JPH0927287A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JPH0927287A
JPH0927287A JP17502795A JP17502795A JPH0927287A JP H0927287 A JPH0927287 A JP H0927287A JP 17502795 A JP17502795 A JP 17502795A JP 17502795 A JP17502795 A JP 17502795A JP H0927287 A JPH0927287 A JP H0927287A
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image forming
display panel
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forming apparatus
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device having high reliability and capable of thinning, in which thermal deformation of a display panel does not occur. SOLUTION: A display panel 10 serving as a closed container is formed of a front plate 2, a back plate 3, and a frame 4. Inside the panel 10, an image forming part 20 is provided on the front plate 2, and an electron emitting element part using an electron emitting element is provided on the back plate 3 in such a way as to oppose to the image forming part 20. Further, the image forming device has an area where the back plate 3 is projected beyond the outer periphery of the frame 4, and an electric component 7 that heats the area via a heat conducting member is installed in contact with the area. The heating electric component 7 is mounted on an electric circuit substrate 6 and outside the electron emitting element part, other electric components 8 are mounted inside the electron emitting element part, and an electrical connection between the electric circuit substrate 6 and the display panel 10 is made using wiring.

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】本発明は画像形成装置の構造
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型(以下FE型と略す)、金属/絶縁層/金属
型(以下MIM型と略す)や表面伝導型電子放出素子等
がある。FE型の例としてはW.P.Dyke &
W.W.Dolan、”Field emissio
n”、Advance in Electron Ph
ysics、 89(1956)あるいはC.A.S
pindt、”Physical Propertie
s of thin−film field emis
sion cathodes with molybd
enium”、J.Appl.Phys.、47 52
48(1976)等が知られている。MIM型の例とし
てはC.A.Mead、”The tunnel−em
ission amplifier、J.Appl.P
hys.、32 646(1961)等が知られてい
る。表面伝導型電子放出素子型の例としては、M.I.
Elinson、RadioEng. Electro
n 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SnO2 薄膜
を用いたもの、Au薄膜によるもの[G.Dittme
r:”Thin Solid Films”、 31
7(1972)]、In23 /SnO2 薄膜によるも
の[M.Hartwell and C.G.Fons
tad:”IEEE Trans. ED Con
f.”、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(1
983)]等が報告されている。これらの表面伝導型電
子放出素子の典型的な素子構成として前述のM.ハート
ウェルの素子構成を図17に示す。同図において201
は基板である。204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205が形成される。図中の素子電極間隔
L’は、0.5〜1mm、W”は、0.1mmで設定さ
れている。電子放出部205の位置及び形状について
は、模式的に示した。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a thermionic electron 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), and a surface conduction type electron emission element. As an example of the FE type, W. P. Dyke &
W. W. Dolan, "Field Emissio"
n ", Advance in Electron Ph
ysics, 8 89 (1956) or C.I. A. S
pindt, "Physical Property"
s of thin-film field emis
sion cathodes with mollybd
enium ", J. Appl. Phys., 47 52.
48 (1976) and the like are known. Examples of the MIM type include C.I. A. Mead, "The tunnel-em
issue amplifier, J.I. Appl. P
hys. , 32 646 (1961) and the like are known. As an example of the surface conduction electron-emitting device type, see, I.
Elinson, RadioEng. Electro
n 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. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film [G. Dittme
r: “Thin Solid Films”, 9 31
7 (1972)], by In 2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and C.M. G. FIG. Fons
tad: "IEEE Trans. ED Con
f. 519 (1975)], by a carbon thin film [Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (1)
983)] has been reported. As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the aforementioned M.S. The Hartwell device configuration is shown in FIG. 201 in the figure
Is a substrate. Reference numeral 204 denotes a conductive thin film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern, and the electron emission portion 205 is formed by an energization process called energization forming described later. The device electrode spacing L ′ in the figure is set to 0.5 to 1 mm, and W ″ is set to 0.1 mm. The position and shape of the electron emitting portion 205 are schematically shown.

【0003】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204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205を形成するのが一般的であった。即ち、通電フ
ォーミングとは前記導電性薄膜204の両端に直流電圧
あるいは非常にゆっくりとした昇電圧例えば1V/分程
度を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もし
くは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出
部205を形成することである。尚、電子放出部205
は導電性薄膜204の一部に亀裂が発生しその亀裂付近
から電子放出が行われる。前記通電フォーミング処理を
した表面伝導型電子放出素子は、上述導電性薄膜204
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205より電子を放出せしめるものである。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, it has been general that the electron-emitting portion 205 is formed in advance by conducting a current called a conductive forming process on the conductive thin film 204 before emitting electrons. 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 electroconductive thin film 204 to energize the electroconductive thin film 204 to locally break, deform or alter the electroconductive thin film, and thereby electrically. That is, the electron emitting portion 205 is formed in a high resistance state. The electron emission unit 205
A crack is generated in a part of the conductive thin film 204, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. The surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the energization forming treatment is the above-mentioned conductive thin film 204.
Electrons are emitted from the electron emitting portion 205 by applying a voltage to the element and passing a current through the element.

【0004】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから、大面積にわたり多数素子を
配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生かせる
ようないろいろな応用が研究されている。例えば、荷電
ビーム源、画像表示装置等の表示装置があげられる。
Since the surface conduction electron-emitting device described above has a simple structure and is easy to manufacture, it has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area. Therefore, various applications that can make full use of this feature are being researched. For example, a charged beam source, a display device such as an image display device may be used.

【0005】上記表示装置などでは、電子放出素子への
通電に伴う表示パネル等の発熱を放散する方法に関し
て、自然放熱や強制空冷などの一般的な方法が用いられ
ているにすぎない。
In the above-mentioned display device and the like, as a method of dissipating heat generated by a display panel or the like due to energization of an electron-emitting device, only a general method such as natural heat dissipation or forced air cooling is used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
平面型の画像表示装置の大型化・薄型化に伴い、上記従
来技術の自然放熱や強制空冷のような一般的な方法で
は、次の点が問題となってきた。 (1)表示パネルの効率的な冷却が行なえず、駆動に伴
い電子放出素子部に発生する熱により、表示パネル内に
熱歪が発生し、装置としての信頼性が低くなる。 (2)表示パネルの放熱用の放熱フィンや空冷ファンな
どの設置用スペースが薄型化の妨げになる。
However, in recent years,
Along with the increase in size and thickness of the flat image display device, the following problems have been encountered in the conventional methods such as natural heat dissipation and forced air cooling. (1) The display panel cannot be cooled efficiently, and heat generated in the electron-emitting device portion due to driving causes thermal strain in the display panel, resulting in low reliability of the device. (2) The installation space for the radiation fins for heat radiation of the display panel, the air-cooling fan, and the like hinders reduction in thickness.

【0007】本発明は上記の問題点を解決した画像形成
装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that solves the above problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、「電子放出素子を用いた電子放出素子部を配
した背面板と、前記電子放出部と対向して画像形成部を
配した前面板と、前記背面板と前記前面板との間にあっ
て前記電子放出素子部および画像形成部を包囲する枠と
を、封着材で密閉封着した表示パネルを有する画像形成
装置であって、前記背面板が前記枠の外周より突出する
面積を有し、その枠外周より突出した面積部分に、該部
分を加熱する加熱部材が接触して設置されていることを
特徴とする画像形成装置」を提供するものであって、
(1)前記加熱部材が、発熱する電気部品とその電気部
品に接触する熱伝導部材とからなり、その熱伝導部材が
前記突出した部分に接触していること、(2)(1)の
発熱する電気部品が電気基板上に取り付けられているこ
と、(3)前記加熱部材が、前記、背面板の枠外周より
突出した部分とともに、枠外壁にも接触して設置されて
いること、(4)(3)の加熱部材が、発熱する電気部
品とその電気部品に接触する熱伝導部材とからなり、そ
の熱伝導部材が前記突出した部分および枠外壁と接触し
ていること、(5)前記電子放出素子が表面伝導型電子
放出素子であること、(6)(2)の電気回路基板が表
示パネル駆動用電気回路基板であること、を含む。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides "a back plate having an electron-emitting device portion using an electron-emitting device and an image-forming portion facing the electron-emitting portion. An image forming apparatus having a display panel in which a front plate and a frame between the back plate and the front plate and surrounding the electron-emitting device section and the image forming section are hermetically sealed with a sealing material. The image forming apparatus is characterized in that the back plate has an area projecting from the outer periphery of the frame, and a heating member for heating the area is installed in contact with the area projecting from the outer periphery of the frame. Is provided,
(1) The heating member is composed of an electric component that generates heat and a heat conducting member that contacts the electric component, and the heat conducting member is in contact with the protruding portion, (2) Heat generation of (1) (3) The heating member is installed in contact with the outer wall of the frame together with the portion of the back plate projecting from the outer periphery of the frame. (3) The heating member of (3) is composed of an electric component that generates heat and a heat conducting member that contacts the electric component, and the heat conducting member is in contact with the protruding portion and the outer wall of the frame. The electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device, and the electric circuit board of (6) and (2) is an electric circuit board for driving a display panel.

【0009】本発明によれば、表示パネル特に背面板の
温度の均一化がはかられる。また、表示パネルに放熱フ
ィンや空冷ファンを用いなくてもよくなる。
According to the present invention, the temperature of the display panel, especially the back plate, can be made uniform. Further, it is not necessary to use a radiation fin or an air cooling fan for the display panel.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に本発明の画像形成装置につい
て図1乃至図3を用いて説明する。図1は表示パネルユ
ニットの平面図であり、1は表示パネルユニット、2は
前面板、20が画像形成部、3は背面板、5は配線であ
り、前面板2と背面板3と枠(不図示)から密閉容器で
ある表示パネル10が形成される。配線5は、電気回路
基板からの駆動信号を背面板3上の電子放出素子へ供給
するために用いる。表示パネル10の内側に設けられて
いる画像形成部分20は、放出素子から放出される電子
によって画像を形成する。次に図1のAA断面である図
2を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a display panel unit, in which 1 is a display panel unit, 2 is a front plate, 20 is an image forming portion, 3 is a back plate, 5 is wiring, and the front plate 2, the back plate 3 and a frame ( The display panel 10 which is a closed container is formed from (not shown). The wiring 5 is used to supply a drive signal from the electric circuit board to the electron-emitting device on the back plate 3. The image forming portion 20 provided inside the display panel 10 forms an image by electrons emitted from the emitting element. Next, description will be given with reference to FIG. 2 which is a cross section taken along the line AA of FIG.

【0011】図2は上述の表示パネルユニットの断面図
であり、1は表示パネルユニット、10は表示パネル、
2は前面板、20は画像形成部、3は背面板、30は電
子放出素子部、4は枠、5は配線、6は電気回路基板、
7は発熱電気部品、8は電気部品、9は熱伝導部材であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of the above-mentioned display panel unit, 1 is a display panel unit, 10 is a display panel,
2 is a front plate, 20 is an image forming part, 3 is a back plate, 30 is an electron-emitting device part, 4 is a frame, 5 is wiring, 6 is an electric circuit board,
Reference numeral 7 is a heat generating electric component, 8 is an electric component, and 9 is a heat conducting member.

【0012】前面板2と背面板3と枠4から密閉容器で
ある表示パネル10が形成されており、その内部には前
面板2上に画像形成部20および背面板3上に電子放出
素子部30が対向するように設けられている。電気回路
基板6上には発熱する電気部品7が電子放出素子部30
より外側にその他の電気部品8が内側に実装されてい
る。電気回路基板6と表示パネル10との機械的接続は
電気部品7部分において熱伝導部材9で行ない、電気回
路基板6と表示パネル10との電気的接続は配線5で行
なう。
A display panel 10 which is an airtight container is formed from the front plate 2, the rear plate 3 and the frame 4, and inside thereof, an image forming section 20 on the front plate 2 and an electron-emitting device section on the rear plate 3 are formed. 30 are provided so as to face each other. On the electric circuit board 6, electric components 7 that generate heat
Other electric components 8 are mounted on the outside and inside. The electric connection between the electric circuit board 6 and the display panel 10 is made by the heat conducting member 9 in the electric component 7, and the electric connection between the electric circuit board 6 and the display panel 10 is made by the wiring 5.

【0013】駆動信号は電気回路基板6から配線5を通
り表示パネル10の背面板3上の電子放出素子部30に
伝わり、電子放出素子から電子が放出され画像形成部2
0に画像が形成される。表示ユニット1を外箱の中に収
容して画像形成装置ができあがる。
The drive signal is transmitted from the electric circuit board 6 through the wiring 5 to the electron-emitting device section 30 on the back plate 3 of the display panel 10, and electrons are emitted from the electron-emitting device to cause the image forming section 2 to emit.
An image is formed at 0. The image forming apparatus is completed by housing the display unit 1 in the outer box.

【0014】図3は上述表示パネルユニットの表示パネ
ルと電気回路基板の関係を示す図であり、10は表示パ
ネル、2は前面板、20は画像形成部、3は背面板、4
は枠、6は電気回路基板、7は発熱する電気部品(例え
ば大電流を流すもの、高圧が加わるもの、スイッチング
するもの)、8はその他の比較的発熱のない電気部品
(例えば信号処理をするもの、基準信号を作るもの)で
ある。表示パネルは前面板2と背面板3と枠4から形成
されており、その内部には前面板2上に画像形成部20
が設けられている。電気回路基板6上には発熱する電気
部品7が外周にその他の電気部品8が内側に実装されて
いる。
FIG. 3 is a view showing the relationship between the display panel of the above-mentioned display panel unit and the electric circuit board. 10 is a display panel, 2 is a front plate, 20 is an image forming portion, 3 is a back plate, and 4 is a back plate.
Is a frame, 6 is an electric circuit board, 7 is an electric part that generates heat (for example, a large current is passed, a high voltage is applied, is switched), and 8 is an electric part that does not generate heat relatively (for example, performs signal processing). Things that make a reference signal). The display panel is composed of a front plate 2, a rear plate 3 and a frame 4, and the image forming section 20 is formed on the front plate 2 inside the display panel.
Is provided. On the electric circuit board 6, a heat-generating electric component 7 is mounted on the outer periphery and other electric components 8 are mounted on the inner side.

【0015】本発明で用いる電子放出素子は、構成が単
純であり、製法が容易な表面伝導型電子放出素子が好適
である。表面伝導型電子放出素子は基本的に平面型表面
伝導型電子放出素子及び垂直型表面伝導型電子放出素子
の2種類があげられる。
The electron-emitting device used in the present invention is preferably a surface conduction electron-emitting device which has a simple structure and is easy to manufacture. There are basically two types of surface conduction electron-emitting devices: a planar surface conduction electron-emitting device and a vertical surface conduction electron-emitting device.

【0016】基本的な表面伝導型電子放出素子の構成を
模式的に平面図及び断面図として図6(a),(b)に
示す。図6において101は基板、102、103は素
子電極、104は導電性薄膜、105は電子放出部であ
る。基板101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 を表面に
形成したガラス基板、及びアルミナ等のセラミックス基
板が用いられる。素子電極102、103の材料として
は一般的導電体が用いられ、例えばNi、Cr、Au、
Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等の金属或は
合金及びPd、Ag、Au、RuO2 、Pd−Ag等の
金属或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導
体、In23 −SnO2 等の透明導電体及びポリシリ
コン等の半導体材料から適宜選択される。素子電極間隔
Lは好ましくは数百オングストロームより数百マイクロ
メートルである。また素子電極間に印加する電圧は低い
方が望ましく、再現良く作成することが要求されるため
好ましい素子電極間隔は数マイクロメートルより数十マ
イクロメートルである。素子電極長さWは電極の抵抗
値、電子放出特性から数マイクロメートルより数百マイ
クロメートルであり、また素子電極102、103の膜
厚は、数百オングストロームより数マイクロメートルが
好ましい。尚、図6(b)の構成ではなく、基板101
上に導電性薄膜104、素子電極102、103の電極
を順に形成させた構成にしてもよい。
The structure of a basic surface conduction electron-emitting device is schematically shown in FIGS. 6A and 6B as a plan view and a sectional view. In FIG. 6, 101 is a substrate, 102 and 103 are device electrodes, 104 is a conductive thin film, and 105 is an electron emitting portion. As the substrate 101, quartz glass, glass having a low content of impurities such as Na, soda lime glass, a glass substrate having SiO 2 formed on its surface, and a ceramic substrate such as alumina are used. A general conductor is used as a material for the device electrodes 102 and 103. For example, Ni, Cr, Au,
A printed conductor composed of a metal or an alloy such as Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd and a metal or a metal oxide such as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag and glass, and the like, It is appropriately selected from a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 and a semiconductor material such as polysilicon. The device electrode spacing L is preferably several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. Further, it is desirable that the voltage applied between the device electrodes is low, and since it is required to produce it with good reproducibility, the preferred device electrode interval is several micrometers to several tens of micrometers. 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 102 and 103 is preferably several micrometers to several micrometers. The substrate 101 is not the structure shown in FIG.
The conductive thin film 104 and the electrodes of the device electrodes 102 and 103 may be formed in this order on the structure.

【0017】導電性薄膜104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102、103へのステップカ
バレージ、素子電極102、103間の抵抗値及び後述
する通電フォーミング条件等によって、適宜設定される
が、好ましくは数オングストロームから数千オングスト
ロームで、特に好ましくは10オングストロームより5
00オングストロームである。そのシート抵抗値は10
の3乗乃至10の7乗オーム/□(Ω/Sq.)であ
る。導電性薄膜104を構成する材料は、Pd、Pt、
Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Z
n、Sn、Ta、W、Pb等の金属、PdO、SnO
2 、In23 、PbO、Sb23 等の酸化物、Hf
2 、ZrB2 、LaB 6 、CeB6 、YB4 、GdB
4 等の硼化物、TiC、ZrC、HfC、Tac、Si
C、WC等の炭化物、TiN、ZrN、HfN等の窒化
物、Si、Ge等の半導体、カーボン等があげられる。
尚、前述の微粒子膜とは複数の微粒子が集合した膜であ
り、その微細構造として、微粒子が個々に分散配置した
状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あるいは重なり
合った状態(島状も含む)の膜をさしており、微粒子の
粒径は数オングストロームから数千オングストロームで
あり、好ましくは10オングストロームより200オン
グストロームである。
The conductive thin film 104 has good electron emission characteristics.
A fine particle film composed of fine particles to obtain is particularly preferred.
The thickness of the film is the step size for the device electrodes 102 and 103.
The range, the resistance value between the device electrodes 102 and 103, and
Depending on the energization forming conditions, etc.
But preferably from a few angstroms to a few thousand angstroms
Loam, particularly preferably 5 to 10 angstroms
It is 00 angstrom. Its sheet resistance is 10
3 to 10 7 ohm / □ (Ω / Sq.)
You. The material forming the conductive thin film 104 is Pd, Pt,
Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Z
n, Sn, Ta, W, Pb and other metals, PdO, SnO
Two , InTwo OThree , PbO, SbTwo OThree Oxides such as Hf
BTwo , ZrBTwo , LaB 6 , CeB6 , YBFour , GdB
Four Borides such as TiC, ZrC, HfC, Tac, Si
Carbides such as C and WC, nitriding of TiN, ZrN, HfN, etc.
Examples include materials, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.
The above-mentioned fine particle film is a film in which a plurality of fine particles are aggregated.
As a result of its fine structure, fine particles were dispersed and arranged individually.
Not only the state, but the particles are adjacent to each other or overlap
It refers to a film in a matched state (including islands),
Particle size is from a few angstroms to a few thousand angstroms
Yes, preferably from 10 to 200 on
Gustrom.

【0018】電子放出部105は導電性薄膜104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104
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105及びその近傍の導電性薄膜104
は炭素及び炭素化合物を有することもある。
The electron emitting portion 105 is a high resistance crack formed in a part of the conductive thin film 104, 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 are the conductive thin film 104.
It contains at least a part of the elements constituting the.
In addition, the electron emitting portion 105 and the conductive thin film 104 in the vicinity thereof
May have carbon and carbon compounds.

【0019】次に基本的な垂直型表面伝導型電子放出素
子の構成を模式的断面図として図7に示す。図7におい
て図6と同一の構成部分については同一符号を付与して
ある。111は段差形成部である。基板101、素子電
極102と103、導電性薄膜104、電子放出部10
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
料で構成することができ、段差形成部111は絶縁性材
料で構成され、段差形成部111の膜厚が先に述べた平
面型表面伝導型電子放出素子の素子電極間隔Lに相当す
る。その間隔は数百オングストロームより数十マイクロ
メートルである。またその間隔は段差形成部の製法及び
素子電極間に印加する電圧により制御することができる
が、好ましくは数百オングストロームより数マイクロメ
ートルである。導電性薄膜104は素子電極102、1
03と段差形成部111作成後に形成するため、素子電
極102、103の上に積層される。尚、図7において
電子放出部105は段差形成部111に直線状に形成さ
れているように示されているが、作成条件、通電フォー
ミング条件等に依存し、形状、位置ともこれに限るもの
ではない。
Next, FIG. 7 is a schematic sectional view showing the structure of a basic vertical surface conduction electron-emitting device. 7, the same components as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals. 111 is a step forming portion. Substrate 101, device electrodes 102 and 103, conductive thin film 104, electron emission portion 10
5 can be made of the same material as that of the above-mentioned flat surface conduction electron-emitting device, the step forming portion 111 is made of an insulating material, and the film thickness of the step forming portion 111 is the flat surface described above. It corresponds to the device electrode distance L of the conduction electron-emitting device. The spacing is tens of micrometers rather than hundreds of angstroms. The distance can be controlled by the manufacturing method of the step forming portion and the voltage applied between the device electrodes, but it is preferably several hundred angstroms to several micrometers. The conductive thin film 104 is the device electrode 102, 1
03 and the step forming portion 111 are formed after they are formed, so that they are laminated on the device electrodes 102 and 103. Although the electron emitting portion 105 is shown to be linearly formed in the step forming portion 111 in FIG. 7, the shape and position are not limited to this, depending on the production conditions, energization forming conditions, and the like. Absent.

【0020】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法があるが、その一例を図8に示す。
以下、図6及び図8に基づいて電子源基板の作製方法に
ついて説明する。尚、図8において図6と同一の部材に
ついては同一符号を付与してある。
There are various methods for manufacturing the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, one example of which is shown in FIG.
Hereinafter, a method of manufacturing the electron source substrate will be described with reference to FIGS. 6 and 8. In FIG. 8, the same members as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.

【0021】1)基板を洗剤、純水および有機溶剤によ
り十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により素子
電極材料を堆積する。その後、フォトリソグラフィー技
術により該基板上に素子電極102、103を形成する
(図8(a))。
1) After thoroughly cleaning the substrate with a detergent, pure water and an organic solvent, a device electrode material is deposited by a vacuum deposition method, a sputtering method or the like. Then, the device electrodes 102 and 103 are formed on the substrate by the photolithography technique (FIG. 8A).

【0022】2)素子電極102、103を設けた基板
101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。ここでいう有機金属溶液とは
前述の導電性膜104を形成する金属を主元素とする有
機金属化合物の溶液である。その後、有機金属薄膜を加
熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパター
ニングし、導電性薄膜104を形成する(図8
(b))。尚、ここでは有機金属溶液の塗布法により説
明したが、これに限るものでなく真空蒸着法、スパッタ
法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング法、
スピンナー法等によって形成することもできる。
2) An organic metal solution is applied to the substrate 101 provided with the device electrodes 102 and 103 and left to stand to form an organic metal thin film. The organometallic solution referred to here is a solution of an organometallic compound whose main element is the metal forming the conductive film 104. Then, the organometallic thin film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching or the like to form the conductive thin film 104 (FIG. 8).
(B)). 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 the vacuum deposition method, the sputtering method, the chemical vapor deposition method, the dispersion coating method, the dipping method,
It can also be formed by a spinner method or the like.

【0023】3)続いて通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を行う。通電フォーミングは素子電極102、1
03間に不図示の電源を用いて通電を行い、導電性薄膜
104を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造
を変化させた部位を形成させるものである。この局所的
に構造変化させた部位を電子放出部105とよぶ(図8
(c))。通電フォーミングの電圧波形の例を図9に示
す。電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パルス波高
値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合(図9
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9b)とがある。まずパルス波高値が一
定電圧とした場合(図9a)について説明する。
3) Subsequently, energization processing called energization forming is performed. Energization forming is performed by device electrodes 102, 1
A power source (not shown) is applied between the electrodes 03 to locally destroy, deform or alter the conductive thin film 104 to form a portion having a changed structure. The part where the structure is locally changed is called an electron emission part 105 (FIG. 8).
(C)). FIG. 9 shows an example of the voltage waveform of energization forming. A pulse waveform is particularly preferable as the voltage waveform, and when a voltage pulse with a constant pulse peak value is continuously applied (see FIG. 9).
a) and the case of applying a voltage pulse while increasing the pulse peak value (FIG. 9b). First, the case where the pulse peak value is a constant voltage (FIG. 9A) will be described.

【0024】図9aにおけるT1及びT2は電圧波形の
パルス幅とパルス間隔であり、T1を1マイクロ秒〜1
0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。図9bにおけるT1
及びT2は、図9a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。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104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 FIG. 9a, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, where T1 is 1 microsecond to 1
0 milliseconds, T2 is 10 microseconds to 100 milliseconds,
The peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device, and for several seconds in an appropriate vacuum degree, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 torr. Apply several tens of minutes. 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. T1 in FIG. 9b
And T2 are the same as those in FIG. 9a, and the peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is increased by, for example, about 0.1 V step and applied in an appropriate vacuum atmosphere. In the energization forming process in this case, the element current is measured during the pulse interval T2 at a voltage that does not locally break or deform the conductive thin film 104, for example, a voltage of about 0.1 V, and the resistance value is obtained. For example, when forming a resistance of 1 M ohm or more, the energization forming is finished.

【0025】4)次に通電フォーミングが終了した素子
に活性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化
工程とは、例えば、10の−4乗〜10の−5乗tor
r程度の真空度で、通電フォーミング同様、パルス波高
値が一定の電圧パルスを繰り返し印加する処理のことで
あり、真空中に存在する有機物質に起因する炭素及び/
又は炭素化合物を導電薄膜上に堆積させ素子電流If、
放出電流Ieを著しく変化させる処理である。活性化工
程は素子電流Ifと放出電流Ieを測定しながら、例え
ば、放出電流Ieが飽和した時点で終了する。また印加
する電圧パルスは動作駆動電圧で行うことが好ましい。
ここで炭素及び/又は炭素化合物とはグラファイト
(単、多結晶双方を指す)非晶質カーボン(非晶質カー
ボン及び多結晶グラファイトとの混合物を指す)等であ
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。
4) Next, it is desirable to perform a process called an activation process on the element which has completed the energization forming. The activation step is, for example, 10 −4 to 10 −5 tor.
Similar to the energization forming, it is a process of repeatedly applying a voltage pulse having a constant pulse peak value at a vacuum degree of about r, and carbon and / or
Alternatively, by depositing a carbon compound on the conductive thin film, the device current If,
This is a process of significantly changing the emission current Ie. The activation process is completed, for example, when the emission current Ie is saturated while measuring the device current If and the emission current Ie. Further, it is preferable that the applied voltage pulse is an operation drive voltage.
Here, carbon and / or carbon compound is graphite (indicating both single and polycrystalline) amorphous carbon (indicating a mixture of amorphous carbon and polycrystalline graphite), etc., and its film thickness is 500 angstroms or less. Is preferable, and more preferably 300 angstroms or less.

【0026】5)こうして作成した電子放出素子を通電
フォーミング工程、活性化工程における真空度よりも高
い真空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。
また更に高い真空度の雰囲気下で、80℃〜150℃に
加熱後動作駆動させることが望ましい。尚、通電フォー
ミング工程、活性化処理した真空度より高い真空度と
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、新たに炭素及び炭素化合物
が導電薄膜上にほとんど堆積しない真空度である。こう
することによって素子電流If、放出電流Ieを安定化
させることが可能になる。
5) It is preferable to place the electron-emitting device thus produced in an energization forming step and an activation step under an atmosphere having a higher degree of vacuum than the degree of vacuum to drive it.
In addition, it is desirable to operate after heating to 80 ° C. to 150 ° C. in an atmosphere of a higher degree of vacuum. The degree of vacuum higher than the degree of vacuum obtained by the energization forming step and activation is, for example, a degree of vacuum of about −10 −6 or higher, more preferably an ultrahigh vacuum system, in which carbon and carbon compounds are newly added. The degree of vacuum is such that it is hardly deposited on the conductive thin film. By doing so, the device current If and the emission current Ie can be stabilized.

【0027】図6で示した構成を有する素子の電子放出
特性を測定するための測定評価装置の概略構成図を図1
0に示す。図10において、図6と同様の符号は、同一
のものを示す。121は電子放出素子に素子電圧Vfを
印加するための電源、120は素子電極102・103
間の導電性薄膜104を流れる素子電流Ifを測定する
ための電流計、124は素子の電子放出部より放出され
る放出電流Ieを捕捉するためのアノード電極、123
はアノード電極124に電圧を印加するための高圧電
源、122は素子の電子放出部105より放出される放
出電流Ieを測定するための電流計、125は真空装
置、126は排気ポンプである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics of an element having the configuration shown in FIG.
0 is shown. 10, the same symbols as those in FIG. 6 indicate the same things. 121 is a power source for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device, and 120 is the device electrodes 102 and 103.
An ammeter for measuring the device current If flowing through the conductive thin film 104 between them, 124 an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device, 123
Is a high voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 124, 122 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 105 of the device, 125 is a vacuum device, and 126 is an exhaust pump.

【0028】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。表面伝導型電子放出素子の配列の方式には表面
伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の両端
を配線で接続するはしご型配置(以下はしご型配置電子
源基板と呼ぶ)や、表面伝導型電子放出素子の一対の素
子電極にそれぞれX方向配線、Y方向配線を接続した単
純マトリクス配置(以下マトリクス型配置電子源基板と
呼ぶ)があげられる。はしご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。
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. The arrangement method of the surface conduction electron-emitting devices is to arrange the surface conduction electron-emitting devices in parallel, and connect both ends of each device with wiring in a ladder arrangement (hereinafter referred to as a ladder-type arrangement electron source substrate), There is 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 respectively connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. 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 an electron-emitting device.

【0029】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11を用いて説明する。131は電子
源基板、132はX方向配線、133はY方向配線、1
34は表面伝導型電子放出素子、135は結線である。
尚、表面伝導型電子放出素子134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。同図において電子
源基板131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。m本のX方向
配線132は、Dx1、Dx2、・・・Dxmからなり、Y方
向配線133はDy1、Dy2、・・・Dynのn本の配線よ
りなる。これら配線は多数の表面伝導型素子にほぼ均等
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132とn本のY方
向配線133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) 不図示の層間絶縁層はX方向配線132を形成した基板
131の全面あるいは一部に所望の領域に形成される。
X方向配線132とY方向配線133はそれぞれ外部端
子として引き出される。更に、表面伝導型放出素子13
4の素子電極(不図示)がm本のX方向配線132とn
本のY方向配線133と結線135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。
前記X方向配線132には詳しくは後述するが、X方向
に配列する表面伝導型放出素子134の行を入力信号に
応じて走査するための走査信号を印加するための不図示
の走査信号発生手段と電気的に接続されている。一方、
Y方向配線133にはY方向に配列する表面伝導型放出
素子134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。上記構成によって、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。
The structure of the electron source constructed based on this principle will be described below with reference to FIG. 131 is an electron source substrate, 132 is X-direction wiring, 133 is Y-direction wiring, 1
Reference numeral 34 is a surface conduction electron-emitting device, and 135 is a wire connection.
The surface conduction electron-emitting device 134 may be either the flat type or the vertical type described above. In the figure, the substrate used as the electron source substrate 131 is the above-mentioned glass substrate or the like, and the shape is appropriately set according to the application. The m number of X-direction wirings 132 are composed of D x1 , D x2 , ... D xm , and the Y-direction wiring 133 is composed of n lines of D y1 , D y2 , ... D yn . The material, film thickness, and wiring width of these wirings are appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to a large number of surface conduction elements. The m wirings in the X direction 132 and the n wirings in the Y direction 133 are electrically separated by an interlayer insulating layer (not shown) to form a matrix wiring. (M and n are both positive integers) The interlayer insulating layer (not shown) is formed in a desired region on the entire surface or a part of the substrate 131 on which the X-direction wiring 132 is formed.
The X-direction wiring 132 and the Y-direction wiring 133 are drawn out as external terminals. Furthermore, the surface conduction electron-emitting device 13
4 element electrodes (not shown) have m number of X-direction wirings 132 and n
The book is electrically connected to the Y-direction wiring 133 by a connection 135. The surface conduction electron-emitting device may be formed either on the substrate or on an interlayer insulating layer (not shown).
The X-direction wiring 132 will be described in detail later, but a scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for scanning a row of the surface conduction electron-emitting devices 134 arranged in the X direction according to an input signal. Is electrically connected to. on the other hand,
The Y direction wiring 133 is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for modulating each row of the surface conduction electron-emitting devices 134 arranged in the Y direction according to an input signal. It is connected to the. 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. With the above configuration, individual elements can be selected and driven independently by using only simple matrix wiring.

【0030】つぎ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
12、図13及び図14を用いて説明する。図12は画
像形成装置の基本構成図であり、図13は蛍光膜、図1
4はNTSC方式のテレビ信号に応じて表示をするため
の駆動回路のブロック図を示し、その駆動回路を含む画
像形成装置を表す。
Next, an image forming apparatus using the matrix type arrangement electron source substrate produced as described above will be described with reference to FIGS. 12, 13 and 14. 12 is a basic configuration diagram of the image forming apparatus, FIG. 13 is a fluorescent film, and FIG.
4 shows a block diagram of a drive circuit for displaying in accordance with an NTSC television signal, and represents an image forming apparatus including the drive circuit.

【0031】図12において131は電子放出素子を基
板上に作製した電子源基板、141は電子源基板131
を固定したリアプレート、146はガラス基板143の
内面に蛍光膜144とメタルバック145等が形成され
たフェースプレート、142は支持枠、141はリアプ
レートであり、これら部材によって外囲器148が構成
される。134は図6における電子放出部に相当する。
132、133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. 12, 131 is an electron source substrate having an electron-emitting device formed on the substrate, and 141 is an electron source substrate 131.
A rear plate 146, a face plate having a fluorescent film 144, a metal back 145, etc. formed on the inner surface of a glass substrate 143, a support frame 142, and a rear plate 141. These members constitute an envelope 148. To be done. Reference numeral 134 corresponds to the electron emitting portion in FIG.
Reference numerals 132 and 133 denote X-direction wiring and Y-direction wiring connected to the pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0032】外囲器148は、上述の如くフェースプレ
ート146、支持枠142、リアプレート141で外囲
器148を構成したが、リアプレート141は主に電子
源基板131の強度を補強する目的で設けられるため、
電子源基板131自体で十分な強度を持つ場合は別体の
リアプレート141は不要であり、電子源基板131に
直接支持枠142を設け、フェースプレート146、支
持枠142、電子源基板131にて外囲器148を構成
しても良い。
The envelope 148 comprises the face plate 146, the support frame 142 and the rear plate 141 as described above, and the rear plate 141 is mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 131. Because it is provided,
When the electron source substrate 131 itself has sufficient strength, the separate rear plate 141 is not necessary, and the support frame 142 is directly provided on the electron source substrate 131, and the face plate 146, the support frame 142, and the electron source substrate 131 are used. The envelope 148 may be configured.

【0033】図13中152は蛍光体である。蛍光体1
52はモノクロームの場合は蛍光体のみからなるが、カ
ラーの蛍光膜の場合は蛍光体の配列によりブラックスト
ライプあるいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色
導電材151と蛍光体152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1
52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144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、通常黒鉛を主成分とする材料が良
く用いられているが、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。ガラス
基板143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。また蛍光膜
144(図12)の内面側には通常メタルバック145
(図12)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146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。フェースプレート146に
は、更に蛍光膜144の導電性を高めるため蛍光膜14
4の外面側に透明電極(不図示)を設けてもよい。外囲
器148は不図示の排気管を通じ、10の−7乗tor
r程度の真空度にされ、封止がおこなわれる。また外囲
器148の封止後の真空度を維持するためにゲッター処
理を行う場合もある。これは外囲器148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148内の所定の位置(不図示)
に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成する処理
である。ゲッターは通常Ba等が主成分であり、該蒸着
膜の吸着作用により、例えば1×10の−5乗torr
乃至は1×10の−7乗torr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。
Reference numeral 152 in FIG. 13 is a phosphor. Phosphor 1
In the case of monochrome, 52 is composed of only the phosphor, but in the case of a color phosphor film, it is composed of a black conductive material 151 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphor and a phosphor 152. In the case of color display, the purpose of providing the black stripes and the black matrix is each phosphor 1 of the three primary color phosphors required.
That is, the colored portions between 52 are made black so as to make the color mixture and the like inconspicuous and to suppress the deterioration of the contrast due to the reflection of external light on the fluorescent film 144. As a material for the black stripe, a material containing graphite as a main component is usually often used, but the material is not limited to this as long as the material has conductivity and little transmission and reflection of light. As a method of applying the phosphor to the glass substrate 143, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color. In addition, a normal metal back 145 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 144 (FIG. 12).
(FIG. 12) is provided. The purpose of the metal back is to improve the brightness by specularly reflecting the light toward the inner surface side of the light emission of the phosphor to the face plate 146 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration 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 produced by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after producing the fluorescent film, and then depositing Al by vacuum evaporation or the like. The face plate 146 is provided with a fluorescent film 14 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 144.
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of 4. The envelope 148 is connected to an exhaust pipe (not shown) to the 10 −7 th tor.
The degree of vacuum is set to about r and sealing is performed. Further, a getter process may be performed to maintain the degree of vacuum after the envelope 148 is sealed. This is a predetermined position (not shown) in the envelope 148 immediately before or after the envelope 148 is sealed by a heating method such as resistance heating or high frequency heating.
This is a process of heating the getter arranged in the above to form a vapor deposition film. The getter usually has Ba as a main component, and due to the adsorption action of the vapor deposition film, for example, 1 × 10 −5 torr.
That is, the degree of vacuum of 1 × 10 −7 torr is maintained. The steps after forming the surface conduction electron-emitting device are appropriately set.

【0034】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ための駆動回路の概略
構成を図14のブロック図を用いて説明する。161は
前記表示パネルであり、また162は走査回路、163
は制御回路、164はシフトレジスタ、165はライン
メモリ、166は同期信号分離回路、167は変調信号
発生器、VxおよびVaは直流電圧源である。
Next, referring to the block diagram of FIG. 14, a schematic structure of a drive circuit for displaying a television on the basis of an NTSC system television signal in an image forming apparatus constructed by using a matrix type electron source substrate will be described. explain. Reference numeral 161 is the display panel, 162 is a scanning circuit, 163.
Is a control circuit, 164 is a shift register, 165 is a line memory, 166 is a synchronizing signal separation circuit, 167 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0035】以下、各部の機能を説明する。表示パネル
161は端子Dox1 ないしDoxm および端子Doy1 ない
しDoyn および高圧端子Hvを介して外部の電気回路と
接続している。このうち端子Dox1 ないしDoxm には前
記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
放出素子群を一行(N素子)ずつ順次駆動してゆく為の
走査信号が印加される。
The function of each unit will be described below. The display panel 161 to oy1 no D oxm and terminal D to no terminal D ox1 connected to an external electric circuit via a D Oyn and high voltage terminal Hv. Among these terminals, the terminals D ox1 to D oxm are provided with an electron source provided in the image forming apparatus, that is, M.
A scanning signal is applied to sequentially drive the surface conduction electron-emitting device groups, which are arranged in a matrix of rows and N columns, row by row (N elements).

【0036】一方、端子Dy1ないしDynには前記走査信
号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の各
素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印加さ
れる。また高圧端子Hvには直流電圧源Vaより、例え
ば10[kV]の直流電圧が供給されるが、これは表面
伝導型電子放出素子より出力される電子ビームに蛍光体
を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加速電
圧である。
On the other hand, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting devices of one row selected by the scanning signal is applied to the terminals D y1 to D yn . 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.

【0037】次に走査回路162について説明する。同
回路は内部にM個のスイッチング素子を備えるもので
(図中、S1 ないしSm で模式的に示している)、各ス
イッチング素子は直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0
[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表
示パネル161の端子Dx1ないしDxmと電気的に接続す
るものである。S1 ないしSm の各スイッチング素子は
制御回路163が出力する制御信号Tscanに基づい
て動作するものであるが実際には例えば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 162 will be described. The circuit has M switching elements inside (indicated by S 1 to S m 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 D x1 to D xm of the display panel 161. Each of the switching elements S 1 to S m operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 163, but can actually be configured by combining switching elements such as FETs.

【0038】尚、前記直流電圧源Vxは前記表面伝導型
電子放出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に基づき
走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出
しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう
設定されている。
It should be noted that the DC voltage source Vx is such that the driving voltage applied to an unscanned element is equal to or lower than the electron emission threshold voltage based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting element. It is set to output a constant voltage such that

【0039】制御回路163は外部より入力する画像信
号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部の動作
を整合させる働きをもつものである。次に説明する同期
信号分離回路166より送られる同期信号Tsyncに
基づいて各部に対してTscan、TsftおよびTm
ryの各制御信号を発生する。
The control circuit 163 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. Based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 166 described below, Tscan, Tsft, and Tm are supplied to the respective units.
ry control signals are generated.

【0040】同期信号分離回路166は外部から入力さ
れるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝度
信号成分とを分離する為の回路で周波数分離(フィルタ
ー)回路を用いれば構成できるものである。同期信号分
離回路166により分離された同期信号は良く知られる
ように垂直同期信号と水平同期信号より成るが、ここで
は説明の便宜上Tsync信号として図示した。一方、
前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便
宜上DATA信号と表すが同信号はシフトレジスタ16
4に入力される。
The sync signal separation circuit 166 is a circuit for separating the sync signal component and the luminance signal component from the NTSC system television signal input from the outside, and can be constructed by using a frequency separation (filter) circuit. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 166 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal as is well known, but here, for convenience of explanation, it is shown as a Tsync signal. on the other hand,
The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for the sake of convenience.
4 is input.

【0041】シフトレジスタ164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
163より送られる制御信号Tsftに基づいて動作す
る。(すなわち制御信号Tsftは、シフトレジスタ1
64のシフトクロックであると言い換えても良い。)シ
リアル/パラレル変換された画像1ライン分(電子放出
素子N素子分の駆動データに相当する)のデータはId1
乃至IdnのN個の並列信号として前記シフトレジスタ1
64より出力される。
The shift register 164 performs 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 163. . (That is, the control signal Tsft corresponds to the shift register 1
In other words, the shift clock may be 64. ) The data of one line of the serial / parallel-converted image (corresponding to the drive data of the electron-emitting device N element) is I d1.
To I dn as N parallel signals, the shift register 1
It is output from 64.

【0042】ラインメモリ165は画像1ライン分のデ
ータを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であり、
制御回路163より送られる制御信号Tmryにしたが
って適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶された
内容はId1ないしIdnとして出力され変調信号発生器1
67に入力される。
The line memory 165 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time,
The contents of I d1 to I dn are stored according to the control signal Tmry sent from the control circuit 163. The stored contents are output as I d1 to I dn and the modulation signal generator 1 is output.
It is input to 67.

【0043】変調信号発生器167は前記画像データI
d1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為の信号源で、その出力信号
は端子Doy1 ないしDoyn を通じて表示パネル161内
の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 167 outputs the image data I
A signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of d1 to I dn , and an output signal of which is a surface conduction type electron emission in the display panel 161 through terminals Doy1 to Doyn. Applied to the device.

【0044】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。電子放出閾値
以上の電圧に対しては素子への印加電圧の変化に応じて
放出電流も変化してゆく。尚、電子放出素子の材料や構
成、製造方法を変える事により電子放出閾値電圧Vth
の値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わ
る場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがい
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. For voltages above the electron emission threshold, the emission current also changes in accordance with changes in the voltage applied to the device. The electron emission threshold voltage Vth can be changed by changing the material, structure, and manufacturing method of the electron emission element.
There is a case where the value of V and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage change, but in any case, the following can be said.

【0045】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、パルス幅変調方式等があげら
れ、電圧変調方式を実施するには変調信号発生器167
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。またパルス幅変調方式を
実施するには変調信号発生器167として、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。
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 Is output. At that time, first, 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. 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 167 is used.
For this, a voltage modulation type circuit is used that generates a voltage pulse of a fixed length, but appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data. In order to implement the pulse width modulation method, the modulation signal generator 167 is a pulse width modulation method that generates a voltage pulse with a constant peak value but appropriately modulates the width of the voltage pulse according to the input data. It uses a circuit.

【0046】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161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164やラインメモリ165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。デジタル信号式を用い
る場合には同期信号分離回路166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166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165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167に用
いられる回路が若干異なったものとなる。
By the series of operations described above, the image forming apparatus of the present invention can display the television using the display panel 161. Although not particularly described in the above description, the shift register 164 and the line memory 165 may be of a digital signal type or an analog signal type, and the point is that serial / parallel conversion and storage of image signals are performed at a predetermined speed. It should be done. When the digital signal type is used, the output signal DATA of the sync signal separation circuit 166
Needs to be converted into a digital signal, but this is possible if an A / D converter is provided at the output of 166. Further, in relation to this, the circuit used for the modulation signal generator 167 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 165 is a digital signal or an analog signal.

【0047】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167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167は、例えば高速の発振
器および発振器の出力する波数を計数する計数器(カウ
ンタ)および計数器の出力値と前記メモリの出力値を比
較する比較器(コンパレータ)を組み合せた回路を用い
ることにより構成できる。必要に応じて比較器の出力す
るパルス幅変調された変調信号を表面伝導型電子放出素
子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加
えてもよい。
First, the case of digital signals will be described.
In the voltage modulation method, for the modulation signal generator 167, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used, 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 167 includes, for example, a high-speed oscillator, 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.

【0048】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167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。パルス幅変調方式の場合には例えばよく
知られた電圧制御型発振回路(VCO)を用いればよ
く、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧に
まで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。
Next, the case of an analog signal will be described.
In the voltage modulation method, for the modulation signal generator 167, 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 control type oscillation circuit (VCO) may be used, and if necessary, an amplifier for amplifying the voltage to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added. Good.

【0049】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Dox1 ないしD
oxm 、Doy1 ないしDoyn を通じ、電圧を印加すること
により、電子放出させ、高圧端子Hvを通じ、メタルバ
ック145、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144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。以
上述べた構成は、表示等に用いられる好適な画像形成装
置を作製する上で必要な概略構成であり、例えば各部材
の材料等、詳細な部分は上述内容に限られるものではな
く、画像形成装置の用途に適するよう適宜選択する。ま
た、入力信号例として、NTSC方式をあげたが、これ
に限るものでなく、PAL、SECAM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。
In the image forming apparatus completed as described above, each of the electron-emitting devices has terminals outside the container D ox1 to D ox1.
oxm, to no D Oy1 through D Oyn, by applying a voltage, is emitting electrons through the high voltage terminal Hv, a high voltage is applied to the metal back 145 or a transparent electrode (not shown) to accelerate the electron beam, the fluorescent film An image can be displayed by colliding with 144 and exciting and emitting light. The configuration described above is a schematic configuration necessary for manufacturing a suitable image forming apparatus used for display and the like. For example, detailed portions such as materials of each member are not limited to those described above. Appropriate selection is made to suit the use of the device. Also, although the NTSC system has been given as an example of the input signal, it is not limited to this, and various systems such as the PAL and SECAM systems may be used, and a TV signal (for example, MUSE) composed of a large number of scanning lines may be used. A high-definition TV) system such as a system may be used.

【0050】次に、前述のはしご型配置電子源基板及び
それを用いた画像形成装置について図15、図16によ
り説明する。図15において、170は電子源基板、1
71は電子放出素子、172のDx1〜Dx10 は前記電子
放出素子に接続する共通配線である。電子放出素子17
1は、基板170上に、X方向に並列に複数個配置され
る。(これを素子行と呼ぶ)。この素子行を複数個基板
上に配置し、はしご型電子源基板となる。各素子行の共
通配線間に適宜駆動電圧を印加することで、各素子行を
独立に駆動することが可能になる。すなわち、電子ビー
ムを放出させる素子行には電子放出閾値以上の電圧を、
電子ビームを放出させない素子行には電子放出閾値以下
の電圧を印加すればよい。また各素子行間の共通配線D
x2〜Dx9を、例えばDx2、Dx3を同一配線とするように
しても良い。
Next, the ladder type electron source substrate and the image forming apparatus using the same will be described with reference to FIGS. In FIG. 15, 170 is an electron source substrate, 1
Reference numeral 71 is an electron-emitting device, and D x1 to D x10 of 172 are common wirings connected to the electron-emitting device. Electron-emitting device 17
A plurality of Nos. 1 are arranged in parallel in the X direction on the substrate 170. (This is called an element row). A plurality of this element row is arranged on the substrate to form a ladder type electron source substrate. By appropriately applying a drive voltage between the common wirings of each element row, each element row can be independently driven. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied to the element row that emits an electron beam,
A voltage equal to or lower than the electron emission threshold may be applied to the element row that does not emit the electron beam. Also, common wiring D between each element row
For example, x2 to D x9 may have the same wiring as D x2 and D x3 .

【0051】図16ははしご型配置の電子源を備えた画
像形成装置の構造を示すための図である。180はグリ
ッド電極、181は電子が通過するための空孔、182
は、Dox1 、Dox2 ・・・Doxm よりなる容器外端子、
183はグリッド電極180と接続されたG1 、G2
・・・Gn からなる容器外端子、170は前述のように
各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源基板であ
る。尚、図12、図15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
2)との違いは、電子源基板170とフェースプレート
146の間にグリッド電極180を備えていることであ
る。
FIG. 16 is a view showing the structure of an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source. 180 is a grid electrode, 181 is a hole through which electrons pass, 182
Is an external terminal made of D ox1 , D ox2 ... D oxm ,
183 is G 1 , G 2 connected to the grid electrode 180,
.., Gn , and 170 is an electron source substrate in which common wiring between the element rows is the same wiring as described above. The same reference numerals as those in FIGS. 12 and 15 indicate the same members. The image forming apparatus having the above-mentioned simple matrix arrangement (see FIG.
The difference from 2) is that the grid electrode 180 is provided between the electron source substrate 170 and the face plate 146.

【0052】基板170とフェースプレート146の中
間には、グリッド電極180が設けられている。グリッ
ド電極180は、表面伝導型放出素子から放出された電
子ビームを変調することができるもので、はしご型配置
の素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に電
子ビームを通過させるため、各素子に対応して1個ずつ
円形の空孔181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16のようなものでなくともよ
く、開口としてメッシュ状に多数の通過口をもうけるこ
ともあり、また例えば表面伝導型放出素子の周囲や近傍
に設けてもよい。容器外端子182およびグリッド容器
外端子183は、不図示の制御回路と電気的に接続され
ている。
A grid electrode 180 is provided between the substrate 170 and the face plate 146. The grid electrode 180 is capable of modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and passes the electron beam through the stripe-shaped electrodes provided orthogonal to the ladder-shaped element rows. Circular holes 181 are provided one by one corresponding to each element. The shape and installation position of the grid are not necessarily as shown in FIG. 16, and a large number of passage openings may be formed in a mesh as openings, and may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device. . The external terminal 182 and the grid external terminal 183 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0053】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。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。
In this image forming apparatus, the modulation signals for one image line 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. 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, it can be applied not only to surface conduction electron-emitting devices as electron-emitting devices but also to cold cathode electron sources such as MIM electron-emitting devices and field emission electron-emitting devices.
Further, it can be applied to an image forming apparatus using a thermoelectron source.

【0054】[0054]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0055】実施例1 本発明の特徴を良く表わす実施例は前述の図1〜図3で
ある。図1は表示パネルユニットの平面図であり、図2
は表示パネルユニット図1のAA断面図である。これら
の図において、1は表示パネルユニット、10は表示パ
ネル、2は青板ガラスからなる前面板、20は蛍光体が
形成されている前面板2上の画像形成部、3は青板ガラ
スからなる背面板、30は前述の電子放出素子が形成さ
れている背面板3上の電子放出素子部、4は青板ガラス
からなる枠、5はフレキシブル基板からなる配線、6は
電子放出素子を駆動する電気回路が形成されている電気
回路基板、7は電子放出素子駆動時に発熱するトランジ
スタなどの電気部品、8はその他の比較的発熱しない電
圧リファレンスなどの電気部品、9は電気部品7の熱を
効率よく背面板に伝えるためのグリースからなる熱伝導
部材である。
Example 1 An example showing the features of the present invention is shown in FIGS. 1 is a plan view of the display panel unit, and FIG.
2 is a sectional view of the display panel unit taken along the line AA in FIG. In these drawings, 1 is a display panel unit, 10 is a display panel, 2 is a front plate made of soda lime glass, 20 is an image forming portion on the front plate 2 on which phosphors are formed, and 3 is a back plate made of soda lime glass. A face plate, 30 is an electron-emitting device portion on the back plate 3 on which the above-mentioned electron-emitting devices are formed, 4 is a frame made of soda-lime glass, 5 is wiring made of a flexible substrate, and 6 is an electric circuit for driving the electron-emitting device. An electric circuit board on which is formed, 7 is an electric component such as a transistor that generates heat when the electron-emitting device is driven, 8 is an electric component such as a voltage reference that does not generate heat relatively, and 9 is a component that efficiently heats the electric component 7. It is a heat conductive member made of grease for transmitting to the face plate.

【0056】前面板2と背面板3とは相対的な位置決め
を行なった状態で枠4を介してガラスフリットで封着さ
れ、密閉容器である表示パネル10の形になる。表示パ
ネル10の内部には前面板2上に画像形成部20および
背面板3上に電子放出素子部30が対向するように設け
られている。電気回路基板6上には発熱する電気部品7
が電子放出素子部30より外側にその他の電気部品8が
内側に実装されている。電気回路基板6と表示パネル1
0との機械的接続は電気部品7の部分において熱伝導部
材9で行ない、電気回路基板6と表示パネル10との電
気的接続は配線5で行なう。表示ユニット1を外箱の中
に収容して画像形成装置ができあがる。
The front plate 2 and the rear plate 3 are sealed with glass frit through the frame 4 in a state where the front plate 2 and the rear plate 3 are positioned relative to each other to form a display panel 10 which is a closed container. Inside the display panel 10, an image forming unit 20 is provided on the front plate 2 and an electron-emitting device unit 30 is provided on the rear plate 3 so as to face each other. Electric components 7 that generate heat on the electric circuit board 6
The other electric component 8 is mounted on the outside of the electron-emitting device section 30. Electric circuit board 6 and display panel 1
The mechanical connection with 0 is made by the heat conducting member 9 in the portion of the electric component 7, and the electric connection between the electric circuit board 6 and the display panel 10 is made by the wiring 5. The image forming apparatus is completed by housing the display unit 1 in the outer box.

【0057】図3は上述表示パネルユニットの表示パネ
ルと電気回路基板の関係を示す図であり、10は表示パ
ネル、2は前面板、20は画像形成部、3は背面板、4
は枠、6は電気回路基板、7は発熱する電気部品、8は
その他の電気部品である。
FIG. 3 is a view showing the relationship between the display panel of the above-mentioned display panel unit and the electric circuit board. 10 is a display panel, 2 is a front plate, 20 is an image forming portion, 3 is a rear plate, 4
Is a frame, 6 is an electric circuit board, 7 is an electric component that generates heat, and 8 is another electric component.

【0058】表示パネル10は前面板2と背面板3と枠
4から形成されており、その内部には前面板2上に画像
形成部20が設けられている。電気回路基板6上には発
熱する電気部品7が外周に設置されその他の電気部品8
が内側に設置されている。表示パネル10と電気回路基
板6とを図2のように組み立てる。その際に電気部品7
と表示パネル10の背面板3との間に熱伝導材9(不図
示)を挿入する。
The display panel 10 is composed of a front plate 2, a rear plate 3 and a frame 4, and an image forming section 20 is provided on the front plate 2 inside thereof. Electric components 7 that generate heat are installed on the outer periphery of the electric circuit board 6 and other electric components 8
Is installed inside. The display panel 10 and the electric circuit board 6 are assembled as shown in FIG. At that time, electrical parts 7
A heat conducting material 9 (not shown) is inserted between the back plate 3 of the display panel 10 and the back panel 3.

【0059】画像形成装置の駆動信号は電気回路基板6
から配線5を介して表示パネル10の背面板3上の電子
放出素子部30に伝わり、電子放出素子から電子が放出
され画像形成部20に画像が形成される。画像形成装置
を駆動したとき、表示パネルの背面板内では駆動に伴っ
て発生する電子放出部の熱と電気部品7の熱とがほぼ均
一に分布しており、熱歪の発生はみられなかった。
The drive signal of the image forming apparatus is the electric circuit board 6
Is transmitted to the electron emission element section 30 on the back plate 3 of the display panel 10 through the wiring 5, and electrons are emitted from the electron emission element to form an image on the image forming section 20. When the image forming apparatus is driven, the heat of the electron emitting portion and the heat of the electric component 7 generated by the driving are substantially evenly distributed in the back plate of the display panel, and no thermal distortion is observed. It was

【0060】なお、電気回路基板の形態は本実施例に限
定されるものではなく、例えば電気部品7と8を別々に
実装した複数枚の電気回路基板の構成にしても良く、そ
の機能に応じて適宜選択できる。
The form of the electric circuit board is not limited to that of this embodiment, and for example, a structure of a plurality of electric circuit boards in which the electric components 7 and 8 are separately mounted may be used, and the electric circuit board may be constructed according to its function. Can be appropriately selected.

【0061】実施例2 本発明の特徴を良く表わす第二の実施例として図面図
4、図5を用いて説明する。図4は表示パネルユニット
の平面図であり、図5は表示パネルユニット図4のBB
断面図である。これらの図において、1は表示パネルユ
ニット、10は表示パネル、2は青板ガラスからなる前
面板、20は蛍光体が形成されている前面板2上の画像
形成部、3は青板ガラスからなる背面板、30は前述の
電子放出素子が形成されている背面板3上の電子放出素
子部、4は青板ガラスからなる枠、5はフレキシブル基
板からなる配線、6は電子放出素子を駆動する電気回路
が形成されている電気回路基板、60は発熱する電気部
品を搭載している電気回路基板、7は電子放出素子駆動
時に発熱するICなどの電気部品、8は信号処理回路な
どの電気部品、9は電気部品7の熱を効率よく背面板に
伝えるためのペーストからなる熱伝導部材である。
Embodiment 2 As a second embodiment which shows the features of the present invention, a description will be given with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is a plan view of the display panel unit, and FIG. 5 is a BB of the display panel unit FIG.
It is sectional drawing. In these drawings, 1 is a display panel unit, 10 is a display panel, 2 is a front plate made of soda lime glass, 20 is an image forming portion on the front plate 2 on which phosphors are formed, and 3 is a back plate made of soda lime glass. A face plate, 30 is an electron-emitting device portion on the back plate 3 on which the above-mentioned electron-emitting devices are formed, 4 is a frame made of soda-lime glass, 5 is wiring made of a flexible substrate, and 6 is an electric circuit for driving the electron-emitting device. , 60 is an electric circuit board on which an electric component that generates heat is mounted, 7 is an electric component such as an IC that generates heat when the electron-emitting device is driven, 8 is an electric component such as a signal processing circuit, and 9 is Is a heat conducting member made of a paste for efficiently transmitting the heat of the electric component 7 to the back plate.

【0062】前面板2と背面板3とは相対的な位置決め
を行なった状態で枠4を介してガラスフリットで封着さ
れ、密閉容器である表示パネル10の形になる。表示パ
ネル10の内部には前面板2上に画像形成部20および
背面板3上に電子放出素子部30が対向するように設け
られている。電気回路基板60上には発熱する電気部品
7が実装されており、電気回路基板6上にはその他の電
気部品が実装されている。電気回路基板60上の電気部
品7は、表示パネル10の背面板3外側と枠4に熱伝導
部材9を介して接触している。電気回路基板6及び60
と表示パネル10との電気的接続は配線5で行なう。表
示ユニット1を外箱の中に収容して画像形成装置ができ
あがる。
The front plate 2 and the rear plate 3 are sealed with a glass frit through the frame 4 in a state where the front plate 2 and the rear plate 3 are positioned relative to each other to form a display panel 10 which is a closed container. Inside the display panel 10, an image forming unit 20 is provided on the front plate 2 and an electron-emitting device unit 30 is provided on the rear plate 3 so as to face each other. An electric component 7 that generates heat is mounted on the electric circuit board 60, and other electric components are mounted on the electric circuit board 6. The electric component 7 on the electric circuit board 60 is in contact with the outside of the back plate 3 of the display panel 10 and the frame 4 via the heat conducting member 9. Electric circuit boards 6 and 60
The wiring 5 electrically connects the display panel 10 with the display panel 10. The image forming apparatus is completed by housing the display unit 1 in the outer box.

【0063】画像形成装置の駆動信号は電気回路基板6
及び60から配線5を介して表示パネル10の背面板3
上の電子放出素子部30に伝わり、電子放出素子から電
子が放出され画像形成部20に画像が形成される。画像
形成装置を駆動したとき、表示パネルの背面板内では駆
動に伴って発生する電子放出部の熱と電気部品7の熱と
がほぼ均一に分布しており、問題となる熱歪の発生はみ
られなかった。
The drive signal for the image forming apparatus is the electric circuit board 6
And 60 from the rear panel 3 of the display panel 10 via the wiring 5.
The electrons are transmitted to the upper electron-emitting device section 30 and the electrons are emitted from the electron-emitting element to form an image on the image forming section 20. When the image forming apparatus is driven, the heat of the electron emitting portion and the heat of the electric component 7 generated due to the driving are substantially evenly distributed in the back plate of the display panel, and the problematic thermal strain does not occur. I couldn't see it.

【0064】なお、各構成部品の材料は、上記実施例に
限定されるものではなく、背面板にはガラスやセラミッ
クス等、前面板にはガラス等、枠にはガラスやセラミッ
クス等また、熱伝導部材には熱伝導ゴム等があげられ、
その機能に応じて適宜選択できる。
The material of each component is not limited to the above-mentioned embodiment, but the back plate is made of glass or ceramics, the front plate is made of glass or the like, the frame is made of glass or ceramics, or the like. The material is heat conductive rubber, etc.
It can be appropriately selected according to its function.

【0065】また、装置の設置場所に余裕があれば、従
来の放熱フィンや空冷ファンを併用する構成も可能であ
る。
Further, if there is a margin in the installation location of the device, a structure using a conventional radiation fin or an air-cooling fan is also possible.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置においては表示パネルに熱歪が発生しないので、パ
ネルの反りを押さえることができ、信頼性の高い画像形
成装置を提供することができる。さらに、放熱フィンや
空冷ファンを取り付けなくて済むので、小型化・薄型化
した画像形成装置を提供することができる。
As described above, in the image forming apparatus of the present invention, since the display panel is not thermally distorted, it is possible to suppress the warp of the panel and provide a highly reliable image forming apparatus. it can. Furthermore, since it is not necessary to attach a radiation fin or an air cooling fan, it is possible to provide a compact and thin image forming apparatus.

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

【図1】本発明の第一の実施例の表示パネルユニットの
模式的平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a display panel unit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施例の表示パネルユニットの
模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the display panel unit of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第一の実施例の表示パネルと電気基板
の関係を模式的に示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the relationship between the display panel and the electric substrate according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第二の実施例の表示パネルユニットの
模式的平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view of a display panel unit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第二の実施例の表示パネルユニットの
模式的断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a display panel unit according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の基本的な表面伝導型電子放出素子の構
成を示す模式的平面図及び断面図である。
FIG. 6 is a schematic plan view and a cross-sectional view showing the structure of a basic surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図7】本発明の基本的な垂直型表面伝導型電子放出素
子の構成を示す模式的断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a basic vertical surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図8】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法の
一例を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図9】本発明の通電フォーミングの電圧波形の例を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a voltage waveform of energization forming according to the present invention.

【図10】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. 10 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics.

【図11】単純マトリクス配置の電子源の構成例を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of an electron source having a simple matrix arrangement.

【図12】画像形成装置の概略の構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus.

【図13】蛍光膜の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a fluorescent film.

【図14】NTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行
なうための駆動回路の概略構成を示すブロック図および
その駆動回路を有する画像形成装置を示す図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal and an image forming apparatus having the drive circuit.

【図15】梯子配置の電子源の構成例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of an electron source having a ladder arrangement.

【図16】画像形成装置の概略構成図である。FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus.

【図17】従来の表面伝導型電子放出素子である。FIG. 17 shows a conventional surface conduction electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表示パネルユニット 2 前面板 3 背面板 4 枠 5 配線 6 電気回路基板 7 発熱する電気部品 8 電気部品 9 熱伝導部材 10 表示パネル 20 画像形成部 30 電子放出素子部 60 電気回路基板 101 基板 102、103 素子電極 104 導電性薄膜 105 電子放出部 111 段差形成部 120 素子電流Ifを測定するための電流計 121 電子放出素子に素子電圧を印加するための電
源 122 放出電流Ieを測定するための電流計 123 アノード電極に電圧を印加するための高圧電
源 124 放出電流Ieを捕捉するためのアノード電極 125 真空装置 126 排気ポンプ 131 電子源基板 132 X方向配線 133 Y方向配線 134 表面伝導型電子放出素子 135 結線 141 リアプレート 142 支持枠 143 ガラス基板 144 蛍光膜 145 メタルバック 146 フェースプレート 147 高圧端子 148 外囲器 151 黒色導電材 152 蛍光体 161 表示パネル 162 走査回路 163 制御回路 164 シフトレジスタ 165 ラインメモリ 166 同期信号分離回路 167 変調信号発生器、Vx及びVa:直流電圧源 170 電子源基板 171 電子放出素子 172 電子放出素子を配線するための共通配線 180 グリッド電極 181 空孔 182 Doxm よりなる容器外端子 183 Gn からなる容器外端子 201 基板 204 導電性薄膜 205 電子放出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 display panel unit 2 front plate 3 back plate 4 frame 5 wiring 6 electric circuit board 7 electric components that generate heat 8 electric components 9 heat conducting member 10 display panel 20 image forming unit 30 electron-emitting device unit 60 electric circuit substrate 101 substrate 102, 103 Element Electrode 104 Conductive Thin Film 105 Electron Emission Section 111 Step Forming Section 120 Ammeter for Measuring Element Current If 121 Power Supply for Applying Element Voltage to Electron Emitting Element 122 Ammeter for Measuring Emission Current Ie 123 High-voltage power supply for applying voltage to anode electrode 124 Anode electrode for capturing emission current Ie 125 Vacuum device 126 Exhaust pump 131 Electron source substrate 132 X-direction wiring 133 Y-direction wiring 134 Surface conduction electron-emitting device 135 Connection 141 Rear plate 142 Support frame 143 Glass Plate 144 Fluorescent film 145 Metal back 146 Face plate 147 High voltage terminal 148 Enclosure 151 Black conductive material 152 Phosphor 161 Display panel 162 Scanning circuit 163 Control circuit 164 Shift register 165 Line memory 166 Synchronous signal separation circuit 167 Modulation signal generator, Vx and Va: DC voltage source 170 Electron source substrate 171 Electron emission element 172 Common wiring for wiring electron emission element 180 Grid electrode 181 Hole 182 Outer container terminal made of D oxm 183 G n Outer container terminal 201 Substrate 204 conductive thin film 205 electron emission unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子放出素子を用いた電子放出素子部を
配した背面板、前記電子放出部と対向して画像形成部を
配した前面板と、前記背面板と前記前面板との間にあっ
て前記電子放出素子部および画像形成部を包囲する枠と
を、封着材で密閉封着した表示パネルを有する画像形成
装置であって、前記背面板が前記枠の外周より突出する
面積を有し、その枠外周より突出した面積部分に、該部
分を加熱する加熱部材が接触して設置されていることを
特徴とする画像形成装置。
1. A back plate provided with an electron-emitting device section using an electron-emitting device, a front plate provided with an image forming section facing the electron-emitting section, and a space between the back plate and the front plate. An image forming apparatus having a display panel in which a frame surrounding the electron-emitting device section and the image forming section is hermetically sealed with a sealing material, wherein the back plate has an area projecting from an outer periphery of the frame. The image forming apparatus is characterized in that a heating member for heating the area is provided in contact with the area portion protruding from the outer periphery of the frame.
【請求項2】 前記加熱部材が、発熱する電気部品とそ
の電気部品に接触する熱伝導部材とからなり、その熱伝
導部材が前記突出した部分に接触していることを特徴と
する請求項1に記載の画像形成装置。
2. The heating member comprises an electric component that generates heat and a heat conducting member that contacts the electric component, and the heat conducting member is in contact with the protruding portion. The image forming apparatus according to item 1.
【請求項3】 前記発熱する電気部品が電気基板上に取
り付けられていることを特徴とする請求項1又は2に記
載の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heat-generating electric component is mounted on an electric board.
【請求項4】 前記加熱部材が、前記、背面板の枠外周
より突出した部分とともに、枠外壁にも接触して設置さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装
置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heating member is installed in contact with an outer wall of the frame as well as a portion of the rear plate protruding from the outer periphery of the frame.
【請求項5】 前記加熱部材が、発熱する電気部品とそ
の電気部品に接触する熱伝導部材とからなり、その熱伝
導部材が前記突出した部分および枠外壁と接触している
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
5. The heating member comprises an electric component that generates heat and a heat conducting member that contacts the electric component, and the heat conducting member is in contact with the protruding portion and the outer wall of the frame. The image forming apparatus according to claim 4.
【請求項6】 前記電子放出素子が表面伝導型電子放出
素子である請求項1ないし5に記載の画像形成装置。
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項7】 前記電気回路基板が表示パネル駆動用電
気回路基板である請求項3記載の画像形成装置。
7. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the electric circuit board is a display panel driving electric circuit board.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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