JPH087749A - Manufacture of electron emitting element, electron source and image forming device using this element manufactured by this method - Google Patents

Manufacture of electron emitting element, electron source and image forming device using this element manufactured by this method

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JPH087749A
JPH087749A JP13731794A JP13731794A JPH087749A JP H087749 A JPH087749 A JP H087749A JP 13731794 A JP13731794 A JP 13731794A JP 13731794 A JP13731794 A JP 13731794A JP H087749 A JPH087749 A JP H087749A
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敏一 大西
Masanori Mitome
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Abstract

PURPOSE:To manufacture electron emitting elements having excellent stability and a high efficiency quickly and easily by forming an electron emission part on a conductive film furnished between two opposing electrodes, and depositing carbon by the use of a carbonic compound having a specific vapor pressure. CONSTITUTION:By means of sputtering, etc., an electrode material is deposited on a base board 1, and element electrodes 2, 3 are formed using the photographic technique. Thereon a molten organic metal is applied followed by heating, baking, and etching or the like so that a conductive film 4 is formed between the two electrodes 2, 3 which are opposing. Then a reforming process is conducted, consisting of impressing a pulse voltage between the element electrodes 2, 3 and feeding current, and an electron emission part 5 whose structure has changed is formed on the conductive film 4. Then carbon or a carbonic compound is deposited on this film 4 as an activating process. The carbonic compound should have a vapor pressure of 5000hPa or less, more favorably between 2-5000hPa, in the temp. atmosphere specified for this process, and current is fed to between the electrodes so that activation is obtained.

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
法と、該製造方法にて製造される電子放出素子を用いた
電子源及び表示装置等の画像形成装置に関する発明であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electron-emitting device and an image forming apparatus such as an electron source and a display device using the electron-emitting device manufactured by the manufacturing method.

【0002】[0002]

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

【0003】上記FE型の例としては、W. P. Dyk
e&W. W. Dolan、”Field emissi
on”、Advance in Electron P
hysics、8、89(1956)あるいは、C.
A. Spindt、”PHYSIACL Proper
ties of thin−film field e
mission cathodes with mol
ybdenum cones”、J. Appl. Phy
s. 、47、5248(1976)等が知られている。
An example of the above-mentioned FE type is W.P.Dyk
e & W.W. Dolan, "Field emissi"
on ”, Advance in Electron P
hysics, 8, 89 (1956) or C.
A. Spindt, "PHYSIACL Proper
ties of thin-film field e
Mission cathodes with mol
ybdenum cones ”, J. Appl. Phy
S., 47, 5248 (1976) and the like.

【0004】上記MIM型の例としては、C. A. Me
ad、”The tunnel−emission a
mplifier、J. Appl. Phys. 、32、
646(1961)等が知られている。
An example of the above MIM type is CA Me.
ad, "The tunnel-emission a
mplifer, J. Appl. Phys., 32,
646 (1961) and the like are known.

【0005】また上記表面伝導型電子放出素子の例とし
ては、M. I. Elinson、Radio Eng.
Electron Pys. 、10、(1965)等
がある。
As examples of the surface conduction electron-emitting device, MI Elinson and Radio Eng.
Electron Pys., 10, (1965) and the like.

【0006】上記表面伝導型電子放出素子は、基板上に
形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すこ
とにより、電子放出が生ずる現象を利用するものであ
る。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリン
ソン(M.I.Elinson)等によるSnO2 薄膜
を用いたもの、Au薄膜によるもの[G. Dittme
r:”Thin Solid Films”、9、31
7(1972)]、In23 /SnO2 薄膜によるも
の[M. Hartwell and C. G. Fons
tad:”IEEE Trans. ED Conf.
”、519(1975)]、カーボン薄膜によるもの
[荒木久 他:真空、第26巻、第1号、22頁(19
83)]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 surface conduction electron-emitting device, one using a SnO 2 thin film according to the above-mentioned E. Elinson, one using an Au thin film [G. Dittme
r: "Thin Solid Films", 9, 31
7 (1972)], by In 2 O 3 / SnO 2 thin films [M. Hartwell and C. G. Fons].
tad: "IEEE Trans. ED Conf.
, 519 (1975)], by carbon thin film [Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (19)
83)] etc. have been reported.

【0007】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(M.Ha
rtwell)の素子構成を図21に示す。
As a typical device structure of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M. Hartwell (M.Ha
FIG. 21 shows the device configuration of rtwell).

【0008】図21において、221は基板であり、ま
た222は導電性膜で、H型形状のパタ−ンにスパッタ
で形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フ
ォ−ミングと呼ばれる通電処理により電子放出部223
が形成される。尚、図21中の素子電極間隔L1は0.
5〜1. 0mm、W’は0. 1mmで設定されている。
また、電子放出部223の位置及び形状については不明
であるので、模式図として表した。
In FIG. 21, 221 is a substrate, and 222 is a conductive film, which is composed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern, which is referred to as energization forming described later. Electron emission unit 223
Is formed. The element electrode spacing L1 in FIG.
5 to 1.0 mm, W'is set to 0.1 mm.
Further, since the position and shape of the electron emitting portion 223 are unknown, it is shown as a schematic diagram.

【0009】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、前述したように電子放出を行う前に導電性膜
222を予め通電フォーミングと呼ばれる通電処理によ
って電子放出部223を形成するのが一般的であった。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, as described above, the electron-emitting portion 223 is generally formed on the conductive film 222 by an energization process called energization forming before the electron emission. Met.

【0010】即ち、この通電フォーミングとは前記導電
性膜222の両端に直流電圧あるいは非常にゆっくりと
した昇電圧、例えば1V/ 分程度を印加通電し、導電性
膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に
高抵抗な状態にした電子放出部223を形成することで
ある。尚、例えば電子放出部223は、導電性膜224
の一部に発生した亀裂を有し、その亀裂付近から電子放
出が行われる。前記通電フォーミング処理をした表面伝
導型電子放出素子は、上記導電性膜224に電圧を印加
し、該素子に電流を流すことにより、上記電子放出部2
23より電子を放出せしめるものである。
That is, the energization forming means that a direct current voltage or a very slow rising voltage, for example, about 1 V / min is applied to both ends of the conductive film 222 to energize the conductive film 222 to locally destroy, deform or That is, the electron-emitting portion 223 is formed so as to have a high electrical resistance by being altered. Note that, for example, the electron emitting portion 223 is provided with the conductive film 224.
Has a crack generated in a part of it, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. In the surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the energization forming treatment, a voltage is applied to the conductive film 224, and a current is passed through the device, whereby the electron-emitting portion 2
The electron is emitted from 23.

【0011】以上述べた表面伝導型電子放出素子は、そ
の構造が単純であり、しかも、その製造が容易であるこ
と等から、大面積にわたり、多数の該素子を配列形成出
来るという利点を有する。そこで、このような利点を生
かせるようないろいろな応用が研究されている。例え
ば、荷電ビ−ム源、表示装置等が挙げられる。
The surface conduction electron-emitting device described above has an advantage that a large number of the devices can be arrayed over a large area because of its simple structure and easy manufacture. Therefore, various applications that can make use of such advantages are being studied. Examples thereof include a charged beam source and a display device.

【0012】多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成
した例としては、後述するように梯子型配置と呼ぶ、並
列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の該素子の
両端を配線(これを共通配線とも呼ぶ)でそれぞれ結線
した行を、多数行配列した電子源が挙げられる(例え
ば、特開昭64−31332号公報、特開平1−283
749号公報、特開平1−257552号公報等)。
As an example in which a large number of surface-conduction type electron-emitting devices are formed in an array, which is called a ladder-type arrangement as described later, surface-conduction type electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends of each device are wired ( An electron source in which a large number of rows, each of which is connected by a common line), is arranged (for example, JP-A-64-31332, JP-A-1-283).
749, JP-A-1-257552, etc.).

【0013】また、特に、表示装置等の画像形成装置に
おいては、近年、液晶を用いた平板型表示装置が、CR
Tに替わって普及してきたが、この液晶を用いた平板型
表示装置は、自発光型でないために、バックライトを持
たなければならない等の問題点があり、自発光型の表示
装置の開発が望まれてきた。
In particular, in image forming apparatuses such as display devices, in recent years, flat panel display devices using liquid crystals have
Although it has become popular in place of T, the flat panel display device using this liquid crystal has a problem that it must have a backlight because it is not a self-luminous type display device. Has been desired.

【0014】自発光型の表示装置の例としては、表面伝
導型電子放出素子を多数配置した電子源と、該電子源よ
り放出される電子によって可視光を発光せしめる蛍光体
とを組み合わせた表示装置である画像形成装置が挙げら
れる(米国特許5066883号公報等)。
An example of a self-luminous display device is a display device in which a large number of surface-conduction electron-emitting devices are arranged in an electron source and a phosphor that emits visible light by electrons emitted from the electron source is combined. The image forming apparatus is as follows (US Pat. No. 5,066,883).

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた表面伝導型電子放出素子の真空中での挙動について
は殆ど判っておらず、より安定で制御された電子放出特
性とその効率の向上が望まれてきた。
However, little is known about the behavior of the surface conduction electron-emitting device in a vacuum described above, and more stable and controlled electron emission characteristics and improvement of its efficiency are desired. It has been rare.

【0016】ここで効率とは、表面伝導型電子放出素子
の一対の素子電極に電圧を印加したとき、素子を流れる
電流(以後、素子電流Ifという)に対する真空中に放
出される電流(以後、放出電流Ieという)の電流比を
指す。
Here, the efficiency means that when a voltage is applied to a pair of device electrodes of a surface conduction electron-emitting device, a current (hereinafter, referred to as a device current If) flowing in the device (hereinafter, referred to as a device current If) is emitted in a vacuum (hereinafter, referred to as “current”). The current ratio of the emission current Ie).

【0017】つまり、素子電流Ifはでき得るだけ小さ
く、そして、放出電流Ieはでき得るだけ大きいことが
望ましい。
That is, it is desirable that the device current If is as small as possible and the emission current Ie is as large as possible.

【0018】より安定で制御された電子放出特性とその
効率の向上が成されれば、例えば、蛍光体を画像形成部
材とする画像形成装置においては、低電流で明るい高品
位な画像形成装置、例えばフラットテレビが実現され
る。また、低電流化に伴い、画像形成装置を構成する駆
動回路なども安価になることも期待できる。
If a more stable and controlled electron emission characteristic and its efficiency are improved, for example, in an image forming apparatus using a phosphor as an image forming member, a bright and high quality image forming apparatus with low current, For example, a flat TV is realized. Further, it can be expected that the drive circuit and the like that form the image forming apparatus will be cheaper as the current becomes lower.

【0019】本発明は、以上述べた通り、効率の高い電
子放出素子を得るための電子放出素子の製造方法と、該
製造方法にて製造される電子放出素子を用いた電子源及
び画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。
As described above, the present invention provides a method of manufacturing an electron-emitting device for obtaining an electron-emitting device with high efficiency, an electron source and an image forming apparatus using the electron-emitting device manufactured by the manufacturing method. It is intended to provide.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、対向する電極間に、電子放出部を含む導電性膜を
有する電子放出素子の製造方法において、電極間に形成
された、電子放出部を有する導電性膜に、炭素あるいは
炭素化合物を堆積させる工程を有し、且つ、該炭素ある
いは炭素化合物を堆積させる工程は、該工程での温度雰
囲気下における蒸気圧が5000hPa以下である炭素
化合物を用いて行われる工程であることを特徴とする電
子放出素子の製造方法である。
The present invention for achieving the above object provides a method of manufacturing an electron-emitting device having a conductive film including an electron-emitting portion between opposing electrodes, and an electron-emitting device formed between the electrodes. The method has a step of depositing carbon or a carbon compound on the conductive film having an emission part, and the step of depositing the carbon or the carbon compound has a vapor pressure of 5000 hPa or less under a temperature atmosphere in the step. It is a method of manufacturing an electron-emitting device, which is a step performed using a compound.

【0021】更に本発明は、電子放出素子を有し、入力
信号に応じて電子を放出する電子源において、前記電子
放出素子が上記製造方法にて製造される電子放出素子で
あることを特徴とする電子源である。
Further, according to the present invention, in an electron source having an electron emitting element and emitting an electron in response to an input signal, the electron emitting element is an electron emitting element manufactured by the above manufacturing method. It is an electron source.

【0022】更に本発明は、電子源と画像形成部材とを
有し、入力信号に基づいて画像形成する画像形成装置に
おいて、前記電子源が上記電子源であることを特徴とす
る画像形成装置である。
Further, the present invention is an image forming apparatus which has an electron source and an image forming member, and which forms an image based on an input signal, wherein the electron source is the electron source. is there.

【0023】以下に、本発明について更に詳述する。The present invention will be described in more detail below.

【0024】表面伝導型電子放出素子は、前述したよう
に、導電性膜に予め通電フォーミングと呼ばれる通電処
理を施すことによって、電子放出部を形成するのが一般
的であるが、該通電フォ−ミング処理が終了した素子に
対し、更に活性化処理を施すことが好ましいことを本出
願人は見出している。
As described above, in the surface conduction electron-emitting device, the electron-emitting portion is generally formed by subjecting the conductive film to an energization process called energization forming in advance. The Applicant has found that it is preferable to further perform an activation treatment on the element which has been subjected to the finishing treatment.

【0025】この活性化工程は、例えば、オイルを含む
真空排気系で排気された真空装置内で、上記フォーミン
グ後の素子に対し、例えば、通電フォーミングと同様の
電圧を印加することにより行われ、この活性化後の素子
には、電子放出部(またはその近傍)にカーボンが堆積
されている。従って、活性化工程には、電圧を印加する
際の素子が置かれている真空雰囲気中の有機材料の有無
が重要である。
This activation step is carried out, for example, by applying a voltage similar to that for energization forming to the element after forming in a vacuum apparatus exhausted by a vacuum exhaust system containing oil, After the activation, carbon is deposited on the electron emitting portion (or in the vicinity thereof). Therefore, in the activation process, the presence or absence of the organic material in the vacuum atmosphere in which the element for applying the voltage is placed is important.

【0026】このような電子放出部への有機材料の吸着
には、電子放出素子をその有機材料を含むガス雰囲気中
に暴露する方法が考えられ、従って、有機材料として、
室温において真空装置内への導入が容易であり、素子表
面で凝縮(液化)が起こりにくいガス状の材料が用いら
れたが、室温でガス状の有機材料は、電子放出部近傍よ
り脱離し易く、吸着量が少ないので、活性化し難いか、
または、活性化に時間がかかるという問題が生じた。ま
た、このような材料を吸着させるために、素子回りに有
機材料の分圧を大きくすることも可能であるが、多量の
材料を必要としたり、活性化工程後の有機材料の排気
(除去)に時間がかかるなどの問題も生じた。また、素
子温度を低くして吸着量を増やすことも可能であるが、
活性化工程のための装置が煩雑になる。
A method of exposing the electron-emitting device to a gas atmosphere containing the organic material can be considered for the adsorption of the organic material to the electron-emitting portion. Therefore, as the organic material,
A gaseous material was used that was easy to introduce into the vacuum device at room temperature and was less likely to condense (liquefy) on the device surface. However, an organic material that is gaseous at room temperature is more likely to be desorbed from the vicinity of the electron emission part. Since the amount of adsorption is small, it is difficult to activate,
Alternatively, there is a problem that activation takes time. Further, in order to adsorb such a material, it is possible to increase the partial pressure of the organic material around the element, but it requires a large amount of material or exhausts (removes) the organic material after the activation process. There was also a problem that it took time. It is also possible to lower the element temperature and increase the adsorption amount,
The device for the activation process becomes complicated.

【0027】一方、本出願人による特願平4−1945
64号で述べられているように、10-4〜10-5tor
r程度の低真空で長時間の電子放出続けた場合に、真空
中に微量に存在する排気系からのオイルと衝突して、コ
ンタミが電子放出部の近傍に堆積し、電子放出特性が劣
化するという問題が生じた。よって、活性化処理後の素
子雰囲気中からは、余分な有機材料は極力排気(除去)
することが望まれる。
On the other hand, Japanese Patent Application No. 4-1945 by the present applicant
As described in No. 64, 10 -4 to 10 -5 torr
When the electron emission is continued for a long time at a low vacuum of about r, it collides with a small amount of oil from the exhaust system existing in the vacuum, and contaminants are deposited in the vicinity of the electron emission portion, degrading the electron emission characteristics. The problem arises. Therefore, the excess organic material is exhausted (removed) as much as possible from the element atmosphere after the activation process.
It is desired to do.

【0028】本発明は、以上の知見に基づき、ある特定
の蒸気圧を有する炭素化合物を選択し、これを用いて上
記活性化処理を行うことにより、素子表面へ炭素化合物
が吸着し易く、よって、素子の活性化処理を迅速且つ容
易にするとともに、更に好ましい態様では、活性化処理
後の素子雰囲気中からの該炭素化合物の排気(除去)を
も容易にし、電子放出素子の耐久性の向上を図ることが
できる。
According to the present invention, based on the above findings, a carbon compound having a specific vapor pressure is selected, and the activation treatment is performed using the selected carbon compound, whereby the carbon compound is easily adsorbed on the device surface. In addition to facilitating the activation treatment of the element, in a more preferable mode, facilitating the exhaust (removal) of the carbon compound from the element atmosphere after the activation treatment, and improving the durability of the electron-emitting element. Can be achieved.

【0029】以下に、本発明の好ましい実施態様につい
て詳述する。
The preferred embodiments of the present invention will be described in detail below.

【0030】まず、本発明の電子放出素子の製造方法に
ついて、図1の(a)、(b)及び(c)を用いて説明
する。尚、図1は、該製造方法を工程順に示した素子断
面図である。
First, a method of manufacturing the electron-emitting device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c). Incidentally, FIG. 1 is an element cross-sectional view showing the manufacturing method in the order of steps.

【0031】本発明の電子放出素子の製造方法は、 (A)まず、基板上の一対の素子電極間に配置された導
電性膜に、フォ−ミング処理を行う工程を有する。
The method for manufacturing an electron-emitting device of the present invention includes (A) first, a step of performing a forming process on a conductive film arranged between a pair of device electrodes on a substrate.

【0032】1)基板1を、洗剤、純水、及び有機溶剤
により充分に洗浄した後、真空蒸着法、スパッタ法等に
より、電極材料を堆積し、次いで、フォトグラフィ−技
術により該基板1上に素子電極2及び3を形成する(図
1の(a))。
1) After the substrate 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water, and an organic solvent, an electrode material is deposited by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method or the like, and then on the substrate 1 by a photography technique. Element electrodes 2 and 3 are formed on the substrate (FIG. 1A).

【0033】2)素子電極2、3を設けた基板1に、有
機金属溶液を塗布して放置することにより有機金属薄膜
を形成する。この後、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、
更に、リフトオフ、エッチング等によりパタ−ニング
し、導電性膜4を形成する(図1の(b))。尚、ここ
では、有機金属溶液の塗布法により説明したが、これに
限られるものではなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学
的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナ
−法等によって形成される場合もある。
2) An organic metal thin film is formed by applying an organic metal solution to the substrate 1 having the device electrodes 2 and 3 and leaving it to stand. After that, the organometallic thin film is heated and baked,
Further, patterning is performed by lift-off, etching or the like to form the conductive film 4 ((b) of FIG. 1). In addition, although the description has been given here by using the coating method of the organic metal solution, the present invention is not limited to this, and vacuum deposition method, sputtering method, chemical vapor deposition method, dispersion coating method, dipping method, spinner method, etc. It may be formed.

【0034】3)次に、フォ−ミング処理を行う。3) Next, a forming process is performed.

【0035】このフォ−ミング処理は、導電性膜4を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめることにより、該
導電性膜4に構造の変化した部位を形成するための工程
であり、例えば、素子電極2及び3間に、不図示の電源
により通電して、導電性膜4の部位に構造の変化した電
子放出部5を形成する通電フォ−ミング処理である(図
1の(c))。このように、通電フォ−ミングにより導
電性膜4を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構
造の変化した部位を電子放出部と呼ぶ。
This forming process is a process for locally breaking, deforming or modifying the conductive film 4 to form a site having a changed structure in the conductive film 4, and for example, an element is formed. This is an energization forming process in which an electron-emitting portion 5 having a changed structure is formed in a region of the conductive film 4 by energizing a power source (not shown) between the electrodes 2 and 3 ((c) of FIG. 1). In this way, the portion where the conductive film 4 is locally destroyed, deformed or altered by the energization forming and the structure is changed is called an electron emission portion.

【0036】この通電フォ−ミングの電圧波形の例を図
2の(a)、(b)に示す。
Examples of voltage waveforms of this energization forming are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).

【0037】電圧波形は、特に、パルス波形が好まし
く、パルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加
する場合(図2の(a))と、パルス波高値を増加させ
ながら電圧パルスを印加する場合(図2の(b))とが
ある。
The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform, and in the case of continuously applying a pulse whose pulse peak value is a constant voltage ((a) in FIG. 2), the voltage pulse is increased while increasing the pulse peak value. There is a case where it is applied ((b) in FIG. 2).

【0038】まず、パルス波高値を定電圧とした場合
(図2の(a))について説明する。
First, the case where the pulse peak value is a constant voltage ((a) in FIG. 2) will be described.

【0039】図2の(a)において、T1、T2はそれ
ぞれ電圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、T1を1
マイクロ秒〜10ミリ秒、T2を10マイクロ秒〜10
0ミリ秒とし、三角波の波高値(通電フォ−ミング時の
ピ−ク電圧)は、作成する電子放出素子の形態に応じて
適宜選択し、適当な真空度、例えば、10-5torr程
度の真空雰囲気下で数秒から数十分印加する。尚、前記
素子電極間に印加するパルス波形は、三角波に限られる
ものではなく、矩形波等、所望の波形を用いても良い。
In FIG. 2A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, respectively.
Microsecond to 10 milliseconds, T2 10 microseconds to 10
The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is appropriately selected according to the form of the electron-emitting device to be formed, and the appropriate vacuum degree, for example, about 10 −5 torr is set. It is applied for several seconds to several tens of minutes in a vacuum atmosphere. The pulse waveform applied between the element electrodes is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave may be used.

【0040】次に、パルス波高値を増加させながら電圧
パルスを印加する場合(図2の(b))について説明す
る。
Next, the case where the voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value ((b) in FIG. 2) will be described.

【0041】図2の(b)において、T1、T2は前述
の図2の(a)と同様であるが、三角波の波高値(通電
フォ−ミング時のピ−ク電圧)は、例えば、0.1Vス
テップ程度づつ増加させ、適当な真空雰囲気下で印加す
る。
In FIG. 2B, T1 and T2 are the same as those in FIG. 2A described above, but the peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is 0, for example. Increase by about 1 V step and apply in an appropriate vacuum atmosphere.

【0042】尚、この場合の通電フォ−ミング処理の終
了は、パルス間隔T2中に、導電性膜4を局所的に破
壊、変形しない程度の電圧、例えば、0.1V程度の電
圧で、素子電流を測定し、抵抗値を求め、例えば、1M
オ−ム以上の抵抗を示した時に通電フォ−ミングを終了
とする。
In this case, the energization forming process is terminated at a voltage which does not locally destroy or deform the conductive film 4 during the pulse interval T2, for example, a voltage of about 0.1V. Measure the current and obtain the resistance value, for example, 1M
The energization forming is terminated when the resistance exceeds the ohm.

【0043】(B)更に、活性化処理を行う工程を有す
る。
(B) Further, there is a step of performing activation treatment.

【0044】4)前述の通りフォ−ミング処理を行った
素子に対し、活性化処理を行うが、この活性化処理と
は、例えば、10-4〜10-5torr程度の真空度で、
通電フォ−ミング同様に、波高値を定電圧としたパルス
の印加を繰り返す処理工程のことを言い、かかる処理工
程により、真空中に存在する有機物質から、炭素あるい
は炭素化合物が、上記素子に堆積して、素子電流If及
び放出電流Ieが著しく変化する。この活性化処理は、
例えば、放出電流Ieが飽和した時点で該処理工程を終
了とし、また、該パルス波高値は、好ましくは動作駆動
電圧である。
4) An activation treatment is performed on the element which has been subjected to the forming treatment as described above. The activation treatment is, for example, a vacuum degree of about 10 -4 to 10 -5 torr.
Similarly to the energization forming, it refers to a treatment process in which a pulse having a constant peak value is applied, and carbon or a carbon compound is deposited on the device from an organic substance existing in a vacuum by the treatment process. Then, the device current If and the emission current Ie change remarkably. This activation process is
For example, the processing step is terminated when the emission current Ie is saturated, and the pulse crest value is preferably the operation drive voltage.

【0045】ここで、前述した炭素あるいは炭素化合物
とは、TEM、ラマン等の結果から、グラファイト(但
し、単結晶及び多結晶の双方を含む)、非晶質カ−ボン
(但し、非晶質カ−ボンと多結晶グラファイトとの混合
物も含む)等であり、その堆積物の膜厚は、好ましく
は、500オングストロ−ム以下であり、より好ましく
は、300オングストロ−ム以下である。
Here, the above-mentioned carbon or carbon compound means, based on the results of TEM, Raman, etc., graphite (including both single crystal and polycrystal), amorphous carbon (however, amorphous). (Including a mixture of carbon and polycrystalline graphite) and the like, and the thickness of the deposit is preferably 500 angstroms or less, and more preferably 300 angstroms or less.

【0046】本発明の製造方法においては、この活性化
処理は、好ましくは、適宜選択された炭素化合物材料を
真空雰囲気中に導入することにより行われる。また、本
発明において更に好ましくは、活性化処理を施す素子
を、オイル成分を含まない真空雰囲気中に保持し、その
後上記炭素化合物を導入することにより行われる。
In the production method of the present invention, this activation treatment is preferably carried out by introducing an appropriately selected carbon compound material into a vacuum atmosphere. Further, in the present invention, more preferably, the element to be activated is held in a vacuum atmosphere containing no oil component, and then the carbon compound is introduced.

【0047】即ち、本発明で特に選択される好ましい炭
素化合物材料は、この活性化処理工程時の雰囲気温度に
おける蒸気圧が、5000hPa以下の材料である。
That is, the preferred carbon compound material particularly selected in the present invention is a material having a vapor pressure of 5000 hPa or less at the ambient temperature during the activation treatment step.

【0048】また、この活性化処理工程時の雰囲気温度
は、室温である方が、炭素化合物材料の導入や素子の温
度管理等の点から好ましく、よって、この活性化処理に
用いられる炭素化合物材料は、より好ましくは、20℃
における蒸気圧が5000hPa以下の材料であり、例
えば、アルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素
類、芳香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、
ケトン類、アミン類、フェノール、カルボン、スルホン
酸等の有機酸類、及びこれらの炭素化合物有機材料の誘
導体の中で、上記蒸気圧の条件に適合する炭素化合物材
料が適宜選択される。
Further, it is preferable that the ambient temperature during the activation treatment step is room temperature from the viewpoints of introduction of the carbon compound material and temperature control of the element. Therefore, the carbon compound material used for the activation treatment is preferable. Is more preferably 20 ° C.
Is a material having a vapor pressure of 5000 hPa or less, for example, alkane, alkene, alkyne aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes,
Among the organic acids such as ketones, amines, phenol, carvone, and sulfonic acid, and derivatives of these carbon compound organic materials, a carbon compound material that meets the above vapor pressure conditions is appropriately selected.

【0049】20℃における蒸気圧が5000hPa以
下の炭素化合物材料のうち、本発明において特に好まし
い材料を具体的に列挙するならば、ブタジエン、n−ヘ
キサン、1−ヘキセン、n−オクタン、n−デカン、n
−ドデカン、ベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、o
−キシレン、ベンゾニトリル、クロロエチレン、トリク
ロロエチレン、メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール、エチレングリコール、グリセリン、ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド、プロパナール、アセト
ン、エチルメチルケトン、ジエチルケトン、メチルアミ
ン、エチルアミン、エチレンジアミン、フェノール、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。
Among the carbon compound materials having a vapor pressure of not more than 5000 hPa at 20 ° C., the materials particularly preferred in the present invention will be specifically listed. Butadiene, n-hexane, 1-hexene, n-octane, n-decane. , N
-Dodecane, benzene, nitrobenzene, toluene, o
-Xylene, benzonitrile, chloroethylene, trichloroethylene, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, glycerin, formaldehyde, acetaldehyde, propanal, acetone, ethyl methyl ketone, diethyl ketone, methylamine, ethylamine, ethylenediamine, phenol, formic acid, Examples thereof include acetic acid and propionic acid.

【0050】本発明の製造方法において用いられる炭素
化合物材料の前記蒸気圧が5000hPa以下であるこ
とは、素子表面への炭素あるいは炭素化合物の堆積を容
易にし、電子放出素子の活性化処理時間を短縮すること
ができる。
When the vapor pressure of the carbon compound material used in the manufacturing method of the present invention is 5000 hPa or less, the deposition of carbon or the carbon compound on the device surface is facilitated and the activation treatment time of the electron-emitting device is shortened. can do.

【0051】更に、本発明で特に選択される炭素化合物
材料は、上記活性化処理工程時の雰囲気温度、好ましく
は20℃における蒸気圧が、0.2hPa〜5000h
Pa、より望ましくは10hPa〜5000hPaであ
ることが特に好ましい。
Furthermore, the carbon compound material particularly selected in the present invention has a vapor pressure of 0.2 hPa to 5000 h at the ambient temperature during the activation treatment step, preferably at 20 ° C.
Pa, more preferably 10 hPa to 5000 hPa is particularly preferable.

【0052】20℃における蒸気圧が0.2hPa〜5
000hPaである炭素化合物材料のうち、本発明にお
いて特に好ましい炭素化合物材料を具体的に列挙するな
らば、ブタジエン、n−ヘキサン、1−ヘキセン、ベン
ゼン、トルエン、o−キシレン、ベンゾニトリル、クロ
ロエチレン、トリクロロエチレン、メタノール、エタノ
ール、イソプロピルアルコール、ホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、プロパナール、アセトン、エチルメチ
ルケトン、ジエチルケトン、メチルアミン、エチルアミ
ン、エチレンジアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロ
ピオン酸等が挙げられる。
The vapor pressure at 20 ° C. is 0.2 hPa-5.
Among the carbon compound materials of 000 hPa, particularly preferred carbon compound materials in the present invention are butadiene, n-hexane, 1-hexene, benzene, toluene, o-xylene, benzonitrile, chloroethylene, Examples thereof include trichloroethylene, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, formaldehyde, acetaldehyde, propanal, acetone, ethyl methyl ketone, diethyl ketone, methylamine, ethylamine, ethylenediamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like.

【0053】本発明の製造方法において用いられる炭素
化合物材料の前記蒸気圧が、0.2hPa〜5000h
Paであることは、素子表面への炭素あるいは炭素化合
物の堆積を容易にし、電子放出素子の活性化処理時間を
短縮することができるうえに更には、活性化処理後の素
子雰囲気中からの該炭素化合物の排気(除去)をも容易
し、電子放出素子のより一層の耐久性の向上を図ること
ができる。
The vapor pressure of the carbon compound material used in the production method of the present invention is 0.2 hPa to 5000 h.
When it is Pa, the deposition of carbon or a carbon compound on the device surface can be facilitated, the activation treatment time of the electron-emitting device can be shortened, and moreover, it can be removed from the device atmosphere after the activation treatment. Evacuation (removal) of the carbon compound can be facilitated, and the durability of the electron-emitting device can be further improved.

【0054】また、本発明の製造方法において、炭素化
合物材料の導入分圧としては、通常の真空排気装置を用
いた場合、10-2〜10-7torr程度であることが好
ましい。
In the production method of the present invention, the partial pressure of the carbon compound material introduced is preferably about 10 -2 to 10 -7 torr when a normal vacuum exhaust device is used.

【0055】また、炭素化合物材料の蒸気圧とその導入
分圧に関しては、炭素化合物材料の蒸気圧をPr0 、導
入分圧をPrとすると、PrはPro ×10-8以上であ
るように、炭素化合物材料の種類に応じて導入分圧を設
定することが、特に、活性化処理時間を短縮できる等の
点から好ましい。
Regarding the vapor pressure of the carbon compound material and its introduction partial pressure, if the vapor pressure of the carbon compound material is Pr 0 and the introduction partial pressure is Pr, Pr is Pr o × 10 -8 or more. In particular, it is preferable to set the introduction partial pressure according to the type of carbon compound material, in particular, because the activation treatment time can be shortened.

【0056】尚、以上述べた活性化処理は、前記真空雰
囲気に導入する有機材料の種類と導入分圧、及び素子に
印加するパルス電圧等に依存して、素子電流If、及び
放出電流Ieの時間依存が変化する他、前記フォーミン
グ処理によって変形、変質した導電性膜の近傍へ形成さ
れる炭素または炭素化合物の被膜の形成状態も変化する
ものである。
The activation treatment described above depends on the type and partial pressure of the organic material introduced into the vacuum atmosphere, the pulse voltage applied to the element, and the like, and the device current If and the emission current Ie. In addition to the change in the time dependence, the state of formation of the carbon or carbon compound coating formed near the conductive film that has been deformed or altered by the forming process also changes.

【0057】以上のように作成された電子放出素子は、
好ましくは、前記通電フォ−ミング処理あるいは前記活
性化処理での真空度より高い真空度の真空雰囲気にて動
作駆動され、より好ましくは、80〜150℃にて加熱
後、このより高い真空度の真空雰囲気下で動作駆動され
る。尚、前記通電フォ−ミング処理あるいは前記活性化
処理での真空度より高い真空度の真空雰囲気とは、例え
ば、約10-6torr以上の真空度であり、より好まし
くは、前記炭素及び炭素化合物が新たにほぼ堆積しない
ような超高真空系である。このような超高真空系におい
ては、これ以上の炭素及び炭素化合物の堆積を抑制する
ことが可能であり、よって、素子電流If、放出電流I
eは安定する。
The electron-emitting device manufactured as described above is
Preferably, it is operated and driven in a vacuum atmosphere having a vacuum degree higher than the vacuum degree in the energization forming process or the activation process, and more preferably after heating at 80 to 150 ° C. It is operated and driven in a vacuum atmosphere. The vacuum atmosphere having a vacuum degree higher than the vacuum degree in the energization forming treatment or the activation treatment is, for example, a vacuum degree of about 10 −6 torr or more, and more preferably the carbon and the carbon compound. Is an ultra-high vacuum system where almost no new deposits occur. In such an ultra-high vacuum system, it is possible to suppress further deposition of carbon and carbon compounds, and therefore, the device current If and the emission current I
e is stable.

【0058】次に、以上の本発明の製造方法にて作成さ
れる電子放出素子の基本特性について、図3及び図4を
用いて説明する。
Next, the basic characteristics of the electron-emitting device produced by the above manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

【0059】図3は、上述の製造方法にて製造された電
子放出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。尚、図3において、図1と同じ
符号を付したものは同様の部材を示す。また、11は、
電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための電源、1
0は、素子電極2及び3間の導電性膜4を流れる素子電
流Ifを測定するための電流計、14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
−ド電極、13は、アノ−ド電極14に電圧を印加する
ための高圧電源、12は、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、15は真
空装置、16は排気ポンプである。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics of the electron-emitting device manufactured by the above-described manufacturing method. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members. Also, 11 is
A power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, 1
0 is an ammeter for measuring the device current If flowing through the conductive film 4 between the device electrodes 2 and 3, and 14 is an anode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device. Electrodes, 13 are high voltage power supplies for applying voltage to the anode electrode 14, 12 are ammeters for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 5 of the device, 15 is a vacuum device, 16 Is an exhaust pump.

【0060】また、電子放出素子及びアノ−ド電極14
などは、真空装置15内に設置され、その真空装置に
は、不図示の真空系などの真空装置に必要な機器が具備
されており、所望の真空下で電子放出素子の測定評価を
行えるようになっている。尚、排気ポンプ16は、タ−
ボポンプ、ロ−タリ−ポンプからなる通常の高真空装置
系と、更には、イオンポンプなどからなる超高真空装置
系とからなる。
Further, the electron-emitting device and the anode electrode 14
Are installed in the vacuum device 15, and the vacuum device is equipped with equipment necessary for the vacuum device such as a vacuum system (not shown) so that measurement and evaluation of the electron-emitting device can be performed under a desired vacuum. It has become. The exhaust pump 16 is a
It is composed of a normal high vacuum device system including a bo pump and a rotary pump, and an ultra high vacuum device system including an ion pump.

【0061】また、この真空装置15には、図4に示す
ように、ニードルバルブ21を介して炭素化合物材料を
有するアンプルまたはガスボンベ等の材料源22と接続
されており、真空装置15内に炭素化合物材料が気体と
して導入できるようになっており、その導入量は、真空
計により真空度を測定しながら、ニードルバルブ21の
開閉量と排気ポンプ23の排気量により調整することが
できる。尚、24はバルブを示し、25はドライポンプ
を示す。
Further, as shown in FIG. 4, the vacuum device 15 is connected via a needle valve 21 to a material source 22 such as an ampoule or a gas cylinder having a carbon compound material. The compound material can be introduced as a gas, and the introduction amount can be adjusted by the opening / closing amount of the needle valve 21 and the exhaust amount of the exhaust pump 23 while measuring the degree of vacuum with a vacuum gauge. In addition, 24 shows a valve and 25 shows a dry pump.

【0062】また、真空装置全体及び、電子放出素子の
配置された基板は、不図示のヒ−タ−により200℃ま
で加熱できる。よって、本測定評価装置は、前述の本発
明の製造方法における通電フォ−ミング以降の工程を行
うことのできる製造装置とも成り得るものである。
The entire vacuum apparatus and the substrate on which the electron-emitting device is arranged can be heated to 200 ° C. by a heater (not shown). Therefore, the present measurement / evaluation apparatus can also be a manufacturing apparatus capable of performing the steps after the energization forming in the above-described manufacturing method of the present invention.

【0063】尚、アノ−ド電極の電圧は1kV〜10k
V、アノ−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 voltage of the anode electrode is 1 kV to 10 k.
V, the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device is 2 mm to
It was measured in the range of 8 mm.

【0064】図3に示した測定評価装置により測定され
た、素子電流Ifと放出電流Ieの活性化処理時間に対
する依存例を図5に、また、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6に示
す。尚、図6は、放出電流Ieは素子電流Ifに比べて
著しく小さいので、任意単位で示されている。
FIG. 5 shows an example of dependence of the device current If and the emission current Ie on the activation processing time measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG. 3, and the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf. A typical example of the relationship is shown in FIG. It should be noted that FIG. 6 shows the emission current Ie in an arbitrary unit because it is significantly smaller than the device current If.

【0065】図6からも明らかなように、本発明の製造
方法にて作成される電子放出素子は、放出電流Ieに対
する三つの特徴的な性質を有する。
As is clear from FIG. 6, the electron-emitting device manufactured by the manufacturing method of the present invention has three characteristic properties with respect to the emission current Ie.

【0066】まず第一に、本素子はある電圧(閾値電圧
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、閾値電圧Vth以
下では放出電流Ieがほとんど検出されない。すなわ
ち、放出電流Ieに対する明確な閾値電圧Vthを持っ
た非線形素子である。
First of all, in the present device, when an element voltage higher than a certain voltage (called threshold voltage, Vth in FIG. 6) is applied, the emission current Ie sharply increases, while on the other hand, when the element voltage is lower than the threshold voltage Vth. Almost no Ie is detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0067】第二に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依
存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御でき
る。
Secondly, since the emission current Ie depends on the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.

【0068】第三に、アノード電極14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14に捕捉される電荷量は、素子
電圧Vfを印加する時間により制御できる。
Thirdly, the emitted charges captured by the anode electrode 14 depend on the time for which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charges captured by the anode electrode 14 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.

【0069】尚、図6に示される通り、素子電流If
は、素子電圧Vfに対して単調増加する特性(MI特性
と呼ぶ)(図6の実線)と、電圧制御型負性抵抗特性
(VCNR特性と呼ぶ)(図6の破線)を示す両場合が
あるが、これら素子電流の特性は、その製法及び真空装
置内の真空雰囲気条件等に依存する。本発明において、
より好ましい態様は、上記MI特性を示す態様である。
As shown in FIG. 6, the device current If
Indicates a characteristic that monotonically increases with respect to the element voltage Vf (referred to as MI characteristic) (solid line in FIG. 6) and a voltage-controlled negative resistance characteristic (referred to as VCNR characteristic) (broken line in FIG. 6). However, the characteristics of these element currents depend on the manufacturing method, the vacuum atmosphere conditions in the vacuum apparatus, and the like. In the present invention,
A more preferable aspect is an aspect exhibiting the MI characteristic.

【0070】以上のように作成される電子放出素子は、
基本的には、以下に述べるような構成を有し、平面型表
面伝導型電子放出素子と垂直型表面伝導型電子放出素子
の二つに大別される。
The electron-emitting device produced as described above is
Basically, it has a structure as described below and is roughly classified into a planar surface conduction electron-emitting device and a vertical surface conduction electron-emitting device.

【0071】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。
First, the planar surface conduction electron-emitting device will be described.

【0072】図7の(a)及び(b)はそれぞれ、平面
型表面伝導型電子放出素子の基本構成を示す模式的平面
図及び断面図である。図7において、1は基板、2及び
3は素子電極、4は導電性膜、5は電子放出部を示す。
7 (a) and 7 (b) are a schematic plan view and a sectional view, respectively, showing the basic structure of the planar surface conduction electron-emitting device. In FIG. 7, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive film, and 5 is an electron emitting portion.

【0073】基板1としては、石英ガラス、Na等の不
純物含有量を減少させたガラス、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挙げられ
る。
As the substrate 1, quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, soda lime glass, a soda lime glass substrate laminated with SiO 2 formed by a sputtering method, and ceramics such as alumina are used. Can be mentioned.

【0074】対向する素子電極5、6の材料としては、
一般的な導体材料が用いられ、例えば、Ni、Cr、A
u、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金
属、或は合金、及びPd、Ag、Au、RuO2 、Pd
- Ag等の金属或は金属酸化物、ガラス等から構成され
る印刷導体、In23 −SnO2 等の透明導電体及び
ポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択され
る。
The material of the opposing device electrodes 5 and 6 is as follows.
Common conductor materials are used, such as Ni, Cr, A
Metals or alloys such as u, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, and Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd.
- metal or metal oxide such as Ag, printed conducting materials made of glass or the like is appropriately selected from a semiconductor conductive material such as a transparent conductor and polysilicon or the like In 2 O 3 -SnO 2 or the like.

【0075】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
膜4の形状等は、かかる電子放出素子の応用形態等によ
り適宜設計されるが、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と電子
放出し得る電界強度等により、数マイクロメ−トルより
数十マイクロメ−トルである。
The element electrode spacing L, the element electrode length W, the shape of the conductive film 4 and the like are appropriately designed according to the application form of the electron-emitting device, and the element electrode spacing L is preferably
It is from several hundred angstroms to several hundreds of micrometers, and more preferably from several micrometers to several tens of micrometers depending on the voltage applied between the device electrodes and the electric field strength capable of emitting electrons.

【0076】尚、導電性膜4と素子電極2、3の積層順
序は、図7に示される態様に限られず、基板1上に、導
電性膜4、対向する素子電極2、3の順に積層構成して
も良い。
The order of laminating the conductive film 4 and the device electrodes 2 and 3 is not limited to the mode shown in FIG. 7, and the conductive film 4 and the opposing device electrodes 2 and 3 are laminated in this order on the substrate 1. It may be configured.

【0077】導電性膜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−
ジ、素子電極2、3間の抵抗値、及び前述した通電フォ
−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−ムより数千オングストロ−ムで、特に好
ましくは、10オングストロ−ム〜500オングストロ
−ムであって、その抵抗値は、103 〜107 オ−ム/
□のシ−ト抵抗値である。
In order to obtain good electron emission characteristics, the conductive film 4 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles, and the film thickness thereof is a step coverage to the device electrodes 2 and 3.
The resistance is set appropriately according to the resistance value between the device electrodes 2 and 3, and the above-mentioned energization forming conditions, etc., preferably from several angstroms to several thousand angstroms, particularly preferably from 10 angstroms to It is 500 angstrom and its resistance value is 10 3 to 10 7 ohm /
It is the sheet resistance value of □.

【0078】また、導電性膜4を構成する材料は、P
d、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、F
e、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、PdO、S
nO2 、In23 、PbO、Sb23 等の酸化物、
HfB2 、ZrB2 、LaB6 、CeB6 、YB4 、G
dB4 等の硼化物、TiC、ZrC、HfC、TaC、
SiC、WC等の炭化物、TiN、ZrN、HfN等の
窒化物、Si、Ge等の半導体、カーボン等が挙げられ
る。
The material forming the conductive film 4 is P
d, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
e, Zn, Sn, Ta, W, Pb and other metals, PdO, S
oxides such as nO 2 , In 2 O 3 , PbO and Sb 2 O 3 ;
HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB 4 , G
Borides such as dB 4 , TiC, ZrC, HfC, TaC,
Examples thereof include carbides such as SiC and WC, nitrides such as TiN, ZrN and HfN, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.

【0079】尚、ここで述べる微粒子膜とは、複数の微
粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子
が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに
隣接、あるいは重なり合った状態(島状も含む)の膜を
指しており、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〜200オングストロームである。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only a state in which the fine particles are dispersed and arranged but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other ( The particle size of the fine particles is from several angstroms to several thousand angstroms, preferably 10 angstroms to 200 angstroms.

【0080】電子放出部5は、例えば、導電性膜4の一
部に形成された高抵抗の亀裂であり、導電性膜4の膜
厚、膜質、材料及び前述した通電フォ−ミング等の製法
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、導電性膜4を構成する
材料の元素の一部、あるいは該元素の全てを含むもので
ある。また、電子放出部5及びその近傍の導電性膜4に
は、炭素及び炭素化合物を有する。
The electron-emitting portion 5 is, for example, a high-resistance crack formed in a part of the conductive film 4, and the film thickness, film quality, material of the conductive film 4 and the above-mentioned current forming method and the like. Is formed depending on. Further, it may have conductive fine particles having a particle size of several hundred angstroms to several hundred angstroms. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material forming the conductive film 4. Further, the electron emitting portion 5 and the conductive film 4 in the vicinity thereof contain carbon and a carbon compound.

【0081】次に、前記垂直型表面伝導型電子放出素子
について説明する。
Next, the vertical surface conduction electron-emitting device will be described.

【0082】図8は、垂直型表面伝導型電子放出素子の
基本的な構成を示す模式的図面であり、図7と同一の符
号を付した部材は、図7のものと同様である。
FIG. 8 is a schematic view showing the basic structure of a vertical surface conduction electron-emitting device, and the members with the same reference numerals as those in FIG. 7 are the same as those in FIG.

【0083】基板1、素子電極2及び3、導電性膜4、
電子放出部5は、前述した平面型表面伝導型電子放出素
子と同様の材料にて構成されたものであるが、段差形成
部31は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法などで形成
されたSiO2 などの絶縁性材料で構成され、段差形成
部31の膜厚が、先に述べた平面型表面伝導型電子放出
素子の素子電極間隔Lに対応し、数百オングストロ−ム
から数十マイクロメ−トルであり、該段差形成部の製
法、及び素子電極間に印加する電圧と電子放出し得る電
界強度により適宜設定されるが、好ましくは、数百オン
グストロ−ムから数マイクロメ−トルとされる。
The substrate 1, the device electrodes 2 and 3, the conductive film 4,
The electron-emitting portion 5 is made of the same material as that of the above-mentioned planar surface conduction electron-emitting device, but the step forming portion 31 is formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method or the like. The step forming portion 31 is made of an insulating material such as SiO 2, and the film thickness of the step forming portion 31 corresponds to the device electrode spacing L of the flat surface conduction electron-emitting device described above, and is from several hundred angstroms to several tens of micrometers. Is set appropriately depending on the manufacturing method of the step forming portion and the voltage applied between the device electrodes and the electric field strength capable of emitting electrons, but preferably from several hundred angstroms to several micrometer. .

【0084】導電性膜4は、素子電極2及び3と段差形
成部31の作成後に形成されるために、素子電極2及び
3の上に積層される。なお、電子放出部5は、図8にお
いては、段差形成部31に直線状に示されているが、作
成条件及び前述の通電フォ−ミング条件などに依存し
て、その形状及び位置共にこれに限るものではない。
Since the conductive film 4 is formed after the device electrodes 2 and 3 and the step forming portion 31 are formed, it is laminated on the device electrodes 2 and 3. Although the electron-emitting portion 5 is shown as a straight line in the step forming portion 31 in FIG. 8, the shape and position of the electron-emitting portion 5 depend on the forming conditions and the above-described energization forming conditions. It is not limited.

【0085】以上のような本発明の製造方法にて作成さ
れる電子放出素子は、前述の三つの特徴的性質を有する
ので、入力信号に応じて、電子放出特性が、複数の電子
放出素子を配置した電子源及び画像形成装置等において
も容易に制御できることとなり、多方面への応用ができ
る。
Since the electron-emitting device produced by the manufacturing method of the present invention as described above has the above-mentioned three characteristic properties, a plurality of electron-emitting devices having electron-emitting characteristics are provided depending on the input signal. It is possible to easily control even the arranged electron source and the image forming apparatus, and it is possible to apply to various fields.

【0086】次に、本発明の製造方法にて作成される電
子放出素子を用いた電子源及び画像形成装置の基本的な
構成について述べる。
Next, the basic structure of the electron source and the image forming apparatus using the electron-emitting device produced by the manufacturing method of the present invention will be described.

【0087】本発明の製造方法により作成される電子放
出素子を、好ましくは複数個、基板上に配列して、電子
源及び画像形成装置が構成される。上記基板上での電子
放出素子の配列方式は、例えば、従来例で述べた、多数
の表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子
の両端を配線にて結線した、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(グリッドと呼ぶ)により電子を制御駆動する配列
法、及びつぎに述べるm本のX方向配線の上にn本のY
方向配線を、層間絶縁層を介して、設置し表面伝導型電
子放出素子の一対の素子電極にそれぞれ、X方向配線、
Y方向配線を接続した配列法があげられる。これを単純
マトリクス配置と以下呼ぶ。
An electron source and an image forming apparatus are constructed by arranging a plurality of electron-emitting devices produced by the manufacturing method of the present invention, preferably on a substrate. The arrangement method of the electron-emitting devices on the substrate is, for example, the electron-emitting device described in the conventional example, in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends of each device are connected by wiring. A large number of rows are arranged (called a row direction), and electrons are controlled and driven by a control electrode (called a grid) installed in a space above the electron source in a direction orthogonal to this wiring (called a column direction). Array method, and n Ys on m X-direction wiring described below.
Directional wiring is provided via an interlayer insulating layer, and the pair of element electrodes of the surface conduction electron-emitting device are respectively provided with X-direction wiring,
There is an array method in which wiring in the Y direction is connected. This is called a simple matrix arrangement below.

【0088】まず、単純マトリクスについて詳述する。First, the simple matrix will be described in detail.

【0089】本発明にかかわる電子放出素子の前述した
3つの基本的特性の特徴によれば、、単純マトリクス配
置された表面伝導型電子放出素子においても、表面伝導
型電子放出素子からの放出電子は、閾値電圧以上では、
対向する素子電極間に印加するパルス状電圧の波高値と
幅で制御される。一方、閾値電圧以下では、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
を適宜印加すれれば、入力信号に応じて、表面伝導型電
子放出素子を選択し、その電子放出量が、制御できるこ
ととなる。
According to the characteristics of the above-mentioned three basic characteristics of the electron-emitting device according to the present invention, even in the surface-conduction electron-emitting device arranged in the simple matrix, the emitted electrons from the surface-conduction electron-emitting device are , Above the threshold voltage,
It is controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between the opposing element electrodes. On the other hand, below the threshold voltage, it is hardly emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if the pulsed voltage is appropriately applied to each device, a surface conduction electron-emitting device is selected according to an input signal, The electron emission amount can be controlled.

【0090】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9を用いて説明する。尚、図9にお
いて、71は複数の表面伝導型電子放出素子が配列され
た基板(以下、電子源基板という)、72はX方向配
線、73はY方向配線、74は表面伝導型電子放出素
子、75は結線である。尚、表面伝導型電子放出素子7
4は、前述した平面型あるいは垂直型のどちらであって
も良い。図9において、電子源基板71は、前述したガ
ラス基板等であり、用途に応じて設置される表面伝導型
電子放出素子の個数及び個々の素子の設計上の形状が、
適宜設定される。
The configuration of the electron source substrate constructed based on this principle will be described below with reference to FIG. In FIG. 9, reference numeral 71 is a substrate on which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged (hereinafter referred to as electron source substrate), 72 is an X-direction wiring, 73 is a Y-direction wiring, and 74 is a surface conduction electron-emitting device. , 75 are connections. The surface conduction electron-emitting device 7
4 may be either of the above-mentioned plane type or vertical type. In FIG. 9, the electron source substrate 71 is the above-described glass substrate or the like, and the number of surface conduction electron-emitting devices installed according to the application and the design shape of each device are
It is set appropriately.

【0091】m本のX方向配線72は、DX1、DX
2、..、DXmからなり、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
表面伝導型電子放出素子にほぼ均等な電圧が供給される
様に、材料、膜厚、配線巾が設定される。Y方向配線7
3は、DY1 、DY2、..、DYnのn本の配線より
なり、X方向配線72と同様に、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法等で形成し、所望のパターンとした導電性金
属等からなり、多数の表面伝導型素子にほぼ均等な電圧
が供給される様に、材料、膜厚、配線巾等が設定され
る。これらm本のX方向配線72とn本のY方向配線7
3間には、不図示の層間絶縁層が設置され、電気的に分
離されて、マトリックス配線を構成する。尚、m及びn
は共に正の整数である。
The m X-direction wirings 72 are DX1 and DX.
2 ,. . , DXm, and is a conductive metal formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. Further, the material, the film thickness, and the wiring width are set so that a substantially uniform voltage is supplied to many surface conduction electron-emitting devices. Y direction wiring 7
3 is DY1, DY2 ,. . , DYn of n wirings, similar to the X-direction wiring 72, a vacuum deposition method, a printing method,
The material, the film thickness, the wiring width, etc. are set so that a large number of surface conduction elements are formed by a sputtering method or the like and are made of a conductive metal or the like and have a desired pattern. These m X-direction wirings 72 and n Y-direction wirings 7
An inter-layer insulating layer (not shown) is installed between 3 and electrically isolated to form a matrix wiring. Incidentally, m and n
Are both positive integers.

【0092】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたSiO2 等であり、X方
向配線72を形成した基板71の全面、あるいはその一
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様に、膜厚、
材料、製法が、適宜設定される。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 deposition method, a printing method, a sputtering method or the like, and is formed on the entire surface of the substrate 71 on which the X-direction wiring 72 is formed, or a part thereof. Formed in a shape, and in particular, the X-direction wiring 72 and Y
In order to withstand the potential difference at the intersection of the direction wiring 73, the film thickness,
The material and manufacturing method are appropriately set. The X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73 are drawn out as external terminals.

【0093】更に、表面伝導型電子放出素子74の対向
する電極(不図示)が、m本のX方向配線72及び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とによっ
て電気的に接続されているものである。
Further, the opposing electrodes (not shown) of the surface-conduction type electron-emitting device 74 are connected to m X-direction wirings 72 and n Y-direction wirings 73 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method or the like. It is electrically connected to the formed connecting wire 75 made of a conductive metal or the like.

【0094】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その構成元素の全部
が同一であっても、また、それぞれ異なっても良く、前
述した素子電極と同様の材料等から適宜選択される。
尚、これら素子電極への配線は、素子電極と配線材料と
が同一である場合は、これらを素子電極と総称する場合
もある。また、表面伝導型電子放出素子は、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良
い。
Here, m number of X-direction wirings 72 and n number of Ys.
The conductive metal of the element electrode facing the directional wiring 73 and the connection 75 may have the same or a part of the constituent elements, or may have different constituents. It is appropriately selected from the above materials.
Wiring to these element electrodes may be collectively referred to as an element electrode when the element electrode and the wiring material are the same. The surface conduction electron-emitting device may be formed either on the substrate 71 or on an interlayer insulating layer (not shown).

【0095】また、詳しくは、後述するが、前記X方向
配線72には、X方向に配列する表面伝導型電子放出素
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印加手段と電気
的に接続されている。
Further, as will be described in detail later, a scanning signal for scanning the row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the X direction is applied to the X-direction wiring 72 in accordance with the input signal. Is electrically connected to a scanning signal applying means (not shown) for performing the operation.

【0096】一方、Y方向配線73には、Y方向に配列
する表面伝導型電子放出素子74の列の各列を入力信号
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, to the Y-direction wiring 73, not shown for applying a modulation signal for modulating each row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the Y direction according to the input signal. It is electrically connected to the modulation signal generating means.

【0097】更に、表面伝導型電子放出素子の各素子に
印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号
と変調信号の差電圧として供給されるものである。
Further, the drive voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting device is supplied as a difference voltage between the scanning signal applied to the element and the modulation signal.

【0098】以上のような構成により、単純なマトリク
ス配線だけで、個別の電子放出素子を選択して、独立に
駆動可能となる。
With the above structure, individual electron-emitting devices can be selected and driven independently by using only simple matrix wiring.

【0099】次に、以上のようにして作成した単純マト
リクス配置による電子源を用いた、表示等に用いる画像
形成装置について、図10、図11、及び図12を用い
て説明する。
Next, an image forming apparatus using the electron source having the simple matrix arrangement created as described above and used for display or the like will be described with reference to FIGS. 10, 11 and 12.

【0100】図10は画像形成装置の表示パネルの基本
構成図、図11は蛍光膜を示す図、図12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う例の
駆動回路のブロック図である。
FIG. 10 is a basic configuration diagram of a display panel of the image forming apparatus, FIG. 11 is a diagram showing a fluorescent film, and FIG. 12 is a block diagram of an example of a drive circuit for displaying the image forming apparatus according to an NTSC television signal. It is a figure.

【0101】図10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71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81、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、4
00〜500℃で10分以上焼成することで、封着し
て、外囲器88を構成する。
In FIG. 10, 71 is an electron source substrate on which the electron-emitting device is manufactured as described above, 81 is a rear plate to which the electron source substrate 71 is fixed, and 86 is a fluorescent film 84 on the inner surface of the glass substrate 83. And a metal back 85 and the like formed on the face plate, and 82 is a support frame. The rear plate 81, the support frame 82, and the face plate 86 are coated with frit glass, etc.
By firing at 100 to 500 ° C. for 10 minutes or more, they are sealed to form the envelope 88.

【0102】尚、図10において、74は、図9におけ
る電子放出素子に相当し、72、73は、表面伝導型電
子放出素子の一対の素子電極と接続されたX方向配線及
びY方向配線である。
In FIG. 10, 74 corresponds to the electron-emitting device in FIG. 9, and 72 and 73 are X-direction wiring and Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. is there.

【0103】外囲器88は、上述の如く、フェースープ
レート86、支持枠82、リアプレート81で外囲器8
8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、不図示ではあるが、更に、フェス
プレ−ト86とリアプレ−ト81間に、スペ−サ−と呼
ばれる支持体を設置することで、大気圧に対して十分な
強度を持つ外囲器88のの構成にすることもできる。
As described above, the envelope 88 includes the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81.
Although the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 71, if the substrate 71 itself has a sufficient strength, the separate rear plate 81 is unnecessary, and Alternatively, the support frame 82 may be directly sealed, and the face plate 86, the support frame 82, and the substrate 71 may form the envelope 88. Although not shown, a support member called a spacer is further installed between the face plate 86 and the rear plate 81 to provide an envelope 88 having sufficient strength against atmospheric pressure. It is also possible to have a configuration of.

【0104】図11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
91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、通常良く用いられている黒鉛を主成分とす
る材料だけでなく、導電性があり、光の透過及び反射が
少ない材料であればこれに限るものではない。
FIG. 11 shows a fluorescent film. In the case of monochrome, the fluorescent film 84 is composed of only the phosphor, but in the case of a color fluorescent film, it is composed of a black conductive material 91 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphor and a phosphor 92. . The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color mixture and the like inconspicuous by making the portions of the three primary color phosphors, which are necessary for color display, between the respective phosphors 92 black, and to make the phosphor film 84 inconspicuous. This is to suppress a decrease in contrast due to reflection of external light. 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.

【0105】ここで、ガラス基板83に蛍光体を塗布す
る方法はモノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷
法が用いられる。
Here, the method of applying the phosphor to the glass substrate 83 may be a precipitation method or a printing method regardless of monochrome or color.

【0106】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Al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 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 manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al by vacuum evaporation or the like.

【0107】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導伝性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)を設けても良い。
The face plate 86 is further provided with a fluorescent film 8
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.

【0108】また、前述の封着を行う際、カラーの場合
は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけ
ないため、十分な位置合わせを行なう必要がある。
Further, when the above-mentioned sealing is performed, in the case of a color, it is necessary to make the respective color phosphors correspond to the electron-emitting devices, so that it is necessary to perform sufficient alignment.

【0109】外囲器88は、不図示の排気管を通じ、1
-7torr程度の真空度にされ、封止が行われる。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−処理を行う場合もある。これは、外囲器88の封
止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周
波加熱等の加熱法により、外囲器88内の所定の位置
(不図示)に配置されたゲッタ−を加熱し、蒸着膜を形
成する処理である。
The envelope 88 is connected to an exhaust pipe 1
The degree of vacuum is set to about 0 -7 torr and sealing is performed. Further, a getter process may be performed in order to maintain the degree of vacuum after the envelope 88 is sealed. This is because the getter placed at a predetermined position (not shown) in the envelope 88 is heated by a heating method such as resistance heating or high frequency heating immediately before or after the envelope 88 is sealed. Then, it is a process of forming a vapor deposition film.

【0110】ゲッタ−は通常Ba等が主成分であり、該
蒸着膜の吸着作用により、例えば、10-5〜10-7to
rrの真空度を維持するものである。
The getter usually has Ba as a main component, and due to the adsorption action of the deposited film, for example, 10 -5 to 10 -7 to
The degree of vacuum of rr is maintained.

【0111】次に、前述の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
信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路の
概略構成を図12のブロック図を用いて説明する。
Next, a block diagram of FIG. 12 shows a schematic configuration of a drive circuit for performing television display on the display panel constructed by using the electron source of the above-mentioned simple matrix arrangement based on the television signal of the NTSC system. Explain.

【0112】図12において、101は前記表示パネル
であり、また、102は走査回路、103は制御回路、
104はシフトレジスタ、105はラインメモリ、10
6は同期信号分離回路、107は変調信号発生器、Vx
及びVaは直流電圧源である。
In FIG. 12, 101 is the display panel, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit,
104 is a shift register, 105 is a line memory, 10
6 is a synchronizing signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, Vx
And Va are DC voltage sources.

【0113】以下、各部の機能を説明してゆくが、ま
ず、表示パネル101は、端子Dox1〜Doxm、端
子Doy1〜Doyn、及び、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
〜Doxmには、前記表示パネル内に設けられている電
子源、即ち、M行N列の行列状にマトリクス配線された
表面伝導型電子放出素子群を一行(N素子)づつ順次駆
動していくための操作信号が印加される。一方、端子D
oy1〜Doynには、前記走査信号により選択された
一行の表面伝導型電子放出素子の各素子の出力電子ビ−
ムを制御するための変調信号が印加される。また、高圧
端子Hvには、直流電圧源Vaより、例えば、10kV
の直流電圧が供給されるが、これは、表面伝導型電子放
出素子より出力される電子ビ−ムに、蛍光体を励起する
のに充分なエネルギ−を付与するための加速電圧であ
る。
The function of each section will be described below. First, the display panel 101 is connected to an external electric circuit via the terminals Dox1 to Doxm, the terminals Doy1 to Doyn, and the high voltage terminal Hv. Of these, the terminal Dox1
In Doxm, electron sources provided in the display panel, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices that are matrix-wired in a matrix of M rows and N columns are sequentially driven row by row (N elements). The operation signal for is applied. On the other hand, terminal D
oy1 to Doyn are output electron beams of each element of the surface conduction electron-emitting devices of one row selected by the scanning signal.
A modulation signal is applied to control the system. Further, the high voltage terminal Hv is, for example, 10 kV from the DC voltage source Va.
DC voltage is supplied, which is an accelerating voltage for giving enough energy to excite the phosphor to the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device.

【0114】次に、走査回路102について説明する。Next, the scanning circuit 102 will be described.

【0115】走査回路102は、その内部にM個のスイ
ッチング素子(同図中、S1〜Smで模式的に示してい
る)を備えるもので、各スイッチング素子は、直流電圧
源Vxの出力電圧もしくは0V(グランドレベル)のい
ずれか一方を選択し、表示パネル101の端子Dox1
〜Doxmと電気的に接続するものである。S1〜Sm
の各スイッチング素子は、制御回路103が出力する制
御信号Tscanに基づいて動作するものだが、実際に
は、例えば、FETのようなスイッチング素子を組み合
わせることにより容易に構成することが可能である。
The scanning circuit 102 includes therein M switching elements (schematically shown by S1 to Sm in the figure), and each switching element has an output voltage of the DC voltage source Vx or Either one of 0 V (ground level) is selected, and the terminal Dox1 of the display panel 101 is selected.
To electrically connect to Doxm. S1-Sm
Although each of the switching elements of (1) operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 103, in practice, it can be easily configured by combining switching elements such as FETs.

【0116】尚、前記直流電圧源Vxは、本実施態様に
おいては、前記表面伝導型電子放出素子の特性(電子放
出の閾値電圧)に基づき、走査されない素子に印加され
る駆動電圧が、電子放出の閾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 is based on the characteristics of the surface conduction electron-emitting device (threshold voltage of electron emission), and the drive voltage applied to the non-scanned device is electron emission. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the threshold voltage of.

【0117】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、適切な表示が行われるように各
部の動作を整合させる働きを持つものであり、以下に説
明する同期信号分離回路106より送られる同期信号T
syncに基づいて、各部に対して、Tscan、Ts
ft、及び、Tmryの各制御信号を発生する。
Further, the control circuit 103 has a function of matching the operation of each part so that an appropriate display is performed based on the image signal inputted from the outside, and the synchronizing signal separation circuit 106 described below is provided. Sync signal T sent from
Based on sync, for each part, Tscan, Ts
The control signals ft and Tmry are generated.

【0118】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回路で、良く知られているよ
うに周波数分離(フィルタ−)回路を用いれば、容易に
構成できるものである。同期信号分離回路106により
分離された同期信号は、良く知られるように、垂直同期
信号と水平同期信号よりなるが、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、D
ATA信号と示すが、同信号はシフトレジスタ104に
入力される。
The synchronizing signal separation circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an externally input NTSC television signal, and as is well known, a frequency separating (filter) circuit. Can be easily configured. As is well known, the sync signal separated by the sync signal separation circuit 106 includes a vertical sync signal and a horizontal sync signal, but here, for convenience of explanation, it is shown as a Tsync signal. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as D
Although referred to as an ATA signal, this signal is input to the shift register 104.

【0119】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に基づいて
動作する。即ち、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
素子のN素子分の駆動デ−タに相当する)のデ−タは、
Id1〜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 serial / parallel conversion of the DATA signal serially input in time series for each line of the image, and is based on the control signal Tsft sent from the control circuit 103. Works. That is, the control signal Tsft may be restated as the shift clock of the shift register 104. The data for one line of the serial / parallel converted image (corresponding to the driving data for N elements of the electron-emitting device) is
It is output from the shift register 104 as N parallel signals Id1 to Idn.

【0120】ラインメモリ105は、制御回路103よ
り送られる鮮魚信号Tmryにしたがって、適宜Id1
〜Idnの内容を記憶する。記憶された内容は、I’d
1〜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 appropriately selects Id1 according to the fresh fish signal Tmry sent from the control circuit 103.
~ Store the contents of Idn. The stored contents are I'd
The signals are output as 1 to I′dn and input to the modulation signal generator 107.

【0121】変調信号発生器107は、前記画像デ−タ
I’d1〜I’dnの各々に応じて、表面伝導型電子放
出素子の各々に適切に駆動変調するための信号源で、そ
の出力信号は、端子Doy1〜Doynを通じて表示パ
ネル101内の表面伝導型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 surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data I'd1 to I'dn, and its output. The signal is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 101 through the terminals Doy1 to Doyn.

【0122】本発明に係る電子放出素子は、前述した通
り、放出電流Ieに対して、以下の基本特性を有してい
る。即ち、前述したように、電子放出には明確な閾値電
圧Vthがあり、Vth以上の電圧を印加された時のみ
電子放出が生じる。
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.

【0123】また、電子放出の閾値電圧以上の電圧に対
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
法を変えることにより、電子放出の閾値電圧Vthの値
や、印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のようなことが言え
る。
Further, for a voltage equal to or higher than the threshold voltage for electron emission, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the element. The value of the electron emission threshold voltage Vth and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed by changing the material, configuration, and manufacturing method of the electron-emitting device. I can say that.

【0124】即ち、本電子放出素子に、パルス状の電圧
を印加する場合、例えば、電子放出の閾値電圧以下の電
圧を印加しても電子放出は生じないが、電子放出の閾値
電圧以上の電圧を印加すると電子は放出される。その
際、第一には、パルスの波高値Vmを変化させることに
より、出力電子ビ−ムの強度を制御することが可能であ
る。第二には、パルスの幅Pwを変化させることにより
出力される電子ビ−ムの電荷の総量を制御することが可
能である。
That is, when a pulsed voltage is applied to the present electron-emitting device, for example, even if a voltage below the threshold voltage for electron emission is applied, no electron emission occurs, but a voltage above the threshold voltage for electron emission is generated. When is applied, electrons are emitted. In that case, firstly, the intensity of the output electron beam can be controlled 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.

【0125】したがって、入力信号に応じて、電子放出
素子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅
変調方式等が挙げられ、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−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,
As the modulation signal generator 107, a circuit of a voltage modulation system is used which generates a voltage pulse of a constant length but appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data.

【0126】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−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,
The modulation signal generator 107 uses a pulse width modulation type circuit that generates a voltage pulse having a constant crest value, but appropriately modulates the width of the voltage pulse according to the input data. .

【0127】以上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10
4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、要するに、画
像信号のシリアル/パラレル変換や記憶が所定の速度で
行われれば良い。
Through the series of operations described above, it is possible to display television using the display panel 101. Although not particularly described in the above description, the shift register 10
The digital signal type 4 and the line memory 105 may be of a digital signal type or an analog signal type, and in short, it suffices that serial / parallel conversion and storage of an image signal be performed at a predetermined speed.

【0128】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
することが必要であるが、これは、同期信号分離回路1
06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も言うまでもない。
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.
It goes without saying that this is easily possible if the output unit of 06 is provided with an A / D converter. 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.

【0129】即ち、デジタル信号の場合には、電圧変調
方式においては、変調信号発生器107には、例えば、
D/A変換回路を用い、必要に応じて、増幅回路等を付
け加えれば良い。また、パルス幅変調方式おいては、変
調信号発生器107は、例えば、高速の発振器、及び発
振器の出力する波数を計数する計数器(カウンタ)、更
に、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−タ)を組み合わせた回路を用いれば、
当業者であれば容易に構成できる。必要に応じて、比較
器の出力するパルス幅変調された変調信号を表面伝導型
電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅
器を付け加えても良い。
That is, in the case of a digital signal, in the voltage modulation method, the modulation signal generator 107 is, for example,
A D / A converter circuit may be used, and an amplifier circuit or the like may be added if necessary. In the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 is, for example, a high-speed oscillator, a counter (counter) that counts the number of waves output from the oscillator, and further, the output value of the counter and the output of the memory. If you use a circuit that combines a comparator (comparator) that compares values,
A person skilled in the art can easily configure it. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.

【0130】一方、アナログ信号式を用いる場合には、
電圧変調方式においては、変調信号発生器107には、
例えば、オペアンプ等を用いた増幅回路を用いれば良
く、必要に応じて、レベルシフト回路等を付け加えても
良い。また、パルス幅変調方式においては、例えば、電
圧制御型発振回路(VCO)を用いれば良く、必要に応
じて、表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増
幅するための増幅器を付け加えても良い。
On the other hand, when the analog signal type is used,
In the voltage modulation method, the modulation signal generator 107 has
For example, an amplifier circuit using an operational amplifier or the like may be used, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. In the pulse width modulation method, for example, a voltage control type oscillation circuit (VCO) may be used, and if necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the driving voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added. good.

【0131】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、こうして、各電子放出素子には、容器外端
子Dox1〜Doxm、Doy1〜Doynを通じて電
圧を印加することにより電子放出させ、高圧端子Hvを
通じてメタルバック85あるいは不図示の透明電極に高
圧を印加して電子ビ−ムを加速し、蛍光膜84に電子ビ
−ムを衝突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像
を表示することができる。
In the image forming apparatus of the present invention completed as described above, electrons are emitted by applying a voltage to each electron-emitting device through the terminals outside the container Dox1 to Doxm, Doy1 to Doyn, and the high voltage terminal Hv. A high voltage is applied to the metal back 85 or a transparent electrode (not shown) to accelerate the electron beam, and the electron beam collides with the fluorescent film 84 to excite / emit the phosphor, thereby displaying an image. You can

【0132】以上述べた構成は、表示等に用いられる画
像形成装置を作成する上で必要な概略構成であり、例え
ば、各部材の材料等、詳細な部分は上述の内容に限定さ
れるものではなく、画像形成装置の用途に適するように
適宜選択される。また、入力信号の例として、NTSC
方式を挙げたが、これに限るものではなく、他のPA
L、SECAM方式等の諸方式でも良い。また、更に
は、これらよりも、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
良い。
The configuration described above is a schematic configuration necessary for producing an image forming apparatus used for display or the like. For example, the detailed parts such as the material of each member are not limited to the above contents. Instead, it is appropriately selected so as to suit the application of the image forming apparatus. Also, as an example of the input signal, NTSC
Although the method is mentioned, it is not limited to this, and other PA
Various methods such as L and SECAM methods may be used. Further, a TV signal composed of more scanning lines than these, for example, a high-definition TV system such as a MUSE system may be used.

【0133】次に、前述した梯子型配置の電子源及び画
像形成装置の基本的な構成について、図13び図14用
いて説明する。
Next, the basic configuration of the above-mentioned ladder-type electron source and image forming apparatus will be described with reference to FIGS.

【0134】図13において、110は電子源基板、1
11は電子放出素子、112は、Dx1〜Dx10より
なる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
素子行が複数行配置されて電子源を構成している。
In FIG. 13, reference numeral 110 denotes an electron source substrate, 1
Reference numeral 11 is an electron-emitting device, and reference numeral 112 is a common wiring for wiring the electron-emitting device made of Dx1 to Dx10. A plurality of electron-emitting devices 111 are arranged in parallel in the X direction on the substrate 110 (this is called a device row). A plurality of these element rows are arranged to form an electron source.

【0135】このような電子源は、各素子行の共通配線
間(Dx1−Dx2間、Dx3−Dx4間、Dx5−D
x6間、Dx7−Dx8間、Dx9−Dx10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。即ち、電子ビ−ムを放出したい
素子行には、電子放出の閾値電圧以上の電圧を印加し、
電子ビ−ムを放出させない素子行には、電子放出の閾値
電圧以下の電圧を印加すれば良い。また、各素子行間
で、それぞれ一方の共通配線を同一配線とする(例え
ば、Dx2とDx3、Dx4とDx5、Dx6とDx
7、Dx8とDx9をそれぞれ同一配線とする)ように
しても良い。
Such an electron source is provided between common wirings of each element row (Dx1-Dx2, Dx3-Dx4, Dx5-D).
x6, Dx7-Dx8, Dx9-Dx10), it is possible to independently drive each element row by applying a drive voltage appropriately. That is, a voltage equal to or higher than the threshold voltage for electron emission is applied to the element row from which the electron beam is desired to be emitted,
A voltage equal to or lower than the threshold voltage for electron emission may be applied to the element row from which the electron beam is not emitted. In addition, one common wiring is made the same wiring between each element row (for example, Dx2 and Dx3, Dx4 and Dx5, Dx6 and Dx).
7, and Dx8 and Dx9 have the same wiring).

【0136】図14は、梯子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。1
20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、110は、図13に示した前述の電子源基板であ
る。尚、図13及び図14の同一符号のものは同じもの
を示す。
FIG. 14 is a diagram showing a display panel structure of an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source. 1
20 is a grid electrode, 121 is a hole through which electrons pass, 122 is Dox1, Dox2, ..., Doxm
, An external terminal of the container 123, an external terminal of the container made of G1, G2, ..., Gn connected to the grid electrode 120, and 110 is the electron source substrate shown in FIG. The same reference numerals in FIGS. 13 and 14 indicate the same components.

【0137】図14の表示パネルは、前述の単純マトリ
クス配置の画像形成装置(図10)と比較し、電子源基
板110とフェ−スプレ−ト86との間にグリッド電極
120を備えている点で大きく異なっている。
The display panel of FIG. 14 has a grid electrode 120 between the electron source substrate 110 and the face plate 86, as compared with the image forming apparatus having the simple matrix arrangement (FIG. 10). It is very different.

【0138】図14において、基板110とフェ−スプ
レ−ト86との間にはグリッド電極120が設けられて
いるが、このグリッド電極120は、表面伝導型電子放
出素子から放出された電子ビ−ムを変調することのでき
る電極で、梯子配置の各素子行とは直交してストライプ
状に設けられており、更に、電子ビ−ムを通過させるた
めに、各素子に対応して1個ずつ円形の空孔121が設
けられている。尚、このグリッド電極の形状及び設置位
置は必ずしも図14に示す態様に限られるものではな
く、電子放出素子の周辺や近傍に配置されていれば良
く、また、空孔121もメッシュ状に多数の通過口が設
けられた態様であっても良い。
In FIG. 14, a grid electrode 120 is provided between the substrate 110 and the face plate 86. The grid electrode 120 is an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. Electrodes that can modulate the beam, and are arranged in stripes orthogonal to each element row in the ladder arrangement. Furthermore, one electrode is provided for each element in order to pass the electron beam. A circular hole 121 is provided. The shape and installation position of the grid electrode are not necessarily limited to those shown in FIG. 14, and it is sufficient if the grid electrode is arranged in the vicinity of or in the vicinity of the electron-emitting device, and the holes 121 are formed in a mesh shape. A mode in which a passage opening is provided may be used.

【0139】尚、容器外端子122及びグリッド容器外
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).

【0140】以上の画像形成装置は、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−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 the image forming apparatus described above, the modulation signals for one line of the image are simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronism with the sequential driving (scanning) of the element rows one column at a time. It is possible to display the image line by line by controlling the irradiation of the beam onto the phosphor.

【0141】以上述べた、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−タ−等の表示装置として、好適な画像形
成装置が提供される。更には、感光性ドラム等とで構成
された光プリンタ−としての画像形成装置としても用い
ることもできる。
According to the idea of the present invention described above, an image forming apparatus suitable as a display device for a television conference system, a computer and the like as well as a display device for television broadcasting is provided. Further, it can be used as an image forming apparatus as an optical printer including a photosensitive drum and the like.

【0142】[0142]

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をより詳細に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0143】(実施例1)本実施例における電子放出素
子の製造方法を図1を用いて以下に説明する。
Example 1 A method for manufacturing an electron-emitting device in this example will be described below with reference to FIG.

【0144】.まず、基板1として石英基板を用い、
これを洗剤、純水および有機溶剤により十分に洗浄を行
った後、該基板1上に、レジスト材RD−2000Nを
2500rpm、40秒でスピンナー塗布して80℃、
25分加熱してプリベークした。
[0144] First, a quartz substrate is used as the substrate 1,
After thoroughly washing this with a detergent, pure water, and an organic solvent, a resist material RD-2000N was applied onto the substrate 1 by a spinner at 2500 rpm for 40 seconds, and 80 ° C.
Prebaked by heating for 25 minutes.

【0145】次に、電極間隔(図7のLに相当)が2μ
m、電極長さ(図7のWに相当)が500μmの電極形
状に対応するマスクを用いて密着露光し、RD−200
0N用現像液で現像し、120℃、20分加熱してポス
トベークした。
Next, the electrode interval (corresponding to L in FIG. 7) is 2 μm.
m, and the electrode length (corresponding to W in FIG. 7) was contact exposed using a mask corresponding to an electrode shape of 500 μm, and RD-200 was used.
It was developed with 0N developer and heated at 120 ° C. for 20 minutes to be post-baked.

【0146】本実施例においては、素子電極の材料とし
てニッケル金属を用い、抵抗加熱蒸着機を用いてニッケ
ルを毎秒0. 3nmで膜厚が100nmになるまで蒸着
した後、アセトンでリフトオフし、アセトン、イソプロ
ピルアルコール、つづいて酢酸ブチルで洗浄後、乾燥し
て、基板1上に対向する素子電極2、3を形成した(図
1の(a))。
In this example, nickel metal was used as the material for the device electrodes, nickel was vapor-deposited at a thickness of 0.3 nm per second to a film thickness of 100 nm using a resistance heating vapor deposition machine, and then lifted off with acetone to remove acetone. After washing with isopropyl alcohol and then with butyl acetate and drying, element electrodes 2 and 3 facing each other were formed on the substrate 1 ((a) of FIG. 1).

【0147】.次に、クロムを基板全面に50nm蒸
着し、レジスト材AZ1370を2500rpm、30
秒スピンナー塗布して、90℃、30分加熱しプリベー
クした後、電子放出部が形成される導電性膜を塗布する
ためのパターンを有するマスクを用いて露光し、現像液
MIF312で現像して、120℃、30分加熱しポス
トベークした。
.. Next, chromium is vapor-deposited on the entire surface of the substrate to a thickness of 50 nm, and the resist material AZ1370 is applied at 2500 rpm for 30 minutes.
After applying a second spinner, heating at 90 ° C. for 30 minutes and prebaking, exposing using a mask having a pattern for applying a conductive film on which an electron emitting portion is formed, developing with a developer MIF312, It was post-baked by heating at 120 ° C. for 30 minutes.

【0148】次に、(NH4 )Ce(NO36 /HC
lO4 /H2 O=17g/5cc/100ccの組成の
溶液に30秒浸漬し、クロムをエッチングした後、アセ
トン中、10分間超音波攪拌してレジストを剥離して、
更に、有機パラジウム溶液(ccp4230、奥野製薬
(株)製)を800rpm、30秒スピンナー塗布し
て、300℃、10分間焼成し、酸化パラジウム(Pd
O)微粒子(平均粒径:7nm)を有する微粒子状の導
電性膜を形成した。
Next, (NH 4 ) Ce (NO 3 ) 6 / HC
After dipping in a solution having a composition of 10 4 / H 2 O = 17 g / 5 cc / 100 cc for 30 seconds to etch chromium, ultrasonic stirring is performed in acetone for 10 minutes to remove the resist,
Furthermore, an organopalladium solution (ccp4230, manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) was applied on the spinner at 800 rpm for 30 seconds and baked at 300 ° C. for 10 minutes to obtain palladium oxide (Pd
O) A fine particle-shaped conductive film having fine particles (average particle diameter: 7 nm) was formed.

【0149】次に、クロムをリフトオフして、その幅
(図7のW’に相当)が300μm、膜厚が10nm、
シート抵抗値が5×104 Ω/□の、Pdを主元素とす
る微粒子からなる導電性膜4を形成した(図1の
(b))。なおここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは、重なり合った状態(島状も含む)の膜を
さし、その粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能な
微粒子についての径をいう。
Next, the chromium is lifted off, and its width (corresponding to W'in FIG. 7) is 300 μm and the film thickness is 10 nm.
A conductive film 4 made of fine particles having Pd as a main element and having a sheet resistance value of 5 × 10 4 Ω / □ was formed ((b) of FIG. 1). The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (islet-shaped (Including), and the particle diameter thereof means the diameter of fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0150】.次に、以上の素子を図3の測定評価装
置に設置し、真空ポンプにて排気し、2×10-8tor
rの真空度に達した後、素子に素子電圧Vfを印加する
ための電源10より、素子電極2、3間にそれぞれ、電
圧を印加し、通電処理(フォーミング処理)を行った。
尚、フォーミング処理の電圧波形を図2の(b)に示
す。
.. Next, the above elements were installed in the measurement / evaluation apparatus of FIG. 3, exhausted with a vacuum pump, and 2 × 10 −8 torr.
After the vacuum degree of r was reached, a voltage was applied between the device electrodes 2 and 3 from the power supply 10 for applying the device voltage Vf to the device, and an energization process (forming process) was performed.
The voltage waveform of the forming process is shown in FIG.

【0151】図2の(b)中、T1及びT2は電圧波形
のパルス幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1
ミリ秒、T2を10ミリ秒とし、矩形波の波高値(フォ
ーミング時のピーク電圧)は0. 1Vステップで昇圧
し、フォーミング処理を行なった。また、フォーミング
処理中は、同時に、0. 1Vの電圧で、T2間に抵抗測
定パルスを挿入し、抵抗を測定した。尚フォーミング処
理の終了は、抵抗測定パルスでの測定値が、約1MΩ以
上になった時とし、同時に、素子への電圧の印加を終了
した。本実施例において、素子のフォーミング電圧VF
は、5. 1Vであっり、以上のようにして、導電性膜4
に亀裂形状の電子放出部5が形成された(図1の
(c))。
In FIG. 2B, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and in this embodiment, T1 is 1
With the millisecond and T2 set to 10 milliseconds, the peak value of the rectangular wave (peak voltage during forming) was increased in 0.1 V steps to perform the forming process. Further, during the forming treatment, at the same time, a resistance measuring pulse was inserted between T2 at a voltage of 0.1 V to measure the resistance. The forming process was ended when the measured value by the resistance measurement pulse became about 1 MΩ or more, and at the same time, the application of the voltage to the element was ended. In the present embodiment, the forming voltage VF of the element
Is 5.1 V, which is the conductive film 4 as described above.
A crack-shaped electron emitting portion 5 was formed on the surface ((c) of FIG. 1).

【0152】.以上のようにして作成された素子につ
いて、アセトン(20℃での蒸気圧233hPa)を、
約1×10-5torr導入した雰囲気下で、20分間、
素子電極間に電圧を印加して活性化処理を行なった。
尚、活性化処理の電圧波形を図15に示す。
.. Acetone (vapor pressure at 20 ° C., 233 hPa) was applied to the device manufactured as described above,
Under an atmosphere of about 1 × 10 −5 torr for 20 minutes,
A voltage was applied between the device electrodes to perform activation treatment.
The voltage waveform of the activation process is shown in FIG.

【0153】図15中、T3及びT4は電圧波形のパル
ス幅とパルス間隔であり、本実施例ではT3を100マ
イクロ秒、T4を10ミリ秒とし、矩形波の波高値は1
4Vで行った。
In FIG. 15, T3 and T4 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. In this embodiment, T3 is 100 microseconds, T4 is 10 milliseconds, and the peak value of the rectangular wave is 1.
Performed at 4V.

【0154】その後、約1×10-8torrまで排気を
行った。
After that, the gas was exhausted to about 1 × 10 -8 torr.

【0155】尚、活性化に用いられる有機材料の真空装
置内への導入は、ニードルバルブを用いた導入系(図
4)で、真空装置内の圧力がほぼ一定になるように調整
した。
The introduction of the organic material used for activation into the vacuum device was adjusted by an introduction system using a needle valve (FIG. 4) so that the pressure inside the vacuum device was almost constant.

【0156】以上のようにして得られた素子の特性は、
アノード電極の電圧は1kV、アノード電極と電子放出
素子との距離Hは4mmで測定した。また、真空度1×
10-8torrの環境下で測定を行った。
The characteristics of the device thus obtained are as follows.
The voltage of the anode electrode was 1 kV, and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device was 4 mm. Also, vacuum degree 1 ×
The measurement was performed in an environment of 10 −8 torr.

【0157】その結果、素子電圧が14Vの時、素子電
流は2mA、放出電流は1μAとなり、電子放出効率η
は0. 05%であった。また、10時間の連続駆動を行
っても特性に変化は無かった。
As a result, when the device voltage is 14 V, the device current is 2 mA, the emission current is 1 μA, and the electron emission efficiency η
Was 0.05%. In addition, the characteristics did not change even after continuous driving for 10 hours.

【0158】また、作製した電子放出素子に関し、素子
電圧14V、電圧パルスの繰り返し周期60Hzで、パ
ルス幅が30μsec、100μsec、300μse
c各々での、素子電流If及び放出電流Ieのパルス幅
依存性について、表1に示した。
Regarding the manufactured electron-emitting device, the device voltage is 14 V, the voltage pulse repetition period is 60 Hz, and the pulse width is 30 μsec, 100 μsec, and 300 μse.
Table 1 shows the pulse width dependence of the device current If and the emission current Ie for each c.

【0159】(実施例2)本実施例においては、実施例
1の活性化処理において用いられたアセトンの代わり
に、n−ドデカン(20℃での蒸気圧0. 1hPa)を
用いて活性化を行った以外は実施例1と同様に行った。
Example 2 In this example, n-dodecane (vapor pressure at 20 ° C., 0.1 hPa) was used for activation in place of the acetone used in the activation treatment of Example 1. The procedure was the same as in Example 1 except that the procedure was the same.

【0160】得られた素子に対し、実施例1と同様にI
f、Ieの測定を行ったところ、素子電圧が14Vの
時、素子電流は2. 2mA、放出電流は1μAとなり、
電子放出効率ηは0. 045%であった。また、10時
間の連続駆動を行っても特性に変化は無かった。
For the obtained device, as in Example 1, I
When f and Ie were measured, when the device voltage was 14 V, the device current was 2.2 mA and the emission current was 1 μA.
The electron emission efficiency η was 0.045%. In addition, the characteristics did not change even after continuous driving for 10 hours.

【0161】(実施例3)本実施例においては、実施例
1の活性化処理において用いられたアセトンの代わりに
ホルムアルデヒド(20℃での蒸気圧4370hPa)
を用いて2時間、活性化を行った以外は実施例1と同様
に行った。
Example 3 In this example, formaldehyde (vapor pressure at 20 ° C., 4370 hPa) was used instead of the acetone used in the activation treatment of Example 1.
Was performed in the same manner as in Example 1 except that the activation was performed for 2 hours.

【0162】得られた素子に対し、実施例1と同様にI
f、Ieの測定を行ったところ、素子電圧が14Vの
時、素子電流は1mA、放出電流は0. 2μAとなり、
電子放出効率ηは0. 02%であった。また、10時間
の連続駆動を行っても特性に変化は無かった。
For the device thus obtained, I
When f and Ie were measured, when the device voltage was 14 V, the device current was 1 mA and the emission current was 0.2 μA.
The electron emission efficiency η was 0.02%. In addition, the characteristics did not change even after continuous driving for 10 hours.

【0163】(実施例4)本実施例においては、実施例
1の活性化処理において用いられたアセトンの代わりに
n−ヘキサン(20℃での蒸気圧160hPa)を用い
て活性化を行った以外は実施例1と同様に行った。
Example 4 In this example, n-hexane (vapor pressure at 20 ° C., 160 hPa) was used in place of the acetone used in the activation treatment of Example 1 for activation. Was performed in the same manner as in Example 1.

【0164】得られた素子に対し、実施例1と同様にI
f、Ieの測定を行ったところ、素子電圧が14Vの
時、素子電流は1.8mA、放出電流は0. 8μAとな
り、電子放出効率ηは0. 044%であった。
For the obtained device, as in Example 1, I
When f and Ie were measured, when the device voltage was 14 V, the device current was 1.8 mA, the emission current was 0.8 μA, and the electron emission efficiency η was 0.044%.

【0165】(実施例5)本実施例においては、実施例
1の活性化処理において用いられたアセトンの代わりに
n−ウンデカン(20℃での蒸気圧0.35hPa)を
用いて活性化を行った以外は実施例1と同様に行った。
Example 5 In this example, n-undecane (vapor pressure at 20 ° C., 0.35 hPa) was used for activation in place of the acetone used in the activation treatment of Example 1. The same procedure as in Example 1 was carried out except that

【0166】得られた素子に対し、実施例1と同様にI
f、Ieの測定を行ったところ、素子電圧が14Vの
時、素子電流は1.5mA、放出電流は0. 6μAとな
り、電子放出効率ηは0. 04%であった。
For the obtained device, as in Example 1, I
When f and Ie were measured, when the device voltage was 14 V, the device current was 1.5 mA, the emission current was 0.6 μA, and the electron emission efficiency η was 0.04%.

【0167】また、以上の実施例1、2、4、5にて作
製した電子放出素子に関し、素子電圧14V、電圧パル
スの繰り返し周期60Hzで、パルス幅が30μse
c、100μsec、300μsec各々での、素子電
流If及び放出電流Ieのパルス幅依存性について、表
1に示した。
Regarding the electron-emitting devices manufactured in the above Examples 1, 2, 4, and 5, the device voltage was 14 V, the voltage pulse repetition period was 60 Hz, and the pulse width was 30 μse.
Table 1 shows the pulse width dependence of the device current If and the emission current Ie at c, 100 μsec, and 300 μsec.

【0168】表1の結果から明らかであるように、活性
化時に導入される炭素化合物材料の20℃における蒸気
圧が、0.2hPa〜500hPaの範囲にある場合に
は、上記If及びIeのパルス幅依存性が生じにくい電
子放出素子を得ることができた。
As is clear from the results shown in Table 1, when the vapor pressure at 20 ° C. of the carbon compound material introduced at the time of activation is in the range of 0.2 hPa to 500 hPa, the above If and Ie pulses are applied. It was possible to obtain an electron-emitting device in which the width dependence hardly occurs.

【0169】[0169]

【表1】 [Table 1]

【0170】(実施例6)本実施例においては、本発明
の製造方法にて製造される電子放出素子を多数有する電
子源を用いた図14に示されるような画像形成装置を作
製した。
(Embodiment 6) In this embodiment, an image forming apparatus as shown in FIG. 14 using an electron source having a large number of electron-emitting devices manufactured by the manufacturing method of the present invention was manufactured.

【0171】実施例1と同様の製造方法で、対向する電
極間に導電性膜を配置した素子111を、図13に示す
とおり、絶縁性基板110上にライン状に多数作製し
た。
By the same manufacturing method as in Example 1, a large number of elements 111 having conductive films arranged between opposing electrodes were formed in a line on the insulating substrate 110 as shown in FIG.

【0172】次に、この絶縁性基板(電子源基板)11
0をリアプレート81上に固定した後、絶縁性基板11
0の上方に、電子通過孔121を有する変調電極120
を、上記ライン状の素子と直交する方向に配置した。
Next, this insulating substrate (electron source substrate) 11
0 is fixed on the rear plate 81, and then the insulating substrate 11
Modulation electrode 120 having electron passage hole 121 above 0
Were arranged in a direction orthogonal to the above line-shaped element.

【0173】更に、絶縁性基板110の5mm上方に、
フェースプレート86(ガラス基板83の内面に蛍光膜
84とメタルバック85が形成されて構成される)を支
持枠82を介し配置し、フェースプレート86、支持枠
82、リアプレート81の接合部にフリットガラスを塗
布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で400℃ないし5
00℃で10分以上焼成することで封着した。また、リ
アプレート81への絶縁性基板110の固定もフリット
ガラスで行った。
Furthermore, 5 mm above the insulating substrate 110,
A face plate 86 (a fluorescent film 84 and a metal back 85 are formed on the inner surface of the glass substrate 83) is arranged via a support frame 82, and a frit is attached to the joint portion of the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81. Apply glass, 400 ℃ to 5 in air or nitrogen atmosphere
It was sealed by baking at 00 ° C. for 10 minutes or more. Further, the frit glass was also used to fix the insulating substrate 110 to the rear plate 81.

【0174】また、蛍光膜84は、ストライプ形状(図
11の(a))を採用し、先に、ブラックストライプを
形成し、その間隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜84
を作製した。ブラックストライプの材料として通常良く
用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。ま
た、ガラス基板83に蛍光体を塗布する方法は、スラリ
ー法を用いた。
The fluorescent film 84 adopts a stripe shape ((a) of FIG. 11), black stripes are first formed, and phosphors of the respective colors are applied to the gaps between them to form the fluorescent film 84.
Was produced. As a material for the black stripe, a material containing graphite as a main component, which is often used, was used. A slurry method was used as the method for applying the phosphor to the glass substrate 83.

【0175】また、蛍光膜84の内面側にはメタルバッ
ク85が設けられている。メタルバックは、蛍光膜作製
後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常フィルミン
グと呼ばれる)を行い、その後、Alを真空蒸着するこ
とで作製した。
A metal back 85 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. The metal back was manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then vacuum-depositing Al.

【0176】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導伝性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導伝性が得られたので省
略した。
The face plate 86 is further provided with a fluorescent film 8
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, but in this embodiment, it is omitted because sufficient conductivity was obtained only by the metal back. did.

【0177】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行った。
When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, it is necessary to make the phosphors of the respective colors correspond to the electron-emitting devices, so that sufficient alignment was performed.

【0178】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じて、真空ポンプにて
排気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dox1
〜Doxmを通じ、電極間に電圧を印加し、前述の実施
例1と同様の条件にてフォーミングを行い、素子111
の導電性膜に電子放出部を形成した。
The atmosphere in the glass container completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminal Dox1
Through Doxm, a voltage is applied between the electrodes, forming is performed under the same conditions as in the first embodiment, and the element 111
An electron emitting portion was formed on the conductive film.

【0179】次に、ガラス容器内にアセトンを1×10
-4torr導入し、容器外端子Dox1〜Doxmを通
じ、電極間に電圧を印加し、前述の実施例1と同様の条
件にて素子111の活性化を行った。
Next, 1 × 10 1 of acetone was put in the glass container.
-4 torr was introduced, a voltage was applied between the electrodes through the terminals Dox1 to Doxm outside the container, and the element 111 was activated under the same conditions as in Example 1 described above.

【0180】その後、アセトンを排気し、基板110上
に多数の電子放出素子が配列した電子源を作製した。
After that, acetone was exhausted, and an electron source in which a large number of electron-emitting devices were arranged on the substrate 110 was produced.

【0181】最後に、約1×10-6torrの真空度
で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着
し外囲器の封止を行い、更に、封止後の真空度を維持す
るために、高周波加熱法でゲッター処理を行った。
Finally, at a vacuum degree of about 1 × 10 -6 torr, an exhaust pipe (not shown) is heated by a gas burner to weld and seal the envelope, and the vacuum degree after sealing is further increased. In order to maintain the temperature, a getter process was performed by a high frequency heating method.

【0182】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Dox1
〜Doxmを通じ、電圧を印加することにより電子放出
させ、放出された電子は変調電極120の電子通過孔1
21を通過した後、高圧端子87を通じ、メタルバック
85に印加された数kV以上の高圧により加速され、蛍
光膜84に衝突し、励起・発光させる。その際、変調電
極120に情報信号に応じた電圧を容器外端子G1〜G
nを通じ印加することにより、電子通過孔121を通過
する電子ビームを制御し画像表示することがであるが、
本実施例では、絶縁層であるSiO2(不図示)を介
し、絶縁性基板110の10μm上方に50μm径の電
子通過孔121を有する変調電極120を配置すること
で、加速電圧として6kV印加したとき、電子ビームの
オンとオフは50V以内の変調電圧で制御でき、画像表
示することができた。
In the image forming apparatus of the present invention completed as described above, each electron-emitting device has a terminal outside the container Dox1.
Through Doxm, electrons are emitted by applying a voltage, and the emitted electrons are emitted through the electron passage hole 1 of the modulation electrode 120.
After passing through 21, it is accelerated by a high voltage of several kV or more applied to the metal back 85 through the high voltage terminal 87, collides with the fluorescent film 84, and is excited and emits light. At that time, a voltage corresponding to the information signal is applied to the modulation electrode 120 by the terminals G1 to G outside the container.
It is possible to control the electron beam passing through the electron passage hole 121 and display an image by applying the voltage through n.
In the present embodiment, when the accelerating voltage of 6 kV is applied by arranging the modulation electrode 120 having the electron passage hole 121 of 50 μm diameter 10 μm above the insulating substrate 110 via the insulating layer SiO 2 (not shown). The on / off of the electron beam could be controlled by the modulation voltage within 50 V, and the image could be displayed.

【0183】(実施例7)本実施例においては、本発明
の製造方法にて製造される電子放出素子を多数有する電
子源を用いた図10に示されるような画像形成装置を作
製した。
(Embodiment 7) In this embodiment, an image forming apparatus as shown in FIG. 10 using an electron source having a large number of electron-emitting devices manufactured by the manufacturing method of the present invention was manufactured.

【0184】図10は、本実施例における画像形成装置
の基本構成図であり、図11は、その蛍光膜である。
FIG. 10 is a basic configuration diagram of the image forming apparatus in this embodiment, and FIG. 11 is its fluorescent film.

【0185】電子源の一部の平面図を図16に示す。ま
た、図中のA−A’断面図を図17に示す。但し、図1
6、図17、図18、図19で、同じ記号を示したもの
は、同じものを示す。ここで、1は基板、72は図9の
Dxmに対応するX方向配線(下配線とも呼ぶ)、73
は図9のDynに対応するY方向配線(上配線とも呼
ぶ)、4は電子放出部を含む導電性膜、5、6は素子電
極、141は層間絶縁層、142は、素子電極5と下配
線72と電気的接続のためのコンタクトホールである。
A plan view of a part of the electron source is shown in FIG. 17 is a sectional view taken along the line AA ′ in the figure. However, in FIG.
6, FIG. 17, FIG. 18, and FIG. 19, the same symbols indicate the same items. Here, 1 is a substrate, 72 is an X-direction wiring (also referred to as a lower wiring) corresponding to Dxm in FIG.
Is a Y-direction wiring (also referred to as an upper wiring) corresponding to Dyn in FIG. 9, 4 is a conductive film including an electron emitting portion, 5 and 6 are device electrodes, 141 is an interlayer insulating layer, 142 is a device electrode 5 and a lower layer. This is a contact hole for electrical connection with the wiring 72.

【0186】まず、本実施例の電子源の素子基板の製造
方法を図18及び図19により工程順に従って具体的に
説明する。
First, the method for manufacturing the element substrate of the electron source of this embodiment will be specifically described in the order of steps with reference to FIGS.

【0187】工程−a 清浄化した青板ガラス上に厚さ0. 5ミクロンのシリコ
ン酸化膜をスパッタ法で形成した基板1上に、真空蒸着
により厚さ50AのCr、厚さ6000オングストロ−
ムのAuを順次積層した後、ホトレジスト(AZ137
0 ヘキスト社製)をスピンナーにより回転塗布、ベー
クした後、ホトマスク像を露光、現像して、下配線72
のレジストパターンを形成し、Au/Cr堆積膜をウヱ
ットエッチングして、所望の形状の下配線72を形成す
る(図18の(a))。
Step-a On a substrate 1 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film was formed on a cleaned soda-lime glass by a sputtering method, Cr with a thickness of 50 A and a thickness of 6000 angstroms were formed by vacuum evaporation.
After sequentially stacking the Au films, the photoresist (AZ137
0 Hoechst Co., Ltd.) is spin coated by a spinner and baked, and then a photomask image is exposed and developed to form a lower wiring 72.
Resist pattern is formed, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to form a lower wiring 72 having a desired shape ((a) of FIG. 18).

【0188】工程−b 次に厚さ1. 0ミクロンのシリコン酸化膜からなる層間
絶縁層141をRFスパッタ法により堆積する(図18
の(b))。
Step-b Next, an interlayer insulating layer 141 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm is deposited by the RF sputtering method (FIG. 18).
(B)).

【0189】工程−c 工程bで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホール1
42を形成するためのホトレジストパターンを作り、こ
れをマスクとして層間絶縁層141をエッチングしてコ
ンタクトホール142を形成する。エッチングはCF4
とH2 ガスを用いたRIE(Reactive Ion
Etching)法によった(図18の(c))。
Step-c Contact hole 1 is formed in the silicon oxide film deposited in Step b.
A photoresist pattern for forming 42 is formed, and the interlayer insulating layer 141 is etched using this as a mask to form a contact hole 142. Etching is CF 4
And Reactive Ion using H 2 gas
Etching) method ((c) of FIG. 18).

【0190】工程−d その後、素子電極5と素子電極間ギャップGとなるべき
パターンをホトレジスト(RD−2000N−41 日
立化成社製)形成し、真空蒸着法により、厚さ50オン
グストロ−ムのTi、厚さ1000オングストロ−ムの
Niを順次堆積した。ホトレジストパターンを有機溶剤
で溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電極
間隔Gは3ミクロンとし、素子電極の幅は300ミクロ
ン、を有する素子電極5、6を形成した(図18の
(d))。
Step-d After that, a photoresist (RD-2000N-41 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is formed on the device electrodes 5 and a gap G between the device electrodes, and a Ti film having a thickness of 50 angstrom is formed by a vacuum deposition method. Then, 1000 Å thick Ni was sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent, the Ni / Ti deposition film was lifted off, the device electrode spacing G was set to 3 μm, and the device electrodes 5 and 6 having the device electrode width of 300 μm were formed ((in FIG. 18). d)).

【0191】工程−e 素子電極5、6の上に上配線73のホトレジストパター
ンを形成した後、厚さ50オングストロ−ムのTi、厚
さ5000オングストロ−ムのAuを順次真空蒸着によ
り堆積し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所
望の形状の上配線73を形成した(図19の(e))。
Step-e After forming a photoresist pattern of the upper wiring 73 on the device electrodes 5 and 6, Ti having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 5000 Å are sequentially deposited by vacuum evaporation. Unnecessary portions were removed by lift-off to form the upper wiring 73 having a desired shape ((e) in FIG. 19).

【0192】工程−f 素子間電極ギャップおよびこの近傍に開口を有するマス
クにより膜厚1000オングストロ−ムのCr膜151
を真空蒸着により堆積・パターニングし、その上に有機
Pd溶液(ccp4230、奥野製薬(株)製)をスピ
ンナーにより回転塗布、300℃で10分間の加熱焼成
処理をした(図19の(f))。また、こうして形成さ
れた主元素としてPdよりなる微粒子からなる導電性膜
2の膜厚は100オングストローム、シート抵抗値は5
×104 Ω/□であった。なおここで述べる微粒子膜と
は、上述したように、複数の微粒子が集合した膜であ
り、その微細構造として、微粒子が個々に分散配置した
状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あるいは、重な
り合った状態(島状も含む)の膜をさし、その粒径と
は、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子ついての径
をいう。
Step-f A Cr film 151 having a film thickness of 1000 angstrom is formed by a mask having an inter-element electrode gap and an opening in the vicinity thereof.
Was deposited and patterned by vacuum vapor deposition, and an organic Pd solution (ccp4230, manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) was spin-coated on the spinner by a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes ((f) in FIG. 19). . The conductive film 2 formed of fine particles of Pd as the main element thus formed has a film thickness of 100 Å and a sheet resistance value of 5
It was × 10 4 Ω / □. Note that the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated as described above, and as a fine structure, not only the fine particles are individually dispersed and arranged, but also the fine particles are adjacent to each other or overlap each other. A film in a state (including an island shape) is referred to, and the particle size thereof means a diameter of fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0193】工程−g Cr膜151および焼成後の導電性膜2を酸エッチャン
トによりエッチングして所望のパターンを形成した(図
19の(g))。
Step-g The Cr film 151 and the baked conductive film 2 were etched by an acid etchant to form a desired pattern (FIG. 19 (g)).

【0194】工程−h コンタクトホール142部分以外にレジストを塗布する
ようなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ50オン
グストロ−ムのTi、厚さ5000オングストロ−ムの
Auを順次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除
去することにより、コンタクトホール142を埋め込ん
だ。
Step-h A pattern was formed such that a resist was applied to portions other than the contact hole 142 portion, and Ti having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 5000 Å were sequentially deposited by vacuum evaporation. Contact holes 142 were filled by removing unnecessary portions by lift-off.

【0195】以上の工程により絶縁性基板1上に下配線
72、層間絶縁層141、上配線73、素子電極5、
6、導電性膜2等を形成した(図19の(h))。
Through the above steps, the lower wiring 72, the interlayer insulating layer 141, the upper wiring 73, the element electrode 5,
6, the conductive film 2 and the like were formed ((h) of FIG. 19).

【0196】つぎに、以上のようにして作成した電子源
の素子基板を用いて表示装置を構成した例を、図10と
図11を用いて説明する。
Next, an example in which a display device is constructed using the element substrate of the electron source created as described above will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

【0197】上述のようにして多数の素子を配列形成し
た電子源基板71を、図10に示すとおり、リアプレー
ト81上に固定した後、基板71の5mm上方に、フェ
ースプレート86(ガラス基板83の内面に蛍光膜84
とメタルバック85が形成されて構成される)を支持枠
82を介し配置し、フェースプレート86、支持枠8
2、リアプレート81の接合部にフリットガラスを塗布
し、大気中あるいは窒素雰囲気中で400℃ないし50
0℃で10分以上焼成することで封着した。また、リア
プレート81への基板71の固定もフリットガラスで行
った。尚、図10において、72、73はそれぞれX方
向及びY方向の配線である。
As shown in FIG. 10, the electron source substrate 71 on which a large number of elements are formed and arranged as described above is fixed on the rear plate 81, and then the face plate 86 (glass substrate 83) is placed 5 mm above the substrate 71. Fluorescent film 84 on the inner surface of
And a metal back 85 are formed through the support frame 82, and the face plate 86 and the support frame 8 are disposed.
2. Frit glass is applied to the joint portion of the rear plate 81, and the temperature is 400 ° C to 50 ° C in the air or nitrogen atmosphere.
It was sealed by baking at 0 ° C. for 10 minutes or more. The substrate 71 is also fixed to the rear plate 81 with frit glass. In FIG. 10, reference numerals 72 and 73 denote wirings in the X direction and the Y direction, respectively.

【0198】蛍光膜84は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから成るが、本実施例では蛍光体はストライプ形
状(図11の(a))を採用し、先にブラックストライ
プを形成し、その間隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜
84を作製した。ブラックストライプの材料として通常
良く用いられている黒鉛を主成分とする材料を用いた。
また、ガラス基板83に蛍光体を塗布する方法はスラリ
ー法を用いた。
In the case of monochrome, the fluorescent film 84 is composed of only the fluorescent material, but in this embodiment, the fluorescent material adopts a stripe shape ((a) in FIG. 11), and a black stripe is formed first, and the gap is formed. Each color phosphor was applied to the part to form a phosphor film 84. As a material for the black stripe, a material containing graphite as a main component, which is often used, was used.
The slurry method was used as the method for applying the phosphor to the glass substrate 83.

【0199】また、蛍光膜84の内面側には通常メタル
バック85設けられる。メタルバックは、蛍光膜作製
後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常フィルミン
グと呼ばれる)を行い、その後、Alを真空蒸着するこ
とで作製した。
A metal back 85 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. The metal back was manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then vacuum-depositing Al.

【0200】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導伝性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施例で
は、メタルバックのみで十分な導伝性が得られたので省
略した。
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, but in this embodiment, it is omitted because sufficient conductivity was obtained only by the metal back. did.

【0201】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と素子とを対応させなくてはいけないため、十分
な位置合わせを行った。
In the case of the above-mentioned sealing, in the case of a color, the phosphors of the respective colors have to correspond to the elements, so that sufficient alignment is performed.

【0202】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じオイルを使用しない
真空ポンプにて1×10-6torrまで排気した。
The atmosphere in the glass container completed as described above was evacuated to 1 × 10 -6 torr by an oil-free vacuum pump through an exhaust pipe (not shown).

【0203】その後、容器外端子Dox1〜Doxmと
Doy1〜Doynを通じ、図17に示した素子の電極
5、6間に電圧を印加し、導電性膜を通電処理(フォ−
ミング処理)することにより、電子放出部を含む導電性
膜4を作成した。
Thereafter, a voltage is applied between the electrodes 5 and 6 of the device shown in FIG. 17 through the terminals outside the container Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn, and the conductive film is energized (for
Then, a conductive film 4 including an electron emitting portion was formed.

【0204】フォーミング処理の電圧波形を図2(b)
に示す。
FIG. 2B shows the voltage waveform of the forming process.
Shown in

【0205】このように作成された電子放出部は、パラ
ジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態
となり、その微粒子の平均粒径は30オングストローム
であった。
In the electron-emitting portion thus prepared, fine particles containing palladium as a main component were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 30 Å.

【0206】次に、ガラス容器内にアセトンを1×10
-3torr導入し、容器外端子Dox1〜DoxmとD
oy1〜Doynを通じ電子放出素子74の電極間に電
圧を印加し、実施例1と同様の条件にて活性化を行っ
た。その後、アセトンを排気し、電子源を作製した。
Next, 1 × 10 5 of acetone was placed in the glass container.
-3 torr was introduced, and terminals outside the container Dox1 to Doxm and D
A voltage was applied between the electrodes of the electron-emitting device 74 through oy1 to Doyn, and activation was performed under the same conditions as in Example 1. Then, acetone was evacuated and the electron source was produced.

【0207】次に1×10-6torr程度の真空度で、
120℃、10時間のベーキングを行った後、不図示の
排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器の封
止を行った。
Next, at a vacuum degree of about 1 × 10 -6 torr,
After baking at 120 ° C. for 10 hours, an exhaust pipe (not shown) was heated by a gas burner to be welded to seal the envelope.

【0208】最後に封止後の真空度を維持するために、
ゲッター処理を行った。これは、封止を行う直前に、高
周波加熱等の加熱法により、画像形成装置内の所定の位
置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を
形成処理した。ゲッターはBa等を主成分とした。
Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing,
Getter processing was performed. Immediately before sealing, a getter placed at a predetermined position (not shown) in the image forming apparatus was heated by a heating method such as high-frequency heating to form a vapor deposition film. The getter was mainly composed of Ba or the like.

【0209】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Dox1
〜Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信号及び
変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ、印加す
ることにより、電子放出させ、高圧端子87を通じ、メ
タルバック85に数kV以上の高圧を印加し、電子ビー
ムを加速し、蛍光膜84に衝突させ、励起・発光させる
ことで画像を表示した。
In the image display apparatus of the present invention completed as described above, each electron-emitting device has a terminal outside the container Dox1.
~ Doxm, through Doy1 ~ Doyn, by applying a scanning signal and a modulation signal respectively from a signal generating means (not shown), to emit electrons, through the high voltage terminal 87, a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 85, An image was displayed by accelerating the electron beam, causing it to collide with the fluorescent film 84, and exciting and emitting light.

【0210】(実施例8)図20は、以上説明した表面
伝導型電子放出素子を電子源として用いたディスプレイ
パネルに、例えば、テレビジョン放送をはじめとする種
々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよ
うに構成した表示装置の一例を示すための図である。
(Embodiment 8) FIG. 20 shows images provided by various image information sources such as television broadcasting on a display panel using the surface conduction electron-emitting device described above as an electron source. It is a figure for showing an example of a display constituted so that information can be displayed.

【0211】図20中、200はディスプレイパネル、
201はディスプレイパネルの駆動回路、202はディ
スプレイコントローラ、203はマチプレクサ、204
はデコーダ、205は入出力インターフェース回路、2
06はCPU、207は画像生成回路、208および2
09および210は画像メモリーインターフェース回
路、211は画像入力インターフェース回路、212お
よび213はTV信号受信回路、214は入力部であ
る。尚、本表示装置は、例えば、テレビジョン信号のよ
うに映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場
合には、当然映像の表示と同時に音声を再生するもので
あるが、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受
信、分離、再生、処理、記憶などに関する回路やスピー
カーなどについては説明を省略する。
In FIG. 20, 200 is a display panel,
Reference numeral 201 is a display panel drive circuit, 202 is a display controller, 203 is a multiplexer, and 204
Is a decoder, 205 is an input / output interface circuit, 2
Reference numeral 06 is a CPU, 207 is an image generation circuit, and 208 and 2
Reference numerals 09 and 210 are image memory interface circuits, 211 is an image input interface circuit, 212 and 213 are TV signal receiving circuits, and 214 is an input unit. It should be noted that, when the present display device receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces audio at the same time as displaying video. Descriptions of circuits, speakers, etc. relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, etc. of audio information not directly related to the characteristics will be omitted.

【0212】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明してゆく。
The functions of the respective parts will be described below along the flow of the image signal.

【0213】まず、TV信号受信回路213は、例え
ば、電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて
伝送されるTV画像信号を受信する為の回路である。
First, the TV signal receiving circuit 213 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.

【0214】尚、受信するTV信号の方式は特に限られ
るものではなく、例えば、NTSC方式、PAL方式、
SECAM方式等の諸方式でも良い。また、これらより
更に多数の走査線よりなるTV信号(例えば、MUSE
方式をはじめとするいわゆる高品位TV)は、大面積化
や大画素数化に適した前記ディスプレイパネルの利点を
生かすのに好適な信号源である。
The TV signal system to be received is not particularly limited. For example, the NTSC system, the PAL system,
Various methods such as the SECAM method may be used. Also, a TV signal (for example, MUSE
A so-called high-definition TV) such as a system is a signal source suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels.

【0215】TV信号受信回路213で受信されたTV
信号は、デコーダ204に出力される。
TV received by the TV signal receiving circuit 213
The signal is output to the decoder 204.

【0216】また、TV信号受信回路212は、例え
ば、同軸ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系
を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路
であるが、前記TV信号受信回路213と同様に、受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、ま
た、本回路で受信されたTV信号もデコーダ204に出
力される。
The TV signal receiving circuit 212 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted by using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similarly, the system of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 204.

【0217】また、画像入力インターフェース回路21
1は、例えば、TVカメラや画像読み取りスキャナーな
どの画像入力装置から供給される画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ204に
出力される。
Further, the image input interface circuit 21
Reference numeral 1 is a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the captured image signal is output to the decoder 204.

【0218】また、画像メモリーインターフェース回路
210は、ビデオテープレコーダー(以下、VTRと略
す)に記憶されている画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた画像信号はデコーダ204に出力され
る。
The image memory interface circuit 210 is a circuit for fetching the image signal stored in the video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR), and the fetched image signal is output to the decoder 204.

【0219】また、画像メモリーインターフェース回路
209は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ204に出力される。
The image memory interface circuit 209 is a circuit for fetching the image signal stored in the video disc, and the fetched image signal is output to the decoder 204.

【0220】また、画像メモリーインターフェース回路
208は、所謂、静止画ディスクのように、静止画像デ
ータを記憶している装置から画像信号を取り込むための
回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ204
に入力される。
The image memory interface circuit 208 is a circuit for capturing an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disc. The captured still image data is decoded by the decoder 204.
Is input to

【0221】また、入出力インターフェース回路205
は、本表示装置と外部のコンピュータもしくはコンピュ
ータネットワークもしくはプリンター等の出力装置とを
接続するための回路であって、画像データや文字・図形
情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合によって
は本表示装置の備えるCPU206と外部との間で制御
信号や数値データの入出力などを行うことも可能であ
る。
Further, the input / output interface circuit 205
Is a circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. Of course, it is possible to input and output image data and character / graphic information, and in some cases, It is also possible to input and output control signals and numerical data between the CPU 206 included in the display device and the outside.

【0222】また、画像生成回路207は、前記入出力
インターフェース回路205を介して、外部から入力さ
れる画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU2
06より出力される画像データや文字・図形情報に基づ
き、表示用画像データを生成するための回路である。本
回路の内部には、例えば、画像データや文字・図形情報
を蓄積するための書き換え可能メモリーや、文字コード
に対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用
メモリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等をは
じめとして画像の生成に必要な回路が組み込まれてい
る。
Further, the image generation circuit 207 receives image data, character / graphic information, or the CPU 2 input from the outside via the input / output interface circuit 205.
This is a circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from H.06. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, and a processor for performing image processing. Etc. and the circuits necessary for image generation are incorporated.

【0223】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ204に出力されるが、場合によっては前
記入出力インターフェース回路205を介して外部のコ
ンピュータネットワークやプリンターに出力することも
可能である。
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 204, but in some cases, it may be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 205.

【0224】また、CPU206は、主として本表示装
置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる
作業を行うもので、例えば、マルチプレクサ203に制
御信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信
号を適宜選択したり組み合わせたりする。
Further, the CPU 206 mainly carries out operations relating to operation control of the present display device and generation, selection and editing of a display image. For example, the CPU 206 outputs a control signal to the multiplexer 203 to display an image to be displayed on the display panel. Select and combine signals appropriately.

【0225】また、その際には表示する画像信号に応じ
てディスプレイパネルコントローラ202に対して制御
信号を発生し、画面表示周波数や走査方法(例えば、イ
ンタ−レ−スか、ノンインタ−レ−スか)や一画面の走
査線の数等、表示装置の動作を適宜制御する。
At this time, a control signal is generated for the display panel controller 202 in accordance with the image signal to be displayed, and the screen display frequency and the scanning method (for example, interlace or non-interlace) are used. Or) and the number of scanning lines in one screen, and the like, the operation of the display device is appropriately controlled.

【0226】また、前記画像生成回路207に対して画
像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは
前記入出力インターフェース回路205を介して外部の
コンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文
字・図形情報を入力する。
Image data or character / graphic information is directly output to the image generation circuit 207, or an external computer or memory is accessed through the input / output interface circuit 205 to obtain image data or character / figure information. Enter graphic information.

【0227】尚、CPU206は、もちろんこれ以外の
目的の作業にも関わるものであっても良く、例えば、パ
ーソナルコンピュータやワードプロセッサ等のように、
情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良い。
あるいは、前述したように、入出力インターフェース回
路205を介して外部のコンピュータネットワ−クと接
続し、例えば、数値計算などの作業を外部機器と協同し
て行っても良い。
It should be noted that the CPU 206 may of course be related to work for purposes other than this, such as a personal computer or word processor.
It may be directly related to the function of generating and processing information.
Alternatively, as described above, it may be connected to an external computer network through the input / output interface circuit 205, and for example, work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0228】また、入力部214は、前記CPU206
に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入
力するためのものであり、例えば、キ−ボ−ドやマウス
のほか、ジョイスティック、バ−コ−ドリ−ダ−、音声
認識装置等の多様な入力機器を用いる事が可能である。
The input unit 214 is the CPU 206.
Is used by the user to input commands, programs, data, etc., for example, in addition to keyboards and mice, various types of devices such as joysticks, bar code readers, voice recognition devices, etc. It is possible to use an input device.

【0229】また、デコーダ204は、前記207乃至
213より入力される種々の画像信号を3原色信号、ま
たは輝度信号とI信号、Q信号に逆変換するための回路
である。尚、同図中に点線で示すように、デコ−ダ20
4は内部に画像メモリーを備えるのが望ましく、これ
は、例えば、MUSE方式をはじめとして、逆変換する
に際して、画像メモリ−を必要とするようなテレビ信号
を扱うためである。
The decoder 204 is a circuit for inversely converting various image signals input from the above-mentioned 207 to 213 into three primary color signals, or luminance signals and I signals and Q signals. As shown by the dotted line in the figure, the decoder 20
4 is preferably equipped with an image memory therein, for handling a television signal which requires an image memory for reverse conversion such as MUSE.

【0230】また、画像メモリ−を備える事により、静
止画の表示が容易になる、あるいは前記画像生成回路2
07及びCPU206と協同して画像の間引き、補間、
拡大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易
に行えるようになるという利点が生まれるからである。
Further, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or the image generation circuit 2
07 and CPU 206 in cooperation with image decimation, interpolation,
This is because there is an advantage that image processing and editing including enlargement, reduction, and composition can be easily performed.

【0231】また、マルチプレクサ203は、前記CP
U206より入力される制御信号に基づき、表示画像を
適宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ203
は、デコ−ダ204から入力される逆変換された画像信
号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回路201
に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信
号を切り替えて選択することにより、いわゆる多画面テ
レビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によっ
て異なる画像を表示することも可能である。
Further, the multiplexer 203 uses the CP
The display image is appropriately selected based on the control signal input from U206. That is, the multiplexer 203
Selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 204 and selects the drive circuit 201.
Output to. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .

【0232】また、ディスプレイパネルコントロ−ラ2
02は、前記CPU206より入力される制御信号に基
づき、駆動回路201の動作を制御するための回路であ
る。まず、ディスプレイパネルの基本的な動作に関わる
ものとして、例えば、ディスプレイパネルの駆動用電源
(図示せず)の動作シ−ケンスを制御するための信号を
駆動回路201に対して出力する。
[0232] Further, the display panel controller 2
Reference numeral 02 is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 201 based on a control signal input from the CPU 206. First, regarding the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling the operation sequence of a power source (not shown) for driving the display panel is output to the drive circuit 201.

【0233】また、ディスプレイパネルの駆動方法に関
わるものとして、例えば、画面表示周波数や走査方法
(例えば、インタ−レ−スか、ノンインタ−レ−スか)
を制御するための信号を駆動回路201に対して出力す
る。
Further, regarding the driving method of the display panel, for example, the screen display frequency and the scanning method (for example, interlace or non-interlace)
And outputs a signal for controlling the drive circuit 201 to the drive circuit 201.

【0234】また、場合によっては、表示画像の輝度や
コントラストや色調やシャ−プネスといった画質の調整
に関わる制御信号を駆動回路201に対して出力する場
合もある。
In some cases, control signals relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 201.

【0235】また、駆動回路201は、ディスプレイパ
ネル200に印加する駆動信号を発生するための回路で
あり、前記マルチプレクサ203から入力される画像信
号と、前記ディスプレイパネルコントロ−ラ202より
入力される制御信号に基づいて動作するものである。
The drive circuit 201 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 200, and an image signal input from the multiplexer 203 and a control input from the display panel controller 202. It operates based on signals.

【0236】以上、各部の機能について説明したが、図
20に例示した構成により、本表示装置においては多様
な画像情報源より入力される画像情報をディスプレイパ
ネル200に表示する事が可能である。
Although the functions of the respective units have been described above, the configuration illustrated in FIG. 20 allows the display panel 200 to display image information input from various image information sources in the present display device.

【0237】即ち、テレビジョン放送をはじめとする各
種の画像信号は、デコ−ダ204において逆変換された
後、マルチプレクサ203において適宜選択され、駆動
回路201に入入される。一方、デイスプレイコントロ
ーラ202は、表示する画像信号に応じて駆動回路20
1の動作を制御するための制御信号を発生する。
That is, various image signals such as television broadcasts are inversely converted by the decoder 204, appropriately selected by the multiplexer 203, and input to the drive circuit 201. On the other hand, the display controller 202 controls the drive circuit 20 according to the image signal to be displayed.
1 to generate a control signal for controlling the operation.

【0238】駆動回路201は、上記画像信号と制御信
号に基づいて、ディスプレイパネル200に駆動信号を
印加する。これにより、ディスプレイパネル200にお
いて画像が表示される。
The drive circuit 201 applies a drive signal to the display panel 200 based on the image signal and the control signal. As a result, the image is displayed on the display panel 200.

【0239】これら一連の動作は、CPU206により
統括的に制御される。
A series of these operations are controlled by the CPU 206 as a whole.

【0240】また、本表示装置においては、前記デコ−
ダ204に内蔵する画像メモリや画像生成回路207及
び情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表
示する画像情報に対して、例えば、拡大、縮小、回転、
移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横
比変換等をはじめとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ換え、はめ込み等をはじめとする画像編集を行
う事も可能である。
Further, in this display device,
In addition to displaying the image memory selected in the image memory and the image generation circuit 207 built in the display unit 204 and the information, for example, enlargement, reduction, rotation,
It is also possible to perform image processing such as movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, and aspect ratio conversion of images, and image editing such as composition, deletion, connection, replacement, and fitting.

【0241】また、本実施例の説明では特に触れなかっ
たが、上記画像処理や上記画像編集と同様に、音声情報
に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設けて
も良い。
Although not particularly mentioned in the description of this embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the case of the image processing and the image editing.

【0242】従って、本表示装置は、テレビジョン放送
の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピュ−タの端末機器、ワ−
ドプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機
等の機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用ある
いは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present display device is a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a terminal device for a computer, and a data terminal.
It is possible to combine the functions of office terminal equipment such as a processor and a game machine, etc., and it has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0243】尚、上記図20は、表面伝導型電子放出素
子を電子源とするディスプレイパネルを用いた表示装置
の構成の一例を示したに過ぎず、これのみに限定される
ものでない事は言うまでもない。例えば、図20の構成
要素のうち、使用目的上必要のない機能に関わる回路は
省いても差し支えない。また、これとは逆に、使用目的
によっては逆に, 使用目的によってはさらに構成要素を
追加しても良い。
It should be noted that FIG. 20 shows only an example of the structure of the display device using the display panel having the surface conduction electron-emitting device as the electron source, and it is needless to say that the present invention is not limited to this. Yes. For example, among the constituent elements of FIG. 20, circuits relating to functions that are unnecessary for the purpose of use may be omitted. Further, conversely, depending on the purpose of use, the constituent elements may be further added, and vice versa.

【0244】例えば、本表示装置をテレビ電話機として
応用する場合には、テレビカメラ、音声マイク、照明
機、モデムを含む送受信回路等を構成要素に追加するの
が好適である。
For example, when the present display device is applied as a television telephone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the components.

【0245】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型電子放出素子を電子源とするデイスプレイパネルの薄
形化が容易なため、表示装置の奥行きを小さくすること
ができる。
In this display device, in particular, since it is easy to thin the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron source, the depth of the display device can be reduced.

【0246】それに加えて、表面伝導型電子放出素子を
電子源とするディスプレイパネルは大画面化が容易で輝
度が高く視野角特性にも優れるため、本表示装置は、臨
場感あふれ、迫力にとんだ画像を視認性良く表示するこ
とが可能である。
In addition, a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron source can easily have a large screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics. Therefore, this display device is realistic and powerful. The image can be displayed with good visibility.

【0247】[0247]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製造工程が簡単で、効率の高い電子放出素子が提供さ
れ、しかも多数の素子を有する大面積基板にも適用で
き、更には、良好な階調性を有する高品位な画像形成装
置を提供できるという効果がある。
As described above, according to the present invention,
The manufacturing process is simple, an electron-emitting device with high efficiency is provided, and it can be applied to a large-area substrate having a large number of devices. Furthermore, it is possible to provide a high-quality image forming apparatus having good gradation. effective.

【0248】つまり、蒸気圧の低いオイル雰囲気中で活
性化するよりも、オイルのきわめて少ない真空雰囲気中
にオイルよりも吸着、脱離が容易な有機材料を真空装置
に導入して活性化を行い、その後、有機材料を排気する
ことで、電子放出部に炭素化合物(あるいは炭素)を有
する電子放出素子を、高速且つ容易に形成でき、また、
電子放出素子の耐久性等の点で効果がある。
That is, activation is performed by introducing an organic material, which is easier to adsorb and desorb than oil into a vacuum apparatus, into a vacuum apparatus in a vacuum atmosphere in which the amount of oil is extremely small compared to activation in an oil atmosphere having a low vapor pressure. After that, by exhausting the organic material, an electron-emitting device having a carbon compound (or carbon) in the electron-emitting portion can be formed at high speed and easily.
It is effective in terms of durability of the electron-emitting device.

【0249】また、パルス幅依存性が生じにくい等の動
作安定性の優れた素子を得ることができるという効果が
ある。
Further, there is an effect that it is possible to obtain an element having excellent operation stability such that the pulse width dependency is unlikely to occur.

【0250】また、特に、素子が狭い空間(例えばガラ
ス基板で挟まれた空間等)に保持された表示パネルで
も、活性化の為に使用される有機材料を、適量、パネル
内に導入できるという効果がある。また、一度導入した
後に除去が容易な為、活性化後の素子にパルス幅依存性
が生じにくい等の動作安定性に優れ、階調表示に適した
素子を得ることができるという効果がある。
Further, even in a display panel in which elements are held in a narrow space (for example, a space sandwiched by glass substrates), it is possible to introduce an appropriate amount of organic material used for activation into the panel. effective. Further, since it is easy to remove after being introduced once, there is an effect that it is possible to obtain an element suitable for gradation display, which is excellent in operation stability such that the pulse width dependency hardly occurs in the element after activation.

【0251】以上のようにして、耐久性に優れ、動作安
定性が高く、しかも階調表示に適した、複数素子を配し
た画像表示装置等の画像形成装置が提供できる。
As described above, it is possible to provide an image forming apparatus such as an image display apparatus having a plurality of elements, which has excellent durability, high operation stability, and is suitable for gradation display.

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

【図1】本発明の製造方法を説明するための断面図。FIG. 1 is a sectional view for explaining a manufacturing method of the present invention.

【図2】本発明の製造方法に係る、通電フォ−ミング及
び活性化の印加電圧波形の例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of applied voltage waveforms for energization forming and activation according to the manufacturing method of the present invention.

【図3】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の測定
評価装置の概略構成図。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図4】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の測定
評価装置の概略構成図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図5】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の素子
電流If、放出電流Ieの活性化処理時間依存例を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of device currents If and emission currents Ie depending on the activation processing time of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図6】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の基本
的な特性図。
FIG. 6 is a basic characteristic diagram of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図7】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の模式
的平面図(a)及び断面図(b)。
FIG. 7 is a schematic plan view (a) and a sectional view (b) of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図8】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の別の
態様を示す模式的断面図。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図9】単純マトリクス配置の電子源を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an electron source having a simple matrix arrangement.

【図10】画像形成装置の表示パネルの概略構成図。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a display panel of the image forming apparatus.

【図11】表示パネルに用いられる蛍光膜を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a fluorescent film used in a display panel.

【図12】画像形成装置をNTSC方式のテレビ信号に
応じて駆動表示を行う例を示す駆動回路のブロック図。
FIG. 12 is a block diagram of a drive circuit showing an example of performing drive display on the image forming apparatus according to an NTSC television signal.

【図13】梯子配置の電子源を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an electron source arranged in a ladder.

【図14】画像形成装置の表示パネルの別の態様を示す
概略構成図。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing another aspect of the display panel of the image forming apparatus.

【図15】実施例における活性化の印加電圧波形を示す
図。
FIG. 15 is a diagram showing an activation applied voltage waveform in the example.

【図16】実施例における電子源の平面図。FIG. 16 is a plan view of the electron source in the example.

【図17】実施例における電子源の一部断面図。FIG. 17 is a partial cross-sectional view of the electron source in the example.

【図18】実施例における電子源の製造方法を説明する
ための断面図。
FIG. 18 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the electron source in the example.

【図19】実施例における電子源の製造方法を説明する
ための断面図。
FIG. 19 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the electron source in the example.

【図20】実施例における画像形成装置を説明するため
の図。
FIG. 20 is a diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment.

【図21】従来の電子放出素子を示す模式的平面図。FIG. 21 is a schematic plan view showing a conventional electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,221 基板 2,3,222 素子電極 4,224 導電性膜 5,223 電子放出部 11,13 電源 10,12 電流計 14 アノード電極 15 真空装置 16,23 排気ポンプ 21 ニ−ドルバルブ 22 炭素化合物材料源 24 バルブ 25 ドライポンプ 31 段差形成部 71,110 電子源基板 72 X方向配線 73 Y方向配線 74,111 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−スプレ−ト 87 高圧端子 88 外囲器 91 黒色導電材 92 蛍光体 101 表示パネル 102 走査回路 103 制御回路 104 シフトレジスタ 105 ラインメモリ 106 同期信号分離回路 107 変調信号発生器 112 共通配線 120 変調(グリッド)電極 121 電子通過孔 122 素子配線の容器外端子 123 変調電極の容器外端子 141 層間絶縁層 142 コンタクトホ−ル 1,221 Substrate 2,3,222 Element electrode 4,224 Conductive film 5,223 Electron emission part 11,13 Power supply 10,12 Ammeter 14 Anode electrode 15 Vacuum device 16,23 Exhaust pump 21 Noodle valve 22 Carbon compound Material source 24 Valve 25 Dry pump 31 Step forming portion 71,110 Electron source substrate 72 X-direction wiring 73 Y-direction wiring 74,111 Electron-emitting device 75 Connection 81 Rear plate 82 Support frame 83 Glass substrate 84 Fluorescent film 85 Metal back 86 Fe -Spray 87 High-voltage terminal 88 Envelope 91 Black conductive material 92 Phosphor 101 Display panel 102 Scanning circuit 103 Control circuit 104 Shift register 105 Line memory 106 Synchronous signal separation circuit 107 Modulation signal generator 112 Common wiring 120 Modulation (grid ) Electrode 121 Vessel terminals 141 interlayer insulating layer 142 contact holes of vessel terminals 123 modulation electrode child apertures 122 element wiring - Le

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する電極間に、電子放出部を含む導
電性膜を有する電子放出素子の製造方法において、電極
間に形成された、電子放出部を含む導電性膜に、炭素あ
るいは炭素化合物を堆積させる工程を有し、且つ、該炭
素あるいは炭素化合物を堆積させる工程は、該工程での
温度雰囲気下における蒸気圧が5000hPa以下であ
る炭素化合物を用いて行われる工程であることを特徴と
する電子放出素子の製造方法。
1. A method of manufacturing an electron-emitting device having a conductive film including an electron-emitting portion between opposed electrodes, wherein carbon or a carbon compound is formed on the conductive film including an electron-emitting portion formed between the electrodes. And a step of depositing the carbon or carbon compound is a step performed using a carbon compound having a vapor pressure of 5000 hPa or less under a temperature atmosphere in the step. Method for manufacturing electron-emitting device.
【請求項2】 前記炭素化合物は、20℃における蒸気
圧が5000hPa以下の炭素化合物である請求項1に
記載の電子放出素子の製造方法。
2. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the carbon compound is a carbon compound having a vapor pressure at 20 ° C. of 5000 hPa or less.
【請求項3】 前記炭素化合物は、該炭素あるいは炭素
化合物を堆積させる工程での温度雰囲気下における蒸気
圧が0.2hPa〜5000hPaの炭素化合物である
請求項1に記載の電子放出素子の製造方法。
3. The method for producing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the carbon compound is a carbon compound having a vapor pressure of 0.2 hPa to 5000 hPa in a temperature atmosphere in the step of depositing the carbon or the carbon compound. .
【請求項4】 前記炭素化合物は、20℃における蒸気
圧が0.2hPa〜5000hPaの炭素化合物である
請求項3に記載の電子放出素子の製造方法。
4. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 3, wherein the carbon compound is a carbon compound having a vapor pressure at 20 ° C. of 0.2 hPa to 5000 hPa.
【請求項5】 前記導電性膜に炭素あるいは炭素化合物
を堆積させる工程は、真空雰囲気中に前記炭素化合物を
導入し、前記電極間に電圧を印加する工程を有する請求
項1または3に記載の電子放出素子の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the step of depositing carbon or a carbon compound on the conductive film includes a step of introducing the carbon compound into a vacuum atmosphere and applying a voltage between the electrodes. Method of manufacturing electron-emitting device.
【請求項6】 前記導入される炭素化合物の分圧は、P
0 ×10-8以上である(但し、Pr0 は該炭素化合物
の蒸気圧である)請求項5に記載の電子放出素子の製造
方法。
6. The partial pressure of the introduced carbon compound is P
The method for producing an electron-emitting device according to claim 5, wherein r 0 × 10 -8 or more (where Pr 0 is the vapor pressure of the carbon compound).
【請求項7】 電子放出素子を有し、入力信号に応じて
電子を放出する電子源において、前記電子放出素子が請
求項1〜6のいずれかに記載の製造方法にて製造される
電子放出素子であることを特徴とする電子源。
7. An electron source having an electron-emitting device, which emits electrons according to an input signal, wherein the electron-emitting device is manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6. An electron source characterized by being an element.
【請求項8】 複数の電子放出素子の各々の両端を配線
にて接続した電子放出素子の行を複数行と、該電子放出
素子より放出される電子線の変調を行う変調手段とを有
し、入力信号に応じて電子を放出する電子源において、
前記電子放出素子が請求項1〜6のいずれかに記載の製
造方法にて製造される電子放出素子であることを特徴と
する電子源。
8. A plurality of rows of electron-emitting devices in which both ends of each of the plurality of electron-emitting devices are connected by wiring, and a modulation means for modulating an electron beam emitted from the electron-emitting devices. , An electron source that emits electrons in response to an input signal,
An electron source, wherein the electron-emitting device is an electron-emitting device manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6.
【請求項9】 互いに電気的に絶縁されたm本のX方向
配線とn本のY方向配線とに接続し配列された複数の電
子放出素子を有し、入力信号に応じて電子を放出する電
子源において、前記電子放出素子が請求項1〜6のいず
れかに記載の製造方法にて製造される電子放出素子であ
ることを特徴とする電子源。
9. A plurality of electron-emitting devices arranged and connected to m number of X-direction wirings and n-number of Y-direction wirings electrically insulated from each other, and emit electrons according to an input signal. In the electron source, the electron-emitting device is an electron-emitting device manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6.
【請求項10】 電子源と画像形成部材とを有し、入力
信号に基づいて画像形成する画像形成装置において、前
記電子源が請求項7〜9のいずれかに記載の電子源であ
ることを特徴とする画像形成装置。
10. An image forming apparatus, which has an electron source and an image forming member, and forms an image based on an input signal, wherein the electron source is the electron source according to any one of claims 7 to 9. A characteristic image forming apparatus.
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