JPH09192864A - Manufacturing equipment and manufacture of surface conduction type electron emission element using laser beam - Google Patents

Manufacturing equipment and manufacture of surface conduction type electron emission element using laser beam

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JPH09192864A
JPH09192864A JP271096A JP271096A JPH09192864A JP H09192864 A JPH09192864 A JP H09192864A JP 271096 A JP271096 A JP 271096A JP 271096 A JP271096 A JP 271096A JP H09192864 A JPH09192864 A JP H09192864A
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JP
Japan
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electron
laser beam
image
voltage
surface conduction
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JP271096A
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Masahiko Miyamoto
雅彦 宮本
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Canon Inc
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Publication date
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  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a surface conduction type electron emission element which can be stably machined and is excellent in the yield by taking in and discriminating the image information on the surface of a work to detect the position of the work SOLUTION: A laser beam oscillator 1 which is the light source of the laser beam, and a high-speed shutter to turn ON/OFF the laser beam radiate the laser beam in the direction of a work 7 by a half mirror 3, and at the same time, the surface of the work 7 is observed through the half mirror 3. The work is relatively moved in the X, Y direction to the laser beam by a scanning mechanism 6. The image of the surface of the work 7 is taken in by an image take-in device 12. The image is discriminated by an image discriminating device 13. A computer 11 intensively controls the laser beam oscillator 1, a laser beam control mechanism 8, a position control mechanism 9, a position detecting mechanism 10, and the image discriminating device 13. Deviation of the machining pattern of a conductive thin film relative to an application electrode on a substrate of large area can be prevented.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いた
表面伝導型電子放出素子の製造装置及び製造方法に関
し、更にはそれを用いた画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light, and more particularly to an image display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図15は、従来の表面伝導型電子放出素
子の一実施例の概略構成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 15 is a schematic diagram of an embodiment of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【0003】従来、電子放出素子として熱電子源と冷陰
極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源には電
界放出型(以下FE型と略す。)、金属/絶縁層/金属
型(以下MIM型と略す。)や表面伝導型電子放出素子
がある。
Conventionally, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known. Cold cathode electron sources include field emission type (hereinafter abbreviated as FE type), metal / insulating layer / metal type (hereinafter abbreviated as MIM type), and surface conduction type electron emitting devices.

【0004】FE型の例としてはW.P.Dyke&
W.W.Dolan、”Fieldemissio
n”、Advance in Electron Ph
ysics、889(1956) あるいはC.A.S
pindt、”PhysicalProperties
of thin−film field emiss
ion cathodes with molybde
nium”J.Appl.Phys.,475248
(1976)等が知られている。
As an example of the FE type, W. P. Dyke &
W. W. Dolan, "Fielddemissio
n ", Advance in Electron Ph
ysics, 889 (1956) or C.I. A. S
pindt, "Physical Properties"
of thin-film field emiss
ion cathodes with mollybde
num "J. Appl. Phys., 475248.
(1976) and the like are known.

【0005】MIM型の例としてはC.A.Mea
d、”The tunnel−emission am
plifier、J.Appl.Phys.、32 6
46(1961)等が知られている。
As an example of the MIM type, C.I. A. Mea
d, "The tunnel-emission am
plier, J. et al. Appl. Phys. , 32 6
46 (1961) and the like are known.

【0006】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
M.I.Elinson、Radio Eng.Ele
ctron Phys.、10 (1965)等があ
る。表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小
面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電
子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝
導型電子放出素子としては、前記エリンソン等によるS
nO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの[G.D
ittmer:”Thin Solid Film
s”、9、317(1972)]、In23 /SnO
2 薄膜によるもの[M.Hartwell and
C.G.Fonstad:”IEEE Trans.E
D Conf.”、519(1975)]、カーボン薄
膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第1号、
22頁(1983)]等が報告されている。
Examples of the surface conduction electron-emitting device include:
M. I. Elinson, Radio Eng. Ele
ctron Phys. 10 (1965) and so on. The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is applied to a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, the S by Erinson et al.
One using an nO 2 thin film, one using an Au thin film [G. D
ittmer: "Thin Solid Film
s ", 9,317 (1972)] , In 2 0 3 / SnO
2 Thin film [M. Hartwell and
C. G. FIG. Fonstad: "IEEE Trans.E
D Conf. , 519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1,
22 (1983)].

【0007】図15に示したのは、これらの表面伝導型
電子放出素子の典型的な素子構成として前述のM.ハー
トウェルの素子構成である。同図において41は基板で
ある。44は導電性薄膜で、H型形状のパターンに、ス
パッタで形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の
通電フォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部
放出部45が形成される。尚、図中の素子電極間隔L
は、0.5mm〜1mm、W’は、0.1mmで設定さ
れている。尚、電子放出部45の位置および形状につい
ては、不明であるので模式図として表した。
FIG. 15 shows a typical element structure of these surface conduction electron-emitting devices as described above in M. This is a Hartwell device configuration. In the figure, reference numeral 41 is a substrate. Reference numeral 44 denotes a conductive thin film, which is composed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern, and an electron emitting portion emitting portion 45 is formed by an energization process called energization forming described later. The element electrode spacing L in the figure
Is set to 0.5 mm to 1 mm, and W 'is set to 0.1 mm. Since the position and shape of the electron emitting portion 45 are unknown, they are shown as a schematic diagram.

【0008】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜44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
45を形成するのが一般的であった。即ち、通電フォー
ミングとは導電性薄膜44の両端に直流電圧あるいは非
常にゆっくりとした昇電圧例えば1V/分程度を印加通
電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質さ
せ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部45を形成
することである。尚、電子放出部45は導電性薄膜44
の一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行わ
れる。通電フォーミング処理をした表面伝導型電子放出
素子は、上述導電性薄膜44に電圧を印加し、素子に電
流を流すことにより上述電子放出部45より電子を放出
させるものである。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, it has been general that the electron-emitting portion 45 is formed in advance by conducting an energization process called energization forming on the conductive thin film 44 before emitting electrons. That is, the energization forming is performed by applying a direct current voltage or a very slow rising voltage, for example, about 1 V / min to both ends of the conductive thin film 44 to locally break, deform or deteriorate the conductive thin film to electrically. This is to form the electron emitting portion 45 in a high resistance state. The electron emitting portion 45 is formed of the conductive thin film 44.
A crack is generated in a part of the area and electrons are emitted from the vicinity of the crack. The surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the energization forming process is one in which a voltage is applied to the conductive thin film 44 and a current is passed through the device so that electrons are emitted from the electron-emitting portion 45.

【0009】上述の表面伝導型電子放出素子は構造が単
純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数素
子を配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生か
せるような種々の応用について研究されている。例え
ば、荷電ビーム源、画像表示装置等の表示装置が挙げら
れる。
Since the surface conduction electron-emitting device described above has a simple structure and is easy to manufacture, it has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area. Therefore, various applications that can make full use of this feature are being studied. For example, a charged beam source, a display device such as an image display device may be used.

【0010】こうした表面伝導型電子放出素子の素子電
極や導電性薄膜の作成には、真空成膜技術、フォトリソ
グラフィー技術やエッチング技術等の一般的な半導体製
造技術が用いられていたが、大面積画像表示装置等への
応用においては、素子電極のパターニングや導電性薄膜
のトリミングにレーザ加工が用いられる。
In order to form the device electrodes and conductive thin films of such surface conduction electron-emitting devices, general semiconductor manufacturing techniques such as vacuum film forming technique, photolithography technique and etching technique have been used. In application to image display devices and the like, laser processing is used for patterning element electrodes and trimming conductive thin films.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】大面積加工に対応する
ようにレーザ加工を導電性薄膜のトリミングに用いる場
合、素子電極部分を精度良く、高速に加工する必要があ
る。
When laser processing is used for trimming a conductive thin film so as to cope with large area processing, it is necessary to process the element electrode portion accurately and at high speed.

【0012】こうした大面積に対応した素子電極は、ス
クリーン印刷やオフセット印刷等印刷技術により作成す
る場合が多く、基板全面において素子電極位置が不規則
にずれたり、基板によってずれ方がばらついたりしてし
まう。
Element electrodes corresponding to such a large area are often formed by a printing technique such as screen printing or offset printing, and the element electrode positions are irregularly displaced on the entire surface of the substrate, or the displacement is varied depending on the substrate. I will end up.

【0013】従来のレーザ加工装置では、あらかじめ設
定されたトリミングパターンを加工機精度に基づいてほ
ぼ設計値通りの加工を行う機能しかなく、個々の素子位
置のずれに対応して位置を補正して加工を行うことは困
難であった。
The conventional laser processing apparatus has only a function of processing a preset trimming pattern on the basis of the accuracy of the processing machine, which is almost as designed, and corrects the position according to the deviation of each element position. It was difficult to process.

【0014】そこで本発明の目的は、レーザ加工の位置
の補正を容易に安定して行い得る表面伝導型電子放出素
子の製造装置および製造方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a surface conduction electron-emitting device capable of easily and stably correcting the position of laser processing.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】第1の発明の表面伝導型
電子放出素子の製造装置は、被加工物とレーザ光とを相
対移動させるレーザ加工装置であって、被加工物表面の
画像情報を取り込む手段及び識別する手段、並びに被加
工物の位置を検出する手段を具備したことを特徴として
いる。
A surface conduction electron-emitting device manufacturing apparatus according to a first aspect of the present invention is a laser processing apparatus for moving a workpiece and a laser beam relative to each other, and image information on the surface of the workpiece. It is characterized in that it is provided with a means for taking in and identifying, and a means for detecting the position of the workpiece.

【0016】なお、第2の表面伝導型電子放出素子の製
造方法は、第1の発明の製造装置を用い、あらかじめ被
加工物表面の画像情報及び位置情報を計測する工程を設
け、その後にレーザ加工を行うことを特徴としている。
In the second method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device, the manufacturing apparatus of the first invention is used, and a step of measuring image information and position information on the surface of the workpiece is provided in advance, and then the laser is used. It is characterized by processing.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0018】図5の(a)は、本発明の基本的な表面伝
導型電子放出素子の構成の模式的平面図、(b)は、
(a)の断面図、図6の(a),(b),(c)は、本
発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を工程
順に示す断面図、図7は、本発明の通電フォーミングの
電圧波形の例であって、(a)は、印加する波高値を一
定にする場合、(b)は、増加させる場合、図8は、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、図9は、単純マトリクス配置の電子源の概略構成
図、図10は、画像形成装置の概略構成を示す斜視図、
図11の(a)は、ストライブ状黒色導電材と蛍光体を
示す蛍光膜、(b)は、マトリックス状黒色導電材と蛍
光体を示す蛍光膜、図12は、NTSC方式のテレビ信
号に応じて表示を行うための駆動回路のブロック図、お
よびその駆動回路を有する画像形成装置、図13は、梯
子型配置の電子源基板、図14は、図13の電子源基板
を備えた画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 5A is a schematic plan view of the structure of a basic surface conduction electron-emitting device of the present invention, and FIG.
6A is a sectional view, FIG. 6A, FIG. 6B, and FIG. 6C are sectional views showing an example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of the present invention in the order of steps, and FIG. FIG. 8 is an example of the voltage waveform of the energization forming, in which (a) is a case where the applied crest value is constant, (b) is an increase, and FIG. 8 is a measurement evaluation for measuring electron emission characteristics. 9 is a schematic configuration diagram of an apparatus, FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an electron source having a simple matrix arrangement, FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of an image forming apparatus,
11A is a fluorescent film showing a stripe-shaped black conductive material and a phosphor, FIG. 11B is a fluorescent film showing a matrix-shaped black conductive material and a fluorescent material, and FIG. 12 is an NTSC TV signal. FIG. 13 is a block diagram of a drive circuit for performing display according to the above, and an image forming apparatus having the drive circuit. FIG. 13 is a ladder-type arrangement electron source substrate. FIG. 14 is an image forming apparatus including the electron source substrate of FIG. It is a perspective view showing a schematic structure of a device.

【0019】本発明に用いることのできる表面伝導型電
子放出素子は基本的に平面型表面伝導型電子放出素子で
ある。
The surface conduction electron-emitting device that can be used in the present invention is basically a planar surface conduction electron-emitting device.

【0020】図5において基板41、素子電極42、4
3、導電性薄膜44、電子放出部45が示されている。
In FIG. 5, the substrate 41, the device electrodes 42, 4
3, the conductive thin film 44, and the electron emitting portion 45 are shown.

【0021】基板41としては、石英ガラス、Na等の
不純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、SiO2
表面に形成したガラス基板およびアルミナ等のセラミッ
クス基板が用いられる。
As the substrate 41, quartz glass, glass containing a small amount of impurities such as Na, soda lime glass, a glass substrate having SiO 2 formed on its surface, and a ceramic substrate such as alumina are used.

【0022】素子電極42、43の材料としては一般的
導電体が用いられ、例えばNi、Cr、Au、Mo、
W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属或は合金お
よびPd、Ag、Au、RuO2 、Pd−Ag等の金属
或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、I
23 −SnO2 等の透明導電体およびポリシリコン
等の半導体材料等から適宜選択される。
As the material of the device electrodes 42 and 43, general conductors are used, and for example, Ni, Cr, Au, Mo,
A printed conductor composed of a metal or alloy such as W, Pt, Ti, Al, Cu and Pd and a metal or metal oxide such as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag and glass, and
n 2 0 3 -SnO 2 or the like transparent conductor and is appropriately selected from semiconductor materials such as polysilicon.

【0023】素子電極間隔Lは好ましくは数百オングス
トロームから数百マイクロメートルである。また素子電
極間に印加する電圧は低い方が望ましく、再現良く作成
することが要求されるため好ましい素子電極間隔は数マ
イクロメートルから数十マイクロメートルである。
The device electrode spacing L is preferably several hundred angstroms to several hundreds of micrometers. In addition, it is desirable that the voltage applied between the device electrodes is low, and it is required to form the device with good reproducibility. Therefore, the preferred device electrode interval is several micrometers to several tens of micrometers.

【0024】素子電極長さWは電極の抵抗値、電子放出
特性からみて数マイクロメートルから数百マイクロメー
トルであり、また素子電極42、43の膜厚は、数百オ
ングストロームから数マイクロメートルが好ましい。
The device electrode length W is preferably several micrometers to several hundreds of micrometers in view of the resistance value of the electrodes and electron emission characteristics, and the film thickness of the device electrodes 42 and 43 is preferably several hundreds of angstroms to several micrometers. .

【0025】尚、図5の構成だけでなく、基板41上に
導電性薄膜44、素子電極42、43の電極を順に形成
させた構成にしてもよい。
In addition to the structure shown in FIG. 5, the conductive thin film 44 and the electrodes of the device electrodes 42 and 43 may be formed in this order on the substrate 41.

【0026】導電性薄膜44は良好な電子放出特性を得
るために微粒子で構成された微粒子膜が特に好ましく、
その膜厚は素子電極42、43へのステップカバレー
ジ、素子電極42、43間の抵抗値および後述する通電
フォーミング条件等によって、適宜設定されるが、好ま
しくは数オングストロームから数千オングストローム
で、特に好ましくは10オングストロームから500オ
ングストロームである。そのシート抵抗値は10の3乗
ないし10の7乗オーム/□である。
The conductive thin film 44 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics.
The film thickness is appropriately set according to the step coverage to the device electrodes 42 and 43, the resistance value between the device electrodes 42 and 43, and the energization forming condition described later, etc., but is preferably from several angstroms to several thousand angstroms, and particularly preferably. Is 10 angstroms to 500 angstroms. Its sheet resistance value is 10 3 to 10 7 ohm / □.

【0027】また導電性薄膜44を構成する材料はP
d、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、C
r、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、Pd
O、SnO2 、In23 、PbO、Sb23 等の酸
化物、HfB2 、ZrB2 、LaB6 、CeB6 、YB
4 、GdB4 等の硼化物、TiC、ZrC、HfC、T
aC、SiC、WC等の炭化物、TiN、ZrN、Hf
N等の窒化物Si、Ge等の半導体、カーボン等があげ
られる。
The material forming the conductive thin film 44 is P
d, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, C
metals such as r, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, Pd
O, SnO 2, In 2 0 3, PbO, oxides such as Sb 2 0 3, HfB 2, ZrB 2, LaB 6, CeB 6, YB
4 , boride such as GdB 4 , TiC, ZrC, HfC, T
carbides such as aC, SiC, WC, TiN, ZrN, Hf
Examples include nitrides such as N, Si, semiconductors such as Ge, carbon, and the like.

【0028】尚、ここで述べる微粒子膜とは複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは重なり合った状態(島状も含む)の膜をさ
しており、微粒子の粒径は数オングストロームから数千
オングストロームであり、好ましくは10オングストロ
ームから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 in a state in which fine particles are individually dispersed and arranged but also in a state in which fine particles are adjacent to each other or overlap each other (island). The particle size of the fine particles is from several angstroms to several thousand angstroms, preferably from 10 angstroms to 200 angstroms.

【0029】電子放出部45は導電性薄膜44の一部に
形成された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミング等に
より形成される。また亀裂内には数オングストロームか
ら数百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有する
こともある。この導電性微粒子は導電性薄膜44を構成
する物質の少なくとも一部の元素を含んでいる。また電
子放出部45およびその近傍の導電性薄膜44は炭素お
よび炭素化合物を有することもある。
The electron emitting portion 45 is a high resistance crack formed in a part of the conductive thin film 44, and is formed by energization forming or the like. Further, the cracks may have conductive fine particles having a particle diameter of several angstroms to several hundred angstroms. The conductive fine particles contain at least a part of the elements forming the conductive thin film 44. Further, the electron emitting portion 45 and the conductive thin film 44 in the vicinity thereof may contain carbon and a carbon compound.

【0030】通電フォーミングは素子電極42、43間
に不図示の電源から通電を行い、導電性薄膜44を局所
的に破壊、変形もしくは変質させ、構造を変化させた部
位を形成させるものである。この局所的に構造変化させ
た部位を電子放出部45と称する(図6(c))。
In the energization forming, electricity is applied between the device electrodes 42 and 43 from a power source (not shown) to locally break, deform or alter the conductive thin film 44 to form a portion having a changed structure. The part where the structure is locally changed is referred to as an electron emission part 45 (FIG. 6C).

【0031】通電フォーミングの電圧波形は特にパルス
波形が好ましく、図7(a)に示すパルス波高値が一定
の電圧パルスを連続的に印加する場合と、図7(b)に
示すパルス波高値を増加させながら、電圧パルスを印加
する場合とがある。まず、図7(a)のパルス波高値が
一定電圧とした場合について説明する。
The voltage waveform of the energization forming is particularly preferably a pulse waveform, and the voltage waveform shown in FIG. 7 (a) is continuously applied, and the voltage waveform shown in FIG. 7 (b) is continuously applied. In some cases, the voltage pulse is applied while increasing. First, the case where the pulse crest value in FIG. 7A is a constant voltage will be described.

【0032】図7(a)におけるT1およびT2は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔であり、T1を1マイクロ
秒〜10ミリ秒、T2を10マイクロ秒〜100ミリ秒
とし、三角波の波高値(通電フォーミング時のピーク電
圧)は表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択
し、適当な真空度、例えば、10の−5乗torr程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分印加する。尚、素子
の電極間に印加する波形は三角波に限定することはな
く、矩形波など所望の波形を用いても良い。
In FIG. 7A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds, T2 is 10 microseconds to 100 milliseconds, and the peak value of the triangular wave ( The peak voltage during energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device, and is applied for several seconds to several tens of minutes in a vacuum atmosphere with an appropriate degree of vacuum, for example, about 10 −5 torr. . The waveform applied between the electrodes of the element is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave may be used.

【0033】図7(b)におけるT1およびT2は、図
7(a)と同様であり、三角波の波高値(通電フォーミ
ング時のピーク電圧)は、例えば0.1Vステップ程度
づつ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。
T1 and T2 in FIG. 7 (b) are the same as those in FIG. 7 (a), and the peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is increased by, for example, about 0.1 V step to obtain an appropriate vacuum. Apply in an atmosphere.

【0034】尚、この場合の通電フォーミング処理はパ
ルス間隔T2中に、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形
しない程度の電圧、例えば0.1V程度の電圧で、素子
電流を測定し、抵抗値を求め、例えば、1Mオーム以上
の抵抗を示した時に通電フォーミング終了とする。
In the energization forming process in this case, the element current is measured at a voltage that does not locally break or deform the conductive thin film 4 during the pulse interval T2, for example, a voltage of about 0.1 V, and the resistance is measured. The value is obtained, and when the resistance is 1 M ohm or more, the energization forming is completed.

【0035】次に通電フォーミングが終了した素子に活
性化工程と称する処理を施すことが望ましい。活性化工
程とは、例えば、10の−4乗〜10の−5乗torr
程度の真空度で、通電フォーミング同様、パルス波高値
が一定の電圧パルスを繰り返し印加する処理のことであ
り、真空中に存在する有機物質に起因する炭素および炭
素化合物を導電薄膜上に堆積させ素子電流If、放出電
流Ieを著しく変化させる処理である。活性化工程は素
子電流Ifと放出電流Ieをを測定しながら、例えば、
放出電流Ieが飽和した時点で終了する。また印加する
電圧パルスは動作駆動電圧で行うことが好ましい。
Next, it is desirable to perform a process called an activation process on the element for which the energization forming has been completed. The activation process is, for example, 10 −4 to 10 −5 tor torr.
Similar to energization forming, it is a process of repeatedly applying a voltage pulse with a constant pulse peak value at a degree of vacuum. Carbon and carbon compounds derived from organic substances existing in a vacuum are deposited on a conductive thin film to form an element. This is a process of significantly changing the current If and the emission current Ie. In the activation process, while measuring the device current If and the emission current Ie, for example,
The process ends when the emission current Ie is saturated. Further, it is preferable that the applied voltage pulse is an operation drive voltage.

【0036】尚、ここで炭素および炭素化合物とは、グ
ラファイト(単、多結晶双方を指す)非晶質カーボン
(非晶質カーボンおよび多結晶グラファイトとの混合物
を指す)であり、その膜厚は500オングストローム以
下が好ましく、より好ましくは300オングストローム
以下である。
The carbon and the carbon compound are graphite (indicating both single and polycrystalline) amorphous carbon (indicating a mixture of amorphous carbon and polycrystalline graphite), and the film thickness thereof is It is preferably 500 angstroms or less, more preferably 300 angstroms or less.

【0037】こうして作成した電子放出素子を通電フォ
ーミング工程、活性化工程における真空度よりも高い真
空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。また
更に高い真空度の雰囲気下で、80℃〜150℃の過熱
後動作駆動させることが望ましい。
It is preferable that the electron-emitting device thus produced is placed in an atmosphere having a higher vacuum degree than the vacuum degree in the energization forming step and the activation step and is driven. Further, it is desirable to drive the device after heating at 80 ° C. to 150 ° C. in an atmosphere having a higher degree of vacuum.

【0038】尚、通電フォーミング工程、活性化処理し
た真空度よりも高い真空度とは、例えば約10の−6乗
以上の真空度であり、より好ましくは超高真空系であ
り、新たに炭素および炭素化合物が導電薄膜上に殆ど堆
積しない真空度である。こうすることによって素子電流
If、放出電流Ieを安定化させることが可能になる。
The degree of vacuum higher than the degree of vacuum obtained by the energization forming step or activation treatment is, for example, a degree of vacuum of about −10 −6 or higher, more preferably an ultrahigh vacuum system, and newly added carbon. And a degree of vacuum in which a carbon compound is hardly deposited on the conductive thin film. By doing so, the device current If and the emission current Ie can be stabilized.

【0039】図8は、図5の構成を有する素子の電子放
出特性を測定するための測定評価装置の概略構成図であ
り、図5と同一の符号は、同一のものを指す。そして、
電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための電源8
1、素子電極42・43間の導電性薄膜44を流れる素
子電流Ifを測定するための電流計80、素子の電子放
出部より放出される放出電流Ieを捕捉するためのアノ
ード電極84、アノード電極84に電圧を印加するため
の高圧電源83、素子の電子放出部45より放出される
放出電流Ieを測定するための電流計82、真空装置8
5、排気ポンプ86が示されている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring the electron emission characteristics of the device having the configuration of FIG. 5, and the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same elements. And
Power supply 8 for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device
1, an ammeter 80 for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 44 between the device electrodes 42 and 43, an anode electrode 84 for capturing an emission current Ie emitted from an electron emission portion of the device, an anode electrode High voltage power supply 83 for applying voltage to 84, ammeter 82 for measuring emission current Ie emitted from electron emission portion 45 of the device, vacuum device 8
5, the exhaust pump 86 is shown.

【0040】次に本発明の画像形成装置について述べ
る。画像形成装置に用いられる電子源基板は複数の表面
伝導型電子放出素子を基板上に配列することにより形成
される。
Next, the image forming apparatus of the present invention will be described. The electron source substrate used in the image forming apparatus is formed by arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices on the substrate.

【0041】表面伝導型電子放出素子の配列の方式に
は、表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素
子の両端を配線で接続する梯子型配置(以下梯子型配置
電子源基板と称する)や、表面伝導型電子放出素子の一
対の素子電極にそれぞれX方向配線、Y方向配線を接続
した単純マトリクス配置(以下マトリクス型配置電子源
基板と称する)があげられる。尚、梯子型配置電子源基
板を有する画像形成装置には電子放出素子からの電子の
飛翔を制御する電極である制御電極(グリッド電極)を
必要とする。
As a method of arranging the surface conduction electron-emitting devices, the surface conduction electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends of the individual devices are connected by a ladder arrangement (hereinafter referred to as a ladder-type arrangement electron source substrate and And a simple matrix arrangement (hereinafter referred to as a matrix-type arrangement electron source substrate) in which an X-direction wiring and a Y-direction wiring are connected to a pair of device electrodes of a surface conduction electron-emitting device, respectively. An image forming apparatus having a ladder-type electron source substrate requires a control electrode (grid electrode) which is an electrode for controlling the flight of electrons from the electron-emitting device.

【0042】以下この原理に基づき構成した電子源の構
成について、図9を用いて説明する。電子源基板91、
X方向配線92、Y方向配線93、表面伝導型電子放出
素子94、および結線95が示されている。尚、表面伝
導型電子放出素子94は前述した平面型あるいは垂直型
どちらであってもよい。図9において電子源基板91に
用いる基板は前述したガラス基板等であり、用途に応じ
て形状が適宜設定される。X方向配線92は、Dx1、
DX2、・・・Dxmのm本の配線からなり、Y方向配
線93はDy1、Dy2・・・Dynのn本の配線から
なる。また多数の表面伝導型電子放出素子にほぼ均等な
電圧が供給されるように材料、膜厚、配線幅が適宜設定
される。これらm本のX方向配線92とn本のY方向配
線93間は不図示の層間絶縁層により電気的に分離され
てマトリックス配線を構成する(m、nは共に正の整
数)。
The configuration of the electron source constructed based on this principle will be described below with reference to FIG. Electron source substrate 91,
The X-direction wiring 92, the Y-direction wiring 93, the surface conduction electron-emitting device 94, and the connection 95 are shown. The surface conduction electron-emitting device 94 may be either the flat type or the vertical type described above. In FIG. 9, the substrate used as the electron source substrate 91 is the above-mentioned glass substrate or the like, and the shape is appropriately set according to the application. The X-direction wiring 92 is Dx1,
The wirings in the Y direction 93 are composed of m wirings DX2, ..., Dxm, and the n wirings in Dy1, Dy2 ... Dyn. Further, the material, the film thickness, and the wiring width are appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to many surface conduction electron-emitting devices. The m X-direction wirings 92 and the n Y-direction wirings 93 are electrically separated by an interlayer insulating layer (not shown) to form a matrix wiring (m and n are both positive integers).

【0043】不図示の層間絶縁層はX方向配線92を形
成した基板91の全面或は一部に所望の領域に形成され
る。X方向配線92とY方向配線93はそれぞれ外部端
子として引き出される。更に表面伝導型電子放出素子9
4の素子電極(不図示)がm本のX方向配線92とn本
のY方向配線93と結線95によって電気的に接続され
ている。また表面伝導型電子放出素子は基板あるいは不
図示の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。
An interlayer insulating layer (not shown) is formed in a desired region on the entire surface or a part of the substrate 91 on which the X-direction wiring 92 is formed. The X-direction wiring 92 and the Y-direction wiring 93 are drawn out as external terminals. Further, the surface conduction electron-emitting device 9
The four element electrodes (not shown) are electrically connected to the m X-direction wirings 92 and the n Y-direction wirings 93 by connection lines 95. The surface conduction electron-emitting device may be formed either on the substrate or on an interlayer insulating layer (not shown).

【0044】また詳しくは後述するが前記X方向配線9
2にはX方向に配列する表面伝導型電子放出素子94の
行を入力信号に応じて走査するための操作信号を印加す
るための不図示の走査信号発生手段と電気的に接続され
ている。一方、Y方向配線93にはY方向に配列する表
面伝導型電子放出素子94の列の各列を入力信号に応じ
て、変調するための変調信号を印加するための不図示の
変調信号発生手段と電気的に接続されている。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。
The X-direction wiring 9 will be described in detail later.
2 is electrically connected to a scanning signal generating means (not shown) for applying an operation signal for scanning a row of surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the X direction according to an input signal. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for modulating each row of the surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the Y direction to the Y-direction wiring 93 according to an input signal. Is electrically connected to. 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 and the modulation signal applied to the element.

【0045】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。
In the above structure, individual elements can be selected and driven independently by using only simple matrix wiring.

【0046】次に、以上のようにして作成したマトリク
ス型配置電子源基板を用いた画像形成装置について、図
10、図11および図12を用いて説明する。 図10
において、電子放出素子を基板上に作成した電子源基板
91、電子源基板91を固定したリアプレート101、
ガラス基板103の内面に蛍光膜104とメタルバック
105等が形成されたフェースプレート106、および
支持枠102が示され、これら部材によって外囲器10
8が構成される。
Next, an image forming apparatus using the matrix type arrangement electron source substrate produced as described above will be described with reference to FIGS. 10, 11 and 12. FIG.
In, an electron source substrate 91 having an electron-emitting device formed on the substrate, a rear plate 101 having the electron source substrate 91 fixed thereto,
A face plate 106 having a fluorescent film 104, a metal back 105 and the like formed on the inner surface of a glass substrate 103, and a support frame 102 are shown, and the envelope 10 is formed by these members.
8 are configured.

【0047】図10において、電子放出素子94は図5
における電子放出部45に相当する。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92お
よびY方向配線93は、図9について述べたものに相当
する。
In FIG. 10, the electron-emitting device 94 is shown in FIG.
Corresponds to the electron emitting portion 45 in. The X-direction wiring 92 and the Y-direction wiring 93 connected to the pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device correspond to those described with reference to FIG.

【0048】外囲器108は、上述の如くフェースプレ
ート106、支持枠102、リアプレート101で構成
されたが、リアプレート101は主に電子源基板91の
強度を補強する目的で設けられるため、電子源基板91
自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート10
1は不要であり、電子源基板91に直接、支持枠102
を設け、フェースプレート106、支持枠102、電子
源基板91にて外囲器108を構成しても良い。またさ
らにはフェースプレート106、リアプレート101間
に、スペーサーと称する耐大気圧支持部材を設置するこ
とで大気圧に対して十分な強度を持つ外囲器108にす
ることもできる。
The envelope 108 is composed of the face plate 106, the support frame 102, and the rear plate 101 as described above, but the rear plate 101 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 91. Electron source substrate 91
Separate rear plate 10 if it has sufficient strength
1 is unnecessary, and the support frame 102 is directly attached to the electron source substrate 91.
Alternatively, the face plate 106, the support frame 102, and the electron source substrate 91 may constitute the envelope 108. Furthermore, by providing an atmospheric pressure resistant support member called a spacer between the face plate 106 and the rear plate 101, the envelope 108 having sufficient strength against atmospheric pressure can be obtained.

【0049】図11について、蛍光体112は、モノク
ロームの蛍光膜の場合は蛍光体のみからなるが、カラー
の蛍光膜の場合は蛍光体の配列によりブラックストライ
プあるいはブラックマトリクスなどと云われる黒色導電
材111と蛍光体112とで構成される。ブラックスト
ライプ、ブラックマトリクスが設けられる目的はカラー
表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体112
間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくす
ることと蛍光膜104における外光反射によるコントラ
ストの低下を抑制することである。ブラックストライプ
の材料としては、通常良く用いられている黒鉛を主成分
とする材料だけでなく、導電性があり、光の透過および
反射が少ない材料であればこれに限るものではない。
In FIG. 11, the phosphor 112 is made of only the phosphor in the case of a monochrome phosphor film, but in the case of a color phosphor film, a black conductive material called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphors. 111 and a phosphor 112. In the case of color display, the purpose of providing the black stripes and the black matrix is each phosphor 112 of the three primary color phosphors required.
This is to make the color mixture portions inconspicuous by blackening the colored portions between them and to suppress the deterioration of the contrast due to the reflection of external light on the fluorescent film 104. 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 that is electrically conductive and has little light transmission and reflection.

【0050】ガラス基板103に蛍光体を塗布する方法
はモノクローム、カラーによらず沈殿法や印刷法が用い
られる。また蛍光膜104(図10)の内面側には通常
メタルバック105(図10)が設けられる。メタルバ
ックの目的は蛍光体の発光のうち内面側への光をフェー
スプレート106側へ鏡面反射することにより輝度を向
上させること、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成後、蛍光膜の内面側表面の平滑化
処理(通常フィルミングと云う)を行い、その後Alを
真空蒸着等で堆積することで作成できる。
As a method of applying the phosphor to the glass substrate 103, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color. Further, a metal back 105 (FIG. 10) is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 104 (FIG. 10). The purpose of the metal back is to improve the brightness by specularly reflecting the light to the inner surface side of the phosphor emission toward the face plate 106 side, to act as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage, This is to protect the phosphor from the damage caused by the collision of negative ions generated inside the container. The metal back can be formed by performing a smoothing treatment (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after forming the fluorescent film, and then depositing Al by vacuum evaporation or the like.

【0051】フェースプレート106には、更に蛍光膜
104の導電性を高めるため蛍光膜104の外面側に透
明電極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 106 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 104 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 104.

【0052】外囲器108は不図示の排気管を通じ、1
ー7torr程度の真空度にされ、封止が行われる。ま
た外囲器108の封止後の真空度を維持するためにゲッ
ター処理を行なう場合もある。これは外囲器108の封
止を行う直前あるいは封止後に抵抗加熱あるいは高周波
加熱等の加熱法により、外囲器108内の所定の位置
(不図示)に配置されたゲッターを過熱し、蒸着膜を形
成する処理である。ゲッターは通常Ba等が主成分であ
り、該蒸着膜の吸着作用により、例えば1×10 ー5to
rrないしは1×10ー7torrの真空度を維持するも
のである。尚、表面伝導型電子放出素子のフォーミング
以降の工程は適宜設定される。
The envelope 108 is provided with an exhaust pipe (not shown)
0ー 7The degree of vacuum is set to about torr and sealing is performed. Ma
In order to maintain the vacuum degree after the sealed envelope 108 is sealed,
In some cases, processing is performed. This is the envelope 108
Resistance heating or high frequency just before stopping or after sealing
A predetermined position in the envelope 108 by a heating method such as heating.
Heat the getter (not shown) and shape the deposited film.
It is a process to be performed. The getter usually has Ba as a main component.
By the adsorption action of the deposited film, for example, 1 × 10 -5to
rr or 1 × 10ー 7Maintaining a vacuum of torr
It is. Forming of the surface conduction electron-emitting device
The subsequent steps are set as appropriate.

【0053】次に、マトリクス型配置電子源基板を用い
て構成した画像形成装置を、NTSC方式のテレビ信号
に基づきテレビジョン表示を行う為の駆動回路の概略構
成を図12のブロック図を用いて説明する。表示パネル
121、走査回路122、制御回路123、シフトレジ
スタ124、ラインメモリ125、同期信号分離回路1
26、変調信号発生器127、直流電圧源VxおよびV
aが示されている。
Next, referring to the block diagram of FIG. 12, a schematic structure of a drive circuit for performing a television display based on an NTSC system television signal in an image forming apparatus constructed by using a matrix type electron source substrate will be described. explain. Display panel 121, scanning circuit 122, control circuit 123, shift register 124, line memory 125, sync signal separation circuit 1
26, modulation signal generator 127, DC voltage sources Vx and V
a is shown.

【0054】以下、各部の機能を説明するがまず表示パ
ネル121は端子DoxlないしDoxmおよび端子D
oylないしDoynおよび高圧端子Hvを介して外部
の電気回路と接続している。このうち端子Doxlない
しDoxmには前記画像形成装置内に設けられている電
子源、すなわちm行n列の行列状にマトリクス配線され
た表面伝導型電子放出素子郡を一行(n素子)ずつ順次
駆動してゆくための走査信号が印加される。
The functions of the respective parts will be described below. First, the display panel 121 includes terminals Doxl to Doxm and a terminal D.
It is connected to an external electric circuit via oyl or Doyn and the high voltage terminal Hv. Among them, the terminals Doxl to Doxm sequentially drive the electron sources provided in the image forming apparatus, that is, the surface conduction electron-emitting devices which are arranged in a matrix of m rows and n columns matrix by row (n elements). A scanning signal for application is applied.

【0055】一方、端子DylないしDynには前述の
走査信号により選択された一行の表面伝導型電子放出素
子の各素子の出力電子ビームを制御するための変調信号
が印加される。また高圧端子Hvには直流電圧源Vaか
ら、例えば10[kV]の直流電圧が供給されるが、こ
れは表面伝導型電子放出素子から出力される電子ビーム
に蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを付与するた
めの加速電圧である。
On the other hand, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting devices of one row selected by the above-mentioned scanning signal is applied to the terminals Dyl to Dyn. The high voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 [kV] from the DC voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor into the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device. It is an accelerating voltage for applying energy.

【0056】次に走査回路122について説明する。同
回路は内部にm個のスイッチング素子を備えるもので
(図中、SlないしSmで模式的に示している)、各ス
イッチング素子は直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0
[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表
示パネル121の端子DxlないしDxmと電気的に接
続するものである。SlないしSmの各スイッチング素
子は制御回路123が出力する制御信号Tscanに基
づいて動作するものだが実際には例えばFETのような
スイッチング素子を組み合わせることにより構成するこ
とが可能である。
Next, the scanning circuit 122 will be described. The circuit includes m switching elements inside (indicated by S1 to Sm in the figure), and each switching element is an output voltage of the DC voltage source Vx or 0.
One of [V] (ground level) is selected and electrically connected to the terminals Dxl to Dxm of the display panel 121. Each of the switching elements Sl to Sm operates based on the control signal Tscan output by the control circuit 123, but can be actually configured by combining switching elements such as FETs.

【0057】尚、前述の直流電圧源Vxは、前述の表面
伝導型電子放出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に
基づき走査されていない素子に印加される駆動電圧が電
子放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力す
るよう設定されている。
The DC voltage source Vx is a driving voltage applied to an unscanned device based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device. It is set to output a constant voltage that is less than or equal to the voltage.

【0058】また制御回路123は、外部から入力する
画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように、各
部の動作を整合させる働きをもつものである。次に説明
する同期信号分離回路126から送られる同期信号Ts
yncに基づいて各部に対してTscan,Tsftお
よびTmryの各制御信号を発生する。
Further, the control circuit 123 has a function of matching the operation of each part so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The synchronization signal Ts sent from the synchronization signal separation circuit 126 described next
The control signals of Tscan, Tsft, and Tmry are generated for each unit based on the sync.

【0059】同期信号分離回路126は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝
度信号成分とを分離するための回路で周波数分離(フィ
ルター)回路を用いれば構成できるものである。同期信
号分離回路126により分離された同期信号は、良く知
られるように垂直同期信号と水平同期信号より成るが、
ここでは説明の便宜上Tsync信号として図示した。
一方、前述のテレビ信号から分離された画像の輝度信号
成分を便宜上DATA信号と表すが、同信号はシフトレ
ジスタ124に入力される。
The sync signal separation circuit 126 is a circuit for separating a sync signal component and a luminance signal component from an externally input NTSC television signal and can be constructed by using a frequency separation (filter) circuit. . As is well known, the sync signal separated by the sync signal separation circuit 126 includes a vertical sync signal and a horizontal sync signal.
Here, it is illustrated as a Tsync signal for convenience of explanation.
On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the above-mentioned television signal is referred to as a DATA signal for convenience, but this signal is input to the shift register 124.

【0060】シフトレジスタ124は時系列的にシリア
ルに入力される前記DATA信号を画像の1ライン毎に
シリアル/パラレル変換するためのもので、前記制御回
路123から送られる制御信号Tsftに基づいて動作
する。(すなわち制御信号Tsftは、シフトレジスタ
124のシフトロックであると言い換えても良い。)シ
リアル/パラレル変換された画像1ライン分(電子放出
素子n素子分の駆動データに相当する)のデータはId
lないしIdnのn個の並列信号として前述のシフトレ
ジスタ124から出力される。
The shift register 124 is for serial / parallel conversion of the DATA signal serially input in time series for each line of the image, and operates based on the control signal Tsft sent from the control circuit 123. To do. (That is, the control signal Tsft may be rephrased as a shift lock of the shift register 124.) The data of one line of the serial / parallel-converted image (corresponding to drive data for n electron-emitting devices) is Id.
It is output from the shift register 124 as n parallel signals of 1 to Idn.

【0061】ラインメモリ125は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路123から送られる制御信号Tmryに従
って適宜IdlないしIdnの内容を記憶する。記憶さ
れた内容はIdlないしIdnとして出力され変調信号
発生器127に入力される。
The line memory 125 is a storage device for storing data for one line of the image for a required time, and stores the contents of Idl to Idn as appropriate in accordance with the control signal Tmry sent from the control circuit 123. The stored contents are output as Idl to Idn and input to the modulation signal generator 127.

【0062】変調信号発生器127は、前記画像データ
IdlないしIdnの各々に応じて表面伝導型電子放出
素子の各々を適切に駆動変調するための信号源で、その
出力信号は端子DoylないしDoynを通じて表示パ
ネル121内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 127 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data Idl to Idn, the output signal of which is output through the terminals Doyl to Doyn. The voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 121.

【0063】本発明に関わる電子放出素子は放出電流I
eに対して以下の基本特性を有している。すなわち電子
放出には明確な閾値電圧Vthがあり、Vth以上の電
圧を印加された時のみ電子放出が生じる。また電子放出
閾値以上の電圧に対しては素子への印加電圧の変化に応
じて放出電流も変化してゆく。尚、電子放出素子の材料
や構成、製造方法を変えることにより電子放出閾値電圧
Vthの値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合い
が変わる場合もあるが、いずれにしても以下のようなこ
とが言える。
The electron-emitting device according to the present invention has an emission current I.
It has the following basic characteristics for e. That is, the electron emission has a clear threshold voltage Vth, and the electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied. Further, for a voltage equal to or higher than the electron emission threshold value, 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.

【0064】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加しても
電子放出は生じないが電子放出閾値以上の電圧を印加す
る場合には電子ビームが出力される。その際、第一には
パルスの波高値Vmを変化させることにより、出力電子
ビー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
子ビームの電荷の総量を制御することが可能である。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、パルス幅変調方式などがあ
げられ、電圧変調方式を実施するには変調信号発生器1
27としては、一定の長さの電圧パルスを発生するが入
力されるデータに応じて適宜パルスの波高値を変調する
ような電圧変調方式の回路を用いる。
That is, when a pulsed voltage is applied to this element, for example, electron emission does not occur even if a voltage below the electron emission threshold is applied, but when a voltage above the electron emission threshold is applied, the electron beam is emitted. Is output. At that time, first, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value Vm of the pulse. Second,
By changing the pulse width Pw, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam. Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, there are a voltage modulation method, a pulse width modulation method, and the like. To implement the voltage modulation method, the modulation signal generator 1 is used.
As the circuit 27, a circuit of a voltage modulation system is used which generates a voltage pulse of a fixed length but appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data.

【0065】またパルス幅変調方式を実施するには変調
信号発生器127としては、一定の波高値の電圧パルス
を発生するが入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ものである。
Further, in order to implement the pulse width modulation method, the modulation signal generator 127 generates a voltage pulse having a constant peak value, but a pulse which appropriately modulates the width of the voltage pulse according to the input data. A width modulation type circuit is used.

【0066】以上に説明した一連の動作により、本発明
の画像形成装置は表示パネル121を用いてテレビジョ
ンの表示を行なえる。尚、上記説明中、特に記載しなか
ったが、シフトレジスタ124やラインメモリ125は
デジタル信号式のものでもアナログ信号式のものでも差
し支えなく、要は画像信号のシリアル/パラレル変換や
記憶が所定の速度で行なわれればよい。
Through the series of operations described above, the image forming apparatus of the present invention can display television using the display panel 121. Although not particularly described in the above description, the shift register 124 and the line memory 125 may be of a digital signal type or an analog signal type, and the point is that serial / parallel conversion and storage of image signals are predetermined. It should be done at speed.

【0067】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路126の出力信号DATAをデジタル信号化す
る必要があるが、これは126の出力部にA/D変換器
を備えれば可能である。また、これと関連してラインメ
モリ125の出力信号がデジタル信号かアナログ信号か
により、変調信号発生器127に用いられる回路が若干
異なったものとなる。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 126 into a digital signal, which can be achieved by providing an A / D converter at the output section of 126. Further, in connection with this, the circuit used for the modulation signal generator 127 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 125 is a digital signal or an analog signal.

【0068】まずデジタル信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器127には、例
えばよく知られるD/A変換回路を用い、必要に応じて
増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器127は、例えば高速の発振
器および発振器の出力する波数を計数する計数機(カウ
ンタ)および計数器の出力値と前記メモリの出力値を比
較する比較器(コンパレータ)を組み合わせた回路を用
いることにより構成できる。必要に応じて比較器の出力
するパルス幅変調された変調信号を表面伝導型電子放出
素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け
加えてもよい。
First, the case of digital signals will be described.
In the voltage modulation method, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 127, and an amplification circuit or the like may be added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 127 is, for example, a high-speed oscillator and a counter that counts the number of waves output by the oscillator and a comparator that compares the output value of the counter with the output value of the memory. It can be configured by using a circuit in which (comparators) are combined. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.

【0069】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器127には、例
えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用
いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付け
加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には例えば
よく知られた電圧制御型発振回路(VCO)を用ればよ
く、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧に
まで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。
Next, the case of an analog signal will be described.
In the voltage modulation method, for the modulation signal generator 127, for example, an amplifier circuit using a well-known operational amplifier may be used, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a well-known voltage controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and an amplifier for amplifying the voltage to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be used if necessary. May be added.

【0070】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子DoxlないしD
oymないしDoynを通じ、電圧を印加することによ
り、電子放出させ、高圧端子Hvを通じ、メタルバック
105、あるいは透明電極(不図示)に高圧を印加し、
電子ビームを加速し、蛍光膜104に衝突させ、励起・
発光させることで画像を表示することができる。
In the image forming apparatus completed as described above, each of the electron-emitting devices has terminals outside the container Doxl to Dx.
Electrons are emitted by applying a voltage through oym or Doyn, and a high voltage is applied to the metal back 105 or the transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal Hv.
The electron beam is accelerated to collide with the fluorescent film 104 to excite
An image can be displayed by emitting light.

【0071】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作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、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、NTSC方式
をあげたが、これに限るものでなく、PAL、SECA
M方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数
の走査線からなるTV信号(例えば、MUSE方式をは
じめとする高品位TV)方式でもよい。
The above-described structure is a schematic structure necessary for producing a suitable image forming apparatus used for display or the like, and the detailed parts such as the material of each member are not limited to the above contents. , Is appropriately selected to suit the application of the image forming apparatus. Further, although the NTSC system is given as an example of the input signal, the input signal is not limited to this, and PAL, SECA
Various methods such as the M method may be used, or a TV signal (for example, a high-definition TV such as the MUSE method) including a number of scanning lines may be used.

【0072】次に、前述の梯子型配置電子源基板および
それを用いた画像形成装置について図13、図14によ
り説明する。
Next, the ladder-type arrangement electron source substrate and the image forming apparatus using the same will be described with reference to FIGS. 13 and 14.

【0073】図13には、電子源基板130、電子放出
素子131、およびこの電子放出素子に接続する共通配
線132(Dx1〜Dx10)が示されている。電子放
出素子131は、基板130上に、X方向に並列に複数
個配置される。(これを素子行と云う)。この素子行を
複数個基板上に配置し、梯子型電子源基板となる。各素
子行の共通配線間に適宜駆動電圧を印加することで、各
素子行を独立に駆動することが可能になる。すなわち、
電子ビームを放出させる素子行には、電子放出閾値以上
の電圧を電子ビームを放出させない素子行には電子放出
閾値以下の電圧を印加すればよい。また各素子行間の共
通配線Dx2〜Dx9を、例えばDx2、Dx3を同一
配線とする様にしても良い。
FIG. 13 shows an electron source substrate 130, an electron emitting element 131, and a common wiring 132 (Dx1 to Dx10) connected to this electron emitting element. A plurality of electron-emitting devices 131 are arranged on the substrate 130 in parallel in the X direction. (This is called the element row). A plurality of the element rows are arranged on the substrate to form a ladder type electron source substrate. By appropriately applying a drive voltage between the common wirings of each element row, each element row can be independently driven. That is,
A voltage equal to or higher than the electron emission threshold may be applied to an element row that emits an electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold may be applied to an element row that does not emit an electron beam. Further, the common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows, for example, Dx2 and Dx3 may be the same wiring.

【0074】図14は梯子型配置の電子源を備えた画像
形成装置の構造を示すための図である。グリッド電極1
40、電子が通過するため空孔141、Dox1、Do
x2...Doxmからなる容器外端子142、グリッ
ド電極140と接続されたG1、G2、...Gnから
なる容器外端子143、および前述の様に各素子行間の
共通配線を同一配線とした電子源基板130が示されて
いる。尚、図10、13と同一の符号は同一の部材を示
す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置(図1
0)との違いは、電子源基板130とフェースプレート
106の間にグリッド電極140を備えていることであ
る。
FIG. 14 is a view showing the structure of an image forming apparatus having a ladder-type electron source. Grid electrode 1
40, holes 141, Dox1, Do because electrons pass through
x2. . . Doxm outer terminal 142, G1, G2 ,. . . The external terminal 143 made of Gn and the electron source substrate 130 in which the common wiring between the respective element rows is the same wiring as described above are shown. The same reference numerals as those in FIGS. 10 and 13 denote the same members. The image forming apparatus having the above-mentioned simple matrix arrangement (see FIG.
The difference from 0) is that the grid electrode 140 is provided between the electron source substrate 130 and the face plate 106.

【0075】基板130とフェースプレート106の中
間には、グリッド電極140が設けられている。グリッ
ド電極140は、表面伝導型電子放出素子から放出され
た電子ビームを変調することができるもので、梯子型配
置の素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に
電子ビームを通過させるため、各素子に対応して1個ず
つ円形の空孔141が設けられている。グリッドの形状
や設置位置は必ずしも図14のようなものでなくともよ
く、開口としてメッシュ状に多数の通過口を設けること
もあり、また例えば表面伝導型電子放出素子の周囲や近
傍に設けてもよい。
A grid electrode 140 is provided between the substrate 130 and the face plate 106. The grid electrode 140 is capable of modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and is for passing the electron beam through the stripe-shaped electrodes provided orthogonal to the ladder-shaped arrangement of the element rows. A circular hole 141 corresponding to each element is provided. The shape and installation position of the grid are not necessarily as shown in FIG. 14, and a large number of passage openings may be provided in the form of a mesh as openings. For example, they may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device. Good.

【0076】容器外端子142およびグリッド容器外端
子143は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
The external terminal 142 and the grid external terminal 143 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0077】本画像形成装置では素子行を1列ずつ順次
駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極列に画
像1ライン分の変調信号を同時に印加することにより、
各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を1ライ
ンずつ表示することができる。
In this image forming apparatus, the modulation signals for one line of the image are simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one column at a time.
The irradiation of each electron beam to the phosphor can be controlled to display an image line by line.

【0078】また本発明によれば、テレビジョン放送の
表示装置のみならずテレビ会議システム、コンピュータ
ー等の表示装置に適した画像形成装置を提供することが
できる。さらには感光性ドラム等で構成された光プリン
ターとしての画像形成装置としても用いることもでき
る。また電子放出素子として表面伝導型電子放出素子ば
かりでなく、MIM型電子放出素子、電界放出型電子放
出素子等の冷陰極電子源にも適用可能である、更には熱
電子源による画像形成装置にも適用することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus suitable for not only a display device for television broadcasting but also a display device such as a video conference system and a computer. Further, it can be used as an image forming apparatus as an optical printer including a photosensitive drum or the like. Further, not only surface conduction electron-emitting devices but also cold cathode electron sources such as MIM electron-emitting devices and field emission electron-emitting devices can be applied as electron-emitting devices, and further to an image forming apparatus using a thermoelectron source. Can also be applied.

【0079】[0079]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0080】図1は、本発明のレーザ光を用いる表面伝
導型電子放出素子の一実施例の構成図、図2の(a)〜
(d)は、素子電極群にずれのある場合とない場合にお
けるレーザ加工中の状況を示す模式図、図3の(a)〜
(d)は、素子電極群にずれのある場合におけるレーザ
加工中の状況を示す、図2に準じた模式図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a surface conduction electron-emitting device using a laser beam according to the present invention, FIGS.
FIG. 3D is a schematic view showing a situation during laser processing in the case where there is a deviation in the element electrode group and in the case where there is no deviation, and FIGS.
(D) is a schematic diagram according to FIG. 2 showing a situation during laser processing in the case where the element electrode group is displaced.

【0081】図1は、本発明の特徴を最も良く表わす図
であり、表面伝導型電子放出素子の導電性薄膜を形成す
る際に用いるレーザ加工装置の構成を示したものであ
る。以下にその構成を説明する。
FIG. 1 is a view best showing the features of the present invention, and shows the structure of a laser processing apparatus used for forming a conductive thin film of a surface conduction electron-emitting device. The configuration will be described below.

【0082】図1において、レーザの光源であるレーザ
発振器1、レーザ光をON、OFFする高速シャッター
2により、ハーフミラー3で、レーザ光を被加工物7の
方向に照射すると同時に、被加工物7の表面をこのハー
フミラー3越しに観察する。
In FIG. 1, a laser oscillator 1 as a laser light source and a high-speed shutter 2 for turning on / off a laser beam irradiates the laser beam toward a workpiece 7 by a half mirror 3, and at the same time, the workpiece is processed. The surface of 7 is observed through this half mirror 3.

【0083】スリット4は、レーザ光の光束の形状を整
形し、対物レンズ5は、レーザ光を被加工物7の表面上
に集光し、また被加工物7の表面を拡大する。XY方向
走査機構6は、被加工物7をXY方向にレーザ光と相対
移動させる。レーザ光制御機構8は、高速シャッター2
を制御し、位置制御機構9と位置検出機構10の両機構
は、XY方向走査機構の動きを位置補正する。
The slit 4 shapes the shape of the light flux of the laser light, and the objective lens 5 focuses the laser light on the surface of the workpiece 7 and enlarges the surface of the workpiece 7. The XY direction scanning mechanism 6 moves the workpiece 7 in the XY directions relative to the laser light. The laser light control mechanism 8 uses the high-speed shutter 2
The position control mechanism 9 and the position detection mechanism 10 position-correct the movement of the XY direction scanning mechanism.

【0084】画像取込装置12は、対物レンズ5で拡大
されハーフミラー3で透過した被加工物7の表面の画像
を取り込む。画像識別装置13は、画像取り込装置12
で取込まれた画像を識別する。画像表示モニター14
は、画像取込装置12で取込まれた画像を表示する。制
御コンピュータ11は、レーザ発振器1、レーザ光制御
機構8、位置制御機構9、位置検出機構10、画像識別
装置13を集中制御する。
The image capturing device 12 captures the image of the surface of the workpiece 7 which is enlarged by the objective lens 5 and transmitted by the half mirror 3. The image identification device 13 includes an image capturing device 12
Identify the images captured in. Image display monitor 14
Displays the image captured by the image capturing device 12. The control computer 11 centrally controls the laser oscillator 1, the laser light control mechanism 8, the position control mechanism 9, the position detection mechanism 10, and the image identification device 13.

【0085】図2、3のレーザ加工による表面伝導型電
子放出素子の導電性薄膜の加工について示した摸式図に
おいて、素子電極42、43、加工パターン20、およ
び補正された加工パターン21並びにパターンずれを生
じた部分22が示されている。なお、図2、3では、素
子電極と加工パターンとの位置関係をわかりやすくする
ため、導電性薄膜44は図示せず透視した状態で示して
いる。
In the schematic diagrams showing the processing of the conductive thin film of the surface conduction electron-emitting device by the laser processing of FIGS. 2 and 3, the device electrodes 42 and 43, the processing pattern 20, and the corrected processing pattern 21 and the pattern. The misaligned portion 22 is shown. 2 and 3, the conductive thin film 44 is shown in a transparent state, not shown, in order to facilitate understanding of the positional relationship between the device electrode and the processing pattern.

【0086】以上の図1、2、3を用いて本発明の表面
伝導型電子放出素子の製造装置と製造方法について順次
説明する。
The manufacturing apparatus and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device of the present invention will be sequentially described with reference to FIGS.

【0087】まず図2(a)では、ガラス基板状にPt
による素子電極がスパッタ法とフォトリソ・エッチング
プロセスでマトリクス状に形成された様子を示してい
る。これら素子電極群は数μmの位置精度で、ほぼ設計
値通りに作成されている。この上に有機パラジウムを全
面に塗布し、300℃で20分間焼成し、Pdを主成分
とする微粒子膜からなる導電性薄膜を形成する。なお、
先にも述べたが、この導電性薄膜は、図示せず透視した
状態を(a)では示している。この導電性薄膜が、各素
子電極毎に絶縁されるように(b)の加工パターン20
でレーザ加工するわけであるが、(b)の場合、設計値
通りの加工パターンで何ら問題なく絶縁できる。しかし
ながら、(c)に示すようにPt素子電極を印刷法で作
成した場合、素子電極群の位置は設計値からずれやす
く、300mmで30μm程度の誤差を生じることがあ
り、そのずれ方も印刷により各ロット毎で異なる場合が
多い。(c)は、そのずれを模式的に示したものであ
り、これを(b)と同じ設計値通りの加工パターン20
でレーザ加工しても、(d)に示したようにパターンズ
レ22を生じてうまく絶縁できない。そこで、このよう
な場合、本発明のレーザ加工装置を用いるわけである
が、これを図1の装置図と図2の加工模式図で説明す
る。
First, in FIG. 2A, Pt is formed on the glass substrate.
The device electrodes are formed in a matrix by the sputtering method and the photolithography / etching process. These element electrode groups are created with a positional accuracy of several μm, almost as designed. Organic palladium is applied on the entire surface and baked at 300 ° C. for 20 minutes to form a conductive thin film made of a fine particle film containing Pd as a main component. In addition,
As described above, the conductive thin film is shown in FIG. The processed pattern 20 of (b) is formed so that the conductive thin film is insulated for each device electrode.
However, in the case of (b), the processing pattern according to the design value can be used for insulation without any problem. However, when the Pt element electrode is formed by the printing method as shown in (c), the position of the element electrode group is likely to deviate from the design value, and an error of about 30 μm may occur at 300 mm. It is often different for each lot. (C) schematically shows the deviation, which is the processing pattern 20 having the same design value as (b).
Even if the laser processing is performed in step (d), pattern deviation 22 occurs as shown in FIG. Therefore, in such a case, the laser processing apparatus of the present invention is used, which will be described with reference to the apparatus diagram of FIG. 1 and the processing schematic diagram of FIG.

【0088】図3(a)で示すように設計値からずれた
素子電極(Pt)が印刷法でガラス上に形成されている
場合、図1の装置の画像取込装置(本例ではCCDを用
いた)12で対物レンズ5で拡大され、ハーフミラー3
を透過した画像情報を取り込み、画像識別装置13で素
子電極のコントラストからその重心位置が識別できる。
したがって、XY方向走査機構6および位置制御機構
9、位置検出機構10により被加工物全面を画像取込装
置12とを相対移動させながら、画像識別装置13で素
子電極を識別させることで、図3(a)の素子電極群の
正確な位置情報を収集し、図3(b)ずれ分を補正した
加工パターンデータ21が図1、11の制御コンピュー
ターにより直ちに生成される。図1のレーザ発振器1か
ら形成されたレーザ光が、高速シャッター2を経てハー
フミラー3で直角に曲げられ、スリット4でレーザ光の
形状が整えられ、対物レンズ5で集光され、被加工物7
の表面に照射される。この際、先の補正された加工パタ
ーン21の通りにXY方向走査機構と高速シャッター2
とが連動して被加工物は図3(c)のごとく加工され
る。以上のように素子電極の拡大図(d)が示すように
ずれに対して補正がなされた導電性薄膜(不図示)の加
工が行なわれる。
As shown in FIG. 3A, when the element electrode (Pt) deviated from the design value is formed on the glass by the printing method, the image capturing device (in this example, the CCD (Used) 12 is enlarged by the objective lens 5, and the half mirror 3 is used.
The image information that has passed through is captured, and the center of gravity position can be identified by the image identification device 13 from the contrast of the element electrode.
Therefore, while the XY-direction scanning mechanism 6, the position control mechanism 9, and the position detection mechanism 10 relatively move the entire surface of the workpiece with the image capturing device 12, the image identifying device 13 identifies the element electrode, and thus the image capturing device 12 in FIG. Accurate position information of the element electrode group in (a) is collected, and the processing pattern data 21 in which the deviation amount is corrected in FIG. 3 (b) is immediately generated by the control computer in FIGS. A laser beam generated from the laser oscillator 1 of FIG. 1 is bent at a right angle by a half mirror 3 through a high-speed shutter 2, the shape of the laser beam is adjusted by a slit 4, and the laser beam is condensed by an objective lens 5 to be processed. 7
The surface is irradiated. At this time, the XY-direction scanning mechanism and the high-speed shutter 2 are arranged according to the corrected processing pattern 21.
The workpiece is processed as shown in FIG. As described above, as shown in the enlarged view (d) of the element electrode, the conductive thin film (not shown) corrected for the displacement is processed.

【0089】なお、本実施例では、Qスイッチ付きYA
G第2高周波レーザ(波長532nm)を用い、Qスイ
ッチ周波数1KHz,平均出力5Wレーザビーム径10
μmとし、被加工物の送り送度は、10mm/secと
した。
In this embodiment, YA with a Q switch is used.
G 2nd high frequency laser (wavelength 532 nm) is used, Q switch frequency 1 KHz, average output 5 W laser beam diameter 10
μm, and the feed rate of the workpiece was 10 mm / sec.

【0090】続いて、通電フォーミングを図7に示した
ような電圧を印加することにより行なった。この時、フ
ォーミング電圧波形としては、パルス幅T1を1mse
c、パルス間隔T2を10msecの矩形波で波高値1
5Vとし、真空雰囲気下で行った。この通電処理により
導電性薄膜23を局部的に破壊、変形もしくは変質さ
せ、構造の変化した電子放出部45が得られた。
Subsequently, energization forming was performed by applying a voltage as shown in FIG. At this time, the forming voltage waveform has a pulse width T1 of 1 mse.
c, the pulse interval T2 is a rectangular wave of 10 msec, and the peak value is 1
It was set to 5 V and performed in a vacuum atmosphere. By this energization treatment, the conductive thin film 23 was locally destroyed, deformed or denatured, and the electron emitting portion 45 having a changed structure was obtained.

【0091】このように表面伝導型電子放出素子を有す
るマトリクス型配置電子源基板を作成し、フェースプレ
ート106、支持枠102、リアプレート101等と封
着することにより、図10に示されている画像形成装置
を作成した。
A matrix type arrangement electron source substrate having surface conduction electron-emitting devices is prepared in this manner, and is sealed to the face plate 106, the support frame 102, the rear plate 101, etc., as shown in FIG. An image forming apparatus was created.

【0092】本発明のレーザ加工装置器を用い導電性薄
膜の加工を行った結果、パターンずれが生じず、各素子
が確実に絶縁されるように加工を行うことができた。
As a result of processing the conductive thin film using the laser processing apparatus of the present invention, it was possible to carry out the processing such that pattern deviation did not occur and each element was reliably insulated.

【0093】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0094】図4は、本発明の第2の実施例の構成図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram of the second embodiment of the present invention.

【0095】実施例1では、加工パターンの補正もすべ
てXY方向走査機構のみで行った。実施例2では、ビー
ムスキャナー15とビームスキャン制御機構16を設
け、レーザ光そのものの照射位置を微調整するようにし
たものである。ビームスキャナーとしては、音響光学素
子を用いた。
In Example 1, the correction of the processing pattern was also performed only by the XY direction scanning mechanism. In the second embodiment, the beam scanner 15 and the beam scan control mechanism 16 are provided to finely adjust the irradiation position of the laser light itself. An acousto-optic device was used as the beam scanner.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、被加工物
とレーザ光とを相対的に移動させ、被加工物の表面画像
の取込み手段および識別する手段並びに加工物の位置検
出手段を具備し、さらに、あるいは予め被加工物の画像
位置情報を計測する工程を設けること等により、大面積
基板での印加電極に対しても導電性薄膜の加工パターン
ずれが生ぜず、常に安定して加工ができ歩留りの高い表
面伝導型電子放出素子の製造装置および製造方法を提供
できる効果がある。
As described above, the present invention comprises means for capturing and identifying the surface image of the workpiece and means for detecting the position of the workpiece by moving the workpiece and the laser beam relative to each other. In addition, or by providing a process to measure the image position information of the workpiece in advance, the conductive thin film processing pattern does not deviate even on the applied electrode on a large area substrate, and stable processing is always performed. Therefore, it is possible to provide the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device which can achieve high yield.

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

【図1】本発明のレーザ光を用いる表面伝導型電子放出
素子の一実施例の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a surface conduction electron-emitting device using laser light of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は、素子電極群にずれのある場
合とない場合におけるレーザ加工中の状況を示す模式図
である。
FIG. 2A to FIG. 2D are schematic diagrams showing a situation during laser processing in the case where the element electrode group is displaced and the case where it is not displaced.

【図3】(a)〜(d)は、素子電極群にずれのある場
合におけるレーザ加工中の状況を示す、図2に準じた模
式図である。
3 (a) to 3 (d) are schematic views according to FIG. 2 showing a situation during laser processing in the case where there is a deviation in a device electrode group.

【図4】本発明の第2の実施例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図5】(a)は、本発明の基本的な表面伝導型電子放
出素子の構成の模式的平面図、(b)は、(a)の断面
図である。
5A is a schematic plan view of the structure of a basic surface conduction electron-emitting device of the present invention, and FIG. 5B is a sectional view of FIG.

【図6】(a),(b),(c)は、本発明の表面伝導
型電子放出素子の製造方法の一例を工程順に示す断面図
である。
6 (a), (b), and (c) are cross-sectional views showing an example of a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device of the present invention in the order of steps.

【図7】本発明の通電フォーミングの電圧波形の例であ
って、(a)は、印加する波高値を一定にする場合、
(b)は、増加させる場合である。
FIG. 7 is an example of a voltage waveform of energization forming according to the present invention, in which (a) shows a case where the applied crest value is constant.
(B) is a case of increasing.

【図8】電子放出特性を測定するための測定評価装置の
概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics.

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

【図10】画像形成装置の概略構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of an image forming apparatus.

【図11】(a)は、ストライブ状黒色導電材と蛍光体
を示す蛍光膜、(b)は、マトリックス状黒色導電材と
蛍光体を示す蛍光膜である。
FIG. 11A is a fluorescent film showing a stripe-shaped black conductive material and a phosphor, and FIG. 11B is a fluorescent film showing a matrix-shaped black conductive material and a fluorescent material.

【図12】NTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行
うための駆動回路のブロック図、およびその駆動回路を
有する画像形成装置である。
12A and 12B are a block diagram of a driver circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal and an image forming apparatus including the driver circuit.

【図13】梯子型配置の電子源基板である。FIG. 13 is a ladder type electron source substrate.

【図14】図13の電子源基板を備えた画像形成装置の
概略構成を示す斜視図である。
14 is a perspective view showing a schematic configuration of an image forming apparatus including the electron source substrate of FIG.

【図15】従来の表面伝導型電子放出素子の一実施例の
概略構成図である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザー発振器 2 高速シャッター 3 ハーフミラー 4 スリット 5 対物レンズ 6 XY方向走査機構 7 被加工物 8 レーザー光制御機構 9 位置制御機構 10 位置検出機構 11 制御コンピュータ 12 画像取り込み装置 13 画像識別装置 14 画像表示モニター 15 ビームスキャナー 16 ビームスキャン制御機構 20 加工パターン 21 補正された加工パターン 22 パターンずれを生じた部分 41 基板 42、43 素子電極 44 導電性薄膜 45 電子放出部 46 段差形成部 80 素子電極42・43間の導電性薄膜4を流れる
素子電流Ifを測定するための電流計 81 電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための
電源 82 素子の電子放出部45から放出される放出電流
Ieを測定するための電流計 83 アノード電極84に電圧を印加するための高圧
電源 84 素子の電子放出部から放出される放出電流Ie
を捕捉するためのアノード電極 85 真空装置 86 排気ポンプ 91 電子源基板 92 X方向配線 93 Y方向配線 94 表面伝導型電子放出素子 95 結線 101 リアプレート 102 支持枠 103 ガラス基板 104 蛍光膜 105 メタルバック 106 フェースプレート 107 高圧端子 108 外囲器 111 黒色導電材 112 蛍光体 121 表示パネル 122 走査回路 123 制御回路 124 シフトレジスタ 125 ラインメモリ 126 同期信号分離回路 127 変調信号発生器 130 電子源基板 131 電子放出素子 132(Dx1〜Dx10) 電子放出素子131を
配線するための共通配線 140 グリッド電極 141 電子が通過するための空孔 142 Dox1、Dox2...Doxmからなる
容器外端子 143 グリッド電極140と接続されたG1,G
2...Gnからなる容器外端子
1 Laser Oscillator 2 High Speed Shutter 3 Half Mirror 4 Slit 5 Objective Lens 6 XY Direction Scanning Mechanism 7 Workpiece 8 Laser Light Control Mechanism 9 Position Control Mechanism 10 Position Detection Mechanism 11 Control Computer 12 Image Capture Device 13 Image Identification Device 14 Image Display Monitor 15 Beam scanner 16 Beam scan control mechanism 20 Processing pattern 21 Corrected processing pattern 22 Part where pattern shift occurs 41 Substrate 42, 43 Element electrode 44 Conductive thin film 45 Electron emission section 46 Step forming section 80 Element electrode 42/43 Ammeter for measuring the device current If flowing through the conductive thin film 4 between 81 Power supply for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device 82 For measuring the emission current Ie emitted from the electron-emitting portion 45 of the device Ammeter 83 of the anode electrode 84 High-voltage power supply for applying voltage 84 Emission current Ie emitted from electron-emitting portion of device
Anode electrode 85 for capturing the electrons 85 Vacuum device 86 Exhaust pump 91 Electron source substrate 92 X-direction wiring 93 Y-direction wiring 94 Surface conduction electron-emitting device 95 Connection 101 Rear plate 102 Support frame 103 Glass substrate 104 Fluorescent film 105 Metal back 106 Face plate 107 High voltage terminal 108 Envelope 111 Black conductive material 112 Phosphor 121 Display panel 122 Scanning circuit 123 Control circuit 124 Shift register 125 Line memory 126 Synchronous signal separation circuit 127 Modulation signal generator 130 Electron source substrate 131 Electron emitting device 132 (Dx1 to Dx10) Common wiring for wiring the electron-emitting device 131 140 Grid electrode 141 Holes through which electrons pass 142 Dox1, Dox2. . . Outer container terminal 143 made of Doxm G1, G connected to the grid electrode 140
2. . . Outer terminal made of Gn

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加工物とレーザ光とを相対移動させる
レーザ加工装置であって、前記被加工物表面の画像情報
を取り込む手段及び識別する手段、並びに被加工物の位
置を検出する手段を具備したことを特徴とする、レーザ
光を用いる表面伝導型電子放出素子の製造装置。
1. A laser processing apparatus for relatively moving a workpiece and a laser beam, comprising means for capturing and identifying image information on the surface of the workpiece, and means for detecting the position of the workpiece. An apparatus for manufacturing a surface conduction electron-emitting device using laser light, which is characterized by being provided.
【請求項2】 前記請求項1記載の製造装置を用い、あ
らかじめ被加工物表面の画像情報及び位置情報を計測す
る工程を設け、その後にレーザ加工を行うことを特徴と
するレーザ光を用いる表面伝導型電子放出素子の製造方
法。
2. A surface using laser light, characterized in that the manufacturing apparatus according to claim 1 is used to previously provide a step of measuring image information and position information of a surface of a workpiece, and thereafter perform laser processing. Manufacturing method of conduction electron-emitting device.
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