に、図6からも明らかなよ
うに、本素子はある電圧(しきい値電圧と呼ぶ、図6中
のVth)以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流
Ieが増加し、一方しきい値電圧Vth以下では放出電
流Ieがほとんど検出されない。すなわち、放出電流I
eに対する明確なしきい値電圧Vthを持った非線形素
子である。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、アノード電極34に捕捉される放出電荷は、素
子電圧Vfを印加する時間に依存する。すなわち、アノ
ード電極34に捕捉される電荷量は、素子電圧Vfを印
加する時間により制御できる。以上のような特性を有す
るため、本発明にかかわる電子放出素子は、多方面への
応用が期待できる。
This electron-emitting device has three characteristics with respect to the emission current Ie. First, as is clear from FIG. 6, when a device voltage higher than a certain voltage (called a threshold voltage, Vth in FIG. 6) is applied to this device, the emission current Ie rapidly increases, while At the threshold voltage Vth or lower, the emission current Ie is hardly detected. That is, the emission current I
It is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to e. 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 charges captured by the anode electrode 34 depend on the time for which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 34 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied. Since the electron-emitting device according to the present invention has the above characteristics, it can be expected to be applied to various fields.

【0050】また、素子電流Ifが素子電圧Vfに対し
て単調増加する特性(MI特性と呼ぶ)の例を図6に示
したが、この他にも素子電流Ifが素子電圧Vfに対し
て電圧制御型負性抵抗特性(VCNR特性と呼ぶ)を示
す場合もある(不図示)。なおこの場合も、本電子放出
素子は上述した三つの特性上の特徴を有する。
FIG. 6 shows an example of a characteristic (called MI characteristic) in which the element current If monotonously increases with respect to the element voltage Vf. In addition to this, the element current If is a voltage with respect to the element voltage Vf. In some cases, a controlled negative resistance characteristic (called VCNR characteristic) is exhibited (not shown). In this case also, the present electron-emitting device has the three characteristic features described above.

【0051】なお、以上電子放出素子の基本的な構成、
製法について述べたが、本発明の思想によれば、電子放
出素子の特性で前記の3つの特徴を有すれば、上述の構
成等に限定されず、後述の電子源、表示装置等の画像形
成装置に於ても利用できる。
The basic structure of the electron-emitting device has been described above.
Although the manufacturing method has been described, according to the idea of the present invention, as long as the characteristics of the electron-emitting device have the above-mentioned three characteristics, the invention is not limited to the above-described configuration and the like, and image formation of an electron source, a display device, and the like described later Also available in the device.

【0052】次に、本発明の電子源、表示パネルおよび
画像形成装置の製造方法およびこれらの方法によって得
られる電子源、表示パネルおよび画像形成装置について
説明する。まず、電子源の製造方法は、電子放出素子
と、該素子への電圧印加手段とを具備する電子源の製造
方法であって、該電子放出素子を上記の本発明の電子放
出素子の製造方法で作製することを特徴とする方法であ
る。また、表示パネルの製造方法は、電子放出素子およ
び該素子への電圧印加手段を具備する電子源と、該素子
から放出される電子を受けて発光する発光体とを具備す
る表示パネルの製造方法であって、該電子放出素子を上
記の本発明の電子放出素子の製造方法で作製することを
特徴とする方法である。さらに、画像形成装置の製造方
法は、電子放出素子および該素子への電圧印加手段を具
備する電子源と、該素子から放出される電子を受けて発
光する発光体と、外部信号に基づいて該素子へ印加する
電圧を制御する駆動回路とを具備する画像形成装置の製
造方法であって、該電子放出素子を上記の本発明の電子
放出素子の製造方法で作製することを特徴とする方法で
ある。
Next, the electron source, the display panel and the image forming apparatus manufacturing method of the present invention, and the electron source, the display panel and the image forming apparatus obtained by these methods will be described. First, a method of manufacturing an electron source is a method of manufacturing an electron source including an electron-emitting device and means for applying a voltage to the device, wherein the electron-emitting device is a method for manufacturing the electron-emitting device of the present invention. The method is characterized in that In addition, a method of manufacturing a display panel includes a method of manufacturing a display panel, which includes an electron source including an electron-emitting device and a voltage applying unit to the device, and a light-emitting body that receives electrons emitted from the device and emits light. The method is characterized in that the electron-emitting device is manufactured by the above-described method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention. Furthermore, the image forming apparatus manufacturing method includes an electron source including an electron-emitting device and a voltage applying unit for the device, a light-emitting body that receives an electron emitted from the device and emits light, and an electron source based on an external signal. A method of manufacturing an image forming apparatus, comprising: a drive circuit for controlling a voltage applied to the device, wherein the electron-emitting device is manufactured by the method of manufacturing an electron-emitting device according to the present invention. is there.

【0053】基板上への電子放出素子の配列の方式に
は、例えば、従来例で述べた多数の電子放出素子を並列
に配置し、個々の素子の両端を配線で接続し、電子放出
素子の行を多数配列し(行方向と呼ぶ)、この配線と直
交する方向に(列方向と呼ぶ)、該電子源の上方の空間
に設置された制御電極(グリッドとも呼ぶ)により、電
子放出素子からの電子を制御駆動するはしご状配置や、
次に述べるm本のX方向配線の上にn本のY方向配線を
層間絶縁を介して設置し、電子放出素子の一対の電子電
極にそれぞれX方向配線、Y方向配線を接続した配置法
が上げられる。これを単純マトリクス配置と以降呼ぶ。
まず、単純マトリクス配置について詳述する。
As a method of arranging the electron-emitting devices on the substrate, for example, a large number of the electron-emitting devices described in the conventional example are arranged in parallel, and both ends of the individual devices are connected by wiring, and A large number of rows are arranged (called a row direction), and a control electrode (also called a grid) installed in a space above the electron source in a direction orthogonal to the wiring (called a column direction) allows A ladder arrangement that controls and drives the electrons of
An arrangement method in which n Y-direction wirings are installed on the m-number of X-direction wirings described below via interlayer insulation, and the X-direction wirings and the Y-direction wirings are connected to a pair of electron electrodes of the electron-emitting device, respectively. Can be raised. This will be referred to as a simple matrix arrangement hereinafter.
First, the simple matrix arrangement will be described in detail.

【0054】前述した本発明にかかわる電子放出素子の
基本的特性の3つの特徴によれば、単純マトリクス配置
された電子放出素子においても、電子放出素子からの放
出電子は、しきい値電圧以上では対向する素子電極間に
印加するパルス状電圧の波高値と巾に制御される。一
方、しきい値電圧以下においては電子は殆ど放出されな
い。この特性によれば、多数の電子放出素子を配置した
場合においても、個々の素子に上記パルス状電圧を適宜
印加すれば、任意の電子放出素子を選択することがで
き、その電子放出量を制御できることとなる。
According to the three characteristics of the basic characteristics of the electron-emitting device according to the present invention described above, even in the electron-emitting device arranged in the simple matrix, the emitted electrons from the electron-emitting device are not higher than the threshold voltage. The crest value and width of the pulse voltage applied between the opposing element electrodes are controlled. On the other hand, below the threshold voltage, almost no electrons are emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, an arbitrary electron-emitting device can be selected by appropriately applying the pulsed voltage to each device, and the electron emission amount can be controlled. It will be possible.

【0055】以下この原理に基づき構成した電子源基板
の構成について図7を用いて説明する。図7において7
1は電子源基板、72はX方向配線、73はY方向配
線、74は電子放出素子、75は結線である。なお電子
放出素子74は前述した平面型あるいは垂直型どちらで
あってもよい。
The structure of the electron source substrate constructed based on this principle will be described below with reference to FIG. 7 in FIG.
1 is an electron source substrate, 72 is an X-direction wiring, 73 is a Y-direction wiring, 74 is an electron-emitting device, and 75 is a connection. The electron-emitting device 74 may be either the flat type or the vertical type described above.

【0056】同図において、電子源基板71は前述した
ガラス基板等であり、その大きさおよびその厚みは電子
源基板71に設置される電子放出素子の個数および個々
の素子の設計上の形状、および電子源の使用時容器の一
部を構成する場合には、その容器を真空に保持するため
の条件等に依存して適宜設定される。
In the figure, the electron source substrate 71 is the above-mentioned glass substrate or the like, and the size and the thickness thereof are the number of electron-emitting devices installed on the electron source substrate 71 and the design shape of each device. When a part of the container is used when the electron source is used, it is appropriately set depending on the conditions for maintaining the container in vacuum.

【0057】m本のX方向配線72はDX1,DX2,
・・・DXmからなり、電子源基板71上に真空蒸着
法、印刷法、スパッタ法等で形成した導電性金属等であ
る。また、多数の電子放出素子にほぼ均等な電圧が供給
されるように材料、膜厚、配線巾等が適宜設定される。
Y方向配線73はDY1,DY2,・・・DYnのn本
の配線よりなり、X方向配線72と同様に作成される。
これらm本のx方向配線72とn本のY方向配線73間
には、不図示の層間絶縁層が設置され、電気的に分離さ
れて、マトリックス配線を構成する。このm,nは、共
に正の整数である。
The m number of X-direction wirings 72 are DX1, DX2,
... DXm, which is a conductive metal or the like formed on the electron source substrate 71 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. Further, the material, film thickness, wiring width, etc. are appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to a large number of electron-emitting devices.
The Y-direction wiring 73 is composed of n wirings DY1, DY2, ... DYn, and is formed similarly to the X-direction wiring 72.
An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m number of x-direction wirings 72 and the n number of y-direction wirings 73, and they are electrically separated to form a matrix wiring. Both m and n are positive integers.

【0058】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたSiO2 等でありX方向
配線72を形成した絶縁性基板71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72とY方向配
線73の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材
料、製法が適宜設定される。また、X方向配線72とY
方向配線73は、それぞれ外部端子として引き出されて
いる。
The interlayer insulating layer (not shown) is SiO 2 or the like formed by a vacuum evaporation method, a printing method, a sputtering method or the like, and is desired on the whole surface or a part of the insulating substrate 71 on which the X-direction wiring 72 is formed. The film thickness, the material, and the manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73, in particular. In addition, the X-direction wiring 72 and Y
The directional wirings 73 are respectively drawn out as external terminals.

【0059】さらに前述と同様にして、電子放出素子7
4の対向する電極(不図示)が、m本のX方向配線72
とn本のY方向配線73と、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法等で形成された導電性金属等からなる結線75に
よって電気的に接続されているものである。
Further, in the same manner as described above, the electron-emitting device 7
4 opposing electrodes (not shown) have m X-direction wirings 72.
And n Y-direction wirings 73 are electrically connected to each other by a connecting wire 75 made of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method or the like.

【0060】ここで、m本のX方向配線72とn本のY
方向配線73と結線75と対向する素子電極の導電性金
属は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、またそれぞれ異なってもよく、前述の素子電極の材
料等より適宜選択される。尚、これら素子電極への配線
は、素子電極と配線材料が同一である場合は、素子電極
と総称する場合もある。また電子放出素子は、基板71
あるいは不図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよ
い。
Here, the m X-direction wirings 72 and the n Y-direction wirings are provided.
The conductive metal of the element electrode facing the direction wiring 73 and the connection 75 may have the same or a part of the constituent elements, or may be different from each other, and is appropriately selected from the above-mentioned material of the element electrode and the like. It Wirings to these element electrodes may be collectively referred to as element electrodes when the same wiring material is used for the element electrodes. Further, the electron-emitting device is the substrate 71.
Alternatively, it may be formed either on an interlayer insulating layer (not shown).

【0061】また、詳しくは後述するが、前記X方向配
線72には、X方向に配列する電子放出素子74の行を
入力信号に応じて、走査するための走査信号を印加する
ための不図示の走査信号発生手段と電気的に接続されて
いる。
Further, as will be described later in detail, the X-direction wiring 72 is not shown for applying a scanning signal for scanning a row of electron-emitting devices 74 arranged in the X-direction in accordance with an input signal. Is electrically connected to the scanning signal generating means.

【0062】一方、Y方向配線73には、Y方向に配列
する電子放出素子74の列の各列を入力信号に応じて、
変調するための変調信号を印加するための不図示の変調
信号発生手段と電気的に接続されている。
On the other hand, in the Y-direction wiring 73, the respective columns of the electron-emitting devices 74 arranged in the Y-direction are supplied in accordance with the input signal.
It is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for modulation.

【0063】さらに、電子放出素子の各素子に印加され
る駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信
号の差電圧として供給されるものである。
Further, the drive voltage applied to each element of the electron-emitting device is supplied as a difference voltage between the scanning signal applied to the element and the modulation signal.

【0064】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。
In the above structure, individual elements can be selected and driven independently with simple matrix wiring.

【0065】つぎに、以上のようにして作成した単純マ
トリクス配置の電子源による表示等に用いる画像形成装
置について、図8と図9及び図10を用いて説明する。
図8は、画像形成装置の表示パネルの基本構成図であ
り、図9は蛍光膜、図10は画像形成装置をNTSC方
式のテレビ信号に応じて表示を行なう例の駆動回路のブ
ロック図である。
Next, an image forming apparatus used for display by the electron source having the simple matrix arrangement prepared as described above will be described with reference to FIGS. 8, 9 and 10.
FIG. 8 is a basic configuration diagram of a display panel of the image forming apparatus, FIG. 9 is a fluorescent film, and FIG. 10 is a block diagram of a drive circuit of an example in which the image forming apparatus performs display according to an NTSC television signal. .

【0066】図8において71は、上述のようにして電
子放出素子を作製した電子源基板、81は電子源基板7
1を固定したリアプレート、86はガラス基板83の内
面に蛍光膜84とメタルバック85等が形成されたフェ
ースプレート、82は支持枠であり、リアプレート8
1、支持枠82及びフェースプレート86をフリットガ
ラス等を塗布し、大気中あるいは窒素中で、400〜5
00度で10分以上焼成することで封着して、外囲器8
8を構成する。
In FIG. 8, 71 is an electron source substrate in which the electron-emitting device is manufactured as described above, and 81 is an electron source substrate 7.
1 is fixed to the rear plate, 86 is a face plate in which the fluorescent film 84, the metal back 85 and the like are formed on the inner surface of the glass substrate 83, and 82 is a support frame.
1. Frit glass or the like is applied to the support frame 82 and the face plate 86, and 400 to 5 is applied in the atmosphere or nitrogen.
Enclose by baking at 00 degrees for 10 minutes or more
Make up 8.

【0067】図8において、74は図1における電子放
出部に相当する。72、73は電子放出素子の一対の素
子電極と接続されたX方向配線及びY方向配線である。
In FIG. 8, 74 corresponds to the electron emitting portion in FIG. Reference numerals 72 and 73 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to the pair of device electrodes of the electron-emitting device.

【0068】外囲器88は上述の如く、フェースプレー
ト86、支持枠82、リアプレート81で外囲器88を
構成したが、リアプレート81は主に基板71の強度を
補強する目的で設けられるため、基板71自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート81は不要であ
り、基板71に直接支持枠82を封着し、フェースプレ
ート86、支持枠82、基板71にて外囲器88を構成
しても良い。またさらには、フェースプレート86、リ
アプレート81間に、スペーサーとよばれる不図示の支
持体を設置することで、大気圧に対して十分な強度をも
つ外囲器88の構成にすることもできる。
The envelope 88 comprises the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81 as described above, but the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 71. Therefore, when the substrate 71 itself has a sufficient strength, the separate rear plate 81 is not necessary, and the support frame 82 is directly sealed to the substrate 71, and the face plate 86, the support frame 82, and the substrate 71 are used to surround the enclosure. The container 88 may be configured. Furthermore, by providing a support member (not shown) called a spacer between the face plate 86 and the rear plate 81, the envelope 88 having sufficient strength against atmospheric pressure can be configured. .

【0069】図9は蛍光膜である。蛍光膜84は、モノ
クロームの場合は蛍光体のみから成るが、カラーの蛍光
膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプあ
るいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材9
1と蛍光体92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92間の塗り
分け部を黒くすることで混色等を目立たなくすること
と、蛍光膜84における外光反射によるコントラストの
低下を抑制することである。ブラックストライプの材料
としては、通常よく用いられている黒鉛を主成分とする
材料だけでなく、導電性があり、光の透過及び反射が少
ない材料であればこれに限るものではない。
FIG. 9 shows a fluorescent film. In the case of monochrome, the fluorescent film 84 is made of only a fluorescent material, but in the case of a color fluorescent film, a black conductive material 9 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the fluorescent materials.
1 and a phosphor 92. Black stripes,
The purpose of providing the black matrix is to make the mixed colors of the three primary color phosphors, which are required for color display, different from each other by making the portions of the three phosphors 92 differently colored, and to reflect external light on the phosphor film 84. This is to suppress the decrease in contrast due to. The material of the black stripe is not limited to the commonly used material containing graphite as a main component, but is not limited to this as long as it is a material having conductivity and little light transmission and reflection.

【0070】ガラス基板93に蛍光体を塗布する方法は
モノクローム、カラーによらず、沈殿法や印刷法が用い
られる。
As a method for applying the phosphor to the glass substrate 93, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color.

【0071】また、蛍光膜84の内面側には通常メタル
バック85が設けられる。メタルバックの目的は、蛍光
体の発光のうち内面側への光をフェースプレート86側
へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、電子ビ
ーム加速電圧を印加するための電極として作用するこ
と、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージ
からの蛍光体の保護等である。メタルバックは、蛍光膜
作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常フィル
ミングと呼ばれる)を行い、その後A1を真空蒸着等で
堆積することで作製できる。
A metal back 85 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. The purpose of the metal back is to improve the brightness by specularly reflecting the light to the inner surface side of the light emitted from the phosphor to the face plate 86 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and This is to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the enclosure. The metal back can be produced by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after producing the fluorescent film, and then depositing A1 by vacuum evaporation or the like.

【0072】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。
On the face plate 86, the fluorescent film 8 is further provided.
In order to improve the conductivity of No. 4, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 84.

【0073】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行なう必要がある。
When performing the above-mentioned sealing, in the case of color, it is necessary to make sufficient alignment because the phosphors of the respective colors and the electron-emitting devices must correspond to each other.

【0074】外囲器88は不図示の排気管を通じ、10
のマイナス7乗トール程度の真空度にされ、封止を行な
われる。また、外囲器88の封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行なう場合もある。これは、外
囲器88の封止を行なう直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは高周波加熱等の加熱法により、外囲器88内
の所定の位置(不図示)に配置されたゲッターを加熱
し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ba
等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、たとえ
ば1X10マイナス5乗ないしは1X10マイナス7乗
[Torr]の真空度を維持するものである。尚、電子
放出素子のフォーミング以降の工程は、適宜設定され
る。
The envelope 88 is connected to an exhaust pipe (not shown) through the exhaust pipe 10
The vacuum degree is set to about minus 7 torr, and sealing is performed. Further, a getter process may be performed in order to maintain the degree of vacuum after the envelope 88 is sealed. This is to heat the getter arranged at a predetermined position (not shown) in the envelope 88 by a heating method such as resistance heating or high frequency heating immediately before or after the envelope 88 is sealed. , A process of forming a vapor deposition film. Getter is usually Ba
Etc. are the main components, and the vacuum degree of 1 × 10 −5 to 1 × 10 −7 [Torr] is maintained by the adsorption action of the vapor deposition film. The steps after forming the electron-emitting device are appropriately set.

【0075】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルを、NTSC方式のテレビ信号に
もとづきテレビジョン表示を行なう為の駆動回路の概略
構成を、図10のブロック図を用いて説明する。101
は前記表示パネルであり、また、102は走査回路、1
03は制御回路、104はシフトレジスタ、105はラ
インメモリ、106は同期信号分離回路、107は変調
信号発生器、VxおよびVaは直流電圧源である。
Next, referring to the block diagram of FIG. 10, a schematic structure of a drive circuit for performing a television display on a display panel constructed by using an electron source having a simple matrix arrangement based on an NTSC television signal will be described. explain. 101
Is the display panel, and 102 is a scanning circuit, 1
Reference numeral 03 is a control circuit, 104 is a shift register, 105 is a line memory, 106 is a synchronizing signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0076】以下、各部の機能を説明していくが、まず
表示パネル101は、端子Dox1ないしDoxm、お
よび端子Doy1ないしDoyn、および高圧端子Hv
を介して外部の電気回路と接続している。このうち、端
子Dox1ないしDoxmには、前記表示パネル内に設
けられている電子源、すなわちM行N列の行列状にマト
リクス配線された電子放出素子群を一行(N素子)ずつ
順次駆動していく為の走査信号が印加される。
The functions of the respective parts will be described below. First, the display panel 101 includes terminals Dox1 to Doxm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal Hv.
It is connected to an external electric circuit via. Of these, the terminals Dox1 to Doxm are sequentially driven with electron sources provided in the display panel, 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 for going is applied.

【0077】一方、端子Dy1ないしDynには、前記
走査信号により選択された一行の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、た
とえば10K[V]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でんしビームに蛍光体を励
起するのに十分なエネルギーを付与する為に加速電圧で
ある。
On the other hand, the terminals Dy1 to Dyn are applied with a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the electron emitting elements of one row selected by the scanning signal. Further, the high-voltage terminal Hv is supplied with a direct-current voltage of, for example, 10 K [V] from the direct-current voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor in the starch beam output from the electron-emitting device. It is an accelerating voltage in order to apply various energies.

【0078】次に、走査回路102について説明する。
同回路は、内部にM個の各スイッチング素子を備えるも
ので(図中、S1ないしSmで模式的に示している)、
スイッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしく
は0[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択
し、表示パネル101の端子Dx1ないしDxmと電気
的に接続するものである。S1ないしSmの各スイッチ
ング素子は、制御回路103が出力する制御信号Tsc
anに基づいて動作するものだが、実際にはたとえばF
ETのようなスイッチング素子を組み合わせる事により
容易に構成する事が可能である。
Next, the scanning circuit 102 will be described.
The circuit includes M switching elements inside (indicated by S1 to Sm in the figure).
The switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level) and is electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the display panel 101. Each of the switching elements S1 to Sm has a control signal Tsc output from the control circuit 103.
It works based on an, but in reality
It can be easily constructed by combining switching elements such as ET.

【0079】尚、前記直流電圧源Vxは、本実施態様の
場合には前記電子放出素子の特性(電子放出しきい値電
圧)に基づき、走査されていない素子に印加される駆動
電圧が電子放出しきい値電圧以下となるような一定電圧
を出力するよう設定されている。
In the present embodiment, the direct-current voltage source Vx emits electrons based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the electron-emitting devices, and the drive voltage applied to the non-scanned devices. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the threshold voltage.

【0080】また、制御回路103は、外部より入力す
る画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各
部の動作を整合させる働きをもつものである。次に説明
する同期信号分離回路106より送られる同期信号Ts
yncに基づいて、各部に対してTscanおよびTs
ftおよびTmryの各制御信号を発生する。
Further, the control circuit 103 has a function of matching the operations of the respective parts so that an appropriate display is performed on the basis of an image signal inputted from the outside. The synchronization signal Ts sent from the synchronization signal separation circuit 106 described below
Tscan and Ts for each part based on ync
The ft and Tmry control signals are generated.

【0081】同期信号分離回路106は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離する為の回路で、よく知られてい
るように周波数分離(フィルター)回路を用いれば、容
易に構成できるものである。同期信号分離回路106に
より分離された同期信号は、よく知られるように垂直同
期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜
上、Tsync信号として図示した。一方、前記テレビ
信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上DAT
A信号と表すが、同信号はシフトレジスタ104に入力
される。
The synchronizing signal separating circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal inputted from the outside, and as is well known, frequency separation (filter). It can be easily constructed by using a circuit. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 106 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal as is well known, but here, for convenience of explanation, it is shown as a Tsync signal. Meanwhile, the luminance signal component of the image separated from the television signal is DAT for convenience.
Although referred to as an A signal, this signal is input to the shift register 104.

【0082】シフトレジスタ104は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路103より送られる制御信号Tsftにもとづい
て動作する。(すなわち、制御信号Tsftは、シフト
レジスタ104のシフトクロックであると言い換えても
良い。)シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
(電子放出素子N素子分の駆動データに相当する)のデ
ータは、Id1ないしIdnのN個の並列信号として前
記シフトレジスタ104より出力される。
The shift register 104 is for serially / parallel-converting the DATA signals serially input in time series for each line of the image, and is based on the control signal Tsft sent from the control circuit 103. Works. (That is, the control signal Tsft may be rephrased as the shift clock of the shift register 104.) The data of one line of the serial / parallel-converted image (corresponding to the drive data of N electron-emitting devices) is: , Id1 to Idn are output from the shift register 104 as N parallel signals.

【0083】ラインメモリ105は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路103より送られる制御信号Tmryにし
たがって適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記
憶された内容は、I’d1ないしI’dnとして出力さ
れ、変調信号発生器107に入力される。
The line memory 105 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate in accordance with the control signal Tmry sent from the control circuit 103. The stored contents are output as I′d1 to I′dn and input to the modulation signal generator 107.

【0084】変調信号発生器107は、前記画像データ
I’d1ないしI’dnの各々に応じて、電子放出素子
の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、その出力信
号は、端子Doy1ないしDoynを通じて表示パネル
101内の電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 107 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices according to each of the image data I'd1 to I'dn, and its output signal is a terminal Doy1. Or through Doyn to be applied to the electron-emitting device in the display panel 101.

【0085】前述したように本発明に関わる電子放出素
子は放出電流Ieに対して以下の基本特性を有してい
る。すなわち、前述したように、電子放出には明確なし
きい値電圧Vthがあり、Vth以上の電圧を印加され
た時のみ電子放出が生じる。
As described above, the electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, as described above, the electron emission has a clear threshold voltage Vth, and the electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied.

【0086】また、電子放出しきい値以上の電圧に対し
ては、素子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化
していく。尚、電子放出素子の材料や構成、製造方法を
変える事により、電子放出しきい値電圧Vthの値や、
印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる場合
もあるが、いずれにしても以下のような事がいえる。
For a voltage above the electron emission threshold value, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. The value of the electron-emission threshold voltage Vth and
The degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may change, but in any case, the following can be said.

【0087】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加しても
電子放出は生じないが、電子放出閾値以上の電圧を印加
する場合には電子ビームが出力される。その際、第一に
は、パルスの波高値Vmを変化させる事により出力電子
ビームの強度を制御する事が可能である。第二には、パ
ルスの幅Pwを変化させる事により出力される電子ビー
ムの電荷の総量を制御する事が可能である。
That is, when a pulsed voltage is applied to this element, for example, no electron emission occurs even if a voltage below the electron emission threshold is applied, but when a voltage above the electron emission threshold is applied, an electron beam is applied. Is output. In that case, firstly, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value Vm of the pulse. Second, it is possible to control the total amount of charges of the electron beam output by changing the pulse width Pw.

【0088】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには、変調
信号発生器107としては、一定の長さの電圧パルスを
発生するが入力されるデータに応じて適宜パルスの波高
値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, there are a voltage modulation method, a pulse width modulation method and the like. To implement the voltage modulation method, the modulation signal generator 107 is used. A circuit of a voltage modulation system is used which generates a voltage pulse of a fixed length but appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data.

【0089】また、パルス幅変調方式を実施するには、
変調信号発生器107としては、一定の波高値の電圧パ
ルスを発生するが入力されるデータに応じて適宜電圧パ
ルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用
いるものである。
To implement the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 107, a circuit of a pulse width modulation system is used which generates a voltage pulse having a constant crest value but appropriately modulates the width of the voltage pulse according to the input data.

【0090】以上に説明した一連の動作により、表示パ
ネル101を用いてテレビジョンの表示を行なえる。
尚、上記説明中、特に記載しなかったが、シフトレジス
タ104やラインメモリ105は、デジタル信号式のも
のでもアナログ信号式のものでも差し支えなく、要は画
像信号のシリアル/パラレル変換や記憶が所定の速度で
行なわれればよい。
Through the series of operations described above, the television can be displayed using the display panel 101.
Although not particularly described in the above description, the shift register 104 and the line memory 105 may be of a digital signal type or an analog signal type, and the point is that serial / parallel conversion and storage of image signals are predetermined. It should be done at the speed of.

【0091】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路106の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要があるが、これは106の出力部にA/D変換
器を備えれば容易に可能であることは言うまでもない。
また、これと関連してラインメモリ105の出力信号が
デジタル信号かアナログ信号かにより、変調信号発生器
107に用いられる回路が若干異なったものとなるのは
言うまでもない。すなわち、デジタル信号の場合には、
電圧変調方式の場合、変調信号発生器107には、たと
えばよく知られるD/A変換回路を用い、必要に応じて
増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器107は、たとえば、高速の
発振器および発振器の出力する波数を計数する計数器
(カウンタ)および計数器の出力値と前記メモリの出力
値を比較する比較器(コンパレータ)を組み合せた回路
を用いれば当業者であれば容易に構成できる。必要に応
じて、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を
電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅
器を付け加えてもよい。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 106 into a digital signal, but this can be easily done by providing an A / D converter at the output section of 106. Needless to say.
Further, in connection with this, it goes without saying that the circuit used for the modulation signal generator 107 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 105 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of a digital signal,
In the case of the voltage modulation method, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 107, and an amplification circuit or the like may be added if necessary. Further, in the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107, for example, compares the output value of the counter with the counter (counter) that counts the number of waves output by the high-speed oscillator and the oscillator and the output value of the memory. A person skilled in the art can easily configure the circuit by using a circuit in which a device (comparator) is combined. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator to the driving voltage of the electron-emitting device may be added.

【0092】一方、アナログ信号の場合には、電圧変調
方式の場合、変調信号発生器107には、たとえばよく
知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用いればよ
く、必要に応じてレベルシフト回路などを付け加えても
よい。また、パルス幅変調方式の場合には、たとえばよ
く知られた電圧制御型発振回路(VCO)を用いればよ
く、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増
幅するための増幅器を付け加えてもよい。
On the other hand, in the case of an analog signal, in the case of the voltage modulation method, the modulation signal generator 107 may be, for example, an amplifier circuit using a well-known operational amplifier or the like, and if necessary, a level shift circuit or the like. May be added. In the case of the pulse width modulation method, for example, a well-known voltage controlled oscillator (VCO) may be used, and an amplifier for amplifying the voltage up to the driving voltage of the electron-emitting device may be added if necessary. Good.

【0093】以上のように完成した本発明に好適な画像
表示装置において、こうして各電子放出素子には、容器
外端子Dox1ないしDoxm、Doy1ないしDoy
nを通じ、電圧を印加することにより電子放出させ、高
圧端子Hvを通じ、メタルバック85、あるいは透明電
極(不図示)に高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍
光膜84に衝突させ、励起・発光させることで画像を表
示することができる。
In the image display device suitable for the present invention completed as described above, each of the electron-emitting devices thus has terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Doy outside the container.
n, a voltage is applied to cause electrons to be emitted, and a high voltage is applied to the metal back 85 or a transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam to collide with the fluorescent film 84 to cause excitation / excitation. An image can be displayed by emitting light.

【0094】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、NTSC方式
をあげたが、これに限るものでなく、PAL、SECA
M方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数
の走査線からなるTV信号(例えば、MUSE方式をは
じめとする高品位TV)方式でもよい。
The configuration described above is a schematic configuration necessary for producing a suitable image forming apparatus used for display and the like, and the detailed parts such as the material of each member are not limited to those described above. , Is appropriately selected to suit the application of the image forming apparatus. Further, although the NTSC system is given as an example of the input signal, the input signal is not limited to this, and PAL, SECA
Various methods such as the M method may be used, or a TV signal (for example, a high-definition TV such as the MUSE method) including a number of scanning lines may be used.

【0095】次に、前述のはしご型配置の電子源及び画
像形成装置について図11、図12を用いて説明する。
Next, the above-mentioned ladder-type electron source and image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

【0096】図11において、110は電子源基板、1
11は電子放出素子、112はDx1〜Dx10は、前
記電子放出素子を配線するための共通配線である。電子
放出素子111は、基板110上に、X方向に並列に複
数個配置される。(これを素子行と呼ぶ)。この素子行
が複数個配置され、電子源となる。各素子行の共通配線
間に適宜駆動電圧を印加することで、各素子行を独立に
駆動することが、可能である。すなわち、電子ビームを
放出したい素子行には、電子放出しきい値以上の電圧
を、電子ビームを放出しない素子行には、電子放出しき
い値以下の電圧を印加すればよい。また、各素子行間の
共通配線Dx2〜Dx9を、例えばDx2、Dx3を同
一配線とする様にしても良い。
In FIG. 11, 110 is an electron source substrate, 1
11 is an electron-emitting device, 112 is Dx1 to Dx10 are common wirings for wiring the electron-emitting devices. A plurality of electron-emitting devices 111 are arranged on the substrate 110 in parallel in the X direction. (This is called an element row). A plurality of these element rows are arranged to serve as an electron source. It is possible to drive each element row independently by applying a drive voltage appropriately between the common wirings of each element row. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold value may be applied to the element row from which the electron beam is desired to be emitted, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold value may be applied to the element row which does not emit the electron beam. Further, the common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows, for example, Dx2 and Dx3 may be the same wiring.

【0097】図12は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置の表示パネル構造を示すための図である。
120はグリッド電極、121は電子が通過するための
空孔、122はDox1,Dox2...Doxmより
なる容器外端子、123はグリッド電極120と接続さ
れたG1、G2...Gnからなる容器外端子、124
は前述の様に、各素子行間の共通配線を同一配線とした
電子源基板である。尚、図8、11と同一の符号は、同
一のものを示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成
装置(図8に示した)との大きな違いは、電子源基板1
10とフェースプレート86の間にグリッド電極120
を備えている事である。
FIG. 12 is a diagram showing a display panel structure of an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source.
120 is a grid electrode, 121 is a hole through which electrons pass, 122 is Dox1, Dox2. . . Doxm external terminals, 123 are G1, G2. . . Outer container terminal made of Gn, 124
Is the electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same as described above. The same reference numerals as those in FIGS. 8 and 11 denote the same components. A major difference from the image forming apparatus having the simple matrix arrangement (shown in FIG. 8) is that the electron source substrate 1 is used.
10 and the face plate 86 between the grid electrode 120.
Is equipped with.

【0098】基板110とフェースプレート86の中間
には、グリッド電極120が設けられている。グリッド
電極120は、電子放出素子から放出された電子ビーム
を変調することができるもので、はしご型配置の素子行
と直交して設けられたストライプ状の電極に電子ビーム
を通過させるため、各素子に対応して1個ずつ円形の開
口121が設けられている。グリッドの形状や設置位置
は必ずしも図12のようなものでなくてもよく、開口と
してメッシュ状に多数の通過口を設けることもあり、ま
たたとえば電子放出素子の周囲や近傍に設けてもよい。
A grid electrode 120 is provided between the substrate 110 and the face plate 86. The grid electrode 120 is capable of modulating the electron beam emitted from the electron-emitting device, and allows the electron beam to pass through a striped electrode provided orthogonally to the device rows in a ladder-type arrangement. A circular opening 121 is provided for each of the above. The shape and installation position of the grid are not necessarily those shown in FIG. 12, and a large number of passage openings may be provided in the form of a mesh as openings, and may be provided around or near the electron-emitting device, for example.

【0099】容器外端子122およびグリッド容器外端
子123は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
The external terminal 122 and the grid external terminal 123 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0100】本画像形成装置では、素子行を1列ずつ順
次駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極列に
画像1ライン分の変調信号を同時に印加することによ
り、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を1
ラインずつ表示することができる。
In this image forming apparatus, the modulation signals for one line of the image are simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one column at a time so that each electron beam Control the irradiation to the phosphor and display the image 1
Can be displayed line by line.

【0101】また、本発明の思想によれば、テレビジョ
ン放送の表示装置のみならず、テレビ会議システム、コ
ンピューター等の表示装置として、好適な画像形成装置
が提供される。さらには、感光性ドラム等とで構成され
た光プリンターとしての画像形成装置としても用いるこ
ともできる。
Further, according to the concept of the present invention, an image forming apparatus suitable for use as a display device for a television conference system, a computer, etc. as well as a display device for television broadcasting is provided. Furthermore, it can also be used as an image forming apparatus as an optical printer including a photosensitive drum and the like.

【0102】[0102]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
The present invention is not limited to the following examples.

【0103】実施例1 電子放出素子として図1に示すタイプの電子放出素子を
作成した。図1(a)は本素子の平面図を、図1(b)
は断面図を示している。また、図1(a)、(b)中の
記号1は絶縁性基板、2および3は素子に電圧を印加す
るための一対の素子電極、4は電子放出部を含む薄膜、
5は電子放出部を示す。なお、図中のLは素子電極2と
素子電極3の素子電極間隔、Wは素子電極の幅、dは素
子電極の厚さ、W’は素子の幅を表している。
Example 1 An electron-emitting device of the type shown in FIG. 1 was prepared as an electron-emitting device. FIG. 1A is a plan view of this device, and FIG.
Shows a sectional view. 1A and 1B, symbol 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are a pair of device electrodes for applying a voltage to the device, 4 is a thin film including an electron emitting portion,
Reference numeral 5 denotes an electron emitting portion. In the figure, L represents the element electrode spacing between the element electrodes 2 and 3, W represents the element electrode width, d represents the element electrode thickness, and W ′ represents the element width.

【0104】図3を用いて、本実施例の電子放出素子の
作成方法を述べる。絶縁性基板1として石英ガラス基板
を用い、これを有機溶剤により充分に洗浄後、基板面上
にNiからなる素子電極2、3を形成した(図3の
(a))。素子電極間隔Lは3ミクロンとし、素子電極
の幅Wを500ミクロン、その厚さdを1000オング
ストロームとした。
A method of manufacturing the electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG. A quartz glass substrate was used as the insulating substrate 1, and this was thoroughly washed with an organic solvent, and then the device electrodes 2 and 3 made of Ni were formed on the substrate surface ((a) of FIG. 3). The device electrode spacing L was 3 μm, the device electrode width W was 500 μm, and the thickness d was 1000 Å.

【0105】本実施例では、金属コロイド溶液としてパ
ラジウムコロイド溶液を用いた。パラジウムコロイド溶
液の作成方法を次に示す。プロタルビン酸ナトリウム2
gに水50ccの割合で溶かしてから水酸化ナトリウム
の溶液を少し過剰に加え、次に無水の塩化パラジウムP
bCl2 1.6gを水25ccの割合で溶かしたものを
徐々に加える。すると赤褐色の透明な溶液が得られるの
で、それに水加ヒドラジンNH2 ・NH2 ・2H2 Oを
滴々加えると窒素の気泡によって泡立ってくる。それを
約3時間放置して反応を完全に終結させてから、得られ
た黒色の溶液を透析にかけて、過剰の水酸化ナトリウ
ム、ヒドラジンおよび生成した塩化ナトリウムとを完全
に取り除くと、安定なパラジウムのコロイド水溶液が得
られた。このコロイド水溶液をパラジウム重量濃度0.
4%となるよう調整した。
In this example, a palladium colloid solution was used as the metal colloid solution. The method for preparing the palladium colloidal solution will be described below. Sodium protalbate 2
g in 50 cc of water and then add a solution of sodium hydroxide in slight excess, and then add anhydrous palladium chloride P
A solution of 1.6 g of bCl 2 dissolved in 25 cc of water was gradually added. Then, a reddish brown transparent solution is obtained, and when hydrazine hydrate NH 2 .NH 2 .2H 2 O is added dropwise to the solution, it is bubbled by nitrogen bubbles. After allowing it to stand for about 3 hours to complete the reaction, the resulting black solution was dialyzed to remove excess sodium hydroxide, hydrazine and sodium chloride formed to give stable palladium. An aqueous colloid solution was obtained. This colloidal aqueous solution was added with a palladium weight concentration of 0.
It was adjusted to be 4%.

【0106】上記の液滴をバブルジェット方式のインク
ジェット装置によって電極2、3を形成した石英基板の
上に電極2、3にまたがるように付与し、80℃で2分
乾燥させた。次に300℃で12分焼成して無機微粒子
膜4を形成した(図3(c))。
The above droplets were applied by a bubble jet type ink jet device onto a quartz substrate on which the electrodes 2 and 3 were formed so as to straddle the electrodes 2 and 3, and dried at 80 ° C. for 2 minutes. Next, it was baked at 300 ° C. for 12 minutes to form the inorganic fine particle film 4 (FIG. 3C).

【0107】次に、真空容器中で素子電極2および3の
間に電圧を印加し、電子放出部形成用薄膜4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5を
作成した(図3(d))。フォーミング処理の電圧波形
を図4に示す。
Next, a voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 in a vacuum container, and the electron-emitting portion forming thin film 4 is energized (forming) to form an electron-emitting portion 5 (FIG. 3 (d)). FIG. 4 shows the voltage waveform of the forming process.

【0108】本実施例では電圧波形のパルス幅T1を1
ミリ秒、パルス間隔T2を10ミリ秒とし、三角波の波
高値(フォーミング時のピーク電圧)は4Vとし、フォ
ーミング処理は約1×10-6torrの真空雰囲気下で
60秒間行った。このように作成された電子放出部3
は、パラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置さ
れた状態となり、その微粒子の平均粒径は100オング
ストロームであった。以上のようにして作成された素子
について、その電子放出特性を図5の構成の測定評価装
置により測定した。本電子放出素子およびアノード電極
54は真空装置内に設置されており、その真空装置には
不図示の排気ポンプおよ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。なお本実施例では、アノ
ード電極と電子放出素子間の距離を4mm、アノード電
極の電位を1kV、電子放出特性測定時の真空装置内の
真空度を1×10-6torrとした。
In this embodiment, the pulse width T1 of the voltage waveform is set to 1
The pulse duration T2 was 10 milliseconds, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) was 4 V, and the forming treatment was performed for 60 seconds in a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −6 torr. The electron emitting portion 3 created in this way
Was in a state where fine particles containing palladium element as a main component were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 100 angstrom. The electron emission characteristics of the device manufactured as described above were measured by the measurement and evaluation device having the configuration of FIG. The electron-emitting device and the anode electrode 54 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 (not shown), and is operated under a desired vacuum. The device can be measured and evaluated. In this example, the distance between the anode electrode and the electron-emitting device was 4 mm, the potential of the anode electrode was 1 kV, and the degree of vacuum in the vacuum device at the time of measuring the electron emission characteristics was 1 × 10 −6 torr.

【0109】以上のような測定評価装置を用いて、本電
子放出素子の電極2および3の間に素子電圧を印加し、
その時に流れる素子電流Ifおよび放出電流Ieを測定
したところ、図6に示したような電流−電圧特性が得ら
れた。本素子では、素子電圧7V程度から急激に放出電
流Ieが増加し、素子電圧12Vでは素子電流Ifが
0.8mA、放出電流Ieが0.62μAとなり、電子
放出効率η=Ie/If(%)は0.05%であった。
A device voltage was applied between the electrodes 2 and 3 of the present electron-emitting device by using the above-described measurement / evaluation apparatus,
When the device current If and the emission current Ie flowing at that time were measured, the current-voltage characteristics as shown in FIG. 6 were obtained. In this device, the emission current Ie rapidly increases from the device voltage of about 7 V, the device current If becomes 0.8 mA and the emission current Ie becomes 0.62 μA at the device voltage of 12 V, and the electron emission efficiency η = Ie / If (%). Was 0.05%.

【0110】以上説明した実施例中、電子放出部を形成
する際に、素子の電極間に三角波パルスを印加してフォ
ーミング処理を行っているが、素子の電極間に印加する
波形は三角波に限定することなく、矩形波など所望の波
形を用いても良く、その波高値およびパルス幅・パルス
間隔等についても上述の値に限ることなく、電子放出部
が良好に形成されれば所望の値を選択することができ
る。
In the embodiment described above, when forming the electron-emitting portion, the forming process is performed by applying the triangular wave pulse between the electrodes of the element, but the waveform applied between the electrodes of the element is limited to the triangular wave. Alternatively, a desired waveform such as a rectangular wave may be used, and the crest value, the pulse width, the pulse interval, etc. are not limited to the above values, and a desired value may be obtained as long as the electron emitting portion is well formed. You can choose.

【0111】実施例2 実施例1と全く同様にして得られたパラジウムのコロイ
ド水溶液に、ジメチルスルホキシドの割合が水に対し4
0重量%になるように溶液を調整しパラジウムの重量濃
度0.4%の溶液を得た。この液をバブルジェット方式
のインクジェット装置により基板に付与することによ
り、実施例1と同様にして電子放出素子を作成し、電子
放出が見られることを確認した。
Example 2 In a colloidal aqueous solution of palladium obtained in exactly the same manner as in Example 1, the proportion of dimethyl sulfoxide was 4 with respect to water.
The solution was adjusted to 0% by weight to obtain a solution having a palladium weight concentration of 0.4%. By applying this liquid to the substrate by a bubble jet type inkjet device, an electron-emitting device was prepared in the same manner as in Example 1, and it was confirmed that electron emission was observed.

【0112】実施例3 ガス中蒸発法により製造されたパラジウムの超微粒子粉
体を、ジメチルスルホキシド30重量%水溶液に加えパ
ラジウム重量濃度0.25%となるように調整して溶液
を得た。この液をバブルジェット方式のインクジェット
装置により基板に付与することにより、実施例1と同様
にして電子放出素子を作成し、電子放出が見られること
を確認した。
Example 3 An ultrafine particle powder of palladium produced by an in-gas evaporation method was added to a 30% by weight aqueous solution of dimethylsulfoxide to adjust the palladium weight concentration to 0.25% to obtain a solution. By applying this liquid to the substrate by a bubble jet type inkjet device, an electron-emitting device was prepared in the same manner as in Example 1, and it was confirmed that electron emission was observed.

【0113】実施例4 16行16列の256個の素子電極とマトリクス状配線
とを形成した基板(図7)の各対向電極に対してそれぞ
れ実施例1と同様にして金属コロイド溶液液滴をバブル
ジェット方式のインクジェット装置により付与し、焼成
したのち、フォーミング処理を行い電子源基板とした。
この電子源基板にリアプレート81、支持枠82、フェ
ースプレート86を接続し真空封止して図8の概念図に
従う画像形成装置を作成した。端子Dox1ないしDo
x16と端子Doy1ないしDoy16を通じて各素子
に時分割で所定電圧を印加し端子Hvを通じてメタルバ
ックに高電圧を印加することによって、任意のマトリク
ス画像パターンを表示することができた。
Example 4 In the same manner as in Example 1, droplets of a metal colloid solution were applied to each counter electrode of the substrate (FIG. 7) on which 256 element electrodes in 16 rows and 16 columns and matrix wiring were formed. After applying by a bubble jet type ink jet device and baking, a forming process was performed to obtain an electron source substrate.
A rear plate 81, a support frame 82, and a face plate 86 were connected to this electron source substrate and vacuum-sealed to produce an image forming apparatus according to the conceptual diagram of FIG. Terminals Dox1 to Do
It was possible to display an arbitrary matrix image pattern by applying a predetermined voltage to each element through x16 and terminals Doy1 to Doy16 in a time division manner and applying a high voltage to the metal back through terminal Hv.

【0114】比較例1 実施例1において、薄膜の原料として有機パラジウム錯
体を用いた以外は全く同様にして無機微粒子膜を作成し
た。次にこれを真空容器中で通電処理(フォーミング処
理)する際に、本比較例ではフォーミング時のピーク電
圧は5Vと実施例に比べ20%程高くする必要があっ
た。
Comparative Example 1 An inorganic fine particle film was prepared in the same manner as in Example 1 except that an organic palladium complex was used as a raw material for the thin film. Next, when this was subjected to an energization process (forming process) in a vacuum container, the peak voltage during forming in this comparative example was 5 V, which was about 20% higher than that of the example.

【0115】このように、薄膜の原料に金属コロイドを
用いることにより電子放出部作成の際のフォーミングパ
ワーを20〜30%低下させることができる。
As described above, by using the metal colloid as the raw material of the thin film, the forming power at the time of forming the electron emitting portion can be reduced by 20 to 30%.

【0116】[0116]

【発明の効果】以上説明したように本発明の方法に従い
電子放出素子を製造するならば、所定の位置に必要なだ
けの金属コロイド溶液を付与することができ、また前記
溶液付与工程が電子放出用薄膜の二次元パターニング工
程をも兼ねるため、材料コストと作業コストを低減する
ことができる。さらに、二次元パターンの変更が必要と
なった場合には液体付与手段の制御系を変更するだけで
済み、一般には前記制御系のソフトウエアのみの変更で
対応可能であるため、フォトマスク等の変更を必要とす
るフォトリソグラフ技術を用いる製造方法に比べて変更
が容易である。したがって小量多品種生産に容易に適用
できる。
As described above, if the electron-emitting device is manufactured according to the method of the present invention, it is possible to apply the required amount of the metal colloid solution to the predetermined position, and the solution applying step includes the electron emission. Since it also serves as a two-dimensional patterning step of the thin film for use, material cost and working cost can be reduced. Furthermore, when it is necessary to change the two-dimensional pattern, it is only necessary to change the control system of the liquid applying means, and in general, only the software of the control system can be changed. The change is easier as compared with the manufacturing method using the photolithographic technique which requires the change. Therefore, it can be easily applied to small-quantity, multi-product production.

【0117】また、金属コロイド溶液を用いることによ
り初めから比較的粒径のそろった微粒子からなる薄膜を
作成することができるため作成された薄膜は均一でムラ
がない。
Further, by using the metal colloid solution, a thin film made of fine particles having a relatively uniform particle size can be formed from the beginning, and thus the formed thin film is uniform and has no unevenness.

【0118】さらに、金属コロイドは初めから無機微粒
子であることから電子放出部咲くしの際のフォーミング
パワーを有機金属材料を用いるものに比べ20〜30%
低下させることができる。
Further, since the metal colloid is an inorganic fine particle from the beginning, the forming power at the time of blooming of the electron emitting portion is 20 to 30% as compared with that using the organometallic material.
Can be lowered.

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

【図1】 本発明に好適な基本的な電子放出素子の構成
を示す模式的平面図及び断面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view and a sectional view showing a configuration of a basic electron-emitting device suitable for the present invention.

【図2】 本発明に好適な基本的な垂直型電子放出素子
の構成を示す模式的図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a basic vertical electron-emitting device suitable for the present invention.

【図3】 本発明に好適な電子放出素子の製造方法の1
例である。
FIG. 3 is a first method of manufacturing an electron-emitting device suitable for the present invention.
Here is an example.

【図4】 本発明に好適な通電フォーミングの電圧波形
の例である。
FIG. 4 is an example of a voltage waveform of energization forming suitable for the present invention.

【図5】 電子放出特性を測定するための測定評価装置
の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics.

【図6】 本発明に好適な電子放出素子の放出電流Ie
および素子電流Ifと素子電圧Vfの関係の典型的な例
である。
FIG. 6 is an emission current Ie of an electron-emitting device suitable for the present invention.
3 is a typical example of the relationship between the device current If and the device voltage Vf.

【図7】 単純マトリクス配置の電子源である。FIG. 7 shows an electron source having a simple matrix arrangement.

【図8】 画像形成装置の表示パネルの概略構成図であ
る。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a display panel of the image forming apparatus.

【図9】 蛍光膜である。FIG. 9 is a fluorescent film.

【図10】 画像形成装置をNTSC方式のテレビ信号
に応じて表示を行う例の駆動回路のブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of a drive circuit of an example in which an image forming apparatus displays according to an NTSC television signal.

【図11】 梯子配置の電子源である。FIG. 11 is a ladder arrangement electron source.

【図12】 画像形成装置の表示パネルの概略構成図で
ある。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a display panel of the image forming apparatus.

【図13】 本発明の電子放出素子作成のための有機金
属化合物溶液乾燥物の熱分解を示す示差走査熱分析曲線
である。
FIG. 13 is a differential scanning calorimetry curve showing thermal decomposition of a dried organometallic compound solution for preparing an electron-emitting device of the present invention.

【図14】 従来の電子放出素子の模式図である。FIG. 14 is a schematic view of a conventional electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板、2、3:素子電極、4:導電性薄膜、5:電
子放出部、21:段さ形成部、50:素子電極2、3間
の導電性薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するための
電流計、51:電子放出素子に素子電圧Vfを印加する
ための電源、53:アノード電極54に電圧を印加する
ための高圧電源、54:素子の電子放出部より放出され
る放出電流Ieを捕捉するためのアノード電極、55:
素子の電子放出部5より放出される放出電流Ieを測定
するための電流計、56:真空装置、57:排気ポン
プ、71:電子源基板、72:X方向配線、73:Y方
向配線、74:電子放出素子、75:結線、81:リア
プレート、82:支持枠、83:ガラス基板、84:蛍
光膜、85:メタルバック、86:フェースプレート、
87:高圧端子、88:外囲器、91:黒色導電材、9
2:蛍光体、93:ガラス基板、101:表示パネル、
102:走査回路、103:制御回路、104:シフト
レジスタ、105:ラインメモリ、106:同期信号分
離回路、107:変調信号発生器、VxおよびVa:直
流電圧源、110:電子源基板、111:電子放出素
子、112:Dx1〜Dx10は、前記電子放出素子を
配線するための共通配線、120:グリッド電極、12
1:電子が通過するための空孔、122:Dox1,D
ox2……Doxmよりなる容器外端子、123:グリ
ッド電極120と接続されたG1、G2……Gnからな
る容器外端子、124:電子源基板。
1: substrate, 2, 3: device electrode, 4: conductive thin film, 5: electron emission part, 21: step forming part, 50: device current If flowing through the conductive thin film 4 between the device electrodes 2, 3 51: a power source for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, 53: a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, 54: an emission current emitted from the electron-emitting portion of the device Anode electrode for trapping Ie, 55:
Ammeter for measuring emission current Ie emitted from the electron emission portion 5 of the device, 56: vacuum device, 57: exhaust pump, 71: electron source substrate, 72: X-direction wiring, 73: Y-direction wiring, 74 : Electron-emitting device, 75: connection, 81: rear plate, 82: support frame, 83: glass substrate, 84: fluorescent film, 85: metal back, 86: face plate,
87: high-voltage terminal, 88: envelope, 91: black conductive material, 9
2: phosphor, 93: glass substrate, 101: display panel,
102: scanning circuit, 103: control circuit, 104: shift register, 105: line memory, 106: synchronization signal separation circuit, 107: modulation signal generator, Vx and Va: DC voltage source, 110: electron source substrate, 111 :. Electron-emitting devices, 112: Dx1 to Dx10 are common wirings for wiring the electron-emitting devices, 120: Grid electrodes, 12
1: holes for passing electrons, 122: Dox1, D
ox2 ... Doxm outer container terminal, 123: G1, G2 ... Gn outer container terminal connected to grid electrode 120, 124: electron source substrate.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項01】 電極間に、電子放出部が形成された導
電性膜を有する電子放出素子の製造方法において、電子
放出部が形成される導電性膜の形成工程が、金属コロイ
ドを含む水溶液を液滴化して基板上に付与する工程と、
付与された該水溶液を加熱する工程とを有することを特
徴とする電子放出素子の製造方法。
01. A method of manufacturing an electron-emitting device having a conductive film having an electron-emitting portion formed between electrodes, wherein the step of forming the conductive film having the electron-emitting portion includes an aqueous solution containing a metal colloid. A step of forming droplets and applying the droplets onto the substrate,
And a step of heating the applied aqueous solution.
【請求項02】 前記水溶液に極性溶媒を添加すること
を特徴とする請求項1に記載の電子放出素子の製造方
法。
2. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein a polar solvent is added to the aqueous solution.
【請求項03】 前記極性溶媒として、ジメチルスルホ
キシドを用いることを特徴とする請求項2に記載の電子
放出素子の製造方法。
3. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein dimethyl sulfoxide is used as the polar solvent.
【請求項04】 前記の金属コロイドが、還元による化
学反応またはガス中蒸発法により生成されたコロイド水
溶液であることを特徴とする請求項1ないし3に記載の
電子放出素子の製造方法。
4. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the metal colloid is an aqueous colloid solution produced by a chemical reaction by reduction or an evaporation method in a gas.
【請求項05】 前記の金属コロイドが、Pd,Pt,
Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Z
n,Sn,Ta,W,Pbのいずれかであることを特徴
とする請求項1ないし4に記載の電子放出素子の製造方
法。
The metal colloid is Pd, Pt,
Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Z
5. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the electron-emitting device is any one of n, Sn, Ta, W, and Pb.
【請求項06】 前記の金属コロイドがプロタルピン酸
ナトリウム法またはガス中蒸発法により生成されたPd
コロイドであることを特徴とする請求項1ないし5に記
載の電子放出素子の製造方法。
06. The Pd produced by the sodium protalpinate method or the gas evaporation method, wherein the metal colloid is produced.
The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a colloid.
【請求項07】 前記の水溶液の前記金属含有量が0.
01重量%から5重量%の範囲であることを特徴とする
請求項1ないし6に記載の電子放出素子の製造方法。
07. The metal content of the aqueous solution is 0.
7. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the amount is in the range of 01% by weight to 5% by weight.
【請求項08】 前記の液体の極性溶媒濃度が0.00
5重量%から70重量%の範囲であることを特徴とする
請求項1ないし7に記載の電子放出素子の製造方法。
08. The polar solvent concentration of the liquid is 0.00
8. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the amount is in the range of 5% by weight to 70% by weight.
【請求項09】 前記水溶液の基板上への付与は、イン
クジェット方式を用いて行われる請求項1〜8に記載の
電子放出素子の製造方法。
9. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the application of the aqueous solution onto the substrate is performed using an inkjet method.
【請求項10】 前記インクジェット方式は、バブルジ
ェット方式であることを特徴とする請求項1〜9に記載
の電子放出素子の製造方法。
10. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the inkjet method is a bubble jet method.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の工
程にて形成された前記導電性膜に、電子放出部を形成す
るためのフォーミング処理を施す工程を有することを特
徴とする電子放出素子の製造方法。
11. An electron-emitting device comprising a step of subjecting the conductive film formed by the process according to claim 1 to a forming process for forming an electron-emitting portion. Device manufacturing method.
【請求項12】 前記フォーミング処理は、前記導電性
膜に通電する工程を含む請求項11に記載の電子放出素
子の製造方法。
12. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 11, wherein the forming process includes a step of energizing the conductive film.
【請求項13】 前記電子放出素子は、表面伝導型電子
放出素子である請求項1〜12いずれかに記載の電子放
出素子の製造方法。
13. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項14】 電子放出素子と、該素子への電圧印加
手段とを具備する電子源の製造方法であって、該電子放
出素子を請求項1〜13のいずれかに記載の方法で作製
することを特徴とする電子源の製造法。
14. A method of manufacturing an electron source comprising an electron-emitting device and a voltage applying means for the device, wherein the electron-emitting device is manufactured by the method according to any one of claims 1 to 13. A method of manufacturing an electron source, which is characterized by the following.
【請求項15】 電子放出素子及び該素子への電圧印加
手段を具備する電子源と、該素子から放出される電子を
受けて発光する発光体とを具備する表示パネルの製造方
法であって、該電子放出素子を請求項1〜13いずれか
に記載の方法で作製することを特徴とする表示パネルの
製造方法。
15. A method of manufacturing a display panel, comprising: an electron source having an electron-emitting device and means for applying a voltage to the device; and a light-emitting body that emits light by receiving electrons emitted from the device, A method for manufacturing a display panel, characterized in that the electron-emitting device is manufactured by the method according to claim 1.
【請求項16】 電子放出素子及び該素子への電圧印加
手段を具備する電子源と、該素子から放出される電子を
受けて発光する発光体と、外部信号に基づいて該素子へ
印加する電圧を制御する駆動回路とを具備する画像形成
装置の製造方法であって、該電子放出素子を請求項1〜
12いずれかに記載の方法で作製することを特徴とする
画像形成装置の製造方法。
16. An electron source including an electron-emitting device and a voltage applying unit for the device, a light-emitting body that emits light by receiving electrons emitted from the device, and a voltage applied to the device based on an external signal. A method of manufacturing an image forming apparatus, comprising: a drive circuit for controlling the electron emission device, wherein
12. A method for manufacturing an image forming apparatus, characterized by being manufactured by the method according to any one of 12.
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JP2006229254A (en) * 2006-05-29 2006-08-31 Morimura Chemicals Ltd Method for manufacturing translucent body
JP2006270118A (en) * 2006-05-29 2006-10-05 Morimura Chemicals Ltd Manufacturing method for circuit board
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