JPH0955174A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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Publication number
JPH0955174A
JPH0955174A JP7204693A JP20469395A JPH0955174A JP H0955174 A JPH0955174 A JP H0955174A JP 7204693 A JP7204693 A JP 7204693A JP 20469395 A JP20469395 A JP 20469395A JP H0955174 A JPH0955174 A JP H0955174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
emitting device
image forming
image
surface conduction
Prior art date
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Pending
Application number
JP7204693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Iwasaki
達哉 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH0955174A publication Critical patent/JPH0955174A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform atmospheric pressure resistant support which is superior in exhaust conductance and has less possibility of electrification. SOLUTION: An envelope 88 is constituted of a rear plate 81, a support frame 82, and a face plate 86. A surface conductive electron emission element 74 is arranged on the rear plate 81 and an image formation member 87 whose image is formed by irradiation of the emitted electron is provided. At least, a pair of magnets 126 is arranged in a part where the rear plate 81 and the face plate 86 are opposed to each other, in such a way as to exert a repulsive force on each other so that the envelope 88 can be supported in an atmospheric pressure resistant state by the magnetic force without providing a spacer, etc.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、気密容器内に配置
された電子放出素子から電子を放出することにより画像
を形成する画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus which forms an image by emitting electrons from an electron emitting element arranged in an airtight container.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
て熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた2種類
のものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放
出型(以下、「FE型」という)、金属/絶縁層/金属
型(以下、「MIM型」という)や表面伝導型電子放出
素子等がある。FE型の例としては、W.P.Dyke & W.W.D
olan, "Field emission ", Advance in Electron Physi
cs, 8, 89(1956) あるいはC.A.Spindt, "PHYSICAL Prop
erties of thin-film field emission cathodeswith mo
lybdenium cones", J.Appl.Phys., 47, 5248(1976) 等
に開示されたものが知られている。
2. Description of the Related Art Heretofore, two types of electron-emitting devices have been known, which are roughly classified into a thermoelectron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device. Cold cathode electron emission devices include field emission type (hereinafter referred to as “FE type”), metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as “MIM type”), surface conduction type electron emission devices, and the like. As an example of FE type, WP Dyke & WWD
olan, "Field emission", Advance in Electron Physi
cs, 8, 89 (1956) or CASpindt, "PHYSICAL Prop
erties of thin-film field emission cathodeswith mo
Lybdenium cones ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976) and the like are known.

【0003】MIM型の例としては、C.A.Mead, "Opera
tion of Tunnel-Emission Devices", J.Apply.Phys., 3
2, 646(1961)等に開示されたものが知られている。
As an example of the MIM type, CAMead, "Opera
tion of Tunnel-Emission Devices ", J.Apply.Phys., 3
The one disclosed in 2, 646 (1961) and the like is known.

【0004】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
M.I.Elinson, Radio Eng. ElectronPys., 10, 1290(196
5) 等に開示されたものがある。
Examples of the surface conduction electron-emitting device type include:
MIElinson, Radio Eng. ElectronPys., 10, 1290 (196
5) etc.

【0005】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
により開発されたSnO2 (Sb)薄膜を用いたもの、
Au薄膜によるもの[G.Dittmer: "Thin Solid Films",
9, 317(1972) ]、In23/SnO2 によるもの[M.
Hartwell and C.G.Fonstad: "IEEE Trans. ED Conf.",
519(1975) ]、カーボン薄膜によるもの[荒木久 他:
真空、第26巻、第1号、22頁(1983)]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32に示す。同図において1001は基板であ
る。1004は導電性薄膜で、両端部が素子電極100
2、1003となるH型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1005が形
成される。なお、図中の素子電極1002、1003の
間隔L1は0.5〜1mm、Wは0.1mmで設定され
ている。
[0005] The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. The surface conduction electron-emitting device uses the SnO 2 (Sb) thin film developed by Elinson et al.
With Au thin film [G.Dittmer: "Thin Solid Films",
9, 317 (1972)], by In 2 O 3 / SnO 2 [M.
Hartwell and CGFonstad: "IEEE Trans. ED Conf.",
519 (1975)], by carbon thin film [Hiraki Araki and others:
Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983)] and the like are reported. As a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M. FIG. 32 shows the Hartwell device configuration. In the figure, 1001 is a substrate. 1004 is a conductive thin film, and both ends of the device electrode 100
2, 1003 is made of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering in an H-shaped pattern, and the electron emitting portion 1005 is formed by an energization process called energization forming described later. In addition, the space | interval L1 of the element electrodes 1002 and 1003 in a figure is set to 0.5-1 mm, and W is set to 0.1 mm.

【0006】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜1004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1005を形成するのが一般的であった。すなわ
ち、通電フォーミングとは前記導電性薄膜1004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1004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1005を形成することであ
る。なお、電子放出部1005は導電性薄膜1004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、導電性薄膜1004に電圧を印加し、素子に
電流を流すことにより、電子放出部1005より電子を
放出させるものである。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, the electron-emitting portion 1005 has been generally formed by conducting a current-carrying process called current-flow forming on the conductive thin film 1004 before the electron emission. 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 1004 to energize, and the electroconductive thin film 1004 is locally destroyed, deformed or altered, That is, the electron emitting portion 1005 is formed in an electrically high resistance state. In the electron emitting portion 1005, a crack is generated in a part of the conductive thin film 1004, 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 1004 and a current is passed through the device so that electrons are emitted from the electron-emitting portion 1005.

【0007】ここで、電子放出素子を応用して画像を形
成する従来の画像形成装置のうち、本出願人による先願
として出願されている画像形成装置について図33を用
いて説明する(特願平6−93268号)。図33は、
電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用いた従
来の画像形成装置の一例の概略構成図である。
Of the conventional image forming apparatus for forming an image by applying an electron-emitting device, an image forming apparatus filed as a prior application by the present applicant will be described with reference to FIG. No. 6-93268). FIG.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional image forming apparatus using a surface conduction electron-emitting device as an electron-emitting device.

【0008】図33に示すように画像形成装置は、一般
に、多数個の電子放出素子がマトリックス状に配置され
た電子源基板1074が設けられた背面板1081と、
背面板1081に支持枠1082を介して対向配置さ
れ、電子放出素子からの電子照射により画像が形成され
る画像形成部材1087が設けられた前面板1086と
を備える。画像形成装置の内部すなわち背面板1081
と前面板1086との間の空間は真空に排気されること
から、このときの外部の大気圧に耐え得る構造が必要と
なる。特に大面積の背面板1081および前面板108
6を用いた画像形成装置においては、背面板1081お
よび前面板1086に対して垂直に加わる大気圧の支持
に、支柱としてスペーサ1125を配置している。
As shown in FIG. 33, an image forming apparatus generally includes a back plate 1081 provided with an electron source substrate 1074 in which a large number of electron-emitting devices are arranged in a matrix.
The front plate 1086 is provided so as to face the rear plate 1081 with the support frame 1082 interposed therebetween, and the front plate 1086 is provided with an image forming member 1087 on which an image is formed by electron irradiation from the electron-emitting devices. Inside the image forming apparatus, that is, the rear plate 1081
Since the space between the front plate 1086 and the front plate 1086 is evacuated to vacuum, a structure capable of withstanding the external atmospheric pressure at this time is required. Particularly large-area back plate 1081 and front plate 108
In the image forming apparatus using No. 6, the spacer 1125 is arranged as a support for supporting the atmospheric pressure applied perpendicularly to the back plate 1081 and the front plate 1086.

【0009】また、画像形成部材1087と電子源基板
1074との間には、加速電圧(アノード電圧)として
数100Vから数10kVの電圧が印加されるため、そ
の間には電気的な絶縁性が必要となり、スペーサ112
5としてもガラス等の絶縁性の材料が用いられている。
さらに、一般に電子放出素子は、真空雰囲気の影響に敏
感であり、安定した電子放出特性を得るためには背面板
1081と前面板1086との間の空間を高真空とする
ことが多い。
Further, since an acceleration voltage (anode voltage) of several hundreds of volts to several tens of kV is applied between the image forming member 1087 and the electron source substrate 1074, electrical insulation is required between them. And the spacer 112
Also for 5, an insulating material such as glass is used.
Further, the electron-emitting device is generally sensitive to the influence of a vacuum atmosphere, and in order to obtain stable electron-emitting characteristics, the space between the back plate 1081 and the front plate 1086 is often set to a high vacuum.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように従来の画像形成装置では、支持枠の内側にスペ
ーサを配置しているので、耐大気圧構造の面で優れては
いるものの、画像形成装置内部を真空排気する際の排気
コンダクタンスが悪く、さらには真空となる部分の表面
積が増えることにより、内部を高真空に排気、維持する
ことが難しかった。また、スペーサとしてガラス等の絶
縁体を用いる場合には、荷電粒子がスペーサ表面に帯電
(チャージアップ)し、それに伴う電位によって電子の
飛翔方向が曲げられる等の問題点が生じることがあっ
た。従って、従来の構造では、輝度および表示画像が安
定した画像形成装置を作ることが難しかった。
However, in the conventional image forming apparatus as described above, the spacers are arranged inside the supporting frame, so that the image forming apparatus is excellent in terms of the atmospheric pressure resistant structure. It was difficult to evacuate and maintain the inside of the apparatus at a high vacuum because the exhaust conductance when evacuating the inside of the apparatus was poor and the surface area of the portion to be evacuated was increased. When an insulator such as glass is used as the spacer, charged particles may be charged on the surface of the spacer (charge-up), and the potential of the charged particles may bend the flight direction of electrons. Therefore, with the conventional structure, it is difficult to manufacture an image forming apparatus with stable brightness and a displayed image.

【0011】そこで本発明は、排気コンダクタンスに優
れ、かつ、帯電の心配も小さい、新しい耐大気圧支持を
有する画像形成装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a new support for atmospheric pressure, which has excellent exhaust conductance and is less likely to be charged.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の画像形成装置は、気密容器内に電子放出素子が
配置され、前記電子放出素子から電子を放出して画像を
形成する画像形成装置において、前記気密容器内には、
磁力による反発力で前記気密容器内の圧力の外的環境と
の圧力差を保持する磁界発生手段が配置されていること
を特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus in which an electron-emitting device is arranged in an airtight container and an electron is emitted from the electron-emitting device to form an image. In the device, in the airtight container,
It is characterized in that a magnetic field generating means for holding a pressure difference between the pressure inside the airtight container and the external environment by a repulsive force due to a magnetic force is arranged.

【0013】また、前記気密容器は、前記電子放出素子
が配置された背面板と、前記背面板に支持枠を介して対
向配置され、前記電子放出素子から放出された電子が照
射されることにより画像が形成される画像形成部材が設
けられた前面板とで構成されるものであってもよいし、
前記磁界発生手段は、前記背面板および前記前面板の対
向する部位に、互いに斥力を及ぼし合うように配置され
た少なくとも1対以上の磁石であってもよい。
Further, the airtight container is arranged so as to face the back plate on which the electron-emitting device is arranged and the back plate through a support frame, and is irradiated with electrons emitted from the electron-emitting device. It may be composed of a front plate provided with an image forming member on which an image is formed,
The magnetic field generating means may be at least one pair of magnets arranged so as to exert a repulsive force on opposite portions of the back plate and the front plate.

【0014】さらに、前記電子放出素子は表面伝導型電
子放出素子であってもよい。特に、磁界発生手段を磁石
とし、かつ、電子放出素子を表面伝導型電子放出素子と
した場合には、前記磁石は、前記磁石の作る磁界が、前
記表面伝導型電子放出素子の正極近傍において、素子電
流に前記画像形成部材の存在する方向へのローレンツ力
を及ぼすべく配置されているものであってもよいし、前
記磁石の作る磁界が、前記表面伝導型電子放出素子の放
出電子線の素子長方向への広がりを是正すべく配置され
ているものであってもよい。
Further, the electron-emitting device may be a surface conduction electron-emitting device. In particular, when the magnetic field generating means is a magnet and the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device, the magnet has a magnetic field generated by the magnet near the positive electrode of the surface-conduction electron-emitting device. The element current may be arranged to exert a Lorentz force in the direction in which the image forming member exists, or the magnetic field generated by the magnet may be the element of the emission electron beam of the surface conduction electron-emitting device. It may be arranged to correct the spread in the long direction.

【0015】[0015]

【実施態様】図1、図2および図3は、それぞれ本発明
の画像形成装置の一例の模式的断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1, 2 and 3 are schematic sectional views of an example of an image forming apparatus of the present invention.

【0016】図1では、電子放出素子として表面伝導型
電子放出素子74を用いている。表面伝導型電子素子7
4は背面板(リアプレート)81上に搭載されている。
背面板81には、画像形成部材87が設けられた前面板
(フェースプレート)86が支持枠82を介して対向配
置され、これら背面板81と支持枠82と前面板86と
で、内部が真空に保たれた気密容器(外囲器)88が構
成される。この気密容器88の内部において背面板81
および前面板86には、少なくとも1対以上の磁石12
6が、背面板81と前面板86との対向方向に互いに斥
力を及ぼし合うように同じ極性を対向させて配置されて
いる。図1では、磁石126の向きは、磁化方向が背面
板81と前面板86との対向方向と平行になる向きとし
ている。
In FIG. 1, a surface conduction electron-emitting device 74 is used as the electron-emitting device. Surface-conduction electronic device 7
4 is mounted on a back plate (rear plate) 81.
A front plate (face plate) 86 provided with an image forming member 87 is opposed to the rear plate 81 via a support frame 82, and the inside of the rear plate 81, the support frame 82, and the front plate 86 is vacuumed. An airtight container (envelope) 88 maintained at Inside the airtight container 88, the back plate 81
The front plate 86 has at least one pair of magnets 12
6 are arranged so as to oppose each other with the same polarity so as to exert a repulsive force on each other in the opposing direction of the back plate 81 and the front plate 86. In FIG. 1, the magnet 126 is oriented such that the magnetization direction is parallel to the opposing direction of the back plate 81 and the front plate 86.

【0017】背面板81と前面板86とは、その間が真
空となっているため大気圧により両者間の距離が小さく
なるような力を受けている。ところが上述のように磁石
126が配置されているので、磁石126間に働く斥力
により背面板81および前面板86には大気圧に対抗す
る力が作用し、背面板81と前面板86との支持を補助
している。このように、磁石126の斥力と支持枠82
のみで耐大気圧構造が得られれば最も望ましいが、従来
のようなスペーサ構造と組み合せた場合でも、スペーサ
の数や表面積を減らすことができれば、本発明は十分な
効果を示すものである。画像形成部材87については後
述するが、ガラス板、ブラックマトリクスと呼ばれる黒
色部材、蛍光体、およびメタルバック等から構成され
る。
Since the space between the back plate 81 and the front plate 86 is a vacuum, the back plate 81 and the front plate 86 receive a force that reduces the distance between them due to atmospheric pressure. However, since the magnets 126 are arranged as described above, a force against the atmospheric pressure acts on the back plate 81 and the front plate 86 by the repulsive force acting between the magnets 126, and the back plate 81 and the front plate 86 are supported. Is helping. Thus, the repulsive force of the magnet 126 and the support frame 82
Although it is most desirable to obtain an atmospheric pressure resistant structure only by itself, the present invention shows a sufficient effect even if it is combined with a conventional spacer structure if the number of spacers and the surface area can be reduced. The image forming member 87 will be described later, but is composed of a glass plate, a black member called a black matrix, a phosphor, a metal back, and the like.

【0018】図2では、磁石136の向きが図1とは異
なっている。すなわち、磁化方向が背面板81と前面板
86との対向方向と垂直になる向きに磁石136が配置
されている。さらに図3では、電子放出素子としてスピ
ントタイプのFE型電子放出素子274を用い、磁石1
36を図2と同様に配置している。FE型電子放出素子
274はエミッタコーン274aとゲート電極274b
とを有し、両者間に電圧を印加することでエミッタコー
ン274aの先端部から電界放出が起こる。図2および
図3に示したような構造においても、磁石136の斥力
を利用して耐大気圧構造を得ることができる。
In FIG. 2, the orientation of the magnet 136 is different from that in FIG. That is, the magnet 136 is arranged in a direction in which the magnetization direction is perpendicular to the opposing direction of the back plate 81 and the front plate 86. Further, in FIG. 3, a Spindt-type FE type electron-emitting device 274 is used as the electron-emitting device, and the magnet 1
36 is arranged similarly to FIG. The FE type electron-emitting device 274 includes an emitter cone 274a and a gate electrode 274b.
And a voltage is applied between the two, field emission occurs from the tip of the emitter cone 274a. Also in the structure as shown in FIGS. 2 and 3, the repulsive force of the magnet 136 can be used to obtain an atmospheric pressure resistant structure.

【0019】上記磁石126、136としては、十分な
強さの磁力を発生できるものであれば種類は限定され
ず、Fe、Ni、Coおよびそれらの合金、炭素鋼、パ
ーマロイ、アルニコ系、Baフェライト等の磁性体を用
いることができる。特に、磁性体材料としては、保持力
C の大きい硬磁性材料が望ましい。また、電流を広義
の磁石と捉え、図4に示すように背面板81および前面
板86に、それぞれ電流が流れることによって磁界を形
成する磁界形成部材146を、互いに同方向に電流が流
れるように対向配置し、その磁界により生じる斥力を利
用したり、電磁磁石(電磁コイル)、超伝導磁石等を用
いることもできる。
The magnets 126, 136 are not limited in kind as long as they can generate a magnetic force of sufficient strength, and Fe, Ni, Co and their alloys, carbon steel, permalloy, alnico series, Ba ferrite. Magnetic materials such as In particular, a hard magnetic material having a large coercive force H C is desirable as the magnetic material. In addition, the current is regarded as a magnet in a broad sense, and the magnetic field forming members 146 that form magnetic fields by the currents flowing through the rear plate 81 and the front plate 86, respectively, as shown in FIG. It is also possible to dispose them facing each other and utilize the repulsive force generated by the magnetic field, or to use an electromagnetic magnet (electromagnetic coil), a superconducting magnet, or the like.

【0020】磁石の磁力は、背面板81と前面板86と
の距離、磁石間の距離や磁石の数量、電子放出素子と磁
石との位置関係、アノード電圧、駆動電圧等に関連し、
適宜設定される。背面板81および前面板86への磁石
の設置方法としては、永久磁石をフリットガラス等で固
定する方法や、磁性膜をスパッタ、蒸着、メッキ等で形
成後、磁化を施す方法がある。
The magnetic force of the magnet is related to the distance between the back plate 81 and the front plate 86, the distance between the magnets, the number of magnets, the positional relationship between the electron-emitting devices and the magnets, the anode voltage, the driving voltage, etc.
It is set appropriately. As a method of installing the magnets on the back plate 81 and the front plate 86, there are a method of fixing a permanent magnet with frit glass or the like, and a method of forming a magnetic film by sputtering, vapor deposition, plating or the like and then magnetizing it.

【0021】本発明の画像形成装置に用いられる磁石の
個数、形状、配置等は、特に限定されるものではなく、
画面の大きさ、画素配列、画像形成部材の構造等を考慮
して適宜設計する。ただし、磁石と電子放出素子との位
置関係については、以下に説明するように、電子放出素
子から得られる電子線に対して優位に働くことが望まし
い。
The number, shape, arrangement, etc. of the magnets used in the image forming apparatus of the present invention are not particularly limited,
The size of the screen, the pixel arrangement, the structure of the image forming member, and the like are taken into consideration when designing. However, as for the positional relationship between the magnet and the electron-emitting device, it is desirable that it works dominantly with respect to the electron beam obtained from the electron-emitting device, as described below.

【0022】電子線に対して好ましい磁石の配置とは、
磁石が形成する磁界が、大気圧を支えることに加え、電
子放出素子から放出される電子の軌道に作用し、電子線
の収束、偏向等の二次的な効果を引き起こす配列を意味
する。
The preferred arrangement of magnets for the electron beam is
In addition to supporting the atmospheric pressure, the magnetic field formed by the magnet acts on the orbit of the electrons emitted from the electron-emitting device, and means an array that causes secondary effects such as convergence and deflection of the electron beam.

【0023】例えば、通常のFE型電子放出素子を用い
た場合には、図5に示すようにFE型電子放出素子27
4と画像形成部材87との間に磁場による四重極レンズ
238を作ったり、図6に示すようにFE型電子放出素
子274と画像形成部材87とを挟んで電子線と平行方
向に磁場Hを作ることにより、電子線の収束性を上げる
ことができる。
For example, when an ordinary FE type electron emitting device is used, as shown in FIG. 5, the FE type electron emitting device 27 is used.
4 and the image forming member 87, a quadrupole lens 238 is formed by a magnetic field, or as shown in FIG. 6, a magnetic field H is generated in a direction parallel to the electron beam with the FE type electron-emitting device 274 and the image forming member 87 interposed therebetween. By making, it is possible to improve the convergence of the electron beam.

【0024】電子放出素子として、特に、後に詳述する
表面伝導型電子放出素子を用いた場合に有効な磁界につ
いて、図7および図8を用いて説明する。表面伝導型電
子放出素子74の場合には、放出直後の電子の速度が素
子電流の流れる向き(図中の+xの向き)と平行な成分
が大きいこと、また、電子放出部5がy方向に線状に存
在し、電位の分布が放出点に対してx方向に非対称であ
るという特徴を持つ。上記磁石の及ぼす磁場が、これら
の特徴に対して優位に作用することが望ましい。
A magnetic field effective when a surface conduction electron-emitting device, which will be described later in detail, is used as the electron-emitting device will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In the case of the surface conduction electron-emitting device 74, the velocity of electrons immediately after the emission has a large component parallel to the direction in which the device current flows (the direction of + x in the figure), and the electron-emitting portion 5 moves in the y-direction. It is present in a linear form and has the characteristic that the distribution of potential is asymmetric in the x direction with respect to the emission point. It is desirable that the magnetic field exerted by the magnet has a dominant effect on these characteristics.

【0025】例えば図7のように、正極の近傍において
y方向の磁界Hyが存在すれば、ローレンツ力Fによ
り、素子電流と同じ方向(x方向)の速度を持つ放出電
子の軌道をアノードの方向(z方向)に変えることがで
きるため、放出電子の一部をアノードに引き上げること
ができ、輝度向上に向けて有利に働く。このような磁界
を生じさせるためには、例えば図9、図10または図1
1に示すような、表面伝導型電子放出素子74と磁石1
26a、136との配置が考えられる。これらはいずれ
も、表示画像の高輝度化につながるものである。
For example, as shown in FIG. 7, when a magnetic field Hy in the y direction exists near the positive electrode, the Lorentz force F causes the orbits of the emitted electrons having the same velocity as the device current (x direction) to be directed to the anode. Since it can be changed to the (z direction), a part of the emitted electrons can be pulled up to the anode, which is advantageous for improving the brightness. In order to generate such a magnetic field, for example, FIG. 9, FIG. 10 or FIG.
1, the surface conduction electron-emitting device 74 and the magnet 1
The arrangement with 26a, 136 is conceivable. All of these lead to higher brightness of the display image.

【0026】他にも、図8のようにx方向の磁界Hxが
存在すれば、放出電子のz方向の速度成分にローレンツ
力Fが作用し、本来素子長方向(y方向)に広がってい
た電子線を素子の中央部に収束させることができる。こ
のような磁界を発生させるためには、例えば図12に示
すような表面伝導型電子放出素子74と磁石136との
配置が考えられる。これは、表示画像の高精細化につな
がるものである。
In addition, if there is a magnetic field Hx in the x direction as shown in FIG. 8, the Lorentz force F acts on the velocity component of the emitted electrons in the z direction and originally spreads in the element length direction (y direction). The electron beam can be focused on the central part of the device. In order to generate such a magnetic field, for example, an arrangement of the surface conduction electron-emitting device 74 and the magnet 136 as shown in FIG. 12 can be considered. This leads to higher definition of the displayed image.

【0027】本発明の画像形成装置には、任意の電子放
出素子を用いることができるが、単純な構成で、かつ、
製造が容易な表面伝導型電子放出素子74が、大面積化
や製造コストの低減のうえで好適である。以下に、表面
伝導型電子放出素子74について詳述する。
Although any electron-emitting device can be used in the image forming apparatus of the present invention, it has a simple structure and
The surface conduction electron-emitting device 74, which is easy to manufacture, is suitable for increasing the area and reducing the manufacturing cost. The surface conduction electron-emitting device 74 will be described in detail below.

【0028】表面伝導型電子放出素子74の基本的構成
には大別して、平面型および垂直型の2つがある。
The basic structure of the surface conduction electron-emitting device 74 is roughly classified into a planar type and a vertical type.

【0029】まず、平面型の表面伝導型電子放出素子に
ついて説明する。
First, a planar type surface conduction electron-emitting device will be described.

【0030】図13は、本発明を適用可能な平面型の表
面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的平面図および
断面図である。図13において、1は基板、2、3は素
子電極、4は導電性薄膜、5は電子放出部である。
FIG. 13 is a schematic plan view and a sectional view showing the structure of a flat surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied. In FIG. 13, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emitting portion.

【0031】基板1としては、石英ガラス、Na等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラス
にスパッタ法等により形成したSiO2 を積層したガラ
ス基板等およびアルミナ等のセラミックスおよびSi基
板等を用いることができる。
[0031] As the substrate 1, quartz glass, ceramics and Si substrate such as a glass substrate and an alumina or the like where the SiO 2 is laminated formed by impurity content a reduced glass, blue plate glass, a sputtering method or the like soda lime glass such as Na Etc. can be used.

【0032】対向する素子電極2、3の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができる。これは例え
ば、Ni,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Al,
Cu,Pd等の金属あるいは合金、およびPd,Ag,
Au,RuO2 ,Pd−Ag等の金属あるいは金属酸化
物とガラス等から構成される印刷導体、In2 3 /S
nO2 等の透明導体、およびポリシリコン等の半導体導
体材料等から適宜選択することができる。
The materials of the opposing device electrodes 2 and 3 are as follows.
General conductor materials can be used. This is, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al,
Cu, Pd and other metals or alloys, and Pd, Ag,
A printed conductor composed of a metal such as Au, RuO 2 , Pd-Ag or a metal oxide and glass, In 2 O 3 / S
It can be appropriately selected from a transparent conductor such as nO 2 and a semiconductor conductor material such as polysilicon.

【0033】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
薄膜4の形状等は、応用される形態等を考慮して設計さ
れる。素子電極間隔Lは、好ましくは数千オングストロ
ームから数百マイクロメートルの範囲とすることがで
き、より好ましくは、素子電極間に印加する電圧等を考
慮して、数マイクロメートルから数十マイクロメートル
の範囲とすることができる。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 4, etc. are designed in consideration of the applied form. The element electrode spacing L can be preferably in the range of several thousand angstroms to several hundreds of micrometers, and more preferably several micrometers to several tens of micrometers in consideration of the voltage applied between the element electrodes. It can be a range.

【0034】素子電極長さWは、電極の抵抗値、電子放
出特性を考慮して、数マイクロメートルから数百マイク
ロメートルの範囲とすることができる。素子電極2、3
の膜厚dは、数百オングストロームから数マイクロメー
トルの範囲とすることができる。
The device electrode length W can be set in the range of several micrometers to several hundred micrometers in consideration of the resistance value of the electrodes and the electron emission characteristics. Device electrodes 2, 3
The film thickness d can be in the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0035】なお、図13に示した構成だけでなく、基
板1上に、導電性薄膜4、対向する素子電極2、3の順
に積層した構成とすることもできる。
In addition to the structure shown in FIG. 13, the conductive thin film 4 and the opposing device electrodes 2 and 3 may be laminated in this order on the substrate 1.

【0036】導電性薄膜4には、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を用いるのが
好ましい。その膜厚は、素子電極2、3へのステップカ
バレージ、素子電極2、3間の抵抗値および後述するフ
ォーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常
は、数オングストロームから数千オングストロームの範
囲とするのが好ましく、より好ましくは、10オングス
トロームから500オングストロームの範囲とするのが
よい。その抵抗値は、Rsが102 から107 Ω/□の
値である。なおRsは、厚さがt、幅がwで長さがlの
薄膜の抵抗Rを、R=Rs(l/w)とおいたときに現
れる。本願明細書において、フォーミング処理について
は、通電処理を例に挙げて説明するが、フォーミング処
理はこれらに限られるものではなく、膜に亀裂を生じさ
せて高抵抗状態を形成する処理を包含するものである。
For the conductive thin film 4, it is preferable to use a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of the step coverage to the element electrodes 2 and 3, the resistance value between the element electrodes 2 and 3, and the forming conditions described later, but normally, it is from several angstroms to several thousand angstroms. It is preferably in the range, and more preferably in the range of 10 Å to 500 Å. The resistance value is such that Rs is 10 2 to 10 7 Ω / □. Note that Rs appears when the resistance R of a thin film having a thickness of t, a width of w, and a length of 1 is R = Rs (l / w). In the specification of the present application, the forming process will be described by taking an energization process as an example, but the forming process is not limited to these, and includes a process of causing a crack in a film to form a high resistance state. Is.

【0037】導電性薄膜4を構成する材料は、Pd,P
t,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,Cr,F
e,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金属、PdO,S
nO2,In2 3 ,PbO,Sb2 3 等の酸化物、
HfB2 ,ZrB2 ,LaB6,CeB6 ,YB4 ,G
dB4 等の硼化物、TiC,ZrC,HfC,TaC,
SiC,WC等の炭化物、TiN,ZrN,HfN等の
窒化物、Si,Ge等の半導体、カーボン等の中から適
宜選択される。
The materials forming the conductive thin film 4 are Pd and P.
t, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
metals such as e, Zn, Sn, Ta, W, Pb, PdO, S
oxides such as nO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 ,
HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB 4 , G
borides such as dB 4 , TiC, ZrC, HfC, TaC,
It is appropriately selected from carbides such as SiC and WC, nitrides such as TiN, ZrN, and HfN, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.

【0038】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、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態あるいは微粒子が互いに隣接、あるい
は重なり合った状態(いくつかの微粒子が集合し、全体
として島状構造を形成している場合も含む)をとってい
る。微粒子の粒径は、数オングストロームから数千オン
グストロームの範囲、好ましくは、10オングストロー
ムから200オングストロームの範囲である。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure has a state in which fine particles are individually dispersed and arranged, or a state in which fine particles are adjacent to each other or overlap each other (some fine particles are It also includes the case where they are aggregated to form an island structure as a whole). The particle size of the fine particles is in the range of several angstroms to several thousand angstroms, preferably in the range of 10 angstroms to 200 angstroms.

【0039】なお、本明細書では頻繁に「微粒子」とい
う言葉を用いるので、その意味について説明する。
In the present specification, the term “fine particles” is frequently used, and its meaning will be described.

【0040】小さな粒子を「微粒子」と呼び、これより
も小さなものを「超微粒子」と呼ぶ。「超微粒子」より
もさらに小さく原子の数が数百個程度以下のものを「ク
ラスター」と呼ぶことは広く行われている。
Small particles are called "fine particles", and smaller ones are called "ultra fine particles". It is widely practiced to call a “cluster” smaller than “ultrafine particles” and having a few hundred atoms or less.

【0041】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どのような性質に注目して分類するかにより
変化する。また「微粒子」と「超微粒子」を一括して
「微粒子」と呼ぶ場合もあり、本明細書中での記述はこ
れに沿ったものである。
However, each boundary is not strict, and changes depending on what kind of property is focused on for classification. Further, “fine particles” and “ultrafine particles” may be collectively referred to as “fine particles”, and the description in this specification is in line with this.

【0042】「実験物理学講座14 表面・微粒子」
(木下是雄 編、共立出版 1986年9月1日発行)
では次のように記述されている。「本稿で微粒子と言う
ときにはその直径がだいたい2〜3μm程度から10n
m程度までとし、特に超微粒子というときは粒径が10
nm程度から2〜3nm程度までを意味することにす
る。両者を一括して単に微粒子と書くこともあってけっ
して厳密なものではなく、だいたいの目安である。粒子
を構成する原子の数が2個から数十〜数百個程度の場合
はクラスターと呼ぶ。」(195ページ 22〜26行
目) 付言すると、新技術開発事業団の”林・超微粒子プロジ
ェクト”での「超微粒子」の定義は、粒径の下限はさら
に小さく、次のようなものであった。
"Experimental Physics Course 14 Surface / Particles"
(Koroshio Kinoshita, Kyoritsu Shuppan, published September 1, 1986)
Then, it is described as follows. "When we say fine particles in this paper, the diameter is about 2-3 μm to 10n.
The particle size is up to about m
It means from about nm to about 2 to 3 nm. It is not exactly strict because both are collectively written as fine particles, but it is a rough guide. When the number of atoms constituting a particle is from 2 to several tens to several hundreds, it is called a cluster. (Page 195, lines 22-26) In addition, the definition of “ultrafine particles” in the “Hayashi / Ultrafine particle project” of the New Technology Development Corporation has a smaller lower limit of the particle size. there were.

【0043】「創造科学技術推進制度の”超微粒子プロ
ジェクト”(1981〜1986)では、粒子の大きさ
(径)がおよそ1〜100nmの範囲のものを”超微粒
子”(ultra fine particle )と呼ぶことにした。する
と1個の超微粒子はおよそ100〜108個くらいの原
子の集合体という事になる。原子の尺度でみれば超微粒
子は大〜巨大粒子である。」(「超微粒子−創造科学技
術−」林主税、上田良二、田崎明 編;三田出版 19
88年 2ページ1〜4行目)「超微粒子よりさらに小
さいもの、すなわち原子が数個〜数百個で構成される1
個の粒子は、ふつうクラスターと呼ばれる」(同書2ペ
ージ12〜13行目) 上記のような一般的な呼び方をふまえて、本明細書にお
いて「微粒子」とは多数の原子・分子の集合体で、粒径
の下限は数オングストローム〜10オングストローム程
度、上限は数μm程度のものを指すこととする。
In the "Ultrafine particle project" (1981-1986) of the Creative Science Promotion System, particles having a size (diameter) in the range of about 1 to 100 nm are called "ultra fine particles". Then, one ultrafine particle is an aggregate of about 100 to 108 atoms. From the atomic scale, the ultrafine particles are large to huge particles. ”(" Ultrafine particle-creation " Science and Technology- "Kayashi Hayashi, Ryoji Ueda, Akira Tasaki, edited by Mita Publishing 19
1988, page 2, lines 1 to 4) "A particle smaller than an ultrafine particle, that is, 1 composed of several to several hundred atoms.
Individual particles are usually called clusters "(ibid., Page 2, lines 12 to 13). In the present specification," fine particles "are aggregates of a large number of atoms and molecules, based on the above general terminology. The lower limit of the particle size is about several angstroms to about 10 angstroms, and the upper limit is about several μm.

【0044】電子放出部5は、導電性薄膜4の一部に形
成された高抵抗の亀裂により構成され、導電性薄膜4の
膜厚、膜質、材料および後述する通電フォーミング等の
手法等に依存したものとなる。電子放出部5の内部に
は、数オングストロームから数百オングストロームの範
囲の粒径の導電性微粒子が存在する場合もある。この導
電性微粒子は、導電性薄膜4を構成する材料の元素の一
部、あるいは全ての元素を含有するものとなる。電子放
出部5およびその近傍の導電性薄膜4には、炭素および
炭素化合物を有することもできる。
The electron emitting portion 5 is composed of a crack having a high resistance formed in a part of the conductive thin film 4, and depends on the film thickness, film quality, material of the conductive thin film 4 and a method such as energization forming described later. It will be what you did. There may be conductive fine particles having a particle size in the range of several angstroms to several hundred angstroms inside the electron emission portion 5. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 4. The electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof can also contain carbon and a carbon compound.

【0045】次に、垂直型の表面伝導型電子放出素子に
ついて説明する。
Next, a vertical type surface conduction electron-emitting device will be described.

【0046】図14は、本発明を適用可能な垂直型の表
面伝導型電子放出素子の構成を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing the structure of a vertical surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【0047】図14においては、図13に示した部位と
同じ部位には図13に付した符号と同一の符号を付して
いる。21は段差形成部である。基板1、素子電極2、
3、導電性薄膜4、電子放出部5は、前述した平面型の
表面伝導型電子放出素子の場合と同様の材料で構成する
ことができる。段差形成部21は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたSiO2 等の絶縁性材料
で構成することができる。段差形成部21の膜厚は、先
に述べた平面型の表面伝導型電子放出素子の素子電極間
隔Lに対応し、数千オングストロームから数十マイクロ
メートルの範囲とすることができる。この膜厚は、段差
形成部21の製法および素子電極2、3間に印加する電
圧を考慮して設定されるが、数百オングストロームから
数マイクロメートルの範囲が好ましい。
In FIG. 14, the same parts as those shown in FIG. 13 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. 21 is a step forming part. Substrate 1, device electrode 2,
3, the conductive thin film 4, and the electron emitting portion 5 can be made of the same material as that of the above-mentioned flat surface conduction electron-emitting device. The step forming portion 21 can be made of an insulating material such as SiO 2 formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The film thickness of the step forming portion 21 corresponds to the device electrode interval L of the flat surface conduction electron-emitting device described above, and can be set in the range of several thousand angstroms to several tens of micrometers. This film thickness is set in consideration of the manufacturing method of the step forming portion 21 and the voltage applied between the device electrodes 2 and 3, but is preferably in the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0048】導電性薄膜4は、素子電極2、3と段差形
成部21の作製後に、該素子電極2、3の上に積層され
る。電子放出部5は、図14においては、段差形成部2
1に形成されているが、作製条件、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ない。
The conductive thin film 4 is laminated on the device electrodes 2 and 3 after the device electrodes 2 and 3 and the step forming portion 21 are formed. The electron emitting portion 5 is the step forming portion 2 in FIG.
However, the shape and position are not limited to this, depending on the manufacturing conditions, forming conditions, and the like.

【0049】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15に示
す。
There are various methods for manufacturing the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, one example of which is shown in FIG.

【0050】以下、図13および図15を参照しながら
製造方法の一例について説明する。図15においても、
図13に示した部位と同じ部位には図13に付した符号
と同一の符号を付している。
An example of the manufacturing method will be described below with reference to FIGS. 13 and 15. In FIG.
The same parts as those shown in FIG. 13 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG.

【0051】1) 基板1を洗剤、純水および有機溶剤
等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等に
より素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィ
ー技術を用いて基板1上に素子電極2、3を形成する
(図15(a))。
1) The substrate 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water, an organic solvent, etc., and after the element electrode material is deposited by the vacuum deposition method, the sputtering method, etc., the substrate 1 is deposited on the substrate 1 by, for example, the photolithography technique. The device electrodes 2 and 3 are formed (FIG. 15A).

【0052】2) 素子電極2、3を設けた基板1に、
有機金属溶液を塗布して有機金属薄膜を形成する。有機
金属溶液には、前述の導電性薄膜4の材料の金属を主元
素とする有機金属化合物の溶液を用いることができる。
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4を形成する
(図15(b))。ここでは、有機金属溶液の塗布法に
より説明したが、導電性薄膜4の形成法はこれに限られ
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、スピンナー法等を
用いることもできる。
2) On the substrate 1 provided with the device electrodes 2 and 3,
An organometallic solution is applied to form an organometallic thin film. As the organic metal solution, a solution of an organic metal compound containing a metal of the material of the conductive thin film 4 as a main element can be used.
The organometallic thin film is heat-fired and patterned by lift-off, etching or the like to form the conductive thin film 4 (FIG. 15B). Although the method of applying the organic metal solution has been described here, the method of forming the conductive thin film 4 is not limited to this, and a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, a dipping method. The spinner method or the like can also be used.

【0053】3) 続いて、フォーミング工程を施す。
このフォーミング工程の方法の一例として通電処理によ
る方法を説明する。素子電極2、3間に、不図示の電源
を用いて、通電を行うと、導電性薄膜4の部位に、構造
の変化した電子放出部5が形成される(図15
(c))。通電フォーミングによれば導電性薄膜4に局
所的に破壊、変形もしくは変質等の構造の変化した部位
が形成される。この部位が電子放出部5を構成する。通
電フォーミングの電圧波形の例を図16に示す。
3) Subsequently, a forming process is performed.
As an example of a method of the forming step, a method by an energization process will be described. When electric power is applied between the device electrodes 2 and 3 by using a power source (not shown), the electron-emitting portion 5 having a changed structure is formed at the site of the conductive thin film 4 (FIG. 15).
(C)). According to the energization forming, a portion where the structure such as destruction, deformation or alteration is locally formed in the conductive thin film 4 is formed. This portion constitutes the electron emitting portion 5. FIG. 16 shows an example of the voltage waveform of energization forming.

【0054】電圧波形は、パルス波形が好ましい。これ
はパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加す
る図16(a)に示した手法と、パルス波高値を増加さ
せながら電圧パルスを印加する図16(b)に示した手
法がある。
The voltage waveform is preferably a pulse waveform. This is achieved by the method shown in FIG. 16 (a) in which a pulse whose peak value is a constant voltage is continuously applied and the method shown in FIG. 16 (b) in which a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value. is there.

【0055】図16(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る。通常T1は1
マイクロ秒〜10ミリ秒、T2は10マイクロ秒〜10
0ミリ秒の範囲で設定される。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
子形態に応じて適宜選択される。このような条件のも
と、例えば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス
波形は三角波に限定されるものではなく、矩形波などの
所望の波形を採用することができる。
T1 and T2 in FIG. 16A are
It is the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Usually T1 is 1
Microsecond to 10 milliseconds, T2 is 10 microseconds to 10
It is set in the range of 0 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. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens minutes. The pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted.

【0056】図16(b)におけるT1およびT2は、
図16(a)に示したのと同様とすることができる。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ステップ程度ずつ、増加させることがで
きる。
T1 and T2 in FIG. 16B are
It can be similar to that shown in FIG. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is
For example, it can be increased in steps of about 0.1 V.

【0057】通電フォーミング処理の終了は、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
程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することがで
きる。例えば、0.1V程度の電圧印加により流れる素
子電流を測定し、抵抗値を求めて、1MΩ以上の抵抗を
示したとき、通電フォーミングを終了させる。
The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally break or deform the conductive thin film 4 during the pulse interval T2 and measure the current. For example, the element current flowing by applying a voltage of about 0.1 V is measured, the resistance value is obtained, and when the resistance is 1 MΩ or more, the energization forming is terminated.

【0058】4) フォーミングを終えた素子には活性
化工程と呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化工程
とは、この工程により、素子電流If、放出電流Ieが
著しく変化する工程である。
4) It is preferable to perform a process called an activation process on the element which has finished forming. The activation step is a step in which the element current If and the emission current Ie are significantly changed by this step.

【0059】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パル
スの印加を繰り返すことで行うことができる。この雰囲
気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用
いて真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残留する有
機ガスを利用して形成することができる他、イオンポン
プなどにより一旦十分に排気した真空中に適当な有機物
質のガスを導入することによっても得られる。このとき
の好ましい有機物質のガス圧は、前述の応用の形態、真
空容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため
場合に応じて適宜設定される。適当な有機物質として
は、アルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素
類、芳香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、
ケトン類、アミン類、フェノール、カルボン、スルホン
酸等の有機酸類等を挙げることができ、具体的には、メ
タン、エタン、プロパンなどCn 2n+2で表される飽和
炭化水素、エチレン、プロピレンなどCn 2n等の組成
式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メ
タノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミ
ン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオ
ン酸等が使用できる。この処理により、雰囲気中に存在
する有機物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に
堆積し、素子電流If、放出電流Ieが著しく変化する
ようになる。
The activation step can be carried out, for example, by repeating the application of the pulse in the atmosphere containing the gas of the organic substance, similarly to the energization forming. This atmosphere can be formed by using an organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump, or is sufficiently evacuated once by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum. The preferable gas pressure of the organic substance at this time is different depending on the above-mentioned application form, the shape of the vacuum container, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set depending on the case. Suitable organic substances include alkanes, alkenes, alkyne aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes,
Ketones, amines, phenols, carboxylic acids, organic acids such as sulfonic acid and the like, and specifically, methane, ethane, propane and the like, and saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 , ethylene, Unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as propylene, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid, etc. Can be used. By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from the organic substance existing in the atmosphere, and the device current If and the emission current Ie are significantly changed.

【0060】活性化工程の終了判定は、素子電流Ifと
放出電流Ieを測定しながら、適宜行う。なお、パルス
幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。
The termination of the activation process is appropriately determined while measuring the device current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse peak value, etc. are set appropriately.

【0061】炭素および炭素化合物とは、例えばグラフ
ァイト(いわゆるHOPG,PG(,GC)を包含す
る。HOPGはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、P
Gは結晶粒が200オングストローム程度で結晶構造が
やや乱れたもの、GCは結晶粒が20オングストローム
程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなったものを
指す)、非晶質カーボン(アモルファスカーボン、およ
びアモルファスカーボンと前記グラファイトの微結晶の
混合物を指す)であり、その膜厚は、500オングスト
ローム以下の範囲とするのが好ましく、300オングス
トローム以下の範囲とすることがより好ましい。
Carbon and carbon compounds include, for example, graphite (so-called HOPG, PG (, GC). HOPG is an almost perfect graphite crystal structure, P.
G is a crystal grain with a crystal grain of about 200 angstroms and the crystal structure is somewhat disordered, and GC is a crystal grain with a crystal grain of about 20 angstroms and the crystal structure is further disordered, amorphous carbon (amorphous carbon, and It refers to a mixture of amorphous carbon and fine crystals of graphite), and its film thickness is preferably in the range of 500 angstroms or less, and more preferably in the range of 300 angstroms or less.

【0062】5) このような工程を経て得られた電子
放出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工
程は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真
空容器内の圧力は、1〜3×10-7Torr以下が好ま
しく、さらに1×10-8Torr以下が特に好ましい。
真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生する
オイルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを
使用しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソ
ープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙
げることができる。さらに真空容器内を排気するときに
は、真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放
出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが
好ましい。このときの加熱条件は、80〜200℃で5
時間以上が好ましいが、特にこの条件に限るものではな
く、真空容器の大きさや形状、電子放出素子の構成など
の諸条件により適宜選ばれる条件により行う。
5) It is preferable that the electron-emitting device obtained through these steps is subjected to a stabilizing step. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container. The pressure in the vacuum vessel is preferably 1 to 3 × 10 −7 Torr or less, and more preferably 1 × 10 −8 Torr or less.
It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum evacuation device such as a sorption pump or an ion pump can be used. Further, when evacuating the inside of the vacuum vessel, it is preferable to heat the entire vacuum vessel to facilitate evacuating the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device. The heating conditions at this time are 80 to 200 ° C. and 5
It is preferably longer than or equal to time, but not limited to this condition, and the condition is appropriately selected depending on various conditions such as the size and shape of the vacuum container and the configuration of the electron-emitting device.

【0063】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な
特性を維持することができる。
It is preferable to maintain the atmosphere at the end of the above-described stabilization process as the atmosphere during driving after performing the stabilizing step, but the present invention is not limited to this, and if the organic substance is sufficiently removed. Even if the degree of vacuum itself is lowered to some extent, it is possible to maintain sufficiently stable characteristics.

【0064】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
結果として素子電流If、放出電流Ieが安定する。
By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed,
As a result, the device current If and the emission current Ie are stabilized.

【0065】上述した工程を経て得られた、本発明を適
用可能な電子放出素子の基本特性について、図17およ
び図18を参照しながら説明する。
The basic characteristics of the electron-emitting device to which the present invention is applicable obtained through the above steps will be described with reference to FIGS. 17 and 18.

【0066】図17は、真空処理装置の一例を示す模式
図であり、この真空処理装置は測定評価装置としての機
能をも兼ね備えている。図17においても、図13に示
した部位と同じ部位には図13に付した符号と同一の符
号を付している。図17において、55は真空容器であ
り、56は排気ポンプである。真空容器55内には電子
放出素子が配されている。すなわち、1は電子放出素子
を構成する基体である基板であり、2、3は素子電極、
4は導電性薄膜、5は電子放出部である。51は、電子
放出素子に素子電圧Vfを印加するための電源、50は
素子電極2、3間の導電性薄膜4を流れる素子電流If
を測定するための電流計、54は、素子の電子放出部5
より放出される放出電流Ieを捕捉するためのアノード
電極である。53はアノード電極54に電圧を印加する
ための高圧電源、52は素子の電子放出部5より放出さ
れる放出電流Ieを測定するための電流計である。一例
として、アノード電極54の電圧を1kV〜10kVの
範囲とし、アノード電極54と電子放出素子との距離H
を2mm〜8mmの範囲として測定を行うことができ
る。
FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of a vacuum processing apparatus, and this vacuum processing apparatus also has a function as a measurement / evaluation apparatus. Also in FIG. 17, the same parts as those shown in FIG. 13 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. In FIG. 17, 55 is a vacuum container, and 56 is an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 55. That is, 1 is a substrate which is a base constituting an electron-emitting device, 2 and 3 are device electrodes,
Reference numeral 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emitting portion. 51 is a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, and 50 is a device current If flowing through the conductive thin film 4 between the device electrodes 2 and 3.
Is an ammeter for measuring the
This is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted more. Reference numeral 53 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and reference numeral 52 denotes an ammeter for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission section 5 of the device. As an example, the voltage of the anode electrode 54 is set in the range of 1 kV to 10 kV, and the distance H between the anode electrode 54 and the electron-emitting device is set.
Can be measured in the range of 2 mm to 8 mm.

【0067】真空容器55内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ56は、ターボポンプ、ロータリーポ
ンプからなる通常の高真空装置系と、更に、イオンポン
プからなる超高真空装置系とにより構成されている。こ
こに示した電子源基板を配した真空処理装置の全体は、
不図示のヒータにより200℃まで加熱できる。従っ
て、この真空処理装置を用いると、前述の通電フォーミ
ング以降の工程も行うことができる。
The vacuum vessel 55 is provided with equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere, such as a vacuum gauge (not shown).
The measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere. The exhaust pump 56 is composed of a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultra-high vacuum device system including an ion pump. The entire vacuum processing apparatus equipped with the electron source substrate shown here is
It can be heated up to 200 ° C. by a heater (not shown). Therefore, by using this vacuum processing apparatus, the steps after the above-described energization forming can be performed.

【0068】図18は、図17に示した真空処理装置を
用いて測定された放出電流Ie、素子電流Ifと素子電
圧Vfの関係を模式的に示した図である。図18におい
ては、放出電流Ieが素子電流Ifに比べて著しく小さ
いので、任意単位で示している。なお、縦軸・横軸とも
リニアスケールである。
FIG. 18 is a diagram schematically showing the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf measured by using the vacuum processing apparatus shown in FIG. In FIG. 18, since the emission current Ie is significantly smaller than the device current If, it is shown in arbitrary units. The vertical and horizontal axes are linear scales.

【0069】図18からも明らかなように、本発明を適
用可能な表面伝導型電子放出素子は、放出電流Ieに関
して三つの特徴的特性を有する。
As is clear from FIG. 18, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has three characteristic characteristics regarding the emission current Ie.

【0070】すなわち、(i)本素子は、ある電圧(し
きい値電圧と呼ぶ、図18中のVth)以上の素子電圧
Vfを印加すると急激に放出電流Ieが増加し、一方、
しきい値電圧Vth以下では放出電流Ieがほとんど検
出されない。すなわち、放出電流Ieに対する明確なし
きい値電圧Vthを持った非線形素子である。
That is, (i) in this device, when a device voltage Vf higher than a certain voltage (called threshold voltage, Vth in FIG. 18) is applied, the emission current Ie rapidly increases, while
At the threshold voltage Vth or lower, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a nonlinear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0071】(ii)放出電流Ieが素子電圧Vfに単
調増加依存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制
御できる。
(Ii) Since the emission current Ie monotonically increases with the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.

【0072】(iii)アノード電極54に捕捉される
放出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に依存する。
つまり、アノード電極54に捕捉される電荷量は、素子
電圧Vfを印加する時間により制御できる。
(Iii) The emission charge captured by the anode electrode 54 depends on the time for which the device voltage Vf is applied.
That is, the amount of charge captured by the anode electrode 54 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.

【0073】以上の説明により理解されるように、本発
明を適用可能な表面伝導型電子放出素子は、入力信号に
応じて、電子放出特性を容易に制御できることになる。
この性質を利用すると複数の電子放出素子を配して構成
した電子源、画像形成装置等、多方面への応用が可能と
なる。
As understood from the above description, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied can easily control the electron emission characteristics according to the input signal.
By utilizing this property, it is possible to apply to various fields such as an electron source and an image forming apparatus having a plurality of electron-emitting devices.

【0074】図17においては、素子電流Ifが素子電
圧Vfに対して単調増加する(以下、「MI特性」とい
う)例を実線に示した。素子電流Ifが素子電圧Vfに
対して電圧制御型負性抵抗特性(以下、「VCNR特
性」という)を示す場合もある(不図示)。これら特性
は、前述の工程を制御することで制御できる。
In FIG. 17, an example in which the element current If monotonically increases with respect to the element voltage Vf (hereinafter referred to as “MI characteristic”) is shown by a solid line. The element current If may exhibit a voltage-controlled negative resistance characteristic (hereinafter, referred to as “VCNR characteristic”) with respect to the element voltage Vf (not shown). These characteristics can be controlled by controlling the above process.

【0075】次に、複数個の表面伝導型電子放出素子を
基板上に配列した、電子源あるいは画像形成装置につい
て説明する。
Next, an electron source or an image forming apparatus in which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate will be described.

【0076】電子放出素子の配列については種々のもの
が採用できる。
Various arrangements of electron-emitting devices can be adopted.

【0077】一例として、並列に配置した多数の電子放
出素子の個々をの両端で接続し、電子放出素子の行を多
数個配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方向
(列方向と呼ぶ)で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極(グリッドとも呼ぶ)により、電子放出素子から
の電子を制御駆動するはしご状配置のものがある。これ
とは別に、電子放出素子をX方向およびY方向に行列状
に複数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の
電極の一方を、X方向の配線に共通に接続し、同じ列に
配された複数の電子放出素子の電極の他方を、Y方向の
配線に共通に接続するものが挙げられる。このようなも
のは、いわゆる単純マトリクス配置である。まず、単純
マトリクス配置について以下に詳述する。
As an example, a large number of electron-emitting devices arranged in parallel are connected to each other at both ends thereof, and a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction). (Referred to as "), a control electrode (also referred to as a grid) arranged above the electron-emitting device controls the electrons from the electron-emitting device to be ladder-shaped. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. For example, the other of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to the wiring in the Y direction. Such a thing is what is called a simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.

【0078】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素
子については、前述したとおり(i)ないし(iii)
の特性がある。すなわち、表面伝導型電子放出素子から
の放出電子は、しきい値電圧以下では、対向する素子電
極間に印加するパルス状電圧の波高値と幅で制御でき
る。一方、しきい値電圧以下では、電子は殆ど放出され
ない。この特性によれば、多数の電子放出素子を配置し
た場合においても、個々の素子に、パルス状電圧を適宜
印加すれば、入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素
子を選択して、電子放出量が制御できる。
The surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied is as described above in (i) to (iii).
There is a characteristic of. That is, the emitted electrons from the surface conduction electron-emitting device can be controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between the opposing device electrodes at the threshold voltage or less. On the other hand, below the threshold voltage, almost no electrons are emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulsed voltage is appropriately applied to each device, the surface conduction electron-emitting device is selected according to the input signal, The amount of release can be controlled.

【0079】以下、この原理に基づき、本発明を適用可
能な電子放出素子を複数配して得られる電子源基板につ
いて、図19を用いて説明する。図19において、71
は電子源基板72はX方向配線、73はY方向配線であ
る。74は表面伝導型電子放出素子、75は結線であ
る。なお、表面伝導型電子放出素子74は、前述した平
面型あるいは垂直型のどちらであってもよい。
Based on this principle, an electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied will be described below with reference to FIG. In FIG. 19, 71
The electron source substrate 72 is an X-direction wiring, and 73 is a Y-direction wiring. 74 is a surface conduction electron-emitting device, and 75 is a connection. The surface conduction electron-emitting device 74 may be either the flat type or the vertical type described above.

【0080】m本のX方向配線72は、Dx1,Dx
2,・・・,Dxmからなり、真空蒸着法、印刷法、ス
パッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成する
ことができる。配線の材料、膜厚、幅は、適宜設計され
る。Y方向配線73は、Dy1,Dy2,・・・,Dy
nのn本の配線よりなり、X方向配線72と同様に形成
される。これらm本のX方向配線72とn本のY方向配
線73との間には、不図示の層間絶縁層が設けられてお
り、両者を電気的に分離している(m、nは、ともに正
の整数)。
The m X-directional wirings 72 are Dx1, Dx
2, ..., Dxm, and can be made of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The wiring material, film thickness, and width are appropriately designed. The Y-direction wiring 73 includes Dy1, Dy2, ..., Dy.
It is composed of n wirings and is formed in the same manner as the X-directional wiring 72. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-direction wirings 72 and the n Y-direction wirings 73 to electrically isolate the two (m and n are both Positive integer).

【0081】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたSiO2 等で構成
される。例えば、X方向配線72を形成した電子源基板
71の全面あるいは一部に所望の形状で形成され、特
に、X方向配線72とY方向配線73の交差部の電位差
に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜設定され
る。X方向配線72とY方向配線73は、それぞれ外部
端子として引き出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the electron source substrate 71 on which the X-direction wiring 72 is formed, and particularly, in order to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73, the film thickness , Material, and manufacturing method are appropriately set. The X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73 are respectively drawn out as external terminals.

【0082】表面伝導型電子放出素子74を構成する一
対の電極(不図示)は、m本のX方向配線72とn本の
Y方向配線73と、導電性金属等からなる結線75によ
って電気的に接続されている。
A pair of electrodes (not shown) constituting the surface conduction electron-emitting device 74 is electrically connected by m X-direction wirings 72, n Y-direction wirings 73, and a connection 75 made of a conductive metal or the like. It is connected to the.

【0083】X方向配線72とY方向配線73を構成す
る材料、結線75を構成する材料および一対の素子電極
を構成する材料は、その構成元素の一部あるいは全部が
同一であっても、またそれぞれ異なってもよい。これら
の材料は。例えば前述の素子電極の材料より適宜選択さ
れる。素子電極を構成する材料と配線材料が同一である
場合には、素子電極に接続した配線は素子電極というこ
ともできる。
The material forming the X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73, the material forming the connecting wire 75, and the material forming the pair of element electrodes may be the same or some of the constituent elements may be the same. Each may be different. These materials are. For example, it is appropriately selected from the above-mentioned material of the device electrode. When the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.

【0084】X方向配線72には、X方向に配列した表
面伝導型電子放出素子74の行を、選択するための走査
信号を印加する不図示の走査信号印加手段が接続され
る。一方、Y方向配線73には、Y方向に配列された表
面伝導型電子放出素子74の各列を入力信号に応じて、
変調するための不図示の変調信号発生手段が接続され
る。各表面伝導型電子放出素子74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との差
電圧として供給される。
A scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the X direction is connected to the X-direction wiring 72. On the other hand, in the Y-direction wiring 73, each column of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the Y-direction is connected to
A modulation signal generating means (not shown) for performing modulation is connected. The drive voltage applied to each surface conduction electron-emitting device 74 is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the device.

【0085】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。
In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using a simple matrix wiring.

【0086】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図20、図21
および図22を用いて説明する。図20は、単純マトリ
クス配置の電子源を備えた画像形成装置の表示パネルの
一例を示す模式図であり、図21は、図20の画像形成
装置に使用される蛍光膜の模式図である。図22は、N
TSC方式のテレビ信号に基づいて表示を行うための駆
動回路の一例を示すブロック図である。
An image forming apparatus constructed by using an electron source having such a simple matrix arrangement is shown in FIGS.
And it demonstrates using FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of a display panel of an image forming apparatus provided with an electron source having a simple matrix arrangement, and FIG. 21 is a schematic diagram of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG. 22 shows N
It is a block diagram showing an example of a drive circuit for displaying based on a television signal of a TSC system.

【0087】図20において、71は複数の表面伝導型
電子放出素子を配した電子源基板、81は電子源基板7
1を固定したリアプレート、86はガラス基板83の内
面に蛍光膜84とメタルバック85等が形成されたフェ
ースプレートである。82は支持枠であり、該支持枠8
2には、リアプレート81、フェースプレート86がフ
リットガラス等を用いて接続されている。88は外囲器
であり、例えば大気中あるいは窒素中で、400℃〜5
00℃の温度範囲で10分以上焼成することで、封着し
て構成される。
In FIG. 20, 71 is an electron source substrate on which a plurality of surface conduction electron-emitting devices are arranged, and 81 is an electron source substrate 7.
1 is a rear plate on which 1 is fixed, and 86 is a face plate in which a fluorescent film 84, a metal back 85 and the like are formed on the inner surface of a glass substrate 83. Reference numeral 82 denotes a support frame, and the support frame 8
A rear plate 81 and a face plate 86 are connected to the second unit 2 using frit glass or the like. Reference numeral 88 is an envelope, for example, 400 ° C. to 5 ° C. in the atmosphere or nitrogen.
It is formed by sealing by firing at a temperature range of 00 ° C. for 10 minutes or more.

【0088】74は、図13に示した素子電極2、3お
よび電子放出部5を含む表面伝導型電子放出素子に相当
する。72、73は、表面伝導型電子放出素子の一対の
素子電極と接続されたX方向配線およびY方向配線であ
る。
Reference numeral 74 corresponds to a surface conduction electron-emitting device including the device electrodes 2 and 3 and the electron-emitting portion 5 shown in FIG. Reference numerals 72 and 73 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0089】外囲器88は、上述のごとく、フェースプ
レート86、支持枠82およびリアプレート81で構成
される。リアプレート81は主に電子源基板71の強度
を補強する目的で設けられるため、電子源基板71自体
で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート81は不
要とすることができる。すなわち、電子源基板71に直
接、支持枠82を封着し、フェースプレート86、支持
枠82および電子源基板71にて外囲器88を構成して
もよい。
The envelope 88 is composed of the face plate 86, the support frame 82 and the rear plate 81 as described above. Since the rear plate 81 is mainly provided for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 71, if the electron source substrate 71 itself has a sufficient strength, the separate rear plate 81 can be unnecessary. That is, the support frame 82 may be directly sealed to the electron source substrate 71, and the face plate 86, the support frame 82, and the electron source substrate 71 may constitute the envelope 88.

【0090】フェースプレート86およびリアプレート
81には、それぞれ互いに斥力を及ぼす極性(つまり同
じ極性)の磁石126が対向して設置されており、その
磁石126間に働く斥力により、大気圧の支持を補助し
ている。また、フェースプレート86とリアプレート8
1との間に、スペーサと呼ばれる不図示の支持体を設置
することにより、更なる大気圧支持の補助を行うことも
できる。
On the face plate 86 and the rear plate 81, magnets 126 having polarities (that is, the same polarities) exerting repulsive force on each other are installed to face each other, and the repulsive force acting between the magnets 126 supports the atmospheric pressure. I am assisting. In addition, the face plate 86 and the rear plate 8
It is also possible to further support the atmospheric pressure by installing a support member (not shown) called a spacer between the support member 1 and the spacer 1.

【0091】蛍光膜84は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから構成することができる。カラーの蛍光膜の場
合は、図21に示すように、蛍光体の配列によりブラッ
クストライプあるいはブラックマトリクスなどと呼ばれ
る黒色導電材91と蛍光体92とから構成することがで
きる。ブラックストライプ、ブラックマトリクスを設け
る目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体
の各蛍光体92間の塗り分け部を黒くすることで混色等
を目立たなくすることと、蛍光膜84における外光反射
によるコントラストの低下を抑制することにある。ブラ
ックストライプの材料としては、通常よく用いられてい
る黒鉛を主成分とする材料の他、導電性があり、光の透
過および反射が少ない材料を用いることができる。
In the case of monochrome, the fluorescent film 84 can be composed of only the fluorescent material. In the case of a color fluorescent film, as shown in FIG. 21, it can be composed of a black conductive material 91 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of fluorescent materials and a fluorescent material 92. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the mixed portions inconspicuous by making the painted portions between the phosphors 92 of the necessary three primary color phosphors black in the case of color display, An object of the present invention is to suppress a decrease in contrast due to light reflection. As the material of the black stripe, in addition to a commonly used material containing graphite as a main component, a material having conductivity and having little light transmission and reflection can be used.

【0092】ガラス基板93に蛍光体92を塗布する方
法は、モノクローム、カラーによらず、沈殿法、印刷法
等が採用できる。蛍光膜84の内面側には、通常メタル
バック85が設けられる。メタルバック85を設ける目
的は、蛍光体92の発光のうち内面側への光をフェース
プレート86側へ鏡面反射することにより輝度を向上さ
せること、電子ビーム加速電圧を印加するための電極と
して作用させること、外囲器88内で発生した負イオン
の衝突によるダメージから蛍光体92を保護すること等
である。メタルバック85は、蛍光膜84を作製後、蛍
光膜84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
を用いて堆積させることで作製できる。
As a method of applying the phosphor 92 to the glass substrate 93, a precipitation method, a printing method or the like can be adopted regardless of monochrome or color. Usually, a metal back 85 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. The purpose of providing the metal back 85 is to improve the brightness by specularly reflecting the light toward the inner surface side of the light emission of the phosphor 92 to the face plate 86 side, and to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage. That is, the phosphor 92 is protected from damage due to the collision of negative ions generated in the envelope 88. The metal back 85 is produced by forming the fluorescent film 84, smoothing the inner surface of the fluorescent film 84 (usually called “filming”), and then depositing Al using vacuum deposition or the like. Can be made.

【0093】フェースプレート86には、さらに蛍光膜
84の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明
電極(不図示)を設けてもよい。
On the face plate 86, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 84.

【0094】前述の封着を行う際には、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、
十分な位置合わせが不可欠となる。
When performing the above-mentioned sealing, in the case of color, it is necessary to associate each color phosphor with the electron-emitting device.
Sufficient alignment is essential.

【0095】図20に示した画像形成装置は、例えば以
下のようにして製造される。外囲器88は、前述の安定
化工程と同様に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソ
ープションポンプなどのオイルを使用しない排気装置に
より不図示の排気管を通じて排気し、10-7Torr程
度の真空度の有機物質の十分少ない雰囲気にした後、封
止がなされる。外囲器88の封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行うこともできる。これは、外
囲器88の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱
あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器88
内の所定の位置(不図示)に配置されたゲッター材を加
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10 -5ないしは10-7Torr程度の真空度を維持
するものである。ここで、表面伝導型電子放出素子のフ
ォーミング処理以降の工程は、適宜設定できる。
The image forming apparatus shown in FIG.
It is manufactured as follows. The envelope 88 has the above-mentioned stability.
In the same way as in the oxidization process, heat the ion pump and
For pumping pumps and other exhaust systems that do not use oil
Exhaust through an exhaust pipe (not shown)-7Torr
After vacuuming the atmosphere to a level sufficiently low in organic matter,
A stop is made. Maintaining the degree of vacuum after sealing the envelope 88
Therefore, a getter process can be performed. This is outside
Immediately before or after sealing the enclosure 88, resistance heating
Alternatively, by heating using high-frequency heating or the like, the envelope 88
Add a getter material placed at a predetermined position (not shown)
This is a process of heating to form a vapor deposition film. Getters are usually
Ba is the main component, and due to the adsorption action of the deposited film,
For example, 10 -FiveOr 10-7Maintains a vacuum level of about Torr
Is what you do. Here, the surface conduction electron-emitting device
The steps after the warming process can be set appropriately.

【0096】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、NTSC方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成
例について、図22のブロック図を用いて説明する。図
22において、101は表示パネル、102は走査回
路、103は制御回路、104はシフトレジスタ、10
5はラインメモリ、106は同期信号分離回路、107
は変調信号発生器、Vx、Vaは直流電圧源である。
Next, with reference to the block diagram of FIG. 22, a configuration example of a drive circuit for performing television display based on a television signal of the NTSC system on a display panel constructed by using an electron source having a simple matrix arrangement will be described. Explain. In FIG. 22, 101 is a display panel, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit, 104 is a shift register, and 10
5 is a line memory, 106 is a sync signal separation circuit, 107
Is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0097】表示パネル101は、端子Dx1ないしD
xm、およびDy1ないしDyn、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。端子Dx1な
いしDxmには、表示パネル101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
次駆動してゆくための走査信号が印加される。
The display panel 101 has terminals Dx1 through Dx1.
xm, Dy1 to Dyn, and high-voltage terminal Hv
Connected to an external electric circuit via An electron source provided in the display panel 101, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in matrix in a matrix of m rows and n columns, is sequentially driven to the terminals Dx1 to Dxm row by row (n elements). A scanning signal for moving is applied.

【0098】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ための変調信号が印加
される。高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例え
ば10kVの直流電圧が供給されるが、これは、表面伝
導型電子放出素子から放出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。
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 Dy1 to Dyn. The high-voltage terminal Hv is supplied with a direct-current voltage of, for example, 10 kV from the direct-current voltage source Va, which supplies enough energy to excite the phosphor into the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. It is an acceleration voltage for applying.

【0099】走査回路102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(図中、S1ないし
Smで模式的に示している)を備えるものである。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
0V(グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表示
パネル101の端子Dx1ないしDxmと電気的に接続
される。S1ないしSmの各スイッチング素子は、制御
回路103が出力する制御信号TSCANに基づいて動作す
るものであり、例えばFETのようなスイッチング素子
を組み合せることにより構成することができる。
The scanning circuit 102 will be described. The circuit is provided with m switching elements (schematically shown by S1 to Sm in the figure) inside. Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0V (ground level) and is electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the display panel 101. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal T SCAN output from the control circuit 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs.

【0100】直流電圧源Vxは、本例の場合には表面伝
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
るように設定されている。
In the case of this example, the DC voltage source Vx is based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device, and the driving voltage applied to the non-scanned device is the electron emission threshold. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the value voltage.

【0101】制御回路103は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動作
を整合させる機能を有する。制御回路103は、同期信
号分離回路106より送られる同期信号TSYNCに基づい
て、各部に対してTSCANおよびTSFT およびTMRY の各
制御信号を発生する。
The control circuit 103 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 control circuit 103 generates control signals T SCAN, T SFT, and T MRY for each unit based on the synchronization signal T SYNC sent from the synchronization signal separation circuit 106.

【0102】同期信号分離回路106は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波
数分離(フィルター)回路等を用いて構成できる。同期
信号分離回路106により分離された同期信号は、垂直
同期信号と水平同期信号よりなるが、ここでは説明の便
宜上、TSYNC信号として図示した。前記テレビ信号から
分離された画像の輝度信号成分は便宜上DATA信号と
表わした。該DATA信号はシフトレジスタ104に入
力される。
The synchronizing signal separating circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating (filter) circuit or the like. Can be configured. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 106 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal, but is shown here as a T SYNC signal for convenience of description. The luminance signal component of the image separated from the television signal is represented as a DATA signal for convenience. The DATA signal is input to the shift register 104.

【0103】シフトレジスタ104は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路103より送られる制御信号TSFT に基づいて動
作する(すなわち、制御信号TSFT は、シフトレジスタ
104のシフトクロックであるということもでき
る。)。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
(表面伝導型電子放出素子n素子分の駆動データに相当
する)のデータは、Id1ないしIdnのn個の並列信
号として前記シフトレジスタ104より出力される。
The shift register 104 is for converting the DATA signals serially input in time series into serial / parallel conversion for each line of the image, and outputs the control signal T SFT sent from the control circuit 103. It can be said that the control signal T SFT is the shift clock of the shift register 104. The serial / parallel converted image data for one line (corresponding to driving data for n surface conduction electron-emitting devices) is output from the shift register 104 as n parallel signals Id1 to Idn.

【0104】ラインメモリ105は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路103より送られる制御信号TMRY にした
がって適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶
された内容は、I’d1ないしI’dnとして出力さ
れ、変調信号発生器107に入力される。
The line memory 105 is a storage device for storing data for one line of the image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate in accordance with the control signal T MRY sent from the control circuit 103. . The stored contents are output as I′d1 to I′dn and input to the modulation signal generator 107.

【0105】変調信号発生器107は、前記画像データ
I’d1ないしI’dnの各々に応じて、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
あり、その出力信号は、端子Dy1ないしDynを通じ
て表示パネル101内の表面伝導型電子放出素子に印加
される。
The modulation signal generator 107 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data I'd1 to I'dn, and its output signal. Is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 101 through the terminals Dy1 to Dyn.

【0106】前述したように、本発明を適用可能な電子
放出素子は、放出電流Ieに対して以下の基本特性を有
している。すなわち、電子放出には明確なしきい値電圧
Vthがあり、Vth以上の電圧を印加されたときのみ
電子放出が生じる。電子放出しきい値以上の電圧に対し
ては、素子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化
する。このことから、本素子にパルス状の電圧を印加す
る場合、例えば電子放出しきい値以下の電圧を印加して
も電子放出は生じないが、電子放出しきい値以上の電圧
を印加する場合には電子ビームが出力される。その際、
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。また、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。
As described above, the electron-emitting device to which the present invention can be applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, the electron emission has a clear threshold voltage Vth, and the electron emission occurs only when a voltage higher than Vth is applied. 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 device. From this, when a pulse-like voltage is applied to the element, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold is applied. Outputs an electron beam. that time,
It is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value Vm of the pulse. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw.

【0107】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
変調方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際
しては、変調信号発生器107として、一定長さの電圧
パルスを発生し、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
ことができる。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method or the like can be adopted. When implementing the voltage modulation method, a circuit of a voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 107. be able to.

【0108】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器107として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、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
ことができる。
To implement the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 107, it is possible to use a circuit of a pulse width modulation system that generates a voltage pulse having a constant crest value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data.

【0109】シフトレジスタ104やラインメモリ10
5は、デジタル信号式のものをもアナログ信号式のもの
をも採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や
記憶が所定の速度で行われればよいからである。
The shift register 104 and the line memory 10
The digital signal type 5 and the analog signal type 5 can be adopted. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0110】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路106の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要があるが、これには同期信号分離回路106の
出力部にA/D変換器を設ければよい。これに関連して
ラインメモリ105の出力信号がデジタル信号かアナロ
グ信号かにより、変調信号発生器107に用いられる回
路が若干異なったものとなる。すなわち、デジタル信号
を用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器107に
は、例えばD/A変換回路を用い、必要に応じて増幅回
路等を付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発
生器107には、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
の出力値と前記ラインメモリ105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。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加することもできる。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 106 into a digital signal. For this, an A / D converter is provided at the output section of the sync signal separation circuit 106. Just do it. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 107 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 105 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, for example, a D / A conversion circuit is used for the modulation signal generator 107, and an amplification circuit or the like is added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 compares the output value of the line memory 105 with the output value of the counter (counter) and the counter for counting the number of waves output from the oscillator, for example. A circuit that combines comparators is used. If necessary, an amplifier for amplifying the voltage of the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added.

【0111】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器107には、例えばオペアンプ等を
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場
合には、例えば、電圧制御型発振回路(VCO)を採用
でき、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧
まで電圧増幅するための増幅器を付加することもでき
る。
In the case of the voltage modulation method using an analog signal, the modulation signal generator 107 may be an amplifier circuit using, for example, an operational amplifier, 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 voltage controlled oscillation circuit (VCO) can be adopted, and an amplifier for voltage amplification up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added if necessary.

【0112】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各表面伝導型電子放出素子74に、
端子Dx1ないしDxm、Dy1ないしDynを介して
電圧を印加することにより、電子放出が生ずる。高圧端
子Hv を介してメタルバック85、あるいは透明電極に
高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子
は、蛍光膜84に衝突し、発光が生じて画像が形成され
る。
In the image forming apparatus of the present invention having such a structure, each surface conduction electron-emitting device 74 is provided with
Electrons are emitted by applying a voltage through the terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn. A high voltage is applied to the metal back 85 or the transparent electrode via the high voltage terminal H v to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 84 and emit light to form an image.

【0113】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明の画像形成装置の一例であり、本発明の技術思想に基
づいて種々の変形が可能である。入力信号については、
NTSC方式を挙げたが入力信号はこれに限られるもの
ではなく、PAL、SECAM方式等の他、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)方式をも採用できる。
The configuration of the image forming apparatus described here is an example of the image forming apparatus of the present invention, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. For the input signal,
Although the NTSC system is mentioned, the input signal is not limited to this, and in addition to the PAL, SECAM system, etc., a TV signal (for example, a high-definition TV such as the MUSE system) consisting of many scanning lines is also adopted it can.

【0114】次に、はしご型配置の電子源および画像形
成装置について図23および図24を用いて説明する。
ここでは、はしご型配置の電子源および画像形成装置の
一般的な構成の説明を主な目的とするので前述の磁石に
ついての説明は省略するが、本発明の適用に際しては、
前述した単純マトリクス配置のものと同様に磁石が配置
される。
Next, a ladder type electron source and an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 23 and 24.
Here, since the main purpose is to describe the general configuration of the ladder-type electron source and the image forming apparatus, the description of the above-mentioned magnet will be omitted, but when applying the present invention,
The magnets are arranged in the same manner as in the simple matrix arrangement described above.

【0115】図23は、はしご型配置の電子源の一例を
示す摸式図である。図23において、110は電子源基
板、111は表面伝導型電子放出素子である。112
(D1〜D10)は、表面伝導型電子放出素子111を
接続するための共通配線である。表面伝導型電子放出素
子111は、電子源基板110上に、X方向に並列に複
数個配されている(これを素子行と呼ぶ)。この素子行
が複数個配されて、電子源を構成している。各素子行の
共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素子行を独
立に駆動させることができる。すなわち、電子ビームを
放出させたい素子行には、電子放出しきい値以上の電圧
を、電子ビームを放出しない素子行には、電子放出しき
い値以下の電圧を印加する。各素子行間の共通配線D2
〜D9は、例えばD2、D3を同一配線とすることもで
きる。
FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of a ladder-type electron source. In FIG. 23, 110 is an electron source substrate, and 111 is a surface conduction electron-emitting device. 112
(D1 to D10) are common wirings for connecting the surface conduction electron-emitting devices 111. A plurality of surface conduction electron-emitting devices 111 are arranged in parallel in the X direction on the electron source substrate 110 (this is called a device row). A plurality of the element rows are arranged to constitute an electron source. By applying a drive voltage between the common wires of each element row, each element row can be driven independently. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied to an element row that wants to emit an electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied to an element row that does not emit an electron beam. Common wiring D2 between each element row
For D9, for example, D2 and D3 can be the same wiring.

【0116】図24は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置に用いられる表示パネルの一例を示す摸式
図である。120はグリッド電極、121は電子が通過
するための空孔、122はD1,D2,・・・,Dmよ
りなる容器外端子である。123は、グリッド電極12
0と接続されたG1,G2,・・・,Gnからなるグリ
ッド容器外端子、110は各素子行間の共通配線112
を同一配線とした電子源基板である。図24において
は、図20、図23に示した部位と同じ部位には、これ
らの図に付したのと同一の符号を付している。図24に
示した画像形成装置と、図20に示した単純マトリクス
配置の画像形成装置との大きな違いは、電子源基板11
0とフェースプレート86の間にグリッド電極120を
備えているか否かである。
FIG. 24 is a schematic view showing an example of a display panel used in an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source. 120 is a grid electrode, 121 is a hole through which electrons pass, and 122 is a terminal outside the container made of D1, D2, ..., Dm. 123 is the grid electrode 12
, Gn connected to 0 are terminals outside the grid container, and 110 is a common wiring 112 between each element row.
Is an electron source substrate having the same wiring. In FIG. 24, the same parts as those shown in FIGS. 20 and 23 are designated by the same reference numerals as those shown in these figures. The major difference between the image forming apparatus shown in FIG. 24 and the image forming apparatus having the simple matrix arrangement shown in FIG.
It is whether or not the grid electrode 120 is provided between 0 and the face plate 86.

【0117】図24において、電子源基板110とフェ
ースプレート86の間には、グリッド電極120が設け
られている。グリッド電極120は、表面伝導型電子放
出素子111から放出された電子ビームを変調するため
のものであり、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、各素子行に対応して1個ずつ円形の空孔121が設
けられている。グリッド電極120の形状や設置位置は
図24に示したものに限定されるものではない。例え
ば、空孔121としてメッシュ状に多数の通過口を設け
ることもでき、グリッド電極120を表面伝導型電子放
出素子111の周囲や近傍に設けることもできる。
In FIG. 24, a grid electrode 120 is provided between the electron source substrate 110 and the face plate 86. The grid electrode 120 is for modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device 111, and allows the electron beam to pass through a stripe-shaped electrode provided orthogonal to the ladder-shaped element rows. Therefore, one circular hole 121 is provided for each element row. The shape and installation position of the grid electrode 120 are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of through holes may be provided in the form of mesh as the holes 121, and the grid electrode 120 may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device 111.

【0118】容器外端子122およびグリッド容器外端
子123は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
The external terminal 122 and the grid external terminal 123 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0119】本例の画像形成装置では、素子行を1行ず
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。これ
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 the image forming apparatus of this example, 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 by one. This makes it possible to control the irradiation of the phosphor with each electron beam and display the image line by line.

【0120】本発明の画像形成装置は、テレビジョン放
送の表示装置、テレビ会議システムやコンピュータ等の
表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プ
リンタとしての画像形成装置等としても用いることがで
きる。
The image forming apparatus of the present invention can be used not only as a display apparatus for television broadcasting, a display apparatus such as a TV conference system or a computer, but also as an image forming apparatus as an optical printer constituted by using a photosensitive drum or the like. Can be used.

【0121】[0121]

【実施例】【Example】

(実施例1)本実施例では、図1に示した構成に基づい
て構成した画像形成装置について説明する。基本的な構
成は図20に示したとおりで、前述した単純マトリクス
配置の電子源を備えている。
(Embodiment 1) In this embodiment, an image forming apparatus constructed based on the construction shown in FIG. 1 will be described. The basic configuration is as shown in FIG. 20, and is provided with the above-mentioned electron source having the simple matrix arrangement.

【0122】図25に、図20のリアプレート81上に
おける表面伝導型電子放出素子74と磁石の配置を示す
(本図では配線等を省略してある。)。図25に示すよ
うに、リアプレート81上には、幅Aが0.2mm、長
さBが40mm、厚さが0.7mmの磁石126が、表
面伝導型電子放出素子74の間に、40mmの間隔Cを
おいて配置されている。磁石126としては市販のBa
フェライト磁石を用い、その磁化の向きは、図1のよう
にリアプレート81と垂直な方向である。また、磁石1
26の磁束密度は0.2Tである。一方、フェースプレ
ート86にもリアプレート81上の磁石126と同様の
磁石126が、リアプレート81上の磁石126と対向
する位置に、同じ極性を対向させて配置されている。
FIG. 25 shows the arrangement of the surface conduction electron-emitting device 74 and the magnet on the rear plate 81 of FIG. 20 (wiring and the like are omitted in this figure). As shown in FIG. 25, a magnet 126 having a width A of 0.2 mm, a length B of 40 mm, and a thickness of 0.7 mm is provided on the rear plate 81 by 40 mm between the surface conduction electron-emitting devices 74. Are arranged at intervals C. Commercially available Ba as the magnet 126
A ferrite magnet is used, and its magnetization direction is perpendicular to the rear plate 81 as shown in FIG. Also, magnet 1
The magnetic flux density of 26 is 0.2T. On the other hand, a magnet 126 similar to the magnet 126 on the rear plate 81 is also arranged on the face plate 86 at a position facing the magnet 126 on the rear plate 81 with the same polarity.

【0123】外囲器88の内部は真空であり、フェース
プレート86およびリアプレート81は外的環境である
大気圧を受けているが、上述のように磁石126が配置
されているので、フェースプレート86に配置された磁
石126とリアプレート81に配置された磁石126と
の間の斥力により、上記大気圧の支持を補助している。
なお、本実施例では、フェースプレート86とリアプレ
ート81との間の距離は3mmとした。
The inside of the envelope 88 is in a vacuum, and the face plate 86 and the rear plate 81 receive the atmospheric pressure which is the external environment. However, since the magnet 126 is arranged as described above, the face plate The repulsive force between the magnet 126 arranged at 86 and the magnet 126 arranged at the rear plate 81 assists in supporting the atmospheric pressure.
In this embodiment, the distance between the face plate 86 and the rear plate 81 is 3 mm.

【0124】以下に、本実施例の画像形成装置の製造工
程を説明するが、まず、リアプレート81の作製につい
て、図26〜図29を用いて説明する。
The manufacturing process of the image forming apparatus of this embodiment will be described below. First, the manufacturing of the rear plate 81 will be described with reference to FIGS.

【0125】リアプレート81の要部平面図を図26に
示す。また、図26のA−A’線断面図を図27に、製
造手順を図28および図29に示す。図26〜図29
で、同じ符号で示したものは、同じものを示す。ここ
で、71は電子源基板、72は図19のDx1〜Dxm
に対応するX方向配線(下配線とも呼ぶ)、73は図1
9のDy1〜Dynに対応するY方向配線(上配線とも
呼ぶ)、4は導電性薄膜、2、3は素子電極、151は
層間絶縁層、151は素子電極2と下配線72との電気
的接続のためのコンタクトホールである。
FIG. 26 is a plan view of the main parts of the rear plate 81. 27 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 26, and FIGS. 28 and 29 show the manufacturing procedure. 26 to 29
The same reference numerals indicate the same items. Here, 71 is an electron source substrate, 72 is Dx1 to Dxm in FIG.
1 corresponds to the X direction wiring (also referred to as lower wiring), and 73 is shown in FIG.
Y direction wiring corresponding to Dy1 to Dyn of 9 (also referred to as upper wiring), 4 is a conductive thin film, 2 and 3 are element electrodes, 151 is an interlayer insulating layer, 151 is an electrical connection between the element electrode 2 and the lower wiring 72. This is a contact hole for connection.

【0126】次に、製造方法を、図28および図29に
基づいて工程順に従って具体的に説明する。なお、以下
の工程−a〜hは、図28の(a)〜(d)および図2
9の(e)〜(h)に対応するものである。
Next, the manufacturing method will be specifically described in the order of steps with reference to FIGS. 28 and 29. Note that the following steps-a to h are the same as those in (a) to (d) of FIG. 28 and FIG.
9 corresponds to (e) to (h).

【0127】工程−a 清浄化した青板ガラス上に厚さ0.5μmのシリコン酸
化膜をスパッタ法で形成した電子源基板71上に、真空
蒸着により厚さ50オングストロームのCr、厚さ60
00オングストロームのAuを順次積層した後、ホトレ
ジスト(AZ1370、ヘキスト社製)をスピンナーに
より回転塗布、ベークした後、ホトマスク像を露光、現
像して、下配線72のレジストパターンを形成し、Au
/Cr堆積膜をウエットエッチングして、所望の形状の
下配線72を形成する。
Step-a On an electron source substrate 71 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film is formed on a cleaned soda-lime glass by a sputtering method, Cr having a thickness of 50 Å and a thickness of 60 are formed by vacuum evaporation.
After sequentially stacking Au of 00 angstrom, a photoresist (AZ1370, manufactured by Hoechst) is spin-coated by a spinner and baked, and then a photomask image is exposed and developed to form a resist pattern of the lower wiring 72.
The / Cr deposited film is wet-etched to form the lower wiring 72 having a desired shape.

【0128】工程−b 次に、厚さ1.0μmのシリコン酸化膜からなる層間絶
縁層151をRFスパッタ法により堆積する。
Step-b Next, an interlayer insulating layer 151 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm is deposited by the RF sputtering method.

【0129】工程−c 工程−bで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホール
152を形成するためのホトレジストパータンを作り、
これをマスクとして層間絶縁層151をエッチングして
コンタクトホール152を形成する。エッチングはCF
4 とH2 ガスを用いたRIE(Reactive Io
n Etching)法によった。
Step-c A photoresist pattern for forming a contact hole 152 is formed in the silicon oxide film deposited in Step-b,
Using this as a mask, the interlayer insulating layer 151 is etched to form a contact hole 152. Etching is CF
RIE (Reactive Io) using 4 and H 2 gas
n Etching) method.

【0130】工程−d その後、素子電極2と素子電極間ギャップGとなるべき
パータンをホトレジスト(RD−2000N−41 日
立化成社製)で形成し、真空蒸着法により、厚さ50オ
ングストロームのTi、厚さ1000オングストローム
のNiを順次堆積した。ホトレジストパータンを有機溶
剤で溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電
極間隔L(図13参照)が3μm、素子電極幅W(図1
3参照)が300μmである素子電極2、3を形成し
た。
Step-d After that, a pattern to form the device electrode 2 and the gap G between the device electrodes is formed with a photoresist (RD-2000N-41 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and Ti having a thickness of 50 Å is formed by a vacuum deposition method. 1000 Å thick Ni was sequentially deposited. The photoresist pattern is dissolved in an organic solvent, the Ni / Ti deposition film is lifted off, and the device electrode interval L (see FIG. 13) is 3 μm, and the device electrode width W (see FIG. 1).
Element electrodes 2 and 3 having a thickness of 300 μm) are formed.

【0131】工程−e 素子電極2、3の上に上配線73のホトレジストパータ
ンを形成した後、厚さ50オングストロームのTi、厚
さ6000オングストロームのAuを順次真空蒸着によ
り堆積し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所
望の形状の上配線73を形成した。
Step-e After the photoresist pattern of the upper wiring 73 is formed on the device electrodes 2 and 3, Ti having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 6000 Å are sequentially deposited by vacuum vapor deposition, and unnecessary by lift-off. By removing the portion, the upper wiring 73 having a desired shape was formed.

【0132】工程−f 次に、膜厚100ナノメートルのCr膜153を真空蒸
着により堆積・パターニングし、そのうえに有機Pd
(ccp4230 奥野製薬(株)社製)をスピンナー
により回転塗布し、300℃で10分間の加熱焼成処理
をした。また、こうして形成された主元素としてPdよ
りなる微粒子からなる導電性薄膜4の膜厚は約100オ
ングストローム、シート抵抗値は5×104 Ω/□であ
った。なおここで述べる微粒子膜とは、上述したよう
に、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造と
して、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微
粒子が互いに隣接、あるいは、重なり合った状態(島状
も含む)の膜をさし、その粒径とは、前記状態で粒子形
状が認識可能な微粒子についての径をいう。
Step-f Next, a Cr film 153 having a film thickness of 100 nm is deposited and patterned by vacuum evaporation, and organic Pd is formed on the Cr film 153.
(Ccp4230 manufactured by Okuno Seiyaku Co., Ltd.) was spin-coated with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes. The conductive thin film 4 made of fine particles of Pd as a main element thus formed had a film thickness of about 100 Å and a sheet resistance value of 5 × 10 4 Ω / □. The fine particle film described here is, as described above, a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and as its fine structure, not only a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also the fine particles are adjacent to each other or overlap each other. A film in a state (including an island shape) is referred to, and the particle size refers to a diameter of a fine particle whose particle shape can be recognized in the state.

【0133】工程−g Cr膜153および焼成後の導電性薄膜4を酸エッチャ
ントによりエッチングして所望のパターンを形成した。
Step-g The Cr film 153 and the conductive thin film 4 after firing were etched with an acid etchant to form a desired pattern.

【0134】工程−h コンタクトホール151部分以外にレジストを塗布する
ようなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ50オン
グストロームのTi、厚さ5000オングストロームの
Auを順次積層した。リフトオフにより不要の部分を除
去することにより、コンタクトホール151を埋め込ん
だ。
Step-h A pattern was formed such that a resist was applied to portions other than the contact hole 151, and Ti having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 5000 Å were sequentially laminated by vacuum deposition. Contact holes 151 were filled by removing unnecessary portions by lift-off.

【0135】以上の工程により、電子源基板71上に下
配線72、層間絶縁層151、上配線73、素子電極
2、3および導電性薄膜4等を形成した。
Through the above steps, the lower wiring 72, the interlayer insulating layer 151, the upper wiring 73, the element electrodes 2 and 3, the conductive thin film 4 and the like were formed on the electron source substrate 71.

【0136】次に、本画像形成装置の組立工程について
説明する。
Next, the assembly process of this image forming apparatus will be described.

【0137】以上のようにして多数の平面型の表面伝導
型電子放出素子74を作製したリアプレート81上の所
定の位置に印刷技術を用いてフリットガラスを塗布し、
仮焼成を行った。ここでは軟化温度が490℃のフリッ
トガラスを480℃、10分間程度加熱保持することに
より、仮焼成した。次に、仮焼成したフリットガラスに
磁石126(Baフェライト磁石)を磁化方向を上向き
にして位置決め固定し、550℃、10分間程度加熱保
持し、本焼成を行い接着固定した。同様に画像形成部材
が形成されたフェースプレート86(ガラス基板83の
内面に蛍光膜84とメタルバック85が形成されて構成
される)上の所定の位置にも同じ磁石126を逆向き
(組立て後、リアプレート81上の磁石126と互いに
斥力を及ぼす向き)に固定した。このとき、支持枠82
も同時にフェースプレート86に固定した。
Frit glass is applied to a predetermined position on the rear plate 81, on which a large number of plane type surface conduction electron-emitting devices 74 are manufactured as described above, by using a printing technique.
It was calcined. Here, frit glass having a softening temperature of 490 ° C. was calcinated by heating and holding at 480 ° C. for about 10 minutes. Next, the magnet 126 (Ba ferrite magnet) was positioned and fixed to the pre-baked frit glass with the magnetization direction facing upward, heated and held at 550 ° C. for about 10 minutes, and finally baked and fixedly bonded. Similarly, the same magnet 126 is reversed (after assembly) at a predetermined position on the face plate 86 (formed by forming the fluorescent film 84 and the metal back 85 on the inner surface of the glass substrate 83) on which the image forming member is formed. , And the magnet 126 on the rear plate 81 in a direction in which a repulsive force is exerted on each other. At this time, the support frame 82
Was fixed to the face plate 86 at the same time.

【0138】リアプレート81の5mm上方に、支持枠
82が固定されたフェースプレート86を配置し、リア
プレート81と支持枠82の接合部に軟化温度が410
℃のフリットガラスを塗布し、450℃で10分間以上
焼成することで封着した(図20参照)。
A face plate 86 to which the support frame 82 is fixed is arranged 5 mm above the rear plate 81, and the softening temperature is 410 at the joint between the rear plate 81 and the support frame 82.
A frit glass at a temperature of ℃ was applied and baked by baking at 450 ℃ for 10 minutes or more for sealing (see FIG. 20).

【0139】蛍光膜84はモノクロームの場合は蛍光体
のみからなるが、本実施例では蛍光体はストライプ形状
を採用し、先にブラックストライプを形成し、その間隙
部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜84を作製した。ブラ
ックストライプの材料としては、通常よく用いられてい
る黒鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板83に
蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。
In the case of monochrome, the fluorescent film 84 is composed of only the fluorescent material, but in this embodiment, the fluorescent material has a stripe shape, a black stripe is first formed, and the fluorescent material of each color is applied to the gap portion, The fluorescent film 84 was produced. As a material for the black stripe, a material which is commonly used and whose main component is graphite was used. A slurry method was used to apply the phosphor onto the glass substrate 83.

【0140】また、メタルバック85は、蛍光膜84の
作製後、蛍光膜84の内表面の平滑化処理(通常、フィ
ルミングと呼ばれる)を行い、その後、Alを真空蒸着
することで作製した。フェースプレート86には、さら
に蛍光膜84の導電性を高めるため、蛍光膜84の外側
面に透明電極(不図示)が設けられる場合もあるが、本
実施例では、メタルバック85のみで十分な導電性が得
られたので省略した。
Further, the metal back 85 was produced by subjecting the fluorescent film 84 to smoothing treatment (usually called filming) to the inner surface of the fluorescent film 84, and then vacuum depositing Al. The face plate 86 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface of the fluorescent film 84 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 84. However, in this embodiment, only the metal back 85 is sufficient. Since conductivity was obtained, it was omitted.

【0141】組立終了後、外囲器88内の雰囲気を排気
管(不図示)を通じて10-5Torr程度の真空度まで
真空ポンプにて排気した。この真空排気時、比較的短時
間で上記の真空度まで到達することができた。
After the assembly was completed, the atmosphere inside the envelope 88 was evacuated by a vacuum pump to a vacuum degree of about 10 -5 Torr through an exhaust pipe (not shown). During the vacuum evacuation, the above vacuum degree could be reached in a relatively short time.

【0142】十分な真空度に達した後、容器外端子Dx
1ないしDxmと、Dy1ないしDynを通じ、表面伝
導型電子放出素子74の素子電極2、3間に電圧を印加
し、導電性薄膜5をフォーミング処理することにより電
子放出部5を作製した。フォーミング処理の電圧波形
は、図16(b)と同様である。本実施例では、図16
(b)においてT1を1ミリ秒、T2を10ミリ秒とし
た。このようにして作製された電子放出部5は、パラジ
ウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状態と
なり、その微粒子の平均粒径は30オングストロームで
あった。
After reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminal Dx
A voltage was applied between the device electrodes 2 and 3 of the surface conduction electron-emitting device 74 through 1 to Dxm and Dy1 to Dyn, and the electroconductive thin film 5 was subjected to a forming process to manufacture the electron emitting portion 5. The voltage waveform of the forming process is the same as that of FIG. In this embodiment, FIG.
In (b), T1 was set to 1 millisecond and T2 was set to 10 milliseconds. In the electron-emitting portion 5 thus manufactured, fine particles containing palladium as a main component were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 30 Å.

【0143】フォーミング処理後、容器外端子Dx1な
いしDxmと、Dy1ないしDynを通じ、表面伝導型
電子放出素子74の素子電極2、3間に電圧を印加し、
活性化処理を行った。このとき、有機物質としてアセト
ンを外囲器88ないに導入し、分圧2×10-4Torr
の真空雰囲気を維持し、16Vの電圧パルスを印加し、
30分間の処理を施した。印加した電圧パルスのパルス
幅は1ms、繰り返し周波数は100Hzに設定した。
After the forming process, a voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 of the surface conduction electron-emitting device 74 through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn,
The activation process was performed. At this time, acetone was introduced into the envelope 88 as an organic substance, and the partial pressure was 2 × 10 −4 Torr.
The vacuum atmosphere of is maintained and a voltage pulse of 16V is applied,
The treatment was carried out for 30 minutes. The pulse width of the applied voltage pulse was set to 1 ms and the repetition frequency was set to 100 Hz.

【0144】次に、安定化処理として外囲器88をベー
キングし、10-7Torr程度の真空度まで排気し、不
図示の排気管をガスバーナで熱することで溶着し外囲器
88の封止を行った。このとき、比較的短時間で上記の
真空度まで到達することができた。
Next, as a stabilizing treatment, the envelope 88 is baked, evacuated to a vacuum degree of about 10 −7 Torr, and an exhaust pipe (not shown) is heated by a gas burner to be welded to seal the envelope 88. I stopped. At this time, it was possible to reach the above vacuum degree in a relatively short time.

【0145】最後に、封止後の真空度を維持するため
に、高周波加熱法によりゲッター処理を行った。
Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing, a getter process was performed by a high frequency heating method.

【0146】以上のように完成した本実施例の画像表示
装置において、各表面伝導型電子放出素子74には、容
器外端子Dx1ないしDxm、Dy1ないしDynを通
じ、走査信号および変調信号をそれぞれ印加することに
より、電子を放出させ、高圧端子Hvを通じ、メタルバ
ック85に数kV以上の高圧を印加して電子ビームを加
速し、蛍光膜84に衝突させる。これにより、蛍光膜8
4の蛍光体を励起・発光させ、画像を表示した。
In the image display device of the present embodiment completed as described above, a scanning signal and a modulation signal are applied to each surface conduction electron-emitting device 74 through the terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn outside the container. As a result, electrons are emitted and a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 85 through the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam and collide with the fluorescent film 84. Thereby, the fluorescent film 8
The phosphor of No. 4 was excited and emitted to display an image.

【0147】本実施例の画像形成装置は、磁石126間
に働く斥力と支持枠82のみで、大気圧に対抗してフェ
ースプレート86とリアプレート81との間の距離を一
定に保っており、外囲器88の内部にスペーサ等の支持
構造を必要としない。その結果、支持構造の表面への帯
電に起因する電子ビームの飛翔方向のずれがなくなり、
輝度および表示画像が安定した画像形成装置が得られ
た。さらに、排気コンダクタンスに優れ、かつ、外囲器
88内部の表面積の増加もほとんどないので、外囲器8
8内部の真空排気が容易であり、しかもその真空度を良
好に維持できた。
The image forming apparatus of this embodiment maintains the distance between the face plate 86 and the rear plate 81 constant against the atmospheric pressure only by the repulsive force acting between the magnets 126 and the support frame 82. No support structure such as a spacer is required inside the envelope 88. As a result, the deviation in the flight direction of the electron beam due to the charging of the surface of the support structure is eliminated,
An image forming apparatus with stable brightness and displayed image was obtained. Furthermore, since the exhaust conductance is excellent and the surface area inside the envelope 88 hardly increases, the envelope 8
8 was able to be easily evacuated, and the degree of vacuum could be maintained well.

【0148】(実施例2)本実施例においては、図11
に示すように、リアプレート81上に表面伝導型電子放
出素子74と磁石136とを配置するとともに、リアプ
レート81上の磁石136に対応してフェースプレート
86に磁石136を配置した(本図では、各配線は略し
ている)。その他の構成は実施例1と同様である。表面
伝導型電子放出素子74および磁石136の配列ピッチ
Dは0.3mmとし、磁石136の大きさは0.1mm
×0.2mmとした。磁石136の磁化の向きは、リア
プレート81と平行とした。フェースプレート86に
は、リアプレート81での磁石136の極性と同じ極性
が対向するように、磁石136が配置されており、リア
プレート81の磁石136とフェースプレート86の磁
石136との間に働く斥力により、大気圧の支持を補助
している。
(Embodiment 2) In this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 5, the surface conduction electron-emitting device 74 and the magnet 136 are arranged on the rear plate 81, and the magnet 136 is arranged on the face plate 86 corresponding to the magnet 136 on the rear plate 81 (in this figure, , Each wiring is omitted). Other configurations are the same as in the first embodiment. The arrangement pitch D of the surface conduction electron-emitting devices 74 and the magnets 136 is 0.3 mm, and the size of the magnets 136 is 0.1 mm.
× 0.2 mm. The magnetization direction of the magnet 136 was parallel to the rear plate 81. The magnets 136 are arranged on the face plate 86 so that the same polarities as the magnets 136 on the rear plate 81 face each other, and the magnets 136 work between the magnets 136 on the rear plate 81 and the face plate 86. Repulsive force helps support atmospheric pressure.

【0149】このように表面伝導型電子放出素子74と
磁石136を配置することにより、表面伝導型電子放出
素子74の正極近傍の磁界の向きは、ローレンツ力によ
り素子電流と同じ方向(x方向)の速度をもつ放出電子
の軌道をアノードの方向(z方向)に変える向きとな
る。これにより、正極近傍の放出電子の一部をアノード
に引き上げることができ、輝度が向上する。
By arranging the surface conduction electron-emitting device 74 and the magnet 136 in this way, the direction of the magnetic field in the vicinity of the positive electrode of the surface conduction electron-emitting device 74 is the same as the device current due to the Lorentz force (x direction). The direction of emitted electrons having a velocity of is changed to the direction of the anode (z direction). Thereby, a part of the emitted electrons near the positive electrode can be pulled up to the anode, and the brightness is improved.

【0150】本実施例の画像形成装置の製法は、磁石1
36の設置方法を除いて、基本的には実施例1と同様で
ある。
The manufacturing method of the image forming apparatus of this embodiment is the magnet 1
Except for the installation method of 36, it is basically the same as that of the first embodiment.

【0151】本実施例では、まず、リアプレート81お
よびフェースプレート86に、磁石136として、所望
の位置に厚さ1μmのNi薄膜をEB蒸着法により形成
した。次に、リアプレート81上には表面伝導型電子放
出素子74、配線等を、フェースプレート86上には蛍
光膜等を実施例1と同様な方法で形成した。
In this example, first, a Ni thin film having a thickness of 1 μm was formed as a magnet 136 on the rear plate 81 and the face plate 86 by a EB vapor deposition method at a desired position. Next, a surface conduction electron-emitting device 74, wiring, etc. were formed on the rear plate 81, and a fluorescent film etc. were formed on the face plate 86 by the same method as in the first embodiment.

【0152】次に、リアプレート81およびフェースプ
レート86上の磁石136を図11に示すような所望の
方向に磁化した。その後、リアプレート81の5mm上
方に支持枠を介してフェースプレート86を配置し、フ
ェースプレート86、支持枠、リアプレート81の接合
部に軟化温度410℃のフリットガラスを塗布し、45
0℃で10分間以上焼成することで封着した。封着後、
実施例1と同様に、フォーミング、活性化、安定化、お
よび封止の各工程を施し、画像形成装置を作製した。
Next, the magnet 136 on the rear plate 81 and the face plate 86 was magnetized in a desired direction as shown in FIG. After that, the face plate 86 is arranged 5 mm above the rear plate 81 via the support frame, and a frit glass having a softening temperature of 410 ° C. is applied to the joint portion of the face plate 86, the support frame and the rear plate 81.
It was sealed by baking at 0 ° C. for 10 minutes or more. After sealing
In the same manner as in Example 1, forming, activation, stabilization, and sealing steps were performed to manufacture an image forming apparatus.

【0153】本実施例の画像形成装置は、実施例1と同
様の効果に加え、輝度がより向上したものとなった。
The image forming apparatus of this embodiment has the same effect as that of the first embodiment, and the brightness is further improved.

【0154】(実施例3)本実施例においては、電子放
出素子としてFE型電子放出素子を用いた。すなわち、
図3に示したように、リアプレート81上にFE型電子
放出素子274を形成し、後は実施例2と同様の構成お
よび製法で画像形成装置を作製した。
Example 3 In this example, an FE type electron emitting device was used as the electron emitting device. That is,
As shown in FIG. 3, the FE type electron-emitting device 274 was formed on the rear plate 81, and thereafter, an image forming apparatus was manufactured with the same configuration and manufacturing method as in Example 2.

【0155】以下に、本実施例に用いたFE型電子放出
素子の製法について、図30を用いて説明する。
The method of manufacturing the FE type electron-emitting device used in this embodiment will be described below with reference to FIG.

【0156】(a)n型Si基板201を表面酸化後、
バッフォードフッ酸により直径1.5μm程度の円形パ
ターンにSiO2 膜202をエッチングする。
(A) After surface oxidation of the n-type Si substrate 201,
The SiO 2 film 202 is etched into a circular pattern having a diameter of about 1.5 μm by using Bafford hydrofluoric acid.

【0157】(b)KOH水溶液を用いて基板201を
エッチングし、円錐状のエミッタ基体を作製する。この
エミッタ基体が、図4に示したエミッタコーン274a
に相当する部分である。このときのエッチングは、Si
2 膜202が落ちる直前に止める。
(B) The substrate 201 is etched using a KOH aqueous solution to form a conical emitter base. This emitter substrate corresponds to the emitter cone 274a shown in FIG.
Is the part corresponding to. At this time, the etching is Si
Stop just before the O 2 film 202 falls.

【0158】(c)表面を0.4μm程度熱酸化し、絶
縁層204を形成する。
(C) The surface is thermally oxidized by about 0.4 μm to form the insulating layer 204.

【0159】(d)EB蒸着装置を用い、基板201を
回転させながら、斜め方向からMo膜203を0.3μ
mの膜厚で成膜する。蒸着入射角度は60度とした。こ
こで成膜されたMo膜203が、図3に示したゲート電
極274bとなる。
(D) Using the EB vapor deposition apparatus, while rotating the substrate 201, the Mo film 203 was 0.3 μm in an oblique direction.
The film is formed with a film thickness of m. The vapor deposition incident angle was 60 degrees. The Mo film 203 formed here becomes the gate electrode 274b shown in FIG.

【0160】(e)バッフォードフッ酸により、エミッ
タ基体先端部のSiO2 不要部を除去してエミッタ先端
部205を露出させ、これによりFE型電子放出素子2
74が完成する。
(E) With Bafford hydrofluoric acid, unnecessary portions of SiO 2 at the tip of the emitter substrate are removed to expose the emitter tip 205, whereby the FE type electron-emitting device 2
74 is completed.

【0161】以上のようにして多数のFE型電子放出素
子274を作製したSi基板をリアプレート81上の所
定の位置にフリットガラスで固定し、その後、実施例2
と同様な組立工程を行った。このとき、磁石136は、
図3のようにゲート電極274b上に配置した。磁化の
向きは、リアプレート81と平行である。
The Si substrate, on which a large number of FE type electron-emitting devices 274 have been manufactured as described above, is fixed at a predetermined position on the rear plate 81 with frit glass, and then the second embodiment is performed.
The same assembling process was performed. At this time, the magnet 136
It was arranged on the gate electrode 274b as shown in FIG. The magnetization direction is parallel to the rear plate 81.

【0162】組立終了後、外囲器内の雰囲気を排気管
(不図示)を通じ真空ポンプにて排気したところ、比較
的短時間で10-7Torr程度の真空度まで到達した。
最後に排気管の封止を行った。
After the assembly was completed, the atmosphere inside the envelope was evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and the degree of vacuum reached about 10 -7 Torr in a relatively short time.
Finally, the exhaust pipe was sealed.

【0163】本実施例の画像形成装置においても、実施
例2と同様の効果が得られた。
Also in the image forming apparatus of this embodiment, the same effect as in Embodiment 2 was obtained.

【0164】(第4実施例)図31は、本発明の画像形
成装置に、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々
の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよう
に構成した画像表示装置の一例を示すための図である。
なお、本表示装置は、例えばテレビジョン信号のように
映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場合に
は、当然映像の表示と同時に音声を再生するものである
が、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受信、分
離、再生、処理、記憶等に関する回路やスピーカー等に
ついては説明を省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 31 is an image display device configured to display image information provided from various image information sources such as television broadcasting on the image forming device of the present invention. It is a figure for showing an example.
It should be noted that when the display device receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces audio at the same time as displaying video. A description of circuits, speakers, etc. relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, etc. of audio information not directly related to the above will be omitted.

【0165】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。
Each section will be described below along the flow of the image signal.

【0166】まず、TV信号受信回路513は、例えば
電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝送
されるTV画像信号を受信するための回路である。受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるTV信号(例えばMUSE方式を始めとするい
わゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化に適した
本発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル50
0の利点を生かすのに好適な信号源である。TV信号受
信回路513で受信されたTV信号は、デコーダ504
に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 513 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The system of the TV signal to be received is not particularly limited, and various systems such as NTSC system, PAL system and SECAM system may be used. In addition, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE method) including a larger number of scanning lines than these is used in a display panel using the image forming apparatus of the present invention, which is suitable for a large area and a large number of pixels. Fifty
It is a suitable signal source for taking advantage of 0. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 513 is the decoder 504.
Is output to

【0167】画像TV信号受信回路512は、例えば同
軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送系を用
いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路であ
る。TV信号受信回路513と同様に、受信するTV信
号の方式は特に限られるものではなく、また本回路で受
信されたTV信号もデコーダ504に出力される。
The image TV signal receiving circuit 512 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wire transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similar to the TV signal receiving circuit 513, the system of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 504.

【0168】画像入力インターフェース回路511は、
例えばTVカメラや画像読取スキャナーなどの画像入力
装置から供給される画像信号を取り込むための回路で、
取り込まれた画像信号はデコーダ504に出力される。
The image input interface circuit 511 is
For example, a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner,
The captured image signal is output to the decoder 504.

【0169】画像メモリインターフェース回路510
は、ビデオテープレコーダ(以下TVRと略す)に記憶
されている画像信号を取り込むための回路で、取り込ま
れた画像信号はデコーダ504に出力される。
Image memory interface circuit 510
Is a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as TVR), and the captured image signal is output to the decoder 504.

【0170】画像メモリインターフェース回路509
は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り込
むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ50
4に出力される。
Image memory interface circuit 509
Is a circuit for taking in the image signal stored in the video disc.
4 is output.

【0171】画像メモリインターフェース回路508
は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像データ
を記憶している装置から画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた静止画像データはデコーダ504に出
力される。
Image memory interface circuit 508
Is a circuit for capturing an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disc, and the captured still image data is output to the decoder 504.

【0172】入出力インターフェース回路505は、本
表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータネット
ワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続するた
めの回路である。画像データや文字・図形情報の入出力
を行うのはもちろんのこと、場合によっては本表示装置
の備えるCPU506と外部との間で制御信号や数値デ
ータの入出力などを行うことも可能である。
The input / output interface circuit 505 is a circuit for connecting the present display device to an output device such as an external computer, computer network or printer. It is of course possible to input and output image data and character / graphic information, and in some cases, input and output control signals and numerical data between the CPU 506 of the display device and the outside.

【0173】画像生成回路507は、入出力インターフ
ェース回路505を介して外部から入力される画像デー
タや文字・図形情報や、あるいはCPU506より出力
される画像データや文字・図形情報に基づき表示用画像
データを生成するための回路である。本回路の内部に
は、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積するため
の書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画像パ
ターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処
理を行うためのプロセッサなどを初めとして画像の生成
に必要な回路が組み込まれている。
The image generation circuit 507 displays image data based on image data or character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 505, or image data or character / graphic information output from the CPU 506. Is a circuit for generating. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for accumulating image data and character / graphic information, a read-only memory that stores image patterns corresponding to character codes, a processor for performing image processing, etc. The circuit necessary for image generation is built in.

【0174】画像生成回路507により生成された表示
用画像データは、デコーダ504に出力されるが、場合
によっては入出力インターフェース回路505を介して
外部のコンピュータネットワークやプリンタに出力する
ことも可能である。
The display image data generated by the image generation circuit 507 is output to the decoder 504, but in some cases, it may be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 505. .

【0175】CPU506は、主として本表示装置の動
作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる作業を
行なう。
The CPU 506 mainly performs operations relating to operation control of the display device and generation, selection, and editing of a display image.

【0176】例えば、マルチプレクサ503に制御信号
を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適
宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には表
示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロー
ラ502に対して制御信号を発生し、画像表示周波数や
走査方法(例えばインターレースかノンインターレース
か)や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。
For example, a control signal is output to the multiplexer 503 to appropriately select or combine the image signals to be displayed on the display panel. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 502 in accordance with the image signal to be displayed, and the image display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines in one screen, etc. are displayed. The operation of the device is controlled appropriately.

【0177】また、画像生成回路507に対して画像デ
ータや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出
力インターフェース回路505を介して外部のコンピュ
ータやメモリをアクセスして画像データや文字・図形情
報を入力する。
Image data or character / graphic information is directly output to the image generation circuit 507, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 505 to generate image data or character / graphic information. Enter.

【0178】なお、CPU506は、むろんこれ以外の
目的の作業にも関わるものであってもよい。例えば、パ
ーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのよう
に、情報を生成したり処理する機能に直接関わってもよ
い。あるいは、前述したように入出力インターフェース
回路505を介して外部のコンピューターネットワーク
と接触し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協同
して行なってもよい。
It should be noted that the CPU 506 may of course be involved in work for purposes other than this. For example, it may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, the computer may be brought into contact with an external computer network through the input / output interface circuit 505, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0179】入力部514は、CPU506に使用者が
命令やプログラム、あるいはデータなどを入力するため
のものであり、例えばキーボードやマウスの他、ジョイ
ステック、バーコードリーダー、音声認識装置など多様
な入力機器を用いることが可能である。
The input unit 514 is used by the user to input commands, programs, data, etc. to the CPU 506. For example, various inputs such as a keyboard, a mouse, a joystick, a bar code reader, a voice recognition device, etc. It is possible to use equipment.

【0180】デコーダ504は、画像生成回路507な
いしTV信号受信回路513より入力される種々の画像
信号を3原色信号、または輝度信号とI信号、Q信号に
逆変換するための回路である。なお、同図中に点線で示
すように、デコーダ504は内部に画像メモリを備える
のが望ましい。これは、例えばMUSE方式をはじめと
して、逆変換するに際して画像メモリを必要とするよう
なテレビ信号を扱うためである。また、画像メモリを備
えることにより、静止画の表示が容易になる、あるいは
画像生成回路507およびCPU506と協同して画像
の間引き、補間、拡大、縮小、合成をはじめとする画像
処理や編集が容易に行なえるようになるという利点が生
まれるからである。
The decoder 504 is a circuit for inversely converting various image signals input from the image generating circuit 507 or the TV signal receiving circuit 513 into three primary color signals, or a luminance signal and an I signal and a Q signal. Note that it is desirable that the decoder 504 has an image memory therein, as indicated by the dotted line in the figure. This is to handle a television signal that requires an image memory for reverse conversion, such as the MUSE method. In addition, the provision of the image memory makes it easy to display a still image, or cooperates with the image generation circuit 507 and the CPU 506 to facilitate image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition. This is because the advantage of being able to perform

【0181】マルチプレクサ503は、CPU506よ
り入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択する
ものである。すなわち、マルチプレクサ503はデコー
ダ504から入力される逆変換された画像信号のうちか
ら所望の画像信号を選択して駆動回路501に出力す
る。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切り
換えて選択することにより、いわゆる多画面テレビのよ
うに、一画面を複数の領域に分けて領域によって異なる
画像を表示することも可能である。
The multiplexer 503 appropriately selects a display image based on a control signal input from the CPU 506. That is, the multiplexer 503 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 504 and outputs it to the drive circuit 501. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .

【0182】ディスプレイパネルコントローラ502
は、CPU506より入力される制御信号に基づき駆動
回路501の動作を制御するための回路である。
Display panel controller 502
Is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 501 based on a control signal input from the CPU 506.

【0183】ディスプレイパネル500の基本的な動作
に関わるものとして、例えばディスプレイパネル500
の駆動用電源(不図示)の動作シーケンスを制御するた
めの信号を駆動回路501に対して出力する。ディスプ
レイパネル500の駆動方法に関わるものとして、例え
ば画面表示周波数や走査方法(例えばインターレースか
ノンインターレースか)を制御するための信号を駆動回
路501に対して出力する。また、場合によっては表示
画像の輝度、コントラスト、色調、シャープネスといっ
た画質の調整に関わる制御信号を駆動回路501に対し
て出力する場合もある。
As the elements related to the basic operation of the display panel 500, for example, the display panel 500
A signal for controlling the operation sequence of the driving power source (not shown) is output to the driving circuit 501. As a method related to the driving method of the display panel 500, for example, a signal for controlling a screen display frequency and a scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 501. In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 501.

【0184】駆動回路501は、ディスプレイパネル5
00に印加する駆動信号を発生するための回路であり、
マルチプレクサ503から入力される画像信号と、ディ
スプレイパネルコントローラ502より入力される制御
信号に基づいて動作するものである。
The drive circuit 501 is the display panel 5
00 is a circuit for generating a drive signal to be applied to
It operates based on the image signal input from the multiplexer 503 and the control signal input from the display panel controller 502.

【0185】以上、各部の機能を説明したが、図31に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル5
00に例示することが可能である。すなわち、テレビジ
ョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ50
4において逆変換された後、マルチプレクサ503にお
いて適宜選択され、駆動回路501に入力される。一
方、ディスプレイコントローラ502は、表示する画像
信号に応じて駆動回路501の動作を制御するための制
御信号を発生する。駆動回路501は、上記画像信号と
制御信号に基づいてディスプレイパネル500に駆動信
号を印加する。これにより、ディスプレイパネル500
において画像が表示される。これらの一連の動作は、C
PU506により統括的に制御される。
The functions of the respective units have been described above. With the configuration illustrated in FIG. 31, the display panel 5 displays image information input from various image information sources in this display device.
00 can be exemplified. That is, various image signals such as television broadcasts are transmitted to the decoder 50.
After being inversely transformed in 4, the multiplexer 503 appropriately selects and inputs to the drive circuit 501. On the other hand, the display controller 502 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 501 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 501 applies a drive signal to the display panel 500 based on the image signal and the control signal. Accordingly, the display panel 500
Displays an image. These series of operations are C
It is totally controlled by the PU 506.

【0186】また、本表示装置においては、デコーダ5
04に内蔵する画像メモリや、画像生成回路507およ
びCPU506が関与することにより、単に複数の画像
情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示
する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移
動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比
変換などをはじめとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を
行なうことも可能である。また、本実施例の説明では、
特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様
に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための専用
回路を設けてもよい。
Further, in the present display device, the decoder 5
The image memory built in 04, the image generation circuit 507, and the CPU 506 are involved, so that not only the selected one of the plurality of image information is displayed, but also the image information to be displayed is enlarged or reduced, for example. Image processing such as rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, and image editing such as composition, deletion, connection, replacement, and fitting are also possible. Is. In the description of the present embodiment,
Although not particularly mentioned, a dedicated circuit for processing and editing voice information may be provided as in the above-mentioned image processing and image editing.

【0187】従って、本表示装置は、テレビジョン放送
の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワー
ドプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機
などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用あ
るいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present display device is a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor, and a game. It is possible to combine the functions of a machine with one unit, and has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0188】尚、上記図31は、本発明による画像形成
装置を用いた表示装置の構成の一例を示したに過ぎず、
これのみに限定されるものでないことは言うまでもな
い。例えば図31の構成要素のうち使用目的上必要のな
い機能に関わる回路は省いても差し支えない。またこれ
とは逆に、使用目的によってはさらに構成要素を追加し
てもよい。例えば、本表示装置をテレビ電話機として応
用する場合には、テレビカメラ、音声マイク、照明機、
モデムを含む送受信回路などを構成要素に追加するのが
好適である。
Incidentally, FIG. 31 shows only an example of the constitution of the display device using the image forming apparatus according to the present invention.
It goes without saying that the present invention is not limited to this. For example, of the components shown in FIG. 31, circuits relating to functions that are unnecessary for the purpose of use may be omitted. On the contrary, further constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example, when the display device is applied as a videophone, a TV camera, a voice microphone, an illuminator,
It is preferable to add a transmitting / receiving circuit including a modem to the components.

【0189】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型電子放出素子を電子源に用いることにより、表示パネ
ルの薄型化が容易となり、表示装置の奥行きを小さくす
ることができる。それに加えて、大画面化が容易で輝度
が高く視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨場感
あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く表示することが可
能である。
In this display device, by using the surface conduction electron-emitting device as the electron source, the display panel can be easily thinned and the depth of the display device can be reduced. In addition, since it is easy to increase the screen size, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics, the present display device can display a highly realistic image with high visibility.

【0190】[0190]

【発明の効果】以上説明したとおり本発明の画像形成装
置は、気密容器内に、磁力による反発力で気密容器内の
圧力の外的環境との圧力差を保持する磁界発生手段が配
置されているので、スペーサ等の支持構造を用いなくて
も十分な耐大気圧支持を得ることができる。しかも、上
記支持構造を必要としないことにより、気密容器内の不
要な帯電が防止され安定した画像を表示できるようにな
るとともに、気密容器の排気コンダクタンスも優れたも
のとすることができる。磁界発生手段は、互いに斥力を
及ぼし合うように磁石を対向配置することで、容易に構
成することができる。
As described above, in the image forming apparatus of the present invention, the magnetic field generating means for holding the pressure difference between the pressure inside the airtight container and the external environment by the repulsive force due to the magnetic force is arranged in the airtight container. Therefore, sufficient atmospheric pressure resistant support can be obtained without using a support structure such as a spacer. Moreover, since the above supporting structure is not required, unnecessary charging in the airtight container can be prevented, a stable image can be displayed, and the exhaust conductance of the airtight container can be made excellent. The magnetic field generating means can be easily configured by disposing the magnets so as to oppose each other so as to exert a repulsive force on each other.

【0191】また、電子放出素子の中でも表面伝導型電
子放出素子は、単純な構成で、かつ、製造が容易である
ため、電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用
いることによって、大面積化や製造コストの低減が容易
となる。この場合、磁石の作る磁界が、表面伝導型電子
放出素子の正極近傍において、素子電流に画像形成部材
の存在する方向へのローレンツ力を及ぼすべく磁石を配
置することによって、画像の高輝度化が達成できるし、
磁石の作る磁界が、表面伝導型電子放出素子の放出電子
線の素子長方向への広がりを是正すべく磁石を配置する
ことによって、画像の高精細化が達成できる。
Among the electron-emitting devices, the surface-conduction type electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture. It is easy to reduce the manufacturing cost. In this case, by arranging the magnet so that the magnetic field generated by the magnet exerts a Lorentz force on the device current in the direction in which the image forming member exists, in the vicinity of the positive electrode of the surface conduction electron-emitting device, the brightness of the image can be increased. You can achieve
By arranging the magnet so that the magnetic field generated by the magnet corrects the spread of the emission electron beam of the surface conduction electron-emitting device in the device length direction, high definition of the image can be achieved.

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

【図1】本発明の画像形成装置の一例の模式的断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of an image forming apparatus of the present invention.

【図2】本発明の画像形成装置の一例の模式的断面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic sectional view of an example of an image forming apparatus of the present invention.

【図3】本発明の画像形成装置の一例の模式的断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic sectional view of an example of an image forming apparatus of the present invention.

【図4】本発明の画像形成装置の一例の模式的図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view of an example of an image forming apparatus of the present invention.

【図5】電子放出素子としてFE型電子放出素子を用い
た場合の、電子線の収束性を向上させるための磁界を発
生させる配置例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement example in which a magnetic field for improving the convergence of electron beams is generated when an FE type electron emitting element is used as an electron emitting element.

【図6】電子放出素子としてFE型電子放出素子を用い
た場合の、電子線の収束性を向上させるための磁界を発
生させる配置例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement example in which a magnetic field for improving the convergence of electron beams is generated when an FE type electron emitting element is used as the electron emitting element.

【図7】電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を
用いた場合の、電子線のアノード到達確率を高める磁界
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a magnetic field for increasing the probability of arrival of an electron beam at an anode when a surface conduction electron-emitting device is used as the electron-emitting device.

【図8】電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を
用いた場合の、電子線の素子長方向の収束を高める磁界
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a magnetic field that enhances convergence of an electron beam in a device length direction when a surface conduction electron-emitting device is used as the electron-emitting device.

【図9】図7に示した磁界を発生させるための表面電子
放出素子と磁石との配置例を示す平面図および断面図で
ある。
9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view showing an arrangement example of a surface electron-emitting device and a magnet for generating the magnetic field shown in FIG.

【図10】図7に示した磁界を発生させるための表面電
子放出素子と磁石との配置例を示す平面図および断面図
である。
10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view showing an arrangement example of a surface electron-emitting device and a magnet for generating the magnetic field shown in FIG.

【図11】図7に示した磁界を発生させるための表面電
子放出素子と磁石との配置例を示す平面図および断面図
である。
11A and 11B are a plan view and a cross-sectional view showing an arrangement example of a surface electron-emitting device and a magnet for generating the magnetic field shown in FIG.

【図12】図8に示した磁界を発生させるための表面電
子放出素子と磁石との配置例を示す平面図である。
12 is a plan view showing an arrangement example of a surface electron-emitting device and a magnet for generating the magnetic field shown in FIG.

【図13】本発明を適用可能な平面型の表面伝導型電子
放出素子の構成を示す模式的平面図および断面図であ
る。
13A and 13B are a schematic plan view and a cross-sectional view showing the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【図14】本発明を適用可能な垂直型の表面伝導型電子
放出素子の構成を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of a vertical surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【図15】図13に示した平面型の表面伝導型電子放出
素子の製造方法の一例を示す図である。
15 is a diagram showing an example of a method of manufacturing the flat surface-conduction type electron-emitting device shown in FIG.

【図16】フォーミング工程に用いる通電処理の電圧波
形を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a voltage waveform of an energization process used in a forming process.

【図17】本発明に係わる表面伝導型電子放出素子の基
本的な特性の測定評価系の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing an example of a measurement / evaluation system of basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図18】表面伝導型電子放出素子の放出電流−素子電
圧特性(I−V特性)を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing an emission current-device voltage characteristic (IV characteristic) of a surface conduction electron-emitting device.

【図19】単純マトリクス配置の電子源の一例を示す模
式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a simple matrix arrangement.

【図20】単純マトリクス配置の電子源を備えた画像形
成装置に用いる表示パネルの一例を示す模式図である。
FIG. 20 is a schematic view showing an example of a display panel used in an image forming apparatus provided with an electron source having a simple matrix arrangement.

【図21】図20の表示パネルにおける蛍光膜を示す図
である。
21 is a diagram showing a fluorescent film in the display panel of FIG. 20. FIG.

【図22】図20の表示パネルを駆動する駆動回路の一
例を示す図である。
22 is a diagram showing an example of a drive circuit for driving the display panel of FIG.

【図23】はしご型配置の電子源の一例を示す模式図で
ある。
FIG. 23 is a schematic view showing an example of a ladder-type electron source.

【図24】はしご型配置の電子源を備えた画像形成装置
に用いる表示パネルの一例を示す模式図である。
FIG. 24 is a schematic view showing an example of a display panel used in an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source.

【図25】実施例1のリアプレート上における表面伝導
型電子放出素子と磁石の配置を示す平面図である。
FIG. 25 is a plan view showing the arrangement of surface conduction electron-emitting devices and magnets on the rear plate of the first embodiment.

【図26】実施例1のリアプレート上における表面伝導
型電子放出素子および配線を示す要部平面図である。
FIG. 26 is a main-portion plan view showing the surface-conduction electron-emitting device and the wiring on the rear plate of Example 1.

【図27】図26のA−A’線断面図である。27 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.

【図28】図26の表面伝導型電子放出素子および配線
の製造工程の一例を説明するための図である。
FIG. 28 is a diagram for explaining an example of a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device and the wiring of FIG. 26.

【図29】図26の表面伝導型電子放出素子および配線
の製造工程の一例を説明するための図である。
29 is a diagram for explaining an example of a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device and the wiring of FIG. 26. FIG.

【図30】FE型電子放出素子の製造方法の一例を説明
するための図である。
FIG. 30 is a diagram illustrating an example of the method for manufacturing the FE type electron-emitting device.

【図31】実施例4の画像表示装置のブロック図であ
る。
FIG. 31 is a block diagram of an image display device of Example 4.

【図32】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。
FIG. 32 is a plan view of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図33】電子放出素子として表面伝導型電子放出素子
を用いた従来の画像形成装置の一例の概略構成図であ
る。
FIG. 33 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional image forming apparatus using a surface conduction electron-emitting device as an electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2、3 素子電極 4 導電性薄膜 5 電子放出部 21 段差部 71、110 電子源基板 72 X方向配線(下配線) 73 Y方向配線(上配線) 74、111 表面伝導型電子放出素子 81 リアプレート(背面板) 82 支持枠 83 ガラス基板 84 蛍光膜 85 メタルバック 86 フェースプレート(前面板) 87 画像形成部材 88 外囲器(気密容器) 91 黒色導電材 92 蛍光体 101 表示パネル 102 走査回路 103 制御回路 104 シフトレジスタ 105 ラインメモリ 106 同期信号分離回路 107 変調信号発生器 112 共通配線 120 グリッド電極 121 空孔 126、126a、136 磁石 146 磁界形成部材 151 層間絶縁層 152 コンタクトホール 153 Cr膜 201 基板 202 SiO2 膜 203 Mo膜 204 絶縁層 205 エミッタ先端部 238 四重極レンズ 274 FE型電子放出素子 274a エミッタコーン 274b ゲート電極REFERENCE SIGNS LIST 1 substrate 2, 3 element electrode 4 conductive thin film 5 electron emitting portion 21 stepped portion 71, 110 electron source substrate 72 X-direction wiring (lower wiring) 73 Y-direction wiring (upper wiring) 74, 111 surface conduction electron-emitting device 81 Rear plate (rear plate) 82 Support frame 83 Glass substrate 84 Fluorescent film 85 Metal back 86 Face plate (front plate) 87 Image forming member 88 Envelope (airtight container) 91 Black conductive material 92 Phosphor 101 Display panel 102 Scanning circuit 103 Control Circuit 104 Shift Register 105 Line Memory 106 Synchronous Signal Separation Circuit 107 Modulation Signal Generator 112 Common Wiring 120 Grid Electrode 121 Voids 126, 126a, 136 Magnet 146 Magnetic Field Forming Member 151 Interlayer Insulating Layer 152 Contact Hole 153 Cr Film 201 Substrate 202 SiO 2 film 20 Mo film 204 insulating layer 205 emitter tip 238 quadrupole lens 274 FE type electron-emitting device 274a emitter cone 274b gate electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気密容器内に電子放出素子が配置され、
前記電子放出素子から電子を放出して画像を形成する画
像形成装置において、 前記気密容器内には、磁力による反発力で前記気密容器
内の圧力の外的環境との圧力差を保持する磁界発生手段
が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
1. An electron-emitting device is arranged in an airtight container,
In an image forming apparatus that forms an image by emitting electrons from the electron-emitting device, a magnetic field is generated in the airtight container by a repulsive force due to a magnetic force to maintain a pressure difference between the pressure in the airtight container and an external environment. An image forming apparatus, characterized in that means are arranged.
【請求項2】 前記気密容器は、前記電子放出素子が配
置された背面板と、前記背面板に支持枠を介して対向配
置され、前記電子放出素子から放出された電子が照射さ
れることにより画像が形成される画像形成部材が設けら
れた前面板とで構成される請求項1に記載の画像形成装
置。
2. The airtight container is arranged so as to face a back plate on which the electron-emitting device is arranged and a back plate with a supporting frame interposed therebetween, and is irradiated with electrons emitted from the electron-emitting device. The image forming apparatus according to claim 1, comprising a front plate provided with an image forming member on which an image is formed.
【請求項3】 前記磁界発生手段は、前記背面板および
前記前面板の対向する部位に、互いに斥力を及ぼし合う
ように配置された少なくとも1対以上の磁石である請求
項2に記載の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the magnetic field generating means is at least one pair of magnets arranged so as to exert repulsive force on opposite portions of the back plate and the front plate. apparatus.
【請求項4】 前記電子放出素子は表面伝導型電子放出
素子である請求項1または2に記載の画像形成装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項5】 前記電子放出素子は表面伝導型電子放出
素子である請求項3に記載の画像形成装置。
5. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項6】 前記磁石は、前記磁石の作る磁界が、前
記表面伝導型電子放出素子の正極近傍において、素子電
流に前記画像形成部材の存在する方向へのローレンツ力
を及ぼすべく配置されている請求項5に記載の画像形成
装置。
6. The magnet is arranged such that a magnetic field produced by the magnet exerts a Lorentz force on a device current in a direction in which the image forming member exists in the vicinity of a positive electrode of the surface conduction electron-emitting device. The image forming apparatus according to claim 5.
【請求項7】 前記磁石は、前記磁石の作る磁界が、前
記表面伝導型電子放出素子の放出電子線の素子長方向へ
の広がりを是正すべく配置されている請求項5に記載の
画像形成装置。
7. The image formation according to claim 5, wherein the magnet is arranged so that the magnetic field generated by the magnet corrects the spread of the emission electron beam of the surface conduction electron-emitting device in the device length direction. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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