JPH0969346A - Image display device and manufacture of it - Google Patents

Image display device and manufacture of it

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Publication number
JPH0969346A
JPH0969346A JP22347595A JP22347595A JPH0969346A JP H0969346 A JPH0969346 A JP H0969346A JP 22347595 A JP22347595 A JP 22347595A JP 22347595 A JP22347595 A JP 22347595A JP H0969346 A JPH0969346 A JP H0969346A
Authority
JP
Japan
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electron
plate
emitting
getter
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP22347595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hashimoto
浩行 橋本
Original Assignee
Canon Inc
キヤノン株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc, キヤノン株式会社 filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH0969346A publication Critical patent/JPH0969346A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an element from being deteriorated caused by heat transfer and radiation in using of a non-evaporating type getter. SOLUTION: A plate 204 constituting an electron source composed of a front conductive electron emitting element is constituted of a thin film 204 including an electron emitting part between facing electrodes 202, 203. A getter chamber is provided on the lower part of the plate 240 constituting the electron source composed of the front conductive electron emitting element, namely, on the opposite side to a face plate 208 constituting a phosphor 210. A thin film 242 constituted of Al metal or Al alloy and having heat insulating properties is formed on the back surface of the plate 240 constituting the electron source, namely, on the getter chamber side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表面伝導型電子放
出素子を電子源として用いた画像表示装置および該装置
の製造方法に関し、詳しくは、該装置内の断熱板または
断熱性を有する薄膜の配置、および、ゲッタの使用方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display apparatus using a surface conduction electron-emitting device as an electron source and a method for manufacturing the apparatus, and more specifically, to a heat insulating plate or a thin film having heat insulating property in the apparatus. Arrangement and usage of getters.
【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2種類あり熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用
いた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.Dy
ke & W.W.Dolan、”Field emi
ssion”、Advance in Electro
n Physics、8、89(1956)あるいは
C.A.Spindt、”PHYSICAL Prop
erties ofthin−film field
emission cathodes with mo
lybdenium cones”、J.Appl.P
hys.、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 Conventionally, there are roughly two types of electron-emitting devices, and those using a thermoelectron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device are known. The cold cathode electron-emitting device includes a field emission type (hereinafter referred to as “FE type”), metal / insulating layer /
There are a metal type (hereinafter referred to as “MIM type”), a surface conduction electron-emitting device, and the like. As an example of the FE type, W. P. Dy
ke & W. W. Dolan, "Field Emi
ssion ”, Advance in Electro
n Physics, 8, 89 (1956) or C.I. A. Spindt, "PHYSICAL Prop
erties of thin-film field
emission cathodes with mo
lybdenium cones ”, J. Appl. P
hys. , 47, 5248 (1976) and the like are known.
【0003】MIM型の例としてはC.A.Mea
d、”Operation of Tunnel−Em
ission Devices”、J.Apply.P
hys.、32、646(1961)等に開示されたも
のが知られている。
An example of the MIM type is C.I. A. Mea
d, "Operation of Tunnel-Em
"Ission Devices", J.Apply.P
hys. , 32, 646 (1961) and the like are 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.Ele
ctron Phys.、10、1290(1965)
等に開示されたものがある。
Examples of the surface conduction electron-emitting device type include:
M. I. Elinson, Radio Eng. Ele
ctron Phys. 10, 1290 (1965)
Etc. have been disclosed.
【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
によるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:”Thin Solid Fi
lms”、9 317(1972)]、In23 /S
nO2 薄膜によるもの[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。
[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. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fi
lms ”, 9 317 (1972)], In 2 O 3 / S
nO 2 thin film [M. Hartwell and
C. G. Fonstad: "IEEE Trans.
ED Conf. , 519 (1975)], by carbon thin film [Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1
No., p. 22 (1983)] and the like.
【0006】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として前述のM.ハートウェルの素子構成を図10
に模式的に示す。同図において1は絶縁性基板である。
2は導電性薄膜で、H型形状のパターンに、スパッタで
形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォ
ーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部3が形成
される。なお、図中の素子電極間隔Lは、0.5〜1m
m、Wは、0.1mmで設定されている。
As a typical example of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M.S. Figure 10 shows the Hartwell device configuration.
Is schematically shown in. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an insulating substrate.
Reference numeral 2 denotes a conductive thin film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern, and the electron emission portion 3 is formed by an energization process called energization forming described later. The element electrode interval L in the figure is 0.5 to 1 m.
m and W are set to 0.1 mm.
【0007】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2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3
を形成するのが一般的であった。通電フォーミングとは
前記導電性薄膜2両端に直流電圧あるいは非常にゆっく
りとした昇電圧例えば1V/分程度を印加通電し、導電
性薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気
的に高抵抗な状態にした電子放出部3を形成することで
ある。この電子放出部3は導電性薄膜2の一部に発生し
た亀裂であり、その亀裂付近から電子放出が行われる。
前記通電フォーミング処理をした表面伝導型電子放出素
子は、上述導電性薄膜2に電圧を印加し、素子に電流を
流すことにより、上述電子放出部3より電子を放出せし
めるものである。上述の表面伝導型電子放出素子は、構
造が単純で製造も容易であることから、大面積に渡り多
数素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴
を生かせるようないろいろな応用が研究されている。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, the electron-emitting portion 3 is previously subjected to an energization process called energization forming on the conductive thin film 2 before the electron emission.
It was common to form 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 2 to energize the electroconductive thin film 2 so that the electroconductive thin film is locally destroyed, deformed or altered to have an electrically high resistance. This is to form the electron emission portion 3 in such a state. The electron emitting portion 3 is a crack generated in a part of the conductive thin film 2, and electrons are emitted from the vicinity of the crack.
In the surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the energization forming process, a voltage is applied to the conductive thin film 2 and a current is caused to flow through the device so that electrons are emitted from the electron-emitting portion 3. The surface conduction electron-emitting device described above has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area because it has a simple structure and is easy to manufacture. Therefore, various applications that make use of this feature are being studied.
【0008】例えば、荷電ビーム源、表示装置等が挙げ
られる。多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した
例としては、後述するように梯型配置と呼ぶ並列に表面
伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線
(共通配線とも呼ぶ)でそれぞれ結線した行を多数行配
列した電子源が挙げられる。(例えば、特開昭64−0
31332、特開平1−283749、特開平2−25
7552等) また、特に表示装置等の画像形成装置においては、近
年、液晶を用いた平板型表示装置がCRTに替わって普
及してきたが、自発光型でないため、バックライトを持
たなければならない等の問題点があり、自発光型の表示
装置の開発が望まれてきた。自発光型表示装置として
は、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源と、
電子源より放出された電子によって、可視光を発光させ
る蛍光体とを組み合わせた表示装置である画像形成装置
が、挙げられる。(例えば、USP5066883) 図8及び図9は、その一例である画像表示装置の断面図
および斜視図である。図8および図9において、300
は画像表示装置内部を排気するための排気管(図では封
じ切り後の状態を示している)であり、301は電子放
出素子を構成した青板ガラスからなるリアプレート、3
02と303は一定の間隔を隔て設置された電極、30
4は電極302と303の間に設けられた電子放出部を
含む薄膜、306は電子通過孔、307はグリッド、3
08はメタルバック309および蛍光体310が形成さ
れた青板ガラスからなるフェースプレート、311は外
枠であり、314はゲッタ材を内包したゲッタ材コンテ
ナである。ゲッタ材コンテナ314はゲッタ材コンテナ
固定治具313に固定されており、内部にはパネル内の
真空維持を目的とする蒸発型ゲッタ材を収納しており、
該蒸発型ゲッタ材は画像形成領域外フェースプレート3
08またはリアプレート301等に蒸着される。
Examples include a charged beam source and a display device. As an example in which a large number of surface-conduction type electron-emitting devices are formed in an array, as will be described later, surface-conduction type electron-emitting devices are arranged in parallel, which is called a ladder arrangement, and both ends of each device are wired (also called common wiring). There is an electron source in which a large number of connected lines are arranged. (For example, JP-A-64-0
31332, JP-A-1-283749, JP-A-2-25
7552) In particular, in image forming apparatuses such as display devices, in recent years, flat panel display devices using liquid crystal have become popular in place of CRTs, but since they are not self-luminous, they must have a backlight, etc. Therefore, the development of a self-luminous display device has been desired. As the self-luminous display device, an electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged,
An image forming apparatus that is a display device in which a phosphor that emits visible light is combined with electrons emitted from an electron source can be given. (For example, USP 5066883) FIGS. 8 and 9 are a cross-sectional view and a perspective view of an image display device as an example thereof. 8 and 9, 300
Reference numeral 301 denotes an exhaust pipe for exhausting the inside of the image display device (in the figure, a state after sealing is shown), 301 is a rear plate made of soda-lime glass that constitutes an electron-emitting device, 3
02 and 303 are electrodes installed at regular intervals, 30
4 is a thin film including an electron emitting portion provided between the electrodes 302 and 303, 306 is an electron passage hole, 307 is a grid, 3
Reference numeral 08 is a face plate made of soda-lime glass on which a metal back 309 and a phosphor 310 are formed, 311 is an outer frame, and 314 is a getter material container containing a getter material. The getter material container 314 is fixed to a getter material container fixing jig 313, and an evaporation type getter material for the purpose of maintaining a vacuum inside the panel is stored inside.
The evaporation type getter material is the face plate 3 outside the image forming area.
08 or the rear plate 301 is vapor-deposited.
【0009】ここで、図8および図9を参照して画像表
示装置の製造方法を説明する。気密容器内は排気管30
0を通して真空排気され、さらにベーキングによって脱
ガスを行った後、排気管の一部を加熱して溶融させ、封
じ切る(封止)。最後に気密容器内部の一端に設置され
たゲッタ材コンテナ314を加熱し、その内部に収納さ
れた蒸発型ゲッタ材をフェースプレート308またはリ
アプレート301に蒸着することによって画像表示装置
として完成される。
Now, a method of manufacturing the image display device will be described with reference to FIGS. Exhaust pipe 30 in the airtight container
After being evacuated through 0 and degassing by baking, a part of the exhaust pipe is heated to melt and sealed (sealing). Finally, the getter material container 314 installed at one end inside the airtight container is heated, and the evaporation type getter material contained therein is vapor-deposited on the face plate 308 or the rear plate 301 to complete the image display device.
【0010】一般にゲッタ材コンテナは一部が開放され
た金属管の内部にBaを主成分とする蒸発型ゲッタ材を
収納したもので、形状として直線、リング状のものがあ
る。該蒸発型ゲッタ材は、誘導加熱もしくは通電加熱に
よってフラッシュさせることにより、ゲッタ材を画像表
示装置内に付着させ、これがガスを吸着することでパネ
ル内の真空維持作用を持つ。
In general, a getter material container is a metal tube whose part is open, in which an evaporative getter material containing Ba as a main component is housed, and there are linear and ring-shaped getter materials. The evaporation type getter material is flashed by induction heating or electric heating to adhere the getter material to the image display device, and this adsorbs gas to maintain the vacuum in the panel.
【0011】なお、ゲッタ材としては上記蒸発型の他
に、真空中高温下で一定時間活性化させた後にガス吸着
能が発現する非蒸発型もあり、その例としてZr−Al
合金やZr−V−Fe合金等が知られている。
As the getter material, in addition to the above-mentioned evaporation type, there is also a non-evaporation type in which a gas adsorbing ability is developed after being activated in a vacuum at a high temperature for a certain period of time.
Alloys and Zr-V-Fe alloys are known.
【0012】また、本出願人は、表面伝導型電子放出素
子を用いた大画面表示装置の実現のため、真空にされた
画像表示装置の内部空間を画像表示部と、真空排気およ
び真空維持部を電子源等が形成される基板材にて分割し
た構成の画像表示装置等も提案している(特開平4−1
32147)。
In order to realize a large-screen display device using the surface conduction electron-emitting device, the applicant of the present invention has shown that the internal space of the image display device, which has been evacuated, has an image display part, a vacuum exhaust and a vacuum maintaining part. There is also proposed an image display device and the like in which the substrate is divided by a substrate material on which an electron source and the like are formed (Japanese Patent Laid-Open No. 4-1 / 1992)
32147).
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
表面伝導型電子放出素子を用いた大画面画像表示装置に
おいては、以下のような問題点があった。すなわち、ゲ
ッタ材として非蒸発型のものを用いる場合(蒸発型ゲッ
タと併用する場合も含む)、真空中高温下で一定時間活
性化させる際に生じる、輻射熱や、該非蒸発型ゲッタを
支持する固定治具を介した熱伝導により、前記表面伝導
型電子放出素子が劣化することがあった。
However, the large screen image display device using the surface conduction electron-emitting device has the following problems. That is, when a non-evaporable getter material is used as the getter material (including the case where the getter material is used together with the evaporative getter material), radiant heat generated when activating the getter material in a vacuum at high temperature for a certain period of time, and fixing to support the non-evaporable getter The surface conduction electron-emitting device may be deteriorated due to heat conduction through the jig.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明者は鋭意検討を行い本発明に到達した。即ち本発
明は、対向する電極間に電子放出部を有する表面伝導型
電子放出素子からなる電子源と、該電子源から放出され
る電子ビームの照射により発光する蛍光面部材と、内部
真空を維持するためのゲッタを少なくとも内装する画像
表示装置において、前記電子源と前記ゲッタとの間の空
間に断熱板または断熱性を有する薄膜を設置したことを
特徴とする画像表示装置を提供することにある。
In order to solve the above problems, the present inventor has conducted earnest studies and arrived at the present invention. That is, according to the present invention, an electron source including a surface conduction electron-emitting device having an electron emitting portion between opposing electrodes, a phosphor screen member that emits light by irradiation of an electron beam emitted from the electron source, and an internal vacuum are maintained. An image display device having at least a getter for achieving the above is provided with a heat insulating plate or a thin film having a heat insulating property provided in a space between the electron source and the getter. .
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の特徴とするところは、対
向する電極間に電子放出部を有する表面伝導型電子放出
素子からなる電子源と、該電子源から放出される電子ビ
ームの照射により発光する蛍光面部材と、内部真空を維
持するためのゲッタを少なくとも内装する画像表示装置
において、前記電子源と前記ゲッタとの間の空間に断熱
板または断熱性を有する薄膜を設置したことである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The feature of the present invention resides in that an electron source including a surface conduction electron-emitting device having an electron emitting portion between opposing electrodes and an electron beam emitted from the electron source are irradiated. In an image display device in which at least a phosphor screen member that emits light and a getter for maintaining an internal vacuum are installed, a heat insulating plate or a thin film having a heat insulating property is installed in a space between the electron source and the getter. .
【0016】上記断熱板または断熱性を有する薄膜の組
成としては、熱反射率が高く、真空中での脱ガスが少な
く、耐食性がよく、比重が小さい(すなわち軽量な)も
のであればいかなるものも使用できるが、好ましいもの
として、Al金属またはAl合金が挙げられる。前記断
熱性を有する薄膜は、電子放出素子を構成したプレート
の裏面にスパッタ法や蒸着法により形成されるが、該形
成法はこれらに限定されるものではない。
Any composition can be used as the composition of the heat insulating plate or the thin film having a heat insulating property as long as it has a high heat reflectance, little degassing in a vacuum, good corrosion resistance, and a small specific gravity (that is, light weight). Al metals or Al alloys are preferred, although they can also be used. The heat-insulating thin film is formed on the back surface of the plate forming the electron-emitting device by a sputtering method or a vapor deposition method, but the forming method is not limited thereto.
【0017】本発明でいうゲッタとは、すなわち上記断
熱板または断熱性を有する薄膜を設置する対象となるゲ
ッタは、主として非蒸発型ゲッタであり、該非蒸発型ゲ
ッタとしては、Zr−Al合金、Zr−Fe合金、Zr
−Ni合金、Zr−Nb−Fe合金、Zr−Ti−Fe
合金、Zr−V−Fe合金等を例示することができ、こ
れらは単独で用いてもよいが、複数のものを複数箇所へ
配置してもよい。また、これら非蒸発型ゲッタの使用に
は、蒸発型ゲッタと併用する場合も含む。これらの合金
は通常、板状とし、そのまま若しくは、Cuなどの金属
板に固定(スポット溶接などによる)にて使用される。
板状とした合金の厚さは特に制限されるものではない
が、0.1〜5mmの範囲が好ましい。
The getter referred to in the present invention, that is, the getter to which the heat insulating plate or the thin film having the heat insulating property is to be set is mainly a non-evaporable getter, and the non-evaporable getter is a Zr-Al alloy, Zr-Fe alloy, Zr
-Ni alloy, Zr-Nb-Fe alloy, Zr-Ti-Fe
Examples thereof include alloys and Zr-V-Fe alloys. These may be used alone or a plurality of them may be arranged at a plurality of locations. Further, the use of these non-evaporable getters includes the case where they are used together with the evaporative getters. These alloys are usually formed into a plate shape and used as they are or fixed to a metal plate such as Cu (by spot welding or the like).
The thickness of the plate-shaped alloy is not particularly limited, but a range of 0.1 to 5 mm is preferable.
【0018】そして、上記非蒸発型ゲッタの活性化にレ
ーザー光または赤外線を用いることも本発明の特徴とす
るところである。レーザー光を用いて上記非蒸発型ゲッ
タの活性化を行うには、通常、石英ガラス基板などから
なるRP側からレーザー光を走査して行う。レーザーと
しては、比較的大出力の得られるCO2 レーザーなどを
挙げられるが、これに限定されるものではない。また、
レーザーの出力や照射時間などの条件は、上記非蒸発型
ゲッタの種類(すなわち、活性化温度)や板厚(すなわ
ち量)などに大きく依存しているため、予め最適活性化
条件を求めておくことが必要である。一例として、Zr
−V−Fe合金(板厚:1mm)を用いた時の活性化条
件の目安を以下に示す。 レーザー:CO2 レーザー 出力:20kW スポット径:約10mmφ(デフォーカスモード) 走査速度:500mm/分 なお、レーザー光は上記のように、デフォーカスさせて
使用することが望ましい。非蒸発ゲッタの活性化に赤外
線を用いる場合、該赤外線の光源としては一般的な赤外
線ランプを使用することができる。この場合も、赤外線
の照射条件を予め実験で求めておくことが必要である。
It is also a feature of the present invention to use laser light or infrared light to activate the non-evaporable getter. In order to activate the non-evaporable getter using laser light, laser light is usually scanned from the RP side made of a quartz glass substrate or the like. Examples of the laser include a CO 2 laser which can obtain a relatively large output, but the laser is not limited to this. Also,
Conditions such as laser output and irradiation time are largely dependent on the type of non-evaporable getter (ie, activation temperature) and plate thickness (ie, amount). Therefore, the optimal activation conditions should be determined in advance. It is necessary. As an example, Zr
The standard of activation conditions when using a -V-Fe alloy (plate thickness: 1 mm) is shown below. Laser: CO 2 laser Output: 20 kW Spot diameter: Approximately 10 mmφ (defocus mode) Scanning speed: 500 mm / min It is desirable that the laser light be defocused before use. When infrared rays are used to activate the non-evaporable getter, a general infrared lamp can be used as a light source of the infrared rays. In this case as well, it is necessary to determine the irradiation conditions of infrared rays in advance by experiments.
【0019】また、電子源を構成したプレートがリアプ
レートとなっている、すなわち該プレートの下部にはゲ
ッタ室がない画像表示装置において、画像表示部以外の
側面空間に、断熱板を設置、または、断熱性を有する薄
膜をスペーサーまたはゲッタ飛散防止板の表面に形成し
たことも本発明の特徴とするところである。
Further, in the image display device in which the plate constituting the electron source is the rear plate, that is, the getter chamber is not provided under the plate, a heat insulating plate is installed in a side surface space other than the image display portion, or Another feature of the present invention is that a thin film having a heat insulating property is formed on the surface of the spacer or the getter scattering prevention plate.
【0020】さらに本発明の特徴とするところは、電子
源を構成したプレートの下部、すなわち蛍光体を構成し
たフェースプレートとは反対側の空間にゲッタ室を設け
た構成の画像形成装置において、電子源を構成したプレ
ートとゲッタとの間の空間に、断熱板を設置、または、
断熱性を有する薄膜を前記電子源を構成したプレートの
裏面に形成したことにある。
A further feature of the present invention is that in the image forming apparatus having a structure in which a getter chamber is provided in the lower portion of the plate forming the electron source, that is, in the space opposite to the face plate forming the phosphor. Install a heat insulating plate in the space between the plate that composes the source and the getter, or
The heat insulating thin film is formed on the back surface of the plate that constitutes the electron source.
【0021】上述の断熱板または断熱性を有する薄膜を
設置することにより、非蒸発型ゲッタを真空中高温下で
一定時間活性化させる際に生じる、輻射熱や、該非蒸発
型ゲッタを支持する固定治具を介した熱伝導を抑えるこ
とができる。同時に、上記輻射熱が断熱板または断熱性
を有する薄膜で反射されるため、非蒸発型ゲッタの効率
的な活性化が可能となる。また、該非蒸発型ゲッタの活
性化に、レーザー光や赤外線等による直接加熱法を用い
ることにより、上記輻射熱や熱伝導をより低く抑えるこ
とができる。
By installing the above-mentioned heat insulating plate or a thin film having a heat insulating property, radiant heat generated when the non-evaporable getter is activated in a vacuum at a high temperature for a certain period of time, and a fixed treatment for supporting the non-evaporable getter. It is possible to suppress heat conduction through the tool. At the same time, since the radiant heat is reflected by the heat insulating plate or the thin film having heat insulating properties, the non-evaporable getter can be efficiently activated. Further, by activating the non-evaporable getter by a direct heating method using laser light, infrared rays or the like, the radiant heat and the heat conduction can be further suppressed.
【0022】その結果、非蒸発型ゲッタの活性化時に、
前記表面伝導型電子放出素子部を比較的低温に維持する
ことができるため、素子特性を維持することが可能とな
る。また、非蒸発型ゲッタの活性化がより効率的になる
ため、高温短時間での活性化も可能となる。
As a result, when the non-evaporable getter is activated,
Since the surface conduction electron-emitting device portion can be maintained at a relatively low temperature, device characteristics can be maintained. Further, since the non-evaporable getter is activated more efficiently, it is possible to activate the non-evaporable getter at high temperature in a short time.
【0023】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図1は、本発明の構成の1例を示す断面図である。
すなわち、表面伝導型電子放出素子からなる電子源を構
成したプレートの下部、すなわち蛍光体等を構成したフ
ェースプレートとは反対側の空間にゲッタ室を設けた構
成の画像表示装置において、断熱性を有する薄膜を、前
記電子源を構成したプレートの裏面に形成した例であ
り、図4に示した従来例を基本としている。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of the configuration of the present invention.
That is, in the image display device having the structure in which the getter chamber is provided in the space below the plate that constitutes the electron source composed of the surface conduction electron-emitting device, that is, in the space opposite to the face plate that constitutes the phosphor etc. This is an example in which the thin film is formed on the back surface of the plate that constitutes the electron source, and is based on the conventional example shown in FIG.
【0024】図1において、200は画像表示装置内部
を排気するための排気管(図では封じ切り後の状態を示
している)であり、201はリアプレート、240は電
子放出素子を構成した青板ガラスからなるプレート、2
02と203は一定の間隔を隔て設置された電極、20
4は電極202と203の間に設けられた電子放出部を
含む薄膜、206は電子通過孔、207はグリッド、2
08はメタルバック209および蛍光体210が形成さ
れた青板ガラスからなるフェースプレート、211は外
枠であり、214は蒸発型ゲッタ材を内包した蒸発型ゲ
ッタ材コンテナである。蒸発型ゲッタ材コンテナ214
は蒸発型ゲッタ材コンテナ固定治具213に固定されて
いる。
In FIG. 1, 200 is an exhaust pipe for exhausting the inside of the image display device (in the figure, the state after sealing is shown), 201 is a rear plate, and 240 is a blue constituting an electron-emitting device. Plate made of plate glass, 2
Reference numerals 02 and 203 denote electrodes installed at a fixed interval, 20
4 is a thin film including an electron emission portion provided between the electrodes 202 and 203, 206 is an electron passage hole, 207 is a grid, 2
Reference numeral 08 denotes a face plate made of soda-lime glass on which a metal back 209 and a phosphor 210 are formed, 211 denotes an outer frame, and 214 denotes an evaporation type getter material container containing an evaporation type getter material. Evaporative getter material container 214
Is fixed to the evaporation type getter material container fixing jig 213.
【0025】234は非蒸発型ゲッタ235,236を
支持する金属プレートで、これらは非蒸発型ゲッタ固定
治具233に固定されている。242は断熱性を有する
薄膜で、電子放出素子を構成したプレート240の裏側
一面に形成されている。また、241は上下空間の連通
穴であり、プレート240および断熱性を有する薄膜2
41を貫通している。
A metal plate 234 supports the non-evaporable getters 235 and 236, and these are fixed to the non-evaporable getter fixing jig 233. A thin film 242 having a heat insulating property is formed on the entire back surface of the plate 240 that constitutes the electron-emitting device. Further, reference numeral 241 is a communication hole in the upper and lower spaces, and the plate 240 and the thin film 2 having a heat insulating property.
It penetrates 41.
【0026】このような構成の断熱性を有する薄膜を採
用することにより、非蒸発型ゲッタ235,236を真
空中高温下で一定時間活性化させる際に生じる、輻射熱
や、非蒸発型ゲッタ固定治具233を介した熱伝導を抑
えることができる。同時に、上記輻射熱が断熱性を有す
る薄膜242で反射されるため、非蒸発型ゲッタの効率
的な活性化が可能となる。また、非蒸発型ゲッタ23
5,236の活性化に、レーザー光や赤外線等をリアプ
レート201の外側から照射する直接加熱法を用いるこ
とにより、上記輻射熱や熱伝導をより低く抑えることが
できる。
By adopting the heat insulating thin film having such a structure, radiant heat generated when the non-evaporable getters 235 and 236 are activated in a vacuum at a high temperature for a certain period of time, and a non-evaporable getter fixing treatment. Heat conduction via the tool 233 can be suppressed. At the same time, since the radiant heat is reflected by the heat insulating thin film 242, the non-evaporable getter can be efficiently activated. In addition, the non-evaporable getter 23
By using a direct heating method of irradiating laser light, infrared rays, or the like from the outside of the rear plate 201 for activating 5,236, the radiant heat and heat conduction can be further suppressed.
【0027】本発明を適用し得る表面伝導型電子放出素
子の基本的構成には大別して、平面型及び垂直型の2つ
がある。
The basic structure of the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied is roughly classified into a planar type and a vertical type.
【0028】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。図11は、本発明を適用可能な平面型表
面伝導型電子放出素子の模式図であり、(a)は平面
図、(b)は断面図である。図11において$1は基
板、$2と$3は素子電極、$4は導電性薄膜、$5は
電子放出部である。
First, the plane type surface conduction electron-emitting device will be described. 11A and 11B are schematic views of a planar surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied, where FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a sectional view. In FIG. 11, $ 1 is a substrate, $ 2 and $ 3 are element electrodes, $ 4 is a conductive thin film, and $ 5 is an electron emitting portion.
【0029】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
ラス基板及びアルミナ等のセラミックス及びSi基板等
を用いることができる。
The substrate $ 1 is made of quartz glass, glass having a reduced content of impurities such as Na, soda-lime glass, a soda-lime glass substrate laminated with a SiO 2 layer formed by sputtering or the like, and a ceramic such as alumina and a Si substrate. Etc. can be used.
【0030】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等の金属或は合金及びPd、Ag、Au、R
uO2 、Pd−Ag等の金属或は金属酸化物とガラス等
から構成される印刷導体、In23 −SnO2 等の透
明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材料等から適
宜選択することができる。
As a material for the opposing element electrodes $ 2 and $ 3, a general conductor material can be used. This is, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al,
Metals or alloys such as Cu, Pd and Pd, Ag, Au, R
Select appropriately from a printed conductor composed of a metal such as uO 2 , Pd-Ag or the like and a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 -SnO 2 and a semiconductor conductor material such as polysilicon. You can
【0031】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 device electrodes. It can be a range.
【0032】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. Element electrode $ 2,
A film thickness d of $ 3 can range from a few hundred Angstroms to a few micrometers.
【0033】尚、図11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. 11, the conductive thin film $ 4, the opposing element electrodes $ 2, $ are provided on the substrate $ 1.
It is also possible to adopt a configuration in which the layers are laminated in the order of 3.
【0034】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間の抵抗値及び後
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
ングストロームより500オングストロームの範囲とす
るのが良い。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 usually from several angstroms. It is preferably in the range of several thousand angstroms, more preferably in the range of 10 angstroms to 500 angstroms. The resistance value is such that R s is 10 2 to 10 7 Ω
/ □ value. Note that R s appears when the resistance R of a thin film having a thickness t, a width w, and a length l is R = R s (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 this, and includes a process of causing a crack in a film to form a high resistance state. Is.
【0035】導電性薄膜$4を構成する材料は、Pd、
Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、F
e、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、PdO、S
nO 2 、In23 、PbO、Sb23 等の酸化物、
HfB2 、ZrB2 、LaB 6 、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 material forming the conductive thin film $ 4 is Pd,
Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
e, Zn, Sn, Ta, W, Pb and other metals, PdO, S
nO 2 , In2 OThree , PbO, Sb2 OThree Oxides such as
HfB2 , ZrB2 , LaB 6 , CeB6 , YBFour , G
dBFour Boride such as TiC, ZrC, HfC, TaC,
Carbides such as SiC, WC, TiN, ZrN, HfN, etc.
Suitable from nitrides, semiconductors such as Si and Ge, carbon, etc.
Selected.
【0036】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 has a fine structure in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged or in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (when some fine particles are formed). To form an island-like 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.
【0037】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。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。
The term "fine particles" is frequently used in this specification, and the meaning thereof will be described. 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.
【0038】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どの様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 considered and classified. 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.
【0039】「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−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。「創造科学技術推
進制度の“超微粒子プロジェクト”(1981〜198
6)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 1988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。
"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 particle size. It was a thing. "Creative Science and Technology Promotion System" Ultrafine Particle Project "(1981-198)
In 6), the particle size (diameter) is about 1 to 100 nm.
In the range of "ultra fine particles"
participant). Then, one ultrafine particle is an aggregate of about 100 to 10 8 atoms. Ultra-fine particles are large to giant particles on an atomic scale. ("Ultra Fine Particles-Creative Science and Technology-" Hayashi Chikyu, Ryoji Ueda, Akira Tazaki, ed .; Mita Publishing 1988 2
Lines 1 to 4) "Things smaller than ultrafine particles,
In other words, a single particle composed of several to several hundred atoms is usually called a cluster. "
-13th line) Based on the above general term,
In the present specification, "fine particles" are aggregates of a large number of atoms and molecules, and the lower limit of the particle size is about several angstroms to about 10 angstroms, and the upper limit is about several μm.
【0040】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、材料及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及びその近傍の導電性薄膜$4には、炭
素あるいは炭素化合物を有することもできる。
The electron emitting portion $ 5 is composed of a high resistance crack formed in a part of the conductive thin film $ 4, and the film thickness, film quality and material of the conductive thin film $ 4 and a method such as energization forming described later. Etc. Conductive fine particles having a particle size in the range of several angstroms to several hundred angstroms may be present inside the electron emitting portion $ 5. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material forming the conductive thin film $ 4.
The electron emitting portion $ 5 and the conductive thin film $ 4 in the vicinity thereof may contain carbon or a carbon compound.
【0041】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。図12は、本発明の表面伝導型電子放出
素子を適用できる垂直型表面伝導型電子放出素子の一例
を示す模式図である。
Next, the vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIG. 12 is a schematic view showing an example of a vertical surface conduction electron-emitting device to which the surface conduction electron-emitting device of the present invention can be applied.
【0042】図12においては、図11に示した部位と
同じ部位には図11に付した符号と同一の符号を付して
いる。$21は、段さ形成部である。基板$1、素子電
極$2及び$3、導電性薄膜$4、電子放出部$5は、
前述した平面型表面伝導型電子放出素子の場合と同様の
材料で構成することができる。段さ形成部$21は、真
空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成されたSiO2
等の絶縁性材料で構成することができる。段さ形成部$
21の膜厚は、先に述べた平面型表面伝導型電子放出素
子の素子電極間隔Lに対応し、数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、段さ形成部の製法、及び、素子電極間に印加
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. 12, the same parts as those shown in FIG. 11 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. $ 21 is a step forming part. The substrate $ 1, the element electrodes $ 2 and $ 3, the conductive thin film $ 4, and the electron emitting portion $ 5 are
It can be made of the same material as in the case of the planar surface conduction electron-emitting device described above. The step forming portion $ 21 is made of SiO 2 formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like.
Can be made of an insulating material such as. Step forming section $
The film thickness of 21 corresponds to the device electrode spacing L of the flat surface conduction electron-emitting device described above, and can be 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 and the voltage applied between the device electrodes, but is preferably in the range of several hundred angstroms to several micrometers.
【0043】導電性薄膜$4は、素子電極$2及び$3
と段さ形成部$21作成後に、該素子電極$2、$3の
上に積層される。電子放出部$5は、図12において
は、段さ形成部$21に形成されているが、作成条件、
フォーミング条件等に依存し、形状、位置ともこれに限
られるものでない。
The conductive thin film $ 4 includes device electrodes $ 2 and $ 3.
After the step forming portion $ 21 is formed, it is laminated on the device electrodes $ 2 and $ 3. The electron emitting portion $ 5 is formed in the step forming portion $ 21 in FIG.
The shape and position are not limited to this, depending on the forming conditions and the like.
【0044】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13に模式
的に示す。
There are various methods for manufacturing the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, and one example thereof is schematically shown in FIG.
【0045】以下、図11及び図13を参照しながら製
造方法の一例について説明する。図13においても、図
11に示した部位と同じ部位には図11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. 11 and 13. Also in FIG. 13, the same parts as those shown in FIG. 11 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. 11.
【0046】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13(a))。
1) The substrate $ 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water, an organic solvent and the like, and after the element electrode material is deposited by the vacuum deposition method, the sputtering method or the like, the substrate $ 1 is formed by using, for example, the photolithography technique. Element electrodes $ 2 and $ 3 are formed on top (FIG. 13A).
【0047】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13(b))。ここでは、有機金属溶液の
塗布法を挙げて説明したが、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) Substrate $ 1 provided with element electrodes $ 2 and $ 3
Then, 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 film $ 4 as a main element can be used. The organometallic thin film is heated and baked, lifted off,
Patterning is performed by etching or the like to form the conductive thin film $ 4 (FIG. 13B). Here, the method of applying the organic metal solution has been described, but 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, a spinner method or the like can also be used.
【0048】3)つづいて、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1
3(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。該部位が電子放出部$5を構成す
る。通電フォーミングの電圧波形の例を図14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 electricity is applied between the device electrodes $ 2 and $ 3 by using a power source (not shown), an electron emitting portion $ 5 having a changed structure is formed in the conductive thin film $ 4 (see FIG. 1).
3 (c)). Conductive thin film $ 4 according to energization forming
Locally, a site having a structural change such as destruction, deformation or alteration is formed. This portion constitutes the electron emitting portion $ 5. FIG. 14 shows an example of the voltage waveform of the energization forming.
【0049】電圧波形は、パルス波形が、好ましい。こ
れに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14(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14(b)に示し
た手法がある。
The voltage waveform is preferably a pulse waveform. The method shown in FIG. 14A in which a pulse with a constant pulse height is applied as a constant voltage and the method shown in FIG. 14B in which a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value are used for this purpose. There is.
【0050】図14(a)におけるT1及びT2は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔である。通常T1は1マイ
クロ秒〜10ミリ秒、T2は、10マイクロ秒〜100
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、矩形波など所望の
波形を採用することができる。
In FIG. 14A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Normally, T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds, and T2 is 10 microsecond to 100.
It is set in the millisecond range. 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 these conditions,
For example, the 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.
【0051】図14(b)におけるT1及びT2は、図
14(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ステップ程度づつ、増加させることができ
る。
T1 and T2 in FIG. 14B can be the same as those shown in FIG. 14A. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) can be increased, for example, by about 0.1 V steps.
【0052】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
示した時、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 device 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.
【0053】4)フォーミングを終えた素子に活性化工
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 process means that the device current If and the emission current Ie are
This is a process that changes significantly.
【0054】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、カルボン酸、スルホン酸等
の有機酸類等を挙げることが出来、具体的には、メタ
ン、エタン、プロパンなどCn2n+2で表される飽和炭
化水素、エチレン、プロピレンなどCn2n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 varies depending on the above-described application form, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case. Suitable organic materials include
Specific examples include alkanes, alkenes, alkynes, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, organic acids such as phenols, carboxylic acids, and sulfonic acids. Include saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 such as methane, ethane and propane, unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene, benzene, toluene and methanol, Ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methyl amine,
Ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like 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.
【0055】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。
(駆動時よりも高い電圧を印加した方がよい場合もあ
る。) 炭素及び炭素化合物とは、例えばグラファイト(いわゆ
るHOPG、PG、GCを包含する、HOPG(HOP
G:High Oriented Pyrolytic
Graphite)はほぼ完全なグラファイトの結晶
構造、PG(PG:Pyrolitic Graphi
te熱分解炭素)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(Glassy
Carbon無定形炭素)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
及び、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。
The end of the activation step is determined as appropriate while measuring the device current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.
(In some cases, it may be better to apply a higher voltage than during driving.) Carbon and carbon compounds are, for example, graphite (so-called HOPG, PG, GC-containing HOPG (HOP
G: High Oriented Pyrolytic
Graphite) is a crystal structure of almost perfect graphite, PG (PG: Pyrolytic Graphi)
te pyrolytic carbon) has a crystal grain of about 200 angstroms and has a slightly disordered crystal structure, GC (Glassy)
(Carbon amorphous carbon) refers to a crystal grain having a crystal grain size of about 20 angstroms and further disordered crystal structure. ), Amorphous carbon (referring to amorphous carbon and 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 in the range of 300 angstroms or less. Is more preferable.
【0056】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排気する工程である。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
とが出来る。
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. 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 exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used.
【0057】前記活性化の工程で、排気装置として油拡
散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生する
オイル成分に由来する有機ガスを用いた場合は、この成
分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空容器内の有
機成分の分圧は、上記の炭素及び炭素化合物がほぼ新た
に堆積しない分圧で1×10-8Torr以下が好まし
く、さらには1×10-10 Torr以下が特に好まし
い。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時間以上が望ま
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。吸着ガスの脱離のみを考
えると、温度は高い方がよく、電子源などへの熱による
ダメージを考慮して80〜200℃が好ましいが、電子
源の耐熱性があがれば、当然もっと高温にしても良い。
真空容器内の圧力は極力低くすることが必要で、1〜3
×10-7Torr以下が好ましく、さらに1×10-8
orr以下が特に好ましい。
When an oil diffusion pump or a rotary pump is used as an exhaust device in the activation step and an organic gas derived from an oil component generated from this is used, the partial pressure of this component must be kept as low as possible. . The partial pressure of the organic components in the vacuum container is preferably 1 × 10 −8 Torr or less, and more preferably 1 × 10 −10 Torr or less, in terms of the partial pressure at which the carbon and carbon compound are not newly deposited. 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 condition at this time is preferably 80 to 200 ° C. for 5 hours or more, but is not particularly limited to this condition and may be appropriately selected depending on various conditions such as the size and shape of the vacuum container and the configuration of the electron-emitting device. To do. Considering only the desorption of the adsorbed gas, the higher the temperature is, the more preferable temperature is 80 to 200 ° C in consideration of heat damage to the electron source. However, if the heat resistance of the electron source is increased, naturally the temperature should be higher. May be.
It is necessary to make the pressure in the vacuum container as low as possible.
Not more than × 10 -7 Torr, more preferably 1 × 10 -8 T
Orr or less is particularly preferable.
【0058】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出来る。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I
eが、安定する。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15、図
16を参照しながら説明する。
It is preferable to maintain the atmosphere at the time of driving after the stabilization process is the atmosphere at the end of the stabilization process, but it is not limited to this, and if the organic substance is sufficiently removed. Even if the degree of vacuum itself is slightly lowered, it is possible to maintain sufficiently stable characteristics. By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed, and as a result, the device current If and the emission current I
e becomes stable. 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. 15 and 16.
【0059】図15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15においても、図11に示
した部位と同じ部位には図11に付した符号と同一の符
号を付している。図15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。即ち、$1は電子放出
素子を構成する基体であり、$2及び$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、アノード電極の電圧
を1kV〜10kVの範囲とし、アノード電極と電子放
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. 15 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. 15, the same parts as those shown in FIG. 11 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG. 11. In FIG. 15, $ 55 is a vacuum container and $ 56 is an exhaust pump. An electron emitting device is arranged in the vacuum container $ 55. That is, $ 1 is a substrate that constitutes an electron-emitting device, $ 2 and $ 3 are device electrodes,
$ 4 is a conductive thin film, and $ 5 is an electron emission part. $ 51
Is a power supply for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device, $ 50 is an ammeter for measuring the device current If flowing through the conductive thin film $ 4 between the device electrodes $ 2 and $ 3, and $ 54 is the device Is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission part of the. $ 53 is the anode electrode $
A high voltage power source for applying a voltage to 54, and $ 52 are ammeters for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion $ 5 of the device. As an example, the measurement can be performed with the voltage of the anode electrode in the range of 1 kV to 10 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device in the range of 2 mm to 8 mm.
【0060】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
ポンプ等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、不図示のヒーターにより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 container $ 55 is provided with equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere such as a vacuum gauge (not shown) so that 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 provided with the electron source substrate shown here can be heated 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.
【0061】図16は、図15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16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・横軸ともリ
ニアスケールである。
FIG. 16 is a diagram schematically showing the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf measured using the vacuum processing apparatus shown in FIG. In FIG. 16, 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.
【0062】図16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
して三つの特徴的性質を有する。
As is clear from FIG. 16, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has three characteristic properties regarding the emission current Ie.
【0063】即ち、(i)本素子はある電圧(しきい値
電圧と呼ぶ、図16中のVth)以上の素子電圧を印加
すると急激に放出電流Ieが増加し、一方しきい値電圧
Vth以下では放出電流Ieがほとんど検出されない、
つまり、放出電流Ieに対する明確なしきい値電圧Vt
hを持った非線形素子である。
That is, (i) when an element voltage higher than a certain voltage (called a threshold voltage, Vth in FIG. 16) is applied to this element, the emission current Ie rapidly increases, while the threshold voltage Vth or less is applied. Emission current Ie is hardly detected in
That is, a clear threshold voltage Vt with respect to the emission current Ie
It is a non-linear element having h.
【0064】(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.
【0065】(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 applying the device voltage Vf. That is, the amount of charge captured by the anode electrode $ 54 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.
【0066】以上の説明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 can be 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.
【0067】図16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. 16, 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 is equal to the element voltage Vf.
May exhibit a voltage control type negative resistance characteristic (hereinafter, referred to as “VCNR characteristic”) in some cases (not shown). These characteristics can be controlled by controlling the above process.
【0068】本発明を適用可能な電子放出素子の応用例
について以下に述べる。本発明を適用可能な表面伝導型
電子放出素子の複数個を基板上に配列し、例えば電子源
あるいは、画像形成装置が構成できる。
An application example of the electron-emitting device to which the present invention can be applied will be described below. By arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices to which the present invention is applicable on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be configured.
【0069】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。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方向及び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
は所謂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。
Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted. As an example, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction), and a direction perpendicular to the wiring (referred to as a column direction). There is a ladder-like arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by control electrodes (also referred to as grids) disposed above the electron-emitting devices. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. One example is one in which the other of the electrodes of a plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to a wiring in the Y direction. This is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.
【0070】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)乃至(iii)の
特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素子からの放出
電子は、しきい値電圧以上では、対向する素子電極間に
印加するパルス状電圧の波高値と巾で制御できる。一
方、しきい値電圧以下では、殆ど放出されない。この特
性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合におい
ても、個々の素子に、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
電子放出量を制御できる。
The surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has the characteristics (i) to (iii) as described above. 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 higher. On the other hand, when the voltage is equal to or lower than the threshold voltage, it is hardly 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 electron emission amount can be controlled by selecting the surface conduction electron-emitting device according to the input signal.
【0071】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17を用いて説明する。図17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。尚、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. 17, $ 71
Is an 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.
【0072】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、巾は、適宜設計される。
Y方向配線$73は、DY1,DY2,..DYnのn
本の配線よりなり、X方向配線$72と同様に形成され
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、共に正の
整数)。
The m pieces of X-direction wiring $ 72 are DX1 and DX.
2,. . It is made of 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 material, thickness, and width of the wiring are appropriately designed.
The Y-direction wiring $ 73 includes DY1, DY2 ,. . DYn n
It is composed of a book wire and is formed similarly to the X-direction wire $ 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 separate the two (m and n are , Both positive integers).
【0073】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を形成した基板$7
1の全面或は一部に所望の形状で形成され、特にX方向
配線$72とY方向配線$73の交差部の電位差に耐え
得るように、膜厚、材料、製法が、適宜設定される。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, a board $ 7 on which the X-direction wiring $ 72 is formed
1 is formed in a desired shape on the entire surface or a part thereof, and the film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring $ 72 and the Y-direction wiring $ 73. . X
The direction wiring $ 72 and the Y direction wiring $ 73 are drawn out as external terminals.
【0074】表面伝導型放出素子$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 are formed 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 electrically connected.
【0075】配線$72と配線$73を構成する材料、
結線$75を構成する材料及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。
Materials for forming the wiring $ 72 and the wiring $ 73,
The material forming the connection $ 75 and the material forming the pair of device electrodes may be the same or different in some or all of the constituent elements. These materials are
For example, it is appropriately selected from the above-mentioned material of the device electrode. If the material forming the device electrodes and the wiring material are the same,
The wiring connected to the device electrode can also be called a device electrode.
【0076】X方向配線$72には、X方向に配列した
表面伝導型放出素子$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方向に配列した表
面伝導型放出素子$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。
各電子放出素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印
加される走査信号と変調信号の差電圧として供給され
る。
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, the Y direction wiring $ 73 is connected with a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices $ 74 arranged in the Y direction according to an input signal.
The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the device.
【0077】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 simple matrix wiring.
【0078】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18と図19
及び図20を用いて説明する。図18は、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19は、図
18の画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図であ
る。図20は、NTSC方式のテレビ信号に応じて表示
を行なうための駆動回路の一例を示すブロック図であ
る。
FIG. 18 and FIG. 19 show an image forming apparatus constructed by using an electron source having such a simple matrix arrangement.
This will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 19 is a schematic diagram of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG. 20 is a block diagram showing an example of a drive circuit for displaying in accordance with an NTSC television signal.
【0079】図18において、$71は電子放出素子を
複数配した電子源基板、$81は電子源基板$71を固
定したリアプレート、$86はガラス基板$83の内面
に蛍光膜$84とメタルバック$85等が形成されたフ
ェースプレートである。$82は、支持枠であり該支持
枠$82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、400〜500℃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. 18, $ 71 is an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged, $ 81 is a rear plate to which the electron source substrate $ 71 is fixed, $ 86 is a glass substrate $ 83, and a fluorescent film $ 84 is formed on the inner surface. It is a face plate on which a metal back $ 85 or the like is formed. $ 82 is a support frame, and a rear plate $ 81 and a face plate $ 86 are connected to the support frame $ 82 by using frit glass or the like. $
Reference numeral 88 denotes an envelope, which is sealed and formed by firing in the temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the atmosphere or nitrogen.
【0080】$74は、図11における電子放出部に相
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方向配線及びY方向配線
である。914は蒸発型ゲッタ材を内包した蒸発型ゲッ
タ材コンテナである。蒸発型ゲッタ材コンテナ914は
蒸発型ゲッタ材コンテナ固定治具913に固定されてい
る。934は非蒸発型ゲッタ935,936を支持する
金属プレートである。943は断熱板である。
$ 74 corresponds to the electron emitting portion in FIG. $ 72 and $ 73 are the X-direction wiring and the Y-direction wiring connected to the pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. Reference numeral 914 denotes an evaporation type getter material container containing an evaporation type getter material. The evaporation type getter material container 914 is fixed to the evaporation type getter material container fixing jig 913. A metal plate 934 supports the non-evaporable getters 935 and 936. 943 is a heat insulating plate.
【0081】外囲器$88は、上述の如く、フェースプ
レート$86、支持枠$82、リアプレート$81で構
成される。リアプレート$81は主に基板$71の強度
を補強する目的で設けられるため、基板$71自体で十
分な強度を持つ場合は別体のリアプレート$81は不要
とすることができる。即ち、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
及び基板$71で外囲器$88を構成しても良い。一
方、フェースプレート$86、リアプレート$81間
に、スペーサーとよばれる不図示の支持体を設置するこ
とにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器$8
8を構成することもできる。
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 provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate $ 71, if the substrate $ 71 itself has sufficient strength, the separate rear plate $ 81 can be unnecessary. That is, the support frame $ directly on the board $ 71
82 is sealed, face plate $ 86, support frame $ 82
Alternatively, the board $ 71 may form the envelope $ 88. On the other hand, by installing a support (not shown) called a spacer between the face plate $ 86 and the rear plate $ 81, the envelope $ 8 having sufficient strength against atmospheric pressure.
8 can also be configured.
【0082】図19は、蛍光膜を示す模式図である。蛍
光膜$84は、モノクロームの場合は蛍光体のみから構
成することができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体
の配列によりブラックストライプあるいはブラックマト
リクスなどと呼ばれる黒色導電材$91と蛍光体$92
とで構成することができる。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、光の透過及び反射が少ない材料を用いる
ことができる。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a fluorescent film. In the case of monochrome, the fluorescent film $ 84 can be composed of only the phosphor. In the case of a color phosphor film, a black conductive material $ 91 called a black stripe or a black matrix and a phosphor $ 92 depending on the arrangement of the phosphors.
And can be composed of The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the mixed colors and the like inconspicuous by blackening the coating portions between the phosphors $ 92 of the three primary color phosphors required for color display, and the phosphor film $ 84. It is to suppress the decrease in contrast due to the reflection of external light. As a material for the black stripe, other than a material mainly containing graphite which is usually used,
It is possible to use a material having conductivity and low transmission and reflection of light.
【0083】ガラス基板$93に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法、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。メタルバックを設ける目的
は、蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレー
ト$86側へ鏡面反射させ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を保護すること等である。メ
タルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平
滑化処理(通常、「フィルミング」と呼ばれる。)を行
い、その後Alを真空蒸着等を用いて堆積させることで
作製できる。
As a method of applying the phosphor to the glass substrate $ 93, a precipitation method, a printing method or the like can be adopted regardless of monochrome or color. A metal back $ 85 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film $ 84. The purpose of providing the metal back is to improve the brightness by specularly reflecting the light to the inner surface side of the light emission of the phosphor to the face plate $ 86 side, and to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage. , Protecting the phosphor from damage caused by collision of negative ions generated in the envelope. The metal back can be manufactured by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al using vacuum evaporation or the like.
【0084】フェースプレート$86には、更に蛍光膜
$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。
The face plate $ 86 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film $ 84 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film $ 84.
【0085】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。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. When performing the above-described sealing, in the case of color, it is necessary to make each color phosphor correspond to the electron-emitting device, and sufficient alignment is indispensable.
【0086】図18に示した画像形成装置は、例えば以
下のように製造される。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
が成される。
The image forming apparatus shown in FIG. 18 is manufactured, for example, as follows. The envelope $ 88 is exhausted through an exhaust pipe (not shown) by an exhaust device that does not use oil, such as an ion pump and a sorption pump, while appropriately heating, as in the above-described stabilization process, and is about 10 -7 Torr. After forming an atmosphere of a sufficiently small amount of an organic substance, the sealing is performed.
【0087】ここで、外囲器$88の封止後の真空度を
維持するために、通常ゲッタ処理が行われる。ゲッタに
は、蒸発型と非蒸発型があり、そのどちらか、またはそ
の両者を使用することができる。なお、図18では蒸発
型ゲッタ及び非蒸発型ゲッタの両者を配置した例を示し
ている。蒸発型ゲッタ処理は、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内の所定の位置に
配置されたゲッタ914を加熱し、蒸着膜を形成する処
理である。蒸発型ゲッタは通常Baが主成分であり、前
記蒸着膜の吸着作用により真空度を維持するものであ
る。
Here, in order to maintain the degree of vacuum after the envelope $ 88 is sealed, a getter process is usually performed. The getter includes an evaporative type and a non-evaporable type, and either one or both can be used. Note that FIG. 18 shows an example in which both the evaporation type getter and the non-evaporation type getter are arranged. The evaporation type getter process is performed by heating using resistance heating, high frequency heating, or the like immediately before or after sealing the envelope $ 88, and the getter 914 arranged at a predetermined position inside the envelope $ 88. Is a process for forming a vapor-deposited film by heating. The evaporative getter usually has Ba as a main component, and maintains the degree of vacuum by the adsorption action of the vapor deposition film.
【0088】非蒸発型ゲッタは935、936、真空中
高温下で一定時間活性化させた後にガス吸着能が発現す
るもので、該非蒸発型ゲッタ材としては、Zr−Al合
金、Zr−Fe合金、Zr−Ni合金、Zr−Nb−F
e合金、Zr−Ti−Fe合金、Zr−V−Fe合金等
がある。この中では比較的低温で活性化できるZr−V
−Fe合金が一般的である。該非蒸発型ゲッタの加熱活
性化は通常、外囲器$88の封止を行う直前に、抵抗加
熱、高周波加熱、レーザー光や赤外線を用いた直接加熱
等により行われる。この中ではレーザー光、赤外線を用
いた直接加熱による活性化が好ましい。
The non-evaporable getters 935 and 936 exhibit gas adsorbing ability after being activated in a vacuum at a high temperature for a certain period of time. As the non-evaporable getter materials, Zr-Al alloy and Zr-Fe alloy are used. , Zr-Ni alloy, Zr-Nb-F
e alloy, Zr-Ti-Fe alloy, Zr-V-Fe alloy and the like. Among these, Zr-V that can be activated at relatively low temperatures
-Fe alloys are common. The heat activation of the non-evaporable getter is generally performed immediately before sealing the envelope $ 88 by resistance heating, high frequency heating, direct heating using laser light or infrared rays, or the like. Of these, activation by direct heating using laser light or infrared light is preferable.
【0089】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。
Here, the steps after the forming treatment of the surface conduction electron-emitting device can be set appropriately.
【0090】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20を用いて説明する。図20におい
て、$101は画像表示パネル、$102は走査回路、
$103は制御回路、$104はシフトレジスタであ
る。$105はラインメモリ、$106は同期信号分離
回路、$107は変調信号発生器、VxおよびVaは直
流電圧源である。
Next, a configuration example of a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal on a display panel configured by using an electron source having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. . In FIG. 20, $ 101 is an image display panel, $ 102 is a scanning circuit,
$ 103 is a control circuit and $ 104 is a shift register. $ 105 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.
【0091】表示パネル$101は、端子Dox1乃至
Doxm,端子Doy1乃至Doyn、および高圧端子
Hvを介して外部の電気回路と接続している。端子Do
x1乃至Doxmには、表示パネル内に設けられている
電子源、即ち、M行N列の行列状にマトリクス配線され
た表面伝導型電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順次
駆動するための走査信号が印加される。
The display panel $ 101 is connected to an external electric circuit via the terminals Dox1 to Doxm, the terminals Doy1 to Doyn, and the high voltage terminal Hv. Terminal Do
x1 to Doxm are used to sequentially drive electron sources provided in the display panel, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices that are matrix-wired in a matrix of M rows and N columns row by row (N elements). A scanning signal is applied.
【0092】端子Dy1乃至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端子放出素子の各素
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
10K[V]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 type terminal emission element 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 DC voltage of, for example, 10 K [V] from a DC voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor into an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. It is an accelerating voltage for applying energy.
【0093】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を備えたもので
(図中、S1乃至Smで模式的に示している)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0[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択
し、表示パネル$101の端子Dx1乃至Dxmと電気
的に接続される。S1乃至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わせることにより構成すること
ができる。
The scanning circuit $ 102 will be described. This circuit includes M switching elements inside (in the drawing, S1 to Sm are schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level), and is electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the display panel $ 101. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit $ 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs.
【0094】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 the present example, the DC voltage source Vx is a driving voltage applied to an unscanned element based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting element and the electron emission threshold value. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the voltage.
【0095】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Tsyn
c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 controls the sync signal Tsyn sent from the sync signal separation circuit $ 106.
Based on c, Tscan and Tsft for each part
And Tmry control signals are generated.
【0096】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成るが、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
号と表した。該DATA信号はシフトレジスタ$104
に入力される。
The sync signal separation circuit $ 106 is a circuit for separating the sync signal component and the luminance signal component from the NTSC system television signal input from the outside, and uses a general frequency separation (filter) circuit or the like. Can be configured. The sync signal separated by the sync signal separating circuit $ 106 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal, but it is shown here as a Tsync signal for convenience of description. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. The DATA signal is the shift register $ 104
Is input to
【0097】シフトレジスタ$104は、時系列的にシ
リアルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライ
ン毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記
制御回路$103より送られる制御信号Tsftに基づ
いて動作する(即ち、制御信号Tsftは、シフトレジ
スタ$104のシフトクロックであるということもでき
る。)。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
(電子放出素子N素子分の駆動データに相当)のデータ
は、Id1乃至IdnのN個の並列信号として前記シフ
トレジスタ$104より出力される。
The shift register $ 104 is for serial / parallel conversion of the DATA signal serially input in time series for each line of the image, and the control signal Tsft sent from the control circuit $ 103. (Ie, the control signal Tsft can be said to be the shift clock of the shift register $ 104). The serial / parallel converted image data for one line (corresponding to drive data for N electron emission elements) is output from the shift register $ 104 as N parallel signals Id1 to Idn.
【0098】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
に従って適宜Id1乃至Idnの内容を記憶する。記憶
された内容は、I’d1乃至I’dnとして出力され、
変調信号発生器$107に入力される。
The line memory $ 105 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and a control signal Tmry sent from the control circuit $ 103.
, The contents of Id1 to Idn are stored as appropriate. The stored contents are output as I'd1 to I'dn,
It is input to the modulation signal generator $ 107.
【0099】変調信号発生器$107は、画像データ
I’d1乃至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Doy1乃至Doynを通じ
て表示パネル$101内の表面伝導型電子放出素子に印
加される。
The modulation signal generator $ 107 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices in accordance with each of the image data I'd1 to I'dn, and its output signal is , And is applied to the surface conduction electron-emitting devices in the display panel $ 101 through the terminals Doy1 to Doyn.
【0100】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。即ち、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, a clear threshold voltage Vth is required for electron emission.
And electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied. For voltages above the electron emission threshold,
The emission current also changes 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. At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw.
【0101】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等が採用できる。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 carrying out the voltage modulation method, as the modulation signal generator $ 107, a circuit of the voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data is used. Can be used.
【0102】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。
When implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator $ 107, it is possible to use a pulse width modulation type circuit that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to the input data.
【0103】シフトレジスタ$104やラインメモリ$
105は、デジタル信号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。
Shift register $ 104 and line memory $
The digital signal 105 and the analog signal type can be adopted as 105. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.
【0104】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$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。即ち、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$10
7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
と前記メモリの出力値を比較する比較器(コンパレー
タ)を組み合わせた回路を用いる。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.
A D converter may be provided. In connection with this, 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. Modulation signal generator $ 10 for pulse width modulation
For example, a circuit in which a high-speed oscillator and a counter (counter) for counting the number of waves output from the oscillator and a comparator (comparator) for comparing the output value of the counter with the output value of the memory are used as the circuit 7. 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.
【0105】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, for example, an amplifier circuit using an operational amplifier or the like, 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.
【0106】このような構成をとり得る本発明を適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Dox1乃至Doxm、Doy1乃至Doyn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(不図示)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。ここで述べた画像形成装置の構
成は、本発明を適用可能な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,SECOM方
式等他、これよりも、多数の走査線からなるTV信号
(例えば、MUSE方式をはじめとする高品位TV)方
式も採用できる。
In the image display device to which the present invention having such a structure can be applied, the electron emission element is electron-emitted by applying a voltage to each electron-emission element through the terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. Occurs.
A high voltage is applied to the metal back 85 or a transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 84 and emit light to form an image. The configuration of the image forming apparatus described here is an example of the image forming apparatus to which the present invention is applicable,
Various modifications are possible based on the technical idea of the present invention.
As for the input signal, the NTSC system has been mentioned, but the input signal is not limited to this, and the PAL, SECOM system, etc., and a TV signal including a larger number of scanning lines than this (for example, the MUSE system is included. High-definition TV) system can also be adopted.
【0107】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21および図22を用いて説明する。
Next, a ladder type electron source and an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 21 and 22.
【0108】図21は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図21において、$110は電子源
基板、$111は電子放出素子である。$112 、D
x1〜Dx10は、電子放出素子$111を接続するた
めの共通配線である。電子放出素子$111は、基板$
110上に、X方向に並列に複数個配されている(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。即ち、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Dx2〜Dx9は、例えばDx
2,Dx3を同一配線とすることもできる。
FIG. 21 is a schematic view showing an example of a ladder-type electron source. In FIG. 21, $ 110 is an electron source substrate and $ 111 is an electron-emitting device. $ 112, D
x1 to Dx10 are common wirings for connecting the electron-emitting device $ 111. The electron-emitting device $ 111 is the substrate $
A plurality of them are arranged in parallel in the X direction on 110 (this is called an element 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.
The common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows are, for example, Dx
2, Dx3 can be the same wiring.
【0109】図22は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図で
ある。なお、図22では、蒸発型ゲッタおよび/または
非蒸発型ゲッタ、さらには断熱板は省略してある。$1
20はグリッド電極、$121は電子が通過するため空
孔、$122はDox1,Dox2,・・・,Doxm
よりなる容器外端子である。$123は、グリッド電極
$120と接続されたG1,G2,・・・,Gnからな
る容器外端子、$124は各素子行間の共通配線を同一
配線とした電子源基板である。図22においては、図1
8、図21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。ここに示した画像
形成装置と、図18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$110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. 22 is a schematic view showing an example of a panel structure in an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source. Note that, in FIG. 22, the evaporation type getter and / or the non-evaporation type getter and the heat insulating plate are omitted. $ 1
20 is a grid electrode, $ 121 is a hole for passing electrons, and $ 122 is Dox1, Dox2, ..., Doxm.
This is an external terminal made of a container. $ 123 is an outside-container terminal composed of G1, G2, ..., Gn connected to the grid electrode $ 120, and $ 124 is an electron source substrate in which the common wiring between each element row is the same wiring. In FIG. 22, FIG.
8, the same parts as those shown in FIG. 21 are designated by the same reference numerals as those shown in these figures. The major difference between the image forming apparatus shown here and the image forming apparatus of the simple matrix arrangement shown in FIG. 18 is whether or not the grid electrode $ 120 is provided between the electron source substrate $ 110 and the face plate $ 86. Is.
【0110】図22においては、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、表面伝導型放
出素子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
子に対応して1個ずつ円形の開口$121が設けられて
いる。グリッドの形状や設置位置は図22に示したもの
に限定されるものではない。例えば、開口としてメッシ
ュ状に多数の通過口を設けることもでき、グリッドを表
面伝導型放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。
In FIG. 22, a grid electrode $ 120 is provided between the 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, and for passing the electron beam through the stripe-shaped electrode provided orthogonal to the ladder-shaped element rows. A circular opening $ 121 is provided for each element. The shape and installation position of the grid are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of passage openings may be provided in a mesh shape as openings, and a grid may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device.
【0111】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 outside-container terminal $ 122 and the grid outside-container terminal $ 123 are electrically connected to a control circuit (not shown).
【0112】本例の画像形成装置では、素子行を1列ず
つ順次駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極
列に画像1ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
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 column at a time. This makes it possible to control the irradiation of the phosphor with each electron beam and display the image line by line.
【0113】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
リンター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.
【0114】[0114]
【実施例】以下に具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples, and each element within a range in which the object of the present invention is achieved. This also includes those in which substitutions or design changes have been made.
【0115】実施例1 本発明の第1実施例として、表面伝導型電子放出素子か
らなる電子源を構成したプレートの下部、すなわち蛍光
体等を構成したフェースプレートとは反対側の空間にゲ
ッタ室を設けた構成の画像表示装置において、断熱性を
有する薄膜を、前記電子源を構成したプレートの裏面に
形成した例について説明する。
Example 1 As a first example of the present invention, a getter chamber is formed in the lower part of the plate which constitutes the electron source composed of the surface conduction electron-emitting device, that is, in the space opposite to the face plate which constitutes the phosphor and the like. An example will be described in which the heat insulating thin film is formed on the back surface of the plate that constitutes the electron source in the image display device having the above structure.
【0116】図1は、本発明の第1実施例の構成を示す
断面図であり、図8に示した従来例を基本としている。
図1において、200は画像表示装置内部を排気するた
めの排気管(図では封じ切り後の状態を示している)で
あり、201はリアプレート、240は電子放出素子を
構成した青板ガラスからなるプレート、202と203
は一定の間隔を隔て設置された電極、204は電極20
2と203の間に設けられた電子放出部を含む薄膜、2
06は電子通過孔、207はグリッド、208はメタル
バック209および蛍光体210が形成された青板ガラ
スからなるフェースプレート、211は外枠であり、2
14は蒸発型ゲッタ材を内包した蒸発型ゲッタ材コンテ
ナである。蒸発型ゲッタ材コンテナ214は蒸発型ゲッ
タ材コンテナ固定治具213に固定されている。本実施
例では、蒸発型ゲッタ材コンテナ214にBaを主成分
とする蒸発型ゲッタ材を用いた。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the first embodiment of the present invention, which is based on the conventional example shown in FIG.
In FIG. 1, 200 is an exhaust pipe for exhausting the inside of the image display device (in the figure, the state after sealing is shown), 201 is a rear plate, and 240 is a soda-lime glass constituting an electron-emitting device. Plates, 202 and 203
Is an electrode installed at a fixed interval, and 204 is an electrode 20
A thin film including an electron emitting portion provided between 2 and 203, 2
Reference numeral 06 is an electron passage hole, 207 is a grid, 208 is a face plate made of soda-lime glass on which a metal back 209 and a phosphor 210 are formed, 211 is an outer frame, and 2
Reference numeral 14 denotes an evaporation type getter material container containing an evaporation type getter material. The evaporation type getter material container 214 is fixed to the evaporation type getter material container fixing jig 213. In this embodiment, the evaporation type getter material container 214 is made of an evaporation type getter material containing Ba as a main component.
【0117】234は非蒸発型ゲッタ235,236を
支持するCuからなる金属プレートで、本実施例では、
非蒸発型ゲッタ235,236にZr−V−Fe合金
(板厚:1mm)を用いた(スポット溶接で固定)。な
お、非蒸発型ゲッタ235,236および金属プレート
234は、非蒸発型ゲッタ固定治具233に固定されて
いる。
Reference numeral 234 denotes a metal plate made of Cu for supporting the non-evaporable getters 235 and 236. In this embodiment,
A Zr-V-Fe alloy (plate thickness: 1 mm) was used for the non-evaporable getters 235 and 236 (fixed by spot welding). The non-evaporable getters 235 and 236 and the metal plate 234 are fixed to the non-evaporable getter fixing jig 233.
【0118】242は断熱性を有する薄膜で、電子放出
素子を構成したプレート240の裏側一面に形成されて
いる。本実施例では、断熱性を有する薄膜242として
スパッタ法で得た金属Alを用いた。また、241は上
下空間の連通穴であり、プレート240および断熱性を
有する薄膜242を貫通している。
Reference numeral 242 denotes a heat insulating thin film, which is formed on the entire back surface of the plate 240 which constitutes the electron-emitting device. In this embodiment, metal Al obtained by the sputtering method is used as the thin film 242 having a heat insulating property. Reference numeral 241 is a communication hole in the upper and lower spaces, which penetrates the plate 240 and the thin film 242 having a heat insulating property.
【0119】次に、本実施例の具体的な製造手順につい
て以下に説明する。まず、図2〜5を参照して表面伝導
型電子放出素子の製造方法につき説明する。絶縁性基板
1として石英基板を用い、これを洗剤、純水および有機
溶剤により十分に洗浄(図2(a))後、レジスト材R
D−2000Nを2500rpm、40秒でスピンナー
塗布し80℃、25分加熱してプリベークした(図2
(b))。次に、電極間隔L1は2μm、電極長さW1
は300μmの電極形状に対応するマスクを用いて密着
露光し、RD−2000N用現像液で現像した。(図2
(c))。その後、120℃、20分加熱してポストベ
ークした。
Next, a specific manufacturing procedure of this embodiment will be described below. First, a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device will be described with reference to FIGS. A quartz substrate is used as the insulating substrate 1, which is thoroughly washed with a detergent, pure water and an organic solvent (FIG. 2 (a)), and then a resist material R
D-2000N was applied at 2500 rpm for 40 seconds by a spinner and heated at 80 ° C. for 25 minutes to be pre-baked (FIG. 2).
(B)). Next, the electrode interval L1 is 2 μm and the electrode length W1
Was subjected to contact exposure using a mask corresponding to an electrode shape of 300 μm and developed with a developing solution for RD-2000N. (Figure 2
(C)). Then, it was post-baked by heating at 120 ° C. for 20 minutes.
【0120】電極の材料としては導電性を有するもので
あればどのようなものであっても構わないが、本実施例
ではニッケル金属を用いた。抵抗加熱蒸着機を用いてニ
ッケルを毎秒3オングストロームで膜厚が1000オン
グストロームになるまで蒸着した(図2(d))。アセ
トンでリフトオフし、アセトン、イソプロピルアルコー
ル、続いて酢酸ブチルで洗浄後、乾燥した(図2
(e))。
Any material may be used as the material for the electrodes as long as it has conductivity, but nickel metal is used in this embodiment. Using a resistance heating vapor deposition machine, nickel was vapor-deposited at a rate of 3 angstroms per second until the film thickness reached 1000 angstroms (FIG. 2 (d)). Lifted off with acetone, washed with acetone, isopropyl alcohol, and then with butyl acetate, and dried (Fig. 2).
(E)).
【0121】次に、クロムを基板全面に500オングス
トローム蒸着した(図3(f))。その後、レジスト材
AZ1370を2500rpm、30秒スピンナー塗布
し、90℃、30分加熱しプリベークした(図3
(g))。
Next, chromium was vapor-deposited on the entire surface of the substrate by 500 angstrom (FIG. 3 (f)). After that, the resist material AZ1370 was applied on the spinner at 2500 rpm for 30 seconds and heated at 90 ° C. for 30 minutes to be prebaked (FIG. 3).
(G)).
【0122】次に電子源材料を塗布するパターンを有す
るマスクを用いて露光し(図3(h))、現像液MIF
312で現像した(図4(i))。その後、120℃、
30分加熱しポストベークした。
Next, exposure is carried out using a mask having a pattern for applying an electron source material (FIG. 3 (h)), and a developing solution MIF is used.
It was developed at 312 (FIG. 4 (i)). After that, 120 ℃,
It was post-baked by heating for 30 minutes.
【0123】次に、(NH4 )Ce(NO36 /HC
lO4 /H2 O=17g/5cc/100ccの組成の
溶液に30秒浸漬し、クロムをエッチングした(図4
(j))。その後、アセトン中、10分間超音波攪拌し
てレジストを剥離した(図4(k))。
Next, (NH 4 ) Ce (NO 3 ) 6 / HC
It was immersed in a solution having a composition of 10 4 / H 2 O = 17 g / 5 cc / 100 cc for 30 seconds to etch chromium (FIG. 4).
(J)). Then, the resist was peeled off by ultrasonically stirring in acetone for 10 minutes (FIG. 4 (k)).
【0124】続いて、120℃、10分加熱した。次
に、有機パラジウム(奥野製薬(株)製、ccp−42
30)含有溶液を800rpm、30秒スピンナー塗布
した。その後、300℃、20分焼成して、酸化パラジ
ウム(PdO)微粒子(粒径:10オングストローム〜
150オングストローム)を主体とする微粒子状の電子
放出部形成用薄膜2を形成した(図4(l))。
Subsequently, it was heated at 120 ° C. for 10 minutes. Next, organic palladium (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., ccp-42)
30) The containing solution was spinner coated at 800 rpm for 30 seconds. Then, it is baked at 300 ° C. for 20 minutes, and palladium oxide (PdO) fine particles (particle size: 10 angstrom-
A fine particle-shaped thin film 2 for forming an electron-emitting portion having a thickness of 150 angstroms) was formed (FIG. 4 (l)).
【0125】続いて、クロムをリフトオフすることで、
素子電極22および23上に一部かかった電子放出部形
成用薄膜2を作製した(図5(m))。
Then, by lifting off chromium,
A thin film 2 for forming an electron-emitting portion, which partially covers the device electrodes 22 and 23, was produced (FIG. 5 (m)).
【0126】以下は図1を用いて説明する。The following will be described with reference to FIG.
【0127】裏面に金属Al(膜厚:約3000オング
ストローム)を蒸着したプレート240上に、素子電極
202,203と該電極間に設けられた電子放出部を含
む薄膜および蒸発型ゲッタ材コンテナ214を形成し
た。続いてプレート240と、リアプレート201を、
非蒸発型ゲッタ固定治具233を介して接着させ、次
に、フェースプレート208とリアプレート201を外
枠211を介して接着させた。接着(封着)には、主と
して低融点ガラス(日本電子硝子(株)製、LS−30
81)を用い、上方からおもりにより加圧し、大気中で
封着熱処理温度410℃、封着熱処理時間60分の条件
下で焼成し、画像表示装置を形成した。
On the plate 240 having metal Al (film thickness: about 3000 angstroms) vapor-deposited on the back surface, the thin film including the device electrodes 202 and 203 and the electron emitting portion provided between the electrodes and the evaporation type getter material container 214 are provided. Formed. Then, the plate 240 and the rear plate 201
The non-evaporable getter fixing jig 233 was used for bonding, and then the face plate 208 and the rear plate 201 were bonded for example via the outer frame 211. For the adhesion (sealing), a low-melting glass (LS-30, manufactured by JEOL Glass Co., Ltd.) is mainly used.
81) was pressed from above by a weight and baked in the atmosphere under conditions of sealing heat treatment temperature of 410 ° C. and sealing heat treatment time of 60 minutes to form an image display device.
【0128】次に図示しない真空排気装置により排気管
200から上記装置内を真空排気した。
Next, the inside of the apparatus was evacuated from the exhaust pipe 200 by a vacuum exhaust apparatus (not shown).
【0129】続いて、真空排気下、装置内の脱ガスを目
的としたプリベークを、ベーキング温度200℃、ベー
キング時間20分の条件下で行った。なお、このプリベ
ークは、150℃〜300℃の温度範囲で行うことが好
ましい。
Then, pre-baking for the purpose of degassing the inside of the apparatus was carried out under vacuum evacuation under the conditions of a baking temperature of 200 ° C. and a baking time of 20 minutes. In addition, this pre-baking is preferably performed in a temperature range of 150 ° C. to 300 ° C.
【0130】その後、真空排気下、Zr−V−Fe合金
からなる非蒸発型ゲッタ235,236を、リアプレー
ト201を介してレーザー光(不図示)を照射すること
で直接加熱活性化させた。この時のレーザー照射条件を
以下に示す。 レーザー:CO2 レーザー 出力:20kW スポット径:約10mmφ(デフォーカスモード) 走査速度:500mm/分 なお、この加熱活性化には、赤外線による直接加熱、抵
抗加熱、高周波加熱等を利用することができるが、この
中では、レーザー光、赤外線による直接加熱による活性
化が好ましい。
After that, the non-evaporable getters 235 and 236 made of a Zr-V-Fe alloy were directly heated and activated by irradiating a laser beam (not shown) through the rear plate 201 under vacuum evacuation. The laser irradiation conditions at this time are shown below. Laser: CO 2 laser Output: 20 kW Spot diameter: Approximately 10 mmφ (defocus mode) Scanning speed: 500 mm / min Note that direct heating by infrared rays, resistance heating, high frequency heating, etc. can be used for this heating activation. However, among these, activation by direct heating with laser light or infrared rays is preferable.
【0131】最後に、1×10-7Torr程度の真空度
で、排気管200をガスバーナーで熱することで溶着し
外囲器の封止を行い、続いて、蒸発型ゲッタ材コンテナ
214を抵抗加熱し、Baを主成分とする蒸着膜を形成
させることで画像表示装置を完成させた。なお、蒸発型
ゲッタ材コンテナ214の加熱には、抵抗加熱以外に高
周波加熱等を用いることもできる。また、上記加熱は、
外囲器の封止を行う直前に行ってもよい。
Finally, by heating the exhaust pipe 200 with a gas burner at a vacuum degree of about 1 × 10 -7 Torr, the exhaust pipe 200 is welded to seal the envelope, and then the evaporation type getter material container 214 is attached. The image display device was completed by resistance heating and forming a vapor deposition film containing Ba as a main component. In addition to the resistance heating, high-frequency heating or the like may be used for heating the evaporation type getter material container 214. In addition, the above heating,
It may be performed immediately before the sealing of the envelope.
【0132】このような構成の断熱性を有する薄膜を採
用することにより、非蒸発型ゲッタ235,236を真
空中高温下で一定時間活性化させる際に生じる、輻射熱
や、非蒸発型ゲッタ固定治具233を介した熱伝導を抑
えることができた。同時に、上記輻射熱が断熱性を有す
る薄膜242で反射されるため、非蒸発型ゲッタの効率
的な活性化が可能となった。
By adopting the heat-insulating thin film having such a structure, radiant heat generated when activating the non-evaporable getters 235 and 236 in vacuum at high temperature for a certain period of time, and non-evaporable getter fixing treatment. It was possible to suppress heat conduction through the tool 233. At the same time, since the radiant heat is reflected by the thin film 242 having a heat insulating property, the non-evaporable getter can be efficiently activated.
【0133】また、非蒸発型ゲッタ235,236の活
性化に、レーザー光や赤外線等をリアプレート201の
外側から照射する直接加熱法を用いることにより、上記
輻射熱や熱伝導をより低く抑えることができた。
Further, by activating the non-evaporable getters 235 and 236 by using a direct heating method in which laser light, infrared rays, or the like is irradiated from the outside of the rear plate 201, the radiant heat and the heat conduction can be further suppressed. did it.
【0134】その結果、非蒸発型ゲッタ活性化時に電子
放出素子部が比較的低温に維持できるため、素子特性が
維持でき、画像表示装置の歩留まりが向上した。
As a result, since the electron-emitting device portion can be maintained at a relatively low temperature when the non-evaporable getter is activated, the device characteristics can be maintained and the yield of the image display device is improved.
【0135】実施例2 本発明の第2実施例として、表面伝導型電子放出素子か
らなる電子源を構成したプレートの下部、すなわち蛍光
体等を構成したフェースプレートとは反対側の空間にゲ
ッタ室を設けた構成の画像表示装置において、断熱板
を、前記電子源を構成したプレートとリアプレートの間
に設けた例について説明する。
Example 2 As a second example of the present invention, a getter chamber is formed in the lower part of the plate which constitutes the electron source composed of the surface conduction electron-emitting device, that is, in the space opposite to the face plate which constitutes the phosphor and the like. An example will be described in which the heat insulating plate is provided between the plate that constitutes the electron source and the rear plate in the image display device having the configuration.
【0136】図6は、本発明の第2実施例の構成を示す
断面図であり、図1に示した第1実施例の中の断熱性を
有する薄膜242を断熱板243に置き換えたものであ
る。したがって、その他の部材については、第1実施例
に示したものと同じ番号を記した。
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of the second embodiment of the present invention, in which the heat insulating thin film 242 in the first embodiment shown in FIG. 1 is replaced with a heat insulating plate 243. is there. Therefore, the other members are denoted by the same numbers as those shown in the first embodiment.
【0137】断熱板243には、MgおよびSiを微量
添加したAl合金からなる板(板厚:2mm)を用い
た。なお、断熱板243には、上記以外に金属Alや、
Ti、Zr、V、Mn等を微量添加したAl合金等を用
いることができる。
As the heat insulating plate 243, a plate (plate thickness: 2 mm) made of an Al alloy with a small amount of Mg and Si added was used. In addition to the above, the heat insulating plate 243 is made of metal Al,
It is possible to use an Al alloy or the like in which a trace amount of Ti, Zr, V, Mn, etc. is added.
【0138】この断熱板243は、プレート240と、
リアプレート201を、非蒸発型ゲッタ固定治具233
を介して接着させる際に、同時に接着、固定させた。こ
れ以外は、第1実施例と同様にして、画像表示装置を作
製した。本実施例においても、第1実施例とほぼ同様の
効果が得られた。
The heat insulating plate 243 includes the plate 240,
Attach the rear plate 201 to the non-evaporable getter fixing jig 233.
At the same time, they were bonded and fixed at the same time. An image display apparatus was produced in the same manner as in Example 1 except for this. Also in this embodiment, almost the same effect as in the first embodiment was obtained.
【0139】実施例3 本発明の第3実施例として、表面伝導型電子放出素子を
用いた、図7に示す構成の薄型の画像表示装置におい
て、断熱板を、電子放出素子部と非蒸発型ゲッタの間に
設けた例について説明する。図7は、本発明の第3実施
例の構成を示す断面図であり、図6に示した第2実施例
を基本とするものである。図7において、800は画像
表示装置内部を排気するための排気管(図では封じ切り
後の状態を示している)であり、801はリアプレー
ト、802と803は一定の間隔を隔て設置された電
極、804は電極802と803の間に設けられた電子
放出部を含む薄膜、806は電子通過孔、807はグリ
ッド、808はメタルバック809および蛍光体810
が形成された青板ガラスからなるフェースプレート、8
11は外枠であり、814は蒸発型ゲッタ材を内包した
蒸発型ゲッタ材コンテナである。蒸発型ゲッタ材コンテ
ナ814は蒸発型ゲッタ材コンテナ固定治具813に固
定されている。本実施例では、蒸発型ゲッタ材コンテナ
814にBaを主成分とする蒸発型ゲッタ材を用いた。
Embodiment 3 As a third embodiment of the present invention, in a thin image display device having a structure shown in FIG. 7 using a surface conduction electron-emitting device, a heat insulating plate is provided between the electron-emitting device portion and a non-evaporating type. An example provided between the getters will be described. FIG. 7 is a sectional view showing the structure of the third embodiment of the present invention, which is based on the second embodiment shown in FIG. In FIG. 7, reference numeral 800 denotes an exhaust pipe for exhausting the inside of the image display device (in the figure, a state after sealing is shown) is shown, 801 is a rear plate, and 802 and 803 are installed with a constant interval. An electrode, 804 is a thin film including an electron emitting portion provided between the electrodes 802 and 803, 806 is an electron passage hole, 807 is a grid, 808 is a metal back 809 and a phosphor 810.
A face plate made of soda-lime glass having a glass, 8
Reference numeral 11 is an outer frame, and 814 is an evaporation type getter material container containing an evaporation type getter material. The evaporation type getter material container 814 is fixed to the evaporation type getter material container fixing jig 813. In this embodiment, the evaporation type getter material container 814 is made of an evaporation type getter material containing Ba as a main component.
【0140】834は非蒸発型ゲッタ835,836を
支持する金属プレートで、本実施例では、非蒸発型ゲッ
タ835,836にZr−V−Fe合金を用いた。断熱
板843には、MgおよびSiを微量添加したAl合金
からなる板を用いた。なお、断熱板843には、上記以
外に金属Alや、Ti、Zr、V、Mn等を微量添加し
たAl合金等を用いることができる。
Reference numeral 834 denotes a metal plate which supports the non-evaporable getters 835 and 836. In this embodiment, the non-evaporable getters 835 and 836 are made of Zr-V-Fe alloy. As the heat insulating plate 843, a plate made of an Al alloy with a small amount of Mg and Si added was used. In addition to the above, the heat insulating plate 843 may be made of metal Al, an Al alloy to which Ti, Zr, V, Mn, or the like is added in a trace amount.
【0141】この断熱板843は、フェースプレート8
08と、リアプレート801を接着させる際に、同時に
接着、固定させた。これ以外は、第2実施例と同様にし
て、画像表示装置を作製した。なお、断熱板843は、
画像表示領域とゲッタ領域を完全に仕切るものではな
く、非蒸発型ゲッタ835,836からの輻射熱が、電
子放出素子部に直接及ぼさない範囲に設置すればよい。
本実施例においても、第1実施例とほぼ同様の効果が得
られた。
The heat insulating plate 843 is the face plate 8
08 and the rear plate 801 were adhered and fixed at the same time. An image display device was produced in the same manner as in Example 2 except for this. The heat insulating plate 843 is
The image display area and the getter area are not completely separated, and may be installed in a range where the radiant heat from the non-evaporable getters 835 and 836 does not directly reach the electron-emitting device section.
Also in this embodiment, almost the same effect as in the first embodiment was obtained.
【0142】比較例 第1実施例に示した構成(図1)中、断熱性を有する薄
膜242を除き、それ以外は同様に画像表示装置を作製
した例について説明する。この場合も、非蒸発型ゲッタ
235,236にはZr−V−Fe合金を用い、該ゲッ
タの活性化には、真空排気下、レーザー光照射による直
接加熱を用いた。
Comparative Example An example will be described in which an image display device was produced in the same manner except that the thin film 242 having a heat insulating property was removed from the structure shown in the first embodiment (FIG. 1). Also in this case, a Zr-V-Fe alloy was used for the non-evaporable getters 235 and 236, and direct activation by laser light irradiation under vacuum exhaust was used to activate the getters.
【0143】この場合、上記非蒸発型ゲッタの加熱時の
輻射熱や熱伝導により、素子特性が低下することがあっ
た。
In this case, the element characteristics may be deteriorated by radiant heat or heat conduction when the non-evaporable getter is heated.
【0144】[0144]
【発明の効果】対向する電極間に電子放出部を有する表
面伝導型電子放出素子からなる電子源と、該電子源から
放出される電子ビームの照射により発光する蛍光面部材
と、内部真空を維持するためのゲッタを少なくとも内装
する画像表示装置において、前記電子源と前記ゲッタと
の間の空間に断熱板または断熱性を有する薄膜を設置す
ることにより、該ゲッタを加熱活性化させる際に生じ
る、輻射熱や熱伝導を抑えることができる。その結果、
上記電子放出部が比較的低温に維持され、素子特性が維
持できるので、画像表示装置の歩留まりが向上する。
EFFECTS OF THE INVENTION An electron source composed of a surface conduction electron-emitting device having an electron-emitting portion between opposed electrodes, a phosphor screen member emitting light by irradiation of an electron beam emitted from the electron source, and an internal vacuum are maintained. In an image display device at least containing a getter for, by installing a heat insulating plate or a thin film having a heat insulating property in the space between the electron source and the getter, when the getter is heated and activated, Radiant heat and heat conduction can be suppressed. as a result,
Since the electron emission portion is maintained at a relatively low temperature and the device characteristics can be maintained, the yield of the image display device is improved.
【0145】同時に、上記輻射熱が断熱板または断熱性
を有する薄膜で反射されるため、非蒸発型ゲッタの効率
的な活性化が可能となる。
At the same time, since the radiant heat is reflected by the heat insulating plate or the heat insulating thin film, the non-evaporable getter can be efficiently activated.
【0146】さらに、上記非蒸発型ゲッタの活性化に、
レーザー光や赤外線等をリアプレートの外側から照射す
る直接加熱法を用いることにより、上記輻射熱や熱伝導
をより低く抑えることができる。また、画像表示部と真
空維持部(ゲッタ室)を、電子源等が形成される基板材
にて分割した構成の画像表示装置において、断熱板また
は断熱性を有する薄膜を設置することにより、前記電子
源とゲッタとの距離を従来に比べ短くできるので、該画
像表示装置自体をコンパクトにすることができるといっ
た効果も得られる。
Furthermore, for activation of the non-evaporable getter,
By using a direct heating method of irradiating laser light, infrared rays, or the like from the outside of the rear plate, it is possible to further suppress the above-mentioned radiant heat and heat conduction. Further, in an image display device in which the image display unit and the vacuum maintaining unit (getter chamber) are divided by a substrate material on which an electron source or the like is formed, by installing a heat insulating plate or a thin film having heat insulating property, Since the distance between the electron source and the getter can be made shorter than in the conventional case, the image display device itself can be made compact.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
【図2】電子放出素子の製造方法の第一の部分の工程を
示す工程図である。
FIG. 2 is a process drawing showing the process of the first part of the method of manufacturing an electron-emitting device.
【図3】電子放出素子の製造方法の第二の部分の工程を
示す工程図である。
FIG. 3 is a process drawing showing a process of a second part of the method for manufacturing the electron-emitting device.
【図4】電子放出素子の製造方法の第三の部分の工程を
示す工程図である。
FIG. 4 is a process drawing showing a process of a third part of the method of manufacturing the electron-emitting device.
【図5】電子放出素子の製造方法の第四の部分の工程を
示す工程図である。
FIG. 5 is a process drawing showing the process of the fourth portion of the method of manufacturing an electron-emitting device.
【図6】本発明の第2実施例の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3実施例の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of a third embodiment of the present invention.
【図8】電子放出素子を用いた従来の画像表示装置の構
成を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional image display device using an electron-emitting device.
【図9】電子放出素子を用いた従来の画像表示装置の構
成を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a conventional image display device using an electron-emitting device.
【図10】M.ハートウェルの素子構成を模式的に示す
図である。
FIG. 10: M. It is a figure which shows the element structure of Hartwell typically.
【図11】本発明を適用可能な平面型表面伝導型電子放
出素子の模式図でaは平面図、bは断面図である。
FIG. 11 is a schematic view of a planar surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied, where a is a plan view and b is a sectional view.
【図12】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子
の構成を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.
【図13】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子
の製造方法の一例を模式的に示した図である。
FIG. 13 is a diagram schematically showing an example of a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.
【図14】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子
の製造に際して採用できる通電フォーミングにおける電
圧波形の一例を示す図であり、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14a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14bに示した手法の図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a voltage waveform in energization forming that can be adopted when manufacturing a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied, in which a pulse having a pulse peak value as a constant voltage is continuously applied. 14b is a diagram of the technique shown in FIG. 14b and a technique of applying a voltage pulse while increasing the pulse crest value.
【図15】測定評価機能を備えた真空処理装置の一例を
示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of a vacuum processing apparatus having a measurement / evaluation function.
【図16】本発明を適用可能な表面伝導型放出素子につ
いての放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧Vfの関
係を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf for the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.
【図17】本発明を適用可能な単純マトリックス配置し
た電子源の一例を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of an electron source to which the present invention is applicable and which is arranged in a simple matrix.
【図18】本発明を適用可能な画像形成装置の表示パネ
ルの一例を示す模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram showing an example of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.
【図19】蛍光膜の一例を示す模式図である。FIG. 19 is a schematic view showing an example of a fluorescent film.
【図20】画像形成装置にNTSC方式のテレビ信号に
応じて表示を行なうための駆動回路の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 20 is a block diagram showing an example of a drive circuit for displaying on an image forming apparatus in accordance with an NTSC television signal.
【図21】本発明を適用可能なはしご配置の電子源の一
例を示す模式図である。
FIG. 21 is a schematic view showing an example of a ladder-arranged electron source to which the present invention can be applied.
【図22】本発明を適用可能な画像形成装置の表示パネ
ルの一例を示す模式図である。
FIG. 22 is a schematic view showing an example of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 絶縁性基板 2 電子放出部形成用薄膜 3 電子放出部 4 電子放出部を含む薄膜 5,6,22,23 素子電極 24 Cr 25 レジスト 200,300,800 排気管 201,301,801 リアプレート 202,203,302,303,802,803
電極 204,304,804 電子放出部を含む薄膜 206,306,806 電子通過孔 207,307,807 グリッド 208,308,808 フェイスプレート 209,309,809 メタルバック 210,310,810 蛍光体 211,311,811 外枠 213,313,813,913 蒸発型ゲッタ材コ
ンテナ固定治具 214,314,814,914 蒸発型ゲッタ材コ
ンテナ 233 非蒸発型ゲッタ固定治具 234,834,934 金属プレート 235,236,835,836,935,936
非蒸発型ゲッタ 240 電子放出素子を構成したプレート 241,244 上下空間連通穴 242 断熱性を有する薄膜 243,843,943 断熱板 $1 基板 $2,$3 素子電極 $4 導電性膜 $5 電子放出部 $21 段さ放出部 $50 素子電極$2・$3間の導
電性膜$4を流れる素子電流Ifを測定するための電流
計 $51 電子放出素子に素子電圧Vfを
加印するための電源 $53 アノード電極$54に電圧を印
加するための高圧電源 $54 素子の放出部より放出される放
出される放出電流Ieを補足するためのアノード電極 $55 素子の電子放出部$5より放出
される放出電流Ieを測定するための電流計 $56 真空装置 $57 排気ポンプ $71 電子源基板 $72 X方向配線 $73 Y方向配線 $74 表面伝導型電子放出素子 $75 結線 $81 リアプレート $82 支持枠 $83 ガラス基板 $84 蛍光膜 $85 メタルバック $86 フェースプレート $87 高圧端子 $88 外囲器 $91 黒色導電材 $92 蛍光体 $93 ガラス基板 $101 表示パネル $102 走査回路 $103 制御回路 $104 シフトレジスタ $106 ラインメモリ $106 同期信号分離回路 $107 変調信号発生器 Vx及びVa 直流電圧源 $110 電子源基板 $111 電子放出素子 $112 Dx1〜Dx10は前記電子放
出素子を配線するための共通配線 $120 グリット電極 $121 電子が通過するための空孔 $122 Dox1,Dox2・・・Dox
mよりなる容器外端子 $123 グリット電極$120と接続され
たG1,G2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 Electron emission part forming thin film 3 Electron emission part 4 Thin film including an electron emission part 5, 6, 22, 23 Element electrode 24 Cr 25 Resist 200, 300, 800 Exhaust pipe 201, 301, 801 Rear plate 202 , 203, 302, 303, 802, 803
Electrodes 204, 304, 804 Electron emitting thin films 206, 306, 806 Electron passing holes 207, 307, 807 Grids 208, 308, 808 Face plates 209, 309, 809 Metal backs 210, 310, 810 Phosphors 211, 311 , 811 Outer frames 213, 313, 813, 913 Evaporative getter material container fixing jigs 214, 314, 814, 914 Evaporative getter material container 233 Non-evaporable getter fixing jigs 234, 834, 934 Metal plates 235, 236 835, 836, 935, 936
Non-evaporable getter 240 Plates 241, 244 that constitute an electron-emitting device Upper and lower space communication hole 242 Thin film having heat insulating property 243, 843, 943 Heat insulating plate $ 1 Substrate $ 2, $ 3 Element electrode $ 4 Conductive film $ 5 Electron Emitting part $ 21 Stepping emitting part $ 50 Ammeter for measuring the device current If flowing through the conductive film $ 4 between the device electrodes $ 2 and $ 3 $ 51 To add the device voltage Vf to the electron emitting device Power source $ 53 High voltage power source for applying voltage to the anode electrode $ 54 $ 54 Anode electrode $ 55 for supplementing the emission current Ie emitted from the emission portion of the element $ 55 From the electron emission portion $ 5 of the element Ammeter for measuring emitted emission current Ie $ 56 Vacuum device $ 57 Exhaust pump $ 71 Electron source substrate $ 72 X direction wiring $ 73 Y direction wiring $ 74 Surface conduction electron Emitting element $ 75 Wiring $ 81 Rear plate $ 82 Support frame $ 83 Glass substrate $ 84 Fluorescent film $ 85 Metal back $ 86 Face plate $ 87 High voltage terminal $ 88 Envelope $ 91 Black conductive material $ 92 Phosphor $ 93 Glass Substrate $ 101 Display panel $ 102 Scan circuit $ 103 Control circuit $ 104 Shift register $ 106 Line memory $ 106 Synchronous signal separation circuit $ 107 Modulation signal generator Vx and Va DC voltage source $ 110 Electron source substrate $ 111 Electron emission element $ 112 Dx1 to Dx10 are common wiring for wiring the electron-emitting device $ 120 Grit electrode $ 121 Voids through which electrons pass $ 122 Dox1, Dox2 ... Dox
m external terminal consisting of $ 123 G1 and G2 connected to grit electrode $ 120

Claims (6)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 対向する電極間に電子放出部を有する表
    面伝導型電子放出素子からなる電子源と、該電子源から
    放出される電子ビームの照射により発光する蛍光面部材
    と、内部真空を維持するためのゲッタを少なくとも内装
    する画像表示装置において、前記電子源と前記ゲッタと
    の間の空間に断熱板または断熱性を有する薄膜を設置し
    たことを特徴とする画像表示装置。
    1. An electron source comprising a surface conduction electron-emitting device having an electron-emitting portion between opposed electrodes, a phosphor screen member emitting light by irradiation of an electron beam emitted from the electron source, and maintaining an internal vacuum. In an image display device in which at least a getter for doing so is installed, a heat insulating plate or a thin film having a heat insulating property is installed in a space between the electron source and the getter.
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の断熱板または断熱性を
    有する薄膜が、Al金属またはAl合金から構成されて
    いることを特徴とする画像表示装置。
    2. An image display device, wherein the heat insulating plate or the heat insulating thin film according to claim 1 is made of Al metal or Al alloy.
  3. 【請求項3】 請求項1、2に記載のゲッタが、Zr−
    Al合金、Zr−Fe合金、Zr−Ni合金、Zr−N
    b−Fe合金、Zr−Ti−Fe合金、Zr−V−Fe
    合金の中から選ばれる1種または2種以上の非蒸発型ゲ
    ッタであることを特徴とする画像表示装置。
    3. The getter according to claim 1 or 2, wherein the getter is Zr-
    Al alloy, Zr-Fe alloy, Zr-Ni alloy, Zr-N
    b-Fe alloy, Zr-Ti-Fe alloy, Zr-V-Fe
    An image display device comprising one or more non-evaporable getters selected from alloys.
  4. 【請求項4】 上記電子源を構成したプレートがリアプ
    レートとなっている、すなわち該プレートの下部にはゲ
    ッタ室がない画像表示装置において、画像表示部以外の
    側面空間に、請求項1〜3に記載した断熱板を設置、ま
    たは、請求項1〜3に記載した断熱性を有する薄膜をス
    ペーサーまたはゲッタ飛散防止板の表面に形成したこと
    を特徴とする画像表示装置。
    4. The image display device, wherein the plate constituting the electron source is a rear plate, that is, in the image display device having no getter chamber below the plate, the side space other than the image display portion is provided in a side space. An image display device, wherein the heat insulating plate according to claim 1 is installed, or the thin film having heat insulating properties according to any one of claims 1 to 3 is formed on the surface of the spacer or the getter scattering prevention plate.
  5. 【請求項5】 上記電子源を構成したプレートの下部、
    すなわち蛍光体等を構成したフェースプレートとは反対
    側の空間にゲッタ室を設けた構成の画像表示装置におい
    て、前記電子源を構成したプレートと前記ゲッタとの間
    の空間に、請求項1〜3に記載した断熱板を設置、また
    は、請求項1〜3に記載した断熱性を有する薄膜を前記
    電子源を構成したプレートの裏面に形成したことを特徴
    とする画像表示装置。
    5. A lower portion of a plate that constitutes the electron source,
    That is, in an image display device having a structure in which a getter chamber is provided in a space on the side opposite to a face plate that constitutes a phosphor or the like, a space between the plate that constitutes the electron source and the getter may be provided. An image display device, wherein the heat insulating plate according to claim 1 is installed, or the thin film having heat insulating properties according to any one of claims 1 to 3 is formed on the back surface of the plate constituting the electron source.
  6. 【請求項6】 請求項3に記載した非蒸発型ゲッタの活
    性化にレーザー光または赤外線を用いることを特徴とす
    る画像表示装置の製造方法。
    6. A method of manufacturing an image display device, wherein a laser beam or an infrared ray is used to activate the non-evaporable getter according to claim 3.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005294261A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Samsung Sdi Co Ltd Electron emitting element equipped with grid electrode and electron emitting display device having this
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