JPH10283911A - Organic metallic compound for forming electron emission element, manufacture of electron emission element, and picture image forming device - Google Patents

Organic metallic compound for forming electron emission element, manufacture of electron emission element, and picture image forming device

Info

Publication number
JPH10283911A
JPH10283911A JP10401497A JP10401497A JPH10283911A JP H10283911 A JPH10283911 A JP H10283911A JP 10401497 A JP10401497 A JP 10401497A JP 10401497 A JP10401497 A JP 10401497A JP H10283911 A JPH10283911 A JP H10283911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
emitting device
forming
voltage
emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10401497A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3587335B2 (en
Inventor
Takashi Iwaki
孝志 岩城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP10401497A priority Critical patent/JP3587335B2/en
Publication of JPH10283911A publication Critical patent/JPH10283911A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3587335B2 publication Critical patent/JP3587335B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize theremally stable water solubility and decomposition in high temperature, reduce costs and shorten a baking time, by forming the electron emission part for an electron emission element, having an electron emission part between opposite electrodes, on a base plate, by a specific organic metallic compound. SOLUTION: An organic metallic compound for forming an electron emitting element is to be a compound expressed in a formula (1) where, R1 : alkyl group of H or C1-4 ; R4 , R6 , R8 : -(CH2 )s-(CRa)(Rb)-(CH2 )t- respectively, R2 , R3 , R5 , R7 , R9 , and R10 : an alkyl group of H or C1-3 , Ra and Rb: an alkyl group of H or C1-2 , n=1-4, m=1 and 2, p=0.1, s=0, 1 and 2, t=1 and 2, and M: metal. A conductive film 4 is formed to perform forming by electrocution treatment, thereby obtaining the electron emitting element, by forming element electrodes 2 and 3 on a base plate 1, and imparting a solution droplet for forming a conductive film including the organic metallic compound to dry and bake the droplet.

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、電子放出素子形成
用有機金属化合物、該化合物を含む溶液を加熱焼成する
過程をへて電子放出素子を製造する方法およびこれによ
って得られた電子放出素子を用いた画像形成装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organometallic compound for forming an electron-emitting device, a method of manufacturing an electron-emitting device by heating and baking a solution containing the compound, and an electron-emitting device obtained by the method. The present invention relates to an image forming apparatus used.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
て熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた2種類
のものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放
出型(以下、「FE型」という。)、金属/絶縁層/金
属型(以下、「MIM型」という。)や、表面伝導型電
子放出素子等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices using a thermionic electron-emitting device and a cold-cathode electron-emitting device have been known. The cold cathode electron-emitting devices include a field emission type (hereinafter, referred to as “FE type”), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter, referred to as “MIM type”), and a surface conduction type electron-emitting device.

【0003】FE型の例としてはW.P.Dyke&
W.W.Dolan、“Fieldemissio
n”、Advance in Electron Ph
ysics、8、89(1956)あるいはC.A.S
pindt、“PHYSICALProperties
of thin−film field emiss
ion cathodes with molybde
nium cones”、J.Appl.Phys.,
47,5248(1976)等に開示されたものが知ら
れている。MIM型の例としてはC.A.Mead、”
Operation of Tunnel−Emiss
ion Devices”、J.Apply.Phy
s.、32、646(1961)等に開示されたものが
知られている。表面伝導型電子放出素子の例としては、
M.I.Elinson、RadioEng.Elec
tron Phys.、10、1290(1965)等
に開示されたものがある。
As an example of the FE type, W. P. Dyke &
W. W. Dolan, "Fielddemissio
n ", Advance in Electron Ph
ysics, 8, 89 (1956) or C.I. A. S
pindt, “PHYSICAL PROPERTYS
of thin-film field emiss
ion cathodes with mollybde
nium cones ", J. Appl. Phys.,
47, 5248 (1976) and the like are known. Examples of the MIM type include C.I. A. Mead, "
Operation of Tunnel-Emiss
ion Devices ”, J. Apply. Phys.
s. , 32, 646 (1961). Examples of surface conduction electron-emitting devices include:
M. I. Elinson, RadioEng. Elec
Tron Phys. , 10, 1290 (1965).

【0004】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。
[0004] The surface conduction electron-emitting device utilizes the phenomenon that electron emission occurs 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. FIG. Fonstad: "IEEE Trans.
ED Conf. , 519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1,
No. 22, p. 22 (1983)].

【0005】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、M.ハートウェルの素子構成を図14に模
式的に示す。同図において1は基板である。4は導電性
膜で、この膜は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5が形成され
る。尚、図中の素子電極間隔Lは、0.5〜1mm、
W’は、0.1mmで設定されている。
As a typical example of these surface conduction electron-emitting devices, M. FIG. 14 schematically shows an element configuration of the Hartwell. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate. Reference numeral 4 denotes a conductive film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering in an H-shaped pattern, and in which an electron emitting portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later. The element electrode interval L in the figure is 0.5 to 1 mm,
W 'is set at 0.1 mm.

【0006】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性膜4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5を
形成するのが一般的であった。即ち、通電フォーミング
とは前記導電性膜4両端に直流電圧あるいは非常にゆっ
くりとした昇電圧、例えば1V/分程度、を印加通電
し、導電性膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せし
め、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部5を形成す
ることである。尚、電子放出部5とは、導電性膜4の一
部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行われる
部分である。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、上述導電性膜4に電圧を印加し、素
子に電流を流すことにより、上述の電子放出部5より電
子を放出せしめるものである。
Heretofore, in these surface conduction electron-emitting devices, it has been general that the electron-emitting portion 5 is formed beforehand by performing an energization process called energization forming on the conductive film 4 before electron emission. That is, the energization forming means applying a DC voltage or a very slowly increasing voltage, for example, about 1 V / min, to both ends of the conductive film 4 and energizing it to locally destroy, deform or alter the conductive film, The purpose is to form the electron-emitting portion 5 in a state of high resistance. The electron emitting portion 5 is a portion where a crack is generated in a part of the conductive film 4 and electrons are emitted from the vicinity of the crack. The surface conduction type electron-emitting device which has been subjected to the energization forming process is configured to apply a voltage to the conductive film 4 and allow a current to flow through the device, thereby causing the electron-emitting portion 5 to emit electrons.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来、導電性膜4は、
有機金属化合物を有機溶媒に溶解した溶液を基板に塗布
乾燥後、加熱焼成により有機成分を熱分解除去して金属
もしくは金属酸化物としたものであった。導電性膜4の
作製工程に有機溶媒を用いることは低コスト化、環境保
護などの点から望ましくなく、水に容易に溶解する有機
金属化合物の完成が望まれていた。水に溶解する有機金
属化合物として、カルボン酸金属−アルコールアミン錯
体(特開平7-101619号公報) といった化合物を合成して
いるが、この化合物を加熱焼成した際には若干量の有機
残留物が残るために焼成工程に充分な時間をかける必要
があった。これは低コスト化、時間短縮などの面から好
ましくなく、焼成工程を短縮できる化合物の完成も望ま
れていた。
Conventionally, the conductive film 4 has
After a solution obtained by dissolving an organometallic compound in an organic solvent was applied to a substrate and dried, the organic component was thermally decomposed and removed by heating and baking to obtain a metal or metal oxide. It is not desirable to use an organic solvent in the process of forming the conductive film 4 from the viewpoint of cost reduction and environmental protection, and it has been desired to complete an organometallic compound that easily dissolves in water. A compound such as a metal carboxylate-alcoholamine complex (Japanese Patent Application Laid-Open No. H7-101619) has been synthesized as an organic metal compound soluble in water. However, when this compound is heated and calcined, a small amount of organic residue is generated. Sufficient time had to be spent in the firing step to remain. This is not preferable in terms of cost reduction and time reduction, and the completion of a compound capable of shortening the firing step has been desired.

【0008】更に有機金属化合物を液滴の状態で電極間
に付与する方法としては、ピエゾ素子により有機金属化
合物の溶液に物理的な衝撃を与えて液滴を作り出し付与
する方法、またはヒータを用いて有機金属化合物の溶液
を急激に発泡させて液滴を作り出し付与する方法(以
下、BJ法とする)などが挙げられる。BJ法を用いて
液滴を発生させる際にはヒータ面上にコゲが発生する可
能性がある。コゲを発生させないためには、溶液中に含
まれる化合物の熱分解温度(金属原子と有機成分の結合
が切れる温度)がヒータの表面温度よりは高いことが必
要であると考えられ、熱的に安定な有機金属化合物の開
発が望まれてきた。
Further, as a method of applying the organometallic compound between the electrodes in the form of droplets, a method of applying a physical impact to the solution of the organometallic compound by a piezo element to produce and apply droplets, or using a heater (Hereinafter referred to as BJ method) by rapidly bubbling a solution of the organometallic compound to form and apply droplets. When droplets are generated using the BJ method, kogation may be generated on the heater surface. In order not to generate kogation, it is necessary that the thermal decomposition temperature of the compound contained in the solution (the temperature at which the bond between the metal atom and the organic component is cut off) must be higher than the surface temperature of the heater. Development of stable organometallic compounds has been desired.

【0009】本発明の目的は、上述した解決すべき技術
的課題を解決し、水溶性で高温分解性であり且つ分解が
速やかに終了する有機金属化合物および、これを用いた
電子放出素子の製造方法を提供することにある。また、
本発明の別の目的は、該製造方法によって得られた電子
放出素子を用いた画像形成装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems to be solved, and to produce an organic metal compound which is water-soluble, decomposable at high temperature and decomposes quickly, and manufacture of an electron-emitting device using the same. It is to provide a method. Also,
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus using an electron-emitting device obtained by the manufacturing method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上述
した課題を解決するために鋭意検討を行って成されたも
のであり、下述する構成のものである。即ち本発明の電
子放出素子形成用有機金属化合物は、基板上の対向する
電極間に電子放出部を有する電子放出素子の前記電子放
出部を形成する電子放出素子形成用有機金属化合物であ
って、該有機金属化合物が下記(1)式
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made intensively to solve the above-mentioned problems, and has the following structure. That is, the organometallic compound for forming an electron-emitting device of the present invention is an organometallic compound for forming an electron-emitting device of the electron-emitting device having an electron-emitting portion between opposed electrodes on a substrate, The organometallic compound has the following formula (1)

【0011】[0011]

【化2】 (但し、R1 は水素原子または炭素原子数1〜4のアル
キル基、R4 、R6 、R8 はそれぞれ独立にー(CH
2 )s−C(Ra)(Rb)−(CH2 )t−を表わ
し、R2 、R3 、R5 、R7 、R9 、R10は水素原子ま
たは炭素原子数1〜3のアルキル基を示し、R3 とR
9 、あるいはR2 とR10とは結合していてもよく、R
a、Rbは水素原子または炭素原子数1〜2のアルキル
基であり、nは1から4の整数、mは1または2の整
数、pは0または1、sは0、1または2を示し、tは
1または2を示し、Mは金属を表す)で表わされること
を特徴とする。
Embedded image (However, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 , R 6 and R 8 are each independently — (CH
2) s-C (Ra) (Rb) - (CH 2) t- and represents, R 2, R 3, R 5, R 7, R 9, R 10 is a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 3 carbon atoms R 3 and R
9 , or R 2 and R 10 may be bonded to each other;
a and Rb are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, n is an integer of 1 to 4, m is an integer of 1 or 2, p is 0 or 1, s is 0, 1 or 2 , T represents 1 or 2, and M represents a metal).

【0012】(1)式に使われる金属は、Pd、Ag、
Ru、Cu、Cr、Fe、Pb、ZnおよびSnからな
る群から選ぶことができる。(1)式において、R2
3、R9 、R10を水素原子とすることができる。ま
た、(1)式において、R3 とR9 あるいはR2 とR10
が結合しており、[(R2 )(R3 )N−R4 −{N
(R5 )−R6 −}pN(R7 )−R8 −N(R9
(R10)]が環状化合物とすることができる。
The metals used in equation (1) are Pd, Ag,
It can be selected from the group consisting of Ru, Cu, Cr, Fe, Pb, Zn and Sn. In the formula (1), R 2 ,
R 3 , R 9 and R 10 can be hydrogen atoms. In the formula (1), R 3 and R 9 or R 2 and R 10
There are bound, [(R 2) (R 3) N-R 4 - {N
(R 5 ) -R 6- } pN (R 7 ) -R 8 -N (R 9 )
(R 10 )] can be a cyclic compound.

【0013】本発明の電子放出素子の製造方法は、基板
上の対向する電極間に導電性膜形成用溶液の液滴を付与
する工程と、この液滴を加熱焼成して導電性膜を形成す
る工程と、この導電性膜内に電子放出部を形成する工程
とを含む電子放出素子の製造方法であって、前記導電性
膜形成用溶液として本発明の有機金属化合物を含む溶液
を使用することを特徴とする。
According to the method of manufacturing an electron-emitting device of the present invention, a step of applying a droplet of a conductive film forming solution between opposing electrodes on a substrate, and heating and firing the droplet to form a conductive film And a step of forming an electron emission portion in the conductive film, wherein a solution containing the organometallic compound of the present invention is used as the conductive film forming solution. It is characterized by the following.

【0014】上記溶液を電極間に付与する手段は、液滴
を形成し付与することが可能ならば任意の方法でよい
が、特に微小な液滴を効率良く適度な精度で発生付与で
き、制御性も良好なインクジェット方式が便利である。
インクジェット方式にはピエゾ素子等のメカニカルな衝
撃、すなわち圧電体に電圧を印加した時の変形力、によ
り液滴を発生付与する方式(以下、ピエゾジェット方式
と記載する)や、微小ヒータ等で液を加熱し発生させた
バブルにより液滴を発生付与するバブルジェット方式
(以下BJ方式と記載する)があるが、いずれの方式で
も十ナノグラム程度から数十マイクログラム程度までの
微小液滴を再現性良く発生し電極間に付与することがで
きる。この方式で使用されるインクジェットのヘッドの
例を図2および図3に示す。図2、3において、21は
ヘッド本体、22はヒーターまたはピエゾ素子、23は
インク流路、24はノズル、25はインク供給管、26
はインク溜めをそれぞれ示す。図2は単発ヘッド、図3
は単発ヘッドを並列に配置し、導電性膜形成用溶液の吐
出および基板等への溶液の付着に要する時間を短縮しよ
うとするものであり、ノズル数は特に限定されるもので
はない。
The means for applying the solution between the electrodes may be any method as long as it is possible to form and apply droplets. In particular, fine droplets can be efficiently generated and applied with appropriate accuracy. An ink jet system with good properties is convenient.
The ink jet method is a method of generating and applying liquid droplets by mechanical shock of a piezo element or the like, that is, a deformation force when a voltage is applied to a piezoelectric body (hereinafter, referred to as a piezo jet method), or a liquid heater by a minute heater or the like. There is a bubble jet method (hereinafter referred to as a BJ method) in which droplets are generated and generated by bubbles generated by heating the liquid, but in each case, the reproducibility of minute droplets from about 10 nanograms to about tens of micrograms is reproducible. It is generated well and can be provided between the electrodes. FIGS. 2 and 3 show examples of an ink jet head used in this method. 2 and 3, 21 is a head body, 22 is a heater or a piezo element, 23 is an ink flow path, 24 is a nozzle, 25 is an ink supply pipe, 26
Indicates an ink reservoir, respectively. Fig. 2 shows a single shot head, Fig. 3
Is intended to shorten the time required for discharging a solution for forming a conductive film and attaching the solution to a substrate or the like by arranging single-shot heads in parallel, and the number of nozzles is not particularly limited.

【0015】上記手段で電極間に付与された上記溶液
は、乾燥、焼成工程を経て導電性膜となることにより、
電極間に電子放出のための薄膜が形成される。乾燥工程
は通常用いられる自然乾燥、送風乾燥、熱乾燥等を用い
ればよい。焼成工程は通常用いられる加熱手段を用いれ
ば良い。乾燥工程と焼成工程とは必ずしも区別された別
工程として行う必要はなく、連続して同時に行ってもか
まわない。
The solution applied between the electrodes by the above-mentioned means becomes a conductive film through a drying and baking step,
A thin film for emitting electrons is formed between the electrodes. In the drying step, natural drying, blast drying, heat drying and the like may be used. The baking step may use a commonly used heating means. The drying step and the baking step do not necessarily have to be performed as separate and distinct steps, and may be performed continuously and simultaneously.

【0016】また、前記液滴を連続的に付与して、付与
された液滴の形状を線状または面状に形成することもで
きる。また、本発明の画像形成装置は、電子放出素子お
よび該素子への電圧印加手段とを具備する電子源と、前
記素子から放出される電子を受けて発光する蛍光膜と、
外部信号を用いて前記素子へ印加する電圧を制御する駆
動回路とを具備する画像形成装置であって、前記素子が
本発明の有機金属化合物を用いて形成された電子放出部
を具備することを特徴とする。
Further, the droplets may be continuously applied, and the shape of the applied droplets may be linear or planar. Further, the image forming apparatus of the present invention has an electron source including an electron-emitting device and voltage applying means for the device, a phosphor film that receives and emits electrons emitted from the device,
A driving circuit for controlling a voltage applied to the element using an external signal, wherein the element includes an electron-emitting portion formed using the organometallic compound of the present invention. Features.

【0017】(1)式は、金属原子とキレート化合物を
生成するトリまたはテトラアミン系の三または四座配位
子を金属に配位させた化合物であり、この金属−トリま
たはテトラアミン系錯体を電子放出素子形成用材料とし
て用いることにより水溶性で、従来電子放出素子の作製
に用いられてきた有機金属化合物よりも分解に要する温
度範囲が狭く焼成工程において残留物が残らず、且つ高
温で分解する有機金属化合物である。この錯体を電子放
出素子形成用材料として用いることにより、容易に水に
溶解しヒーター面上でのコゲの発生が少なく且つ焼成に
要するコストの低下及び時間の短縮を達成し、安価且つ
容易な電子放出素子を作製することができる。
The formula (1) is a compound obtained by coordinating a metal with a tri- or tetraamine-based tridentate or tetradentate ligand which forms a chelate compound with a metal atom. An organic material that is water-soluble by using it as a device forming material, has a narrower temperature range for decomposition than organometallic compounds conventionally used in the production of electron-emitting devices, leaves no residue in the firing step, and decomposes at high temperatures It is a metal compound. By using this complex as a material for forming an electron-emitting device, it can be easily dissolved in water to reduce the occurrence of kogation on the heater surface, reduce the cost and time required for firing, and achieve low-cost and easy electron formation. An emission element can be made.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を説明する。本発明を適用しうる電子放出素子の好まし
い態様は表面伝導型電子放出素子であり、表面伝導型電
子放出素子の基本的な構成には大別して、平面型及び垂
直型の2つの構成が上げられる。表面伝導型電子放出素
子について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. A preferred embodiment of the electron-emitting device to which the present invention can be applied is a surface-conduction electron-emitting device. The basic structure of the surface-conduction electron-emitting device can be roughly classified into two types: a planar type and a vertical type. . The surface conduction electron-emitting device will be described.

【0019】図1は本発明の表面伝導型電子放出素子の
構成を示す模式図であり、図1(a)は平面図、図1
(b)は断面図である。図1において、1は基板、2、
3は素子電極、4は導電性膜、5は電子放出部をそれぞ
れ示す。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。
FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view and FIG.
(B) is a sectional view. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2,
Reference numeral 3 denotes an element electrode, 4 denotes a conductive film, and 5 denotes an electron emitting portion. As the substrate 1, quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, blue plate glass, a glass substrate obtained by laminating SiO 2 formed on a blue plate glass by a sputtering method, ceramics such as alumina, and a Si substrate are used. Can be.

【0020】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、C
u、Pd等の金属或はこれらの合金、およびPd、A
g、Au、RuO2 、Pd−Ag等の金属、合金或は金
属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、In2
3−SnO2 等の透明導電体およびポリシリコン等の半
導体材料等より適宜選択することができる。
Materials for the opposing element electrodes 2 and 3 include:
General conductor materials can be used. This includes, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, C
metals such as u, Pd or alloys thereof, and Pd, A
g, Au, RuO 2 , Pd—Ag and other metals, alloys or printed conductors composed of metal oxides and glass, In 2 O
It can be appropriately selected from a transparent conductor such as 3- SnO 2 and a semiconductor material such as polysilicon.

【0021】素子電極間隔L、素子電極長さW、電極の
厚さd、導電性膜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Åから数百μm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μmか
ら数十μmの範囲とすることができる。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the electrode thickness d, the shape of the conductive film 4 and the like are designed in consideration of the applied form and the like. The element electrode interval L can be preferably in the range of several thousand to several hundred μm, and more preferably in the range of several μm to several tens μm in consideration of the voltage applied between the element electrodes. be able to.

【0022】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μmから数百μm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Åから数
μmの範囲とすることができる。尚、図1に示した構成
だけでなく、基板1上に、導電性膜4、対向する素子電
極2、3の順に積層した構成とすることもできる。
The length W of the device electrode can be in the range of several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics. The film thickness d of the device electrodes 2 and 3 can be in the range of several hundreds of μm to several μm. In addition, not only the configuration shown in FIG. 1 but also a configuration in which a conductive film 4 and opposing element electrodes 2 and 3 are laminated on the substrate 1 in this order.

【0023】導電性膜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
ましく、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通電フ
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Åから数千Åの範囲とすることが好ましく、より好
ましくは10〜500Å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の薄膜の長さ方向に
測定した抵抗Rを、R=RS(l/w)とおいたときに
現れる量で、抵抗率をρとするとRS =(ρ/t)で
ある。
It is preferable to use a fine particle film composed of fine particles for the conductive film 4 in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is determined by the step coverage of the device electrodes 2 and 3 and the device electrode. It is appropriately set in consideration of the resistance value between two or three and the energization forming conditions described below, but is usually preferably in the range of several to several thousand degrees, more preferably in the range of 10 to 500 degrees. Good to do. The resistance value is such that R S is from 10 2 to 10 7 Ω. Note that R S
Is the amount of resistance R measured in the length direction of a thin film having a thickness of t, a width of w, and a length of 1 when R = R s (l / w). Then, R S = (ρ / t).

【0024】本明細書において、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。導電性膜4は、上記金属のほかに、PdO、SnO
2 、In23 、PbO、Sb23 等の金属酸化物、
HfB2 、ZrB2 、LaB6 、CeB6 、YB4、G
dB4 等の金属硼素化物、TiC、ZrC、HfC、T
aC、SiC、WC等の金属炭化物、TiN、ZrN、
HfN等の金属窒化物、Si、Ge等の半導体、カーボ
ン等を含むことができる。
In the present specification, the forming process will be described by taking an energizing process as an example. However, the forming process is not limited to this, and a process for forming a crack in a film to form a high resistance state is performed. Includes The conductive film 4 is made of PdO, SnO in addition to the above metals.
2 , metal oxides such as In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 ,
HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB 6 , YB 4 , G
dB 4 of a metal such as boron hydride, TiC, ZrC, HfC, T
aC, SiC, metal carbide such as WC, TiN, ZrN,
Metal nitrides such as HfN, semiconductors such as Si and Ge, and carbon can be included.

【0025】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、微粒子がここに
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Åから数千Åの範囲、好ましく
は10〜200Åの範囲である。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。
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 where the fine particles are dispersed and arranged here or in a state where 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 to several thousand, preferably in the range of 10 to 200. In this specification, the term “fine particles” is frequently used, and the meaning will be described.

【0026】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。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。
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. However, each boundary is not strict and changes depending on what kind of property is focused on. Also "fine particles"
And "ultrafine particles" may be collectively referred to as "fine particles", and the description in this specification is in line with this.

【0027】「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、特に超微粒子と言うときは粒径が10
nm程度から2〜3nm程度までを意味することにす
る。両者を一括して単に微粒子と書くこともあってけっ
して厳密なものではなく、だいたいの目安である。粒子
を構成する原子の数が2個から数十〜数百個程度の場合
はクラスターと呼ぶ」(195ページ 22〜26行
目) 付言すると、新技術開発事業団の“林・超微粒子プロジ
ェクト”での「超微粒子」の定義は、粒径の下限はさら
に小さく、次のようなものであった。
"Experimental Physics Course 14 Surface / Particle"
(Edited by Kinoshita Yoshio, 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.
m, and especially when it is referred to as ultrafine particles, the particle size is 10
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 that make up a particle is two to several tens to several hundreds, it is called a cluster. ”(P. 195, lines 22 to 26) In addition, the New Technology Development Corporation's“ Hayashi and Ultrafine Particle Project ” The definition of “ultrafine particles” in the above was that the lower limit of the particle size was even smaller, and was as follows.

【0028】「創造科学技術推進制度の“超微粒子プロ
ジェクト”(1981〜1986)では、粒子の大きさ
(径)がおよそ1〜100nmの範囲のものを“超微粒
子”(ultra fine particle)と呼
ぶことにした。すると1個の超微粒子はおよそ100〜
108 個くらいの原子の集合体という事になる。原子の
尺度でみれば超微粒子は大〜巨大粒子である。」(「超
微粒子−創造科学技術−」林主税、上田良二、田崎明
編;三田出版 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Å〜10Å程度、上限は数ミクロン程度のも
のを指すこととする。
In the “Ultra Fine Particle Project” of the Creative Science and Technology Promotion System (1981 to 1986), a particle having a particle size (diameter) in the range of about 1 to 100 nm is called “ultra fine particle”. Then, one ultrafine particle is about 100-
It is an aggregate of about 10 8 atoms. Ultra-fine particles are large to giant particles on an atomic scale. ("Ultra Fine Particles-Creative Science and Technology-" Hayashi Tax, Ryoji Ueda, Akira Tazaki
Ed., Mita Publishing, 1988, page 2, lines 1 to 4) "A particle smaller than an ultrafine particle, that is, a single particle composed of several to several hundred atoms is usually called a cluster." Lines 12 to 13) Based on the general term as described above, the term “fine particles” in the present specification is an aggregate of a large number of atoms and molecules. Refers to those of several microns.

【0029】電子放出部5は、導電性膜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
Åから数百Åの範囲の粒径の導電性微粒子が依存する場
合もある。この導電性微粒子は、導電性膜4を構成する
材料の元素の一部、あるいは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膜4には、
炭素及び炭素化合物を有することもできる。
The electron-emitting portion 5 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive film 4 and depends on the thickness, film quality, material, and the method such as energization forming described later of the conductive film 4. It will be. In some cases, conductive fine particles having a particle size in the range of several Å to several hundreds Å depend on the inside of the electron-emitting portion 5. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive film 4. The electron emitting portion 5 and the conductive film 4 near the electron emitting portion 5
It can also have carbon and carbon compounds.

【0030】以下、図1及び図4を参照しながら製造方
法の一例について説明する。図4においても、図1に示
した部位と同じ部位には図1に付した符号と同一の符号
を付している。 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4(a)〕。
An example of the manufacturing method will be described below with reference to FIGS. 4, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1) The substrate 1 is sufficiently washed with a detergent, pure water, an organic solvent, or the like, and a device electrode material is deposited by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like. , 3 [FIG. 4 (a)].

【0031】2)素子電極2、3を設けた基板1に、イ
ンクジェット方式により導電性膜形成用溶液の液滴を付
与して〔図4(b)〕、この液滴を乾燥・焼成して導電
性膜4を形成する〔図4(c)〕。本発明では上述のよ
うに、金属・非金属元素を含んだ導電性膜形成用溶液を
使用する。ここでは、金属・非金属元素を含んだ導電性
膜形成用溶液の塗布法を挙げて説明したが、導電性膜4
の形成法はこれに限られるものではなく、真空蒸着法、
スパッタ法、化学的気相堆積法、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) A droplet of a conductive film forming solution is applied to the substrate 1 provided with the device electrodes 2 and 3 by an ink jet method (FIG. 4B), and the droplet is dried and fired. A conductive film 4 is formed (FIG. 4C). In the present invention, as described above, a conductive film forming solution containing a metal / non-metal element is used. Here, the method of applying a conductive film forming solution containing a metal / non-metal element has been described.
The method of forming is not limited to this.
A sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dipping method, a spinner method, or the like can also be used.

【0032】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4(d)〕。通電
フォーミングによれば導電性膜4を局所的に破壊、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5に示す。
3) Subsequently, a forming step is performed.
As an example of a method of the forming step, a method by an energization process will be described. When current is applied between the device electrodes 2 and 3 using a power supply (not shown), an electron-emitting portion 5 having a changed structure is formed at the portion of the conductive film 4 (FIG. 4D). According to the energization forming, a portion where the structure of the conductive film 4 is locally broken, deformed or altered is formed. This portion constitutes the electron emission section 5. FIG. 5 shows an example of the voltage waveform of the energization forming.

【0033】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5(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5(b)に示した手法が
ある。図5(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1μ秒〜10m
秒、T2は、10μ秒〜100m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の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。図5(b)におけるT1及びT2は、図5
(a)に示したのと同様とすることができる。三角波の
波高値(通電フォーミング時のピーク電圧)は、例えば
0.1Vステップ程度ずつ、増加させることができる。
The voltage waveform is preferably a pulse waveform. For this purpose, the method shown in FIG. 5A for continuously applying a pulse with a constant pulse peak value and the method shown in FIG. 5B for applying a voltage pulse while increasing the pulse peak value are used. is there. T1 and T2 in FIG. 5A are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Normally T1 is 1 microsecond to 10m
Second and T2 are set in a range of 10 μsec to 100 msec. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens minutes. The pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted. T1 and T2 in FIG.
It can be similar to that shown in FIG. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) can be increased, for example, by about 0.1 V steps.

【0034】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、1Mオーム以上の抵抗を
示した時、通電フォーミングを終了させる。 4)フォーミングを終えた素子には活性化工程と呼ばれ
る処理を施すのが好ましい。活性化工程とは、この工程
により、素子電流If、放出電流Ieが、著しく変化す
る工程である。
The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally destroy or deform the conductive film 4 during the pulse interval T2, and measuring the current. For example, an element current flowing by applying a voltage of about 0.1 V is measured, and a resistance value is obtained. When the resistance value indicates 1 M ohm or more, the energization forming is terminated. 4) It is preferable to perform a process called an activation step on the element after the forming. The activation step is a step in which the element current If and the emission current Ie are significantly changed by this step.

【0035】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、スルホン
酸等の有機酸類等を挙げることができ、具体的には、メ
タン、エタン、プロパンなど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。活性化工程の終了判定は素子電流Ifと
放出電流Ieを測定しながら、適宜行う。なお、パルス
幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。
The activation step can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse in an atmosphere containing an organic substance gas, 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 a vacuum once sufficiently evacuated by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance. 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 accordingly set as appropriate. Suitable organic substances include alkanes, alkenes, alkyne aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes,
Ketones, amines, phenols, carboxylic acids, organic acids such as sulfonic acid and the like, and specifically, methane, ethane, propane and the like, and saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 , ethylene, Unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as propylene, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid, etc. Can be used. By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from the organic substance existing in the atmosphere, and the device current If and the emission current Ie are significantly changed. The end of the activation step is determined as appropriate while measuring the element current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.

【0036】炭素及び炭素化合物とは、グラファイト
(いわゆる高配向性熱分解炭素HOPG、熱分解炭素P
G、無定形炭素GCを包含する、HOPGはほぼ完全な
グラファイトの結晶構造、PGは結晶粒が200Å程度
で結晶構造がやや乱れたもの、GCは結晶粒が20Å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500Å以下の範囲とす
るのが好ましく、300Å以下の範囲とするのがより好
ましい。
Carbon and carbon compounds include graphite (so-called highly oriented pyrolytic carbon HOPG, pyrolytic carbon P).
G, including amorphous carbon GC, HOPG has a crystal structure of almost perfect graphite, PG has a crystal grain of about 200 ° and has a slightly disordered crystal structure, and GC has a crystal grain of about 20 ° and has a disordered crystal structure. And amorphous carbon (refer to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the above-mentioned graphite microcrystals), and the film thickness is preferably in the range of 500 ° or less, more preferably 300 ° or less. Is more preferably in the range of

【0037】5)このような工程を経て得られた電子放
出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程
は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真空
容器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) The electron-emitting device obtained through such a step is preferably subjected to a stabilization 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.

【0038】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80〜250℃、好ましくは150℃
以上で、できるだけ長時間行うのが望ましいが、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。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1×10-8Torr以下が特に好ましい。
In the activation step, when an oil diffusion pump or a rotary pump is used as an exhaust device and an organic gas derived from an oil component generated from the oil diffusion pump or the rotary pump is used, it is necessary to keep the partial pressure of this component as low as possible. . The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel is preferably 1 × 10 −8 Torr or less, more preferably 1 × 10 −10 Torr or less, at a partial pressure at which the carbon and carbon compounds 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 80 to 250 ° C, preferably 150 ° C.
As described above, it is desirable to perform the treatment for as long as possible. However, the present invention is not particularly limited to this condition.
This is performed under conditions appropriately selected according to various conditions such as the configuration of the electron-emitting device. The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, preferably 1 to 3 × 10 −7 Torr or less, and more preferably 1 × 10 −8 Torr or less.

【0039】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。
It is preferable that the atmosphere at the time of driving after the stabilization step is performed is the same as that at the end of the stabilization treatment, but the present invention is not limited to this. Even if the degree of vacuum itself is slightly reduced, sufficiently stable characteristics can be maintained.

【0040】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
結果として素子電流If、放出電流Ieが、安定する。
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6、図7を参照しながら説
明する。
By employing such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed,
As a result, the element current If and the emission current Ie are stabilized.
The basic characteristics of the electron-emitting device to which the present invention can be applied obtained through the above-described steps will be described with reference to FIGS.

【0041】図6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6においても、図1に示した部
位と同じ部位には図1に付した符号と同一の符号を付し
ている。図6において、65は真空容器であり、66は
排気ポンプである。真空容器65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は導電性膜、5は電子
放出部である。61は、電子放出素子に素子電圧Vfを
印加するための電源、60は素子電極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、6
4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。63はアノード電極
64に電圧を印加するための高圧電源、62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1
kV〜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. 6 is a schematic view showing an example of a vacuum processing apparatus. This vacuum processing apparatus also has a function as a measurement and evaluation apparatus. In FIG. 6 as well, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG. In FIG. 6, reference numeral 65 denotes a vacuum vessel, and 66 denotes an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 65. That is, 1 is a substrate constituting an electron-emitting device, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive film, and 5 is an electron-emitting portion. Reference numeral 61 denotes a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device; 60, an ammeter for measuring a device current If flowing through the conductive film 4 between the device electrodes 2 and 3;
Reference numeral 4 denotes an anode electrode for capturing an emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device. 63 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 64, and 62 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission section 5 of the device. As an example, the voltage of the anode electrode is set to 1
The measurement can be performed with the range of 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.

【0042】真空容器65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、
所望の真空雰囲気中での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ66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度まで加熱できる。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。
In the vacuum vessel 65, equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere such as a vacuum gauge (not shown) is provided.
Measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere. The exhaust pump 66 is composed of a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultrahigh vacuum device system including an ion pump and the like. The entire vacuum processing apparatus equipped with the electron source substrate shown here is
It can be heated up to 200 degrees by a heater (not shown). Therefore, by using this vacuum processing apparatus, the steps after the energization forming described above can also be performed.

【0043】図7は図6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7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。尚、縦、横軸ともリニアスケー
ルである。図7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
対する三つの特徴的特性を有する。即ち、(i)本素子
はある電圧(しきい値電圧と呼ぶ、図7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Vthを持った非線形素子である。
FIG. 7 shows emission current Ie, device current If and device voltage Vf measured using the vacuum processing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship of FIG. In FIG. 7, since the emission current Ie is significantly smaller than the device current If,
Shown in arbitrary units. Note that both the vertical and horizontal axes are linear scales. As is clear from FIG. 7, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, (i) the emission current Ie sharply increases when an element voltage higher than a certain voltage (referred to as a threshold voltage, Vth in FIG. 7) or more is applied to the element, and the emission current Ie decreases below the threshold voltage Vth. Ie is hardly detected. That is, it is a nonlinear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0044】(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。 (iii)アノード電極64に捕捉される放出電荷は、
素子電圧Vfを印加する時間に依存する。すなわち、ア
ノード電極64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。
(Ii) Since the emission current Ie depends monotonically on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf. (Iii) The emission charge captured by the anode electrode 64 is:
It depends on the time for applying the element voltage Vf. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 64 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.

【0045】以上の説明により理解されるように、本発
明を適用可能な表面伝導型電子放出素子は、入力信号に
応じて、電子放出特性を容易に制御できることになる。
この性質を利用すると複数の電子放出素子を配して構成
した電子源、画像形成装置等、多方面への応用が可能と
なる。
As understood from the above description, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied can easily control the electron emission characteristics according to the input signal.
By utilizing this property, it is possible to apply to various fields such as an electron source and an image forming apparatus having a plurality of electron-emitting devices.

【0046】図7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)。また、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. 7, 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). Further, these characteristics can be controlled by controlling the above-described steps.

【0047】本発明の電子放出素子の応用例について以
下に述べる。本発明の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。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)、この配線と直行する
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。
An application example of the electron-emitting device of the present invention will be described below. By arranging a plurality of the surface conduction electron-emitting devices of the present invention on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be configured. 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 rows and columns 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, and the same. One example is one in which the other of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in a row 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.

【0048】本発明の表面伝導型電子放出素子について
は、前述したとおり(i)ないし(iii)の特性があ
る。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 of the present invention has the characteristics (i) to (iii) as described above. That is, the electrons emitted from the surface conduction electron-emitting device are
Above the threshold voltage, it can be controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between the opposing element electrodes. 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 pulse-like voltage is appropriately applied to each of the devices, a surface-conduction electron-emitting device is selected according to an input signal to emit electrons. You can control the amount.

【0049】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8を用いて説明する。図8において、81は電子
源基板、82はX方向配線、83はY方向配線である。
84は表面伝導型電子放出素子、85は結線である。
尚、表面伝導型電子放出素子84は、平面型あるいは垂
直型のどちらであってもよい。
Hereinafter, based on this principle, an electron source substrate obtained by disposing a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. 8, 81 is an electron source substrate, 82 is an X-direction wiring, and 83 is a Y-direction wiring.
84 is a surface conduction electron-emitting device, and 85 is a connection.
The surface conduction electron-emitting device 84 may be either a flat type or a vertical type.

【0050】m本のX方向配線82はDX1、DX2、
・・・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、適宜設定される。Y
方向配線83はDY1、DY2、・・・DYnのn本の
配線よりなり、X方向配線82と同様に形成される。こ
れらm本のX方向配線82とn本のY方向配線83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 X-direction wirings 82 are DX1, DX2,
... 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 set. Y
The directional wiring 83 is composed of n wirings DY1, DY2,... DYn, and is formed in the same manner as the X-directional wiring 82. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 82 and the n Y-directional wirings 83 to electrically separate them (m and n are both Positive integer).

【0051】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82を形成した基板81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82とY方向配線83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
82とY方向配線83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 a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 81 on which the X-directional wiring 82 is formed. The material and the production method are appropriately set. The X-direction wiring 82 and the Y-direction wiring 83 are led out as external terminals.

【0052】表面伝導型放出素子84を構成する一対の
電極(不図示)は、m本のX方向配線82とn本のY方
向配線83と、導電性金属等からなる結線85によって
電気的に接続されている。配線82と配線83を構成す
る材料、結線85を構成する材料、結線85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。
A pair of electrodes (not shown) constituting the surface conduction electron-emitting device 84 are electrically connected by m X-directional wirings 82, n Y-directional wirings 83, and a connection 85 made of a conductive metal or the like. It is connected. The material forming the wiring 82 and the wiring 83, the material forming the connection 85, the material forming the connection 85, and the material forming the pair of element electrodes, even if some or all of the constituent elements are the same, Each may be different. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes. When the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.

【0053】X方向配線82には、X方向に配列した表
面伝導型放出素子84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83には、Y方向に配列した表面伝導型
放出素子84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。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。
The X-direction wiring 82 is connected to a scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the surface conduction electron-emitting devices 84 arranged in the X direction. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices 84 arranged in the Y direction according to an input signal is connected to the Y-direction wiring 83. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device. In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using a simple matrix wiring.

【0054】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9と図10及
び図11を用いて説明する。図9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10は、図9の
画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図1
1はNTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行うため
の駆動回路の一例を示すブロック図である。
An image forming apparatus constructed using such an electron source having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 11. FIG. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 10 is a schematic diagram of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a drive circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal.

【0055】図9において、81は電子放出素子を複数
配した電子源基板、91は電子源基板81を固定したリ
アプレート、96はガラス基板93の内面に蛍光膜94
とメタルバック95等が形成されたフェースプレートで
ある。92は支持枠であり該支持枠92には、リアプレ
ート91、フェースプレート96がフリットガラス等を
用いて接続されている。98は外囲器であり、例えば大
気中あるいは、窒素中で、400〜500度の温度範囲
で10分以上焼成することで、封着して構成される。
In FIG. 9, reference numeral 81 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged, 91 denotes a rear plate on which the electron source substrate 81 is fixed, and 96 denotes a fluorescent film 94 on the inner surface of a glass substrate 93.
And a face plate on which a metal back 95 and the like are formed. Reference numeral 92 denotes a support frame, and a rear plate 91 and a face plate 96 are connected to the support frame 92 using frit glass or the like. Reference numeral 98 denotes an envelope, which is sealed by firing in air or nitrogen at a temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more.

【0056】84は図1における電子放出部に相当す
る。82、83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。外
囲器98は上述の如く、フェースプレート96、支持枠
92、リアプレート91で構成される。リアプレート9
1は主に基板81の強度を補強する目的で設けられるた
め、基板81自体で十分な強度を持つ場合は別体のリア
プレート91は不要とすることができる。即ち、基板8
1に直接支持枠92を封着し、フェースプレート96、
支持枠92及び基板81で外囲器98を構成しても良
い。一方、フェースプレート96、リアプレート91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98
の構成することもできる。
Reference numeral 84 corresponds to the electron-emitting portion in FIG. Reference numerals 82 and 83 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. The envelope 98 includes the face plate 96, the support frame 92, and the rear plate 91 as described above. Rear plate 9
Since 1 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 81, if the substrate 81 itself has sufficient strength, the separate rear plate 91 can be unnecessary. That is, the substrate 8
1, a supporting frame 92 is directly sealed, and a face plate 96,
The envelope 98 may be constituted by the support frame 92 and the substrate 81. On the other hand, by installing a support (not shown) called a spacer between the face plate 96 and the rear plate 91, an envelope 98 having sufficient strength against atmospheric pressure is provided.
Can also be configured.

【0057】図10は、蛍光膜を示す模式図である。蛍
光膜94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101と蛍光体102と
から構成することができる。ブラックストライプ、ブラ
ックマトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必
要となる三原色蛍光体の各蛍光体102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94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. 10 is a schematic diagram showing a fluorescent film. The fluorescent film 94 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, it can be composed of a black conductive material 101 called a black stripe or a black matrix and a fluorescent material 102 depending on the arrangement of the fluorescent materials. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the mixed portions inconspicuous by making the painted portions between the phosphors 102 of the necessary three primary color phosphors black in the case of color display, An object of the present invention is to suppress a decrease in contrast due to light reflection. As 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.

【0058】ガラス基板103に蛍光体を塗布する方法
はモノクローム、カラーによらず、沈殿法、印刷法等が
採用できる。蛍光膜94の内面側には通常メタルバック
95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96側
へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、電子
ビーム加速電圧を印加するための電極として作用させる
こと、外囲器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
A1を真空蒸着等で堆積することで作製できる。
The method of applying the fluorescent substance to the glass substrate 103 can employ a precipitation method, a printing method, or the like irrespective of monochrome or color. Usually, a metal back 95 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 94. The purpose of providing the metal back is to improve the brightness by mirror-reflecting the light toward the inner surface side of the phosphor emission toward the face plate 96 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, The purpose is to protect the phosphor from damage due to 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 A1 by vacuum evaporation or the like.

【0059】フェースプレート96には、更に蛍光膜9
4の導電性を高めるため、蛍光膜94の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。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。
図9に示した画像形成装置は、例えば以下のようにして
製造される。
The face plate 96 is further provided with a fluorescent film 9.
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 94 in order to increase the conductivity of No. 4. 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.
The image forming apparatus shown in FIG. 9 is manufactured, for example, as follows.

【0060】外囲器98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。外囲器98の封止後の真空度を維持するために、ゲ
ッター処理をおこなうこともできる。これは、外囲器9
8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98内の所
定の位置(不図示)に配置されたゲッターを加熱し、蒸
着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ba等が主
成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、たとえば1×
10-5ないしは1×10-7Torrの真空度を維持する
ものである。ここで、表面伝導型電子放出素子のフォー
ミング処理以降の工程は、適宜設定できる。
[0060] The envelope 98, similar to the aforementioned stabilization step, while being heated appropriately, ion pump, by an exhaust device not using oil, such as a sorption pump evacuated through an exhaust pipe (not shown), 10 -7 After the atmosphere is made sufficiently low in an organic substance having a degree of vacuum of about Torr, sealing is performed. In order to maintain a vacuum degree after the envelope 98 is sealed, a getter process may be performed. This is the envelope 9
Immediately before or after the sealing of 8, the getter disposed at a predetermined position (not shown) in the envelope 98 is heated by heating using resistance heating, high-frequency heating, or the like to form a vapor deposition film. This is the processing to be performed. The getter is usually composed mainly of Ba or the like.
The vacuum degree of 10 -5 or 1 × 10 -7 Torr is maintained. Here, steps after the forming process of the surface conduction electron-emitting device can be appropriately set.

【0061】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為の駆動回路の構成例
について、図11を用いて説明する。図11において、
111は画像表示パネル、112は走査回路、113は
制御回路、114はシフトレジスタである。115はラ
インメモリ、116は同期信号分離回路、117は変調
信号発生器、VxおよびVaは直流電圧源である。
Next, an example of the configuration of a drive circuit for performing television display based on NTSC television signals on a display panel configured using electron sources arranged in a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. . In FIG.
111 is an image display panel, 112 is a scanning circuit, 113 is a control circuit, and 114 is a shift register. 115 is a line memory, 116 is a synchronization signal separation circuit, 117 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0062】表示パネル111は、端子Dox1ないし
Doxm、端子Doy1ないしDoyn、及び高圧端子
Hvを介して外部の電気回路と接続している。端子Do
x1ないし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
次駆動する為の走査信号が印加される。
The display panel 111 is connected to an external electric circuit via terminals Dox1 to Doxm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal Hv. Terminal Do
x1 to Doxm are provided for sequentially driving electron sources provided in the display panel, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns, one row (N element) at a time. A scanning signal is applied.

【0063】端子Dy1ないしDynには、前記走査信
号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の各
素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印加さ
れる。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為の加速電圧
である。
To the terminals Dy1 to Dyn, a modulation signal for controlling an output electron beam of each element of one row of surface conduction electron-emitting devices selected by the scanning signal is applied. 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.

【0064】走査回路112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ないし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111の端子Dx1ないしDxmと電気的に
接続される。S1ないしSmの各スイッチング素子は、
制御回路103が出力する制御信号Tscanに基づい
て動作するものであり、例えばFETのようなスイッチ
ング素子を組み合わせる事により構成する事ができる。
The scanning circuit 112 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),
It is electrically connected to terminals Dx1 to Dxm of the display panel 111. Each of the switching elements S1 to Sm is
It operates based on a control signal Tscan output from the control circuit 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0065】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
るよう設定されている。制御回路113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113
は、同期信号分離回路116より送られる同期信号Ts
yncに基づいて、各部に対してTscanおよびTs
ftおよびTmryの各制御信号を発生する。
In the case of the present embodiment, the DC voltage source Vx is based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device, and the driving voltage applied to the non-scanned device is the electron emission threshold. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the value voltage. The control circuit 113 has a function of matching the operation of each unit so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. Control circuit 113
Is the synchronization signal Ts sent from the synchronization signal separation circuit 116.
Tscan and Ts for each part based on the sync
ft and Tmry control signals are generated.

【0066】同期信号分離回路116は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離する為の回路で、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116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を便宜上DATA信号
と表した。該DATA信号はシフトレジスタ114に入
力される。
The synchronizing signal separating circuit 116 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 116 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is illustrated here as a Tsync signal for convenience of explanation. 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 input to the shift register 114.

【0067】シフトレジスタ114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113より送られる制御信号Tsftに基づいて
動作する(すなわち、制御信号Tsftは、シフトレジ
スタ114のシフトクロックであると言うこともでき
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ないしIdnのN個の並列信号として前記シ
フトレジスタ114より出力される。
The shift register 114 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal Tsft sent from the control circuit 113. (Ie, the control signal Tsft can be said to be a shift clock of the shift register 114). The data of one line of the image (corresponding to the drive data of the N electron-emitting devices) which has been subjected to the serial / parallel conversion is output from the shift register 114 as N parallel signals Id1 to Idn.

【0068】ラインメモリ115は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路113より送られる制御信号Tmryに従
って適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶さ
れた内容は、I’d1ないしI’dnとして出力され、
変調信号発生器117に入力される。変調信号発生器1
17は、前記画像データI’d1ないしI’dnの各々
に応じて、表面電動型電子放出素子の各々を適切に駆動
変調する為の信号源であり、その出力信号は、端子Do
y1ないしDoynを通じて表示パネル111内の表面
伝導型電子放出素子に印加される。
The line memory 115 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 113. The stored contents are output as I'd1 to I'dn,
The signal is input to the modulation signal generator 117. Modulation signal generator 1
Reference numeral 17 denotes a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface-driven electron-emitting devices in accordance with each of the image data I'd1 to I'dn.
The voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 111 through y1 to Doyn.

【0069】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時のみ電子放出
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
制御する事が可能である。また、パルスの幅Pwを変化
させる事により出力される電子ビームの電荷の総量を制
御する事が可能である。
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 higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. From this, when applying a pulsed voltage to this element,
For example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur. However, when a voltage at the electron emission threshold is applied, an electron beam is output. At that time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. Further, by changing the pulse width Pw, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.

【0070】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117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 in accordance with the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be adopted. When implementing the voltage modulation method, a circuit of a voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 117. be able to.

【0071】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117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。シフトレジスタ114やラインメモリ1
15は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のも
のでも採用できる。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良いからである。
When implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 117, 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 input data can be used. Shift register 114 and line memory 1
Reference numeral 15 can be a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0072】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路116の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要があるが、これは116の出力部にA/D変換
器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ115
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117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117には、例えばD/A変換回
路を用い、必要に応じて増幅回路などを付加する。パル
ス幅変調方式の場合、変調信号発生器117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)及び計数器の出力値と前記メモリ
の出力値を比較する比較器(コンパレータ)を組み合せ
た回路を用いる。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電動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 synchronizing signal separation circuit 116 into a digital signal. This can be achieved by providing an A / D converter at the output of the synchronization signal separation circuit 116. In connection with this, the line memory 115
The circuit used for the modulation signal generator 117 differs slightly depending on whether the output signal 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 as the modulation signal generator 117, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 117 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparison for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. The circuit which combined the device (comparator) is used. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface-motor-driven electron-emitting device can be added.

【0073】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117には、例えばオペアンプなど
を用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフ
ト回路など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, for example, an amplification circuit using an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 117, and a level shift circuit or the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage-controlled oscillation circuit (VCO) can be employed, and an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added as necessary.

【0074】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ないしDoxm、Doy1ないしDoy
n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95、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94に衝突し、発光
が生じて画像が形成される。
In an image display apparatus to which the present invention can be applied, which has such a configuration, external terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Doy are provided to each electron-emitting device.
By applying a voltage through n, electron emission occurs. A high voltage is applied to the metal back 95 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 94 and emit light to form an image.

【0075】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方式をあげたが、入力信号はこれに
限られるものではなく、PAL、SECAM方式などの
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)方式をも
採用できる。
The configuration of the image forming apparatus described here is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the technical concept of the present invention. Although the NTSC system is used as the input signal, the input signal is not limited to the NTSC system, but may be a PAL, a SECAM system, or a TV signal including a larger number of scanning lines (for example, MUSE system, etc.). High-definition TV).

【0076】次に、はしご型配置の電子源及び画像形成
装置について図12、図13を用いて説明する。図12
は、はしご型配置の電子源の一例を示す模式図である。
図12において、120は電子源基板、121は電子放
出素子である。122、Dx1〜Dx10は、電子放出
素子121を接続するための共通配線である。電子放出
素子121は、基板120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〜Dx
9は、例えばDx2、Dx3を同一配線とすることもで
きる。
Next, a ladder-type arrangement of the electron source and the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an electron source having a ladder arrangement.
In FIG. 12, reference numeral 120 denotes an electron source substrate, and 121 denotes an electron-emitting device. 122, Dx1 to Dx10 are common wirings for connecting the electron-emitting devices 121. A plurality of electron-emitting devices 121 are arranged on the substrate 120 in parallel in the X direction (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. Common wiring Dx2 to Dx between each element row
For example, Dx2 and Dx3 can be the same wiring.

【0077】図13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。130はグリッド電極、131は電子が通過する
ための空孔、132はDox1、Dox2...Dox
mよりなる容器外端子である。133はグリッド電極1
30と接続されたG1、G2...Gnからなる容器外
端子、134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13においては、図9、12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9
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120とフェースプレート96の間
にグリッド電極130を備えているか否かである。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a panel structure in an image forming apparatus having a ladder-type electron source. 130 is a grid electrode, 131 is a hole through which electrons pass, 132 is Dox1, Dox2. . . Dox
m outside the container. 133 is the grid electrode 1
30 connected to G1, G2. . . An external terminal 134 made of Gn is an electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same wiring. In FIG. 13, the same parts as those shown in FIGS. 9 and 12 are denoted by the same reference numerals as those shown in these figures. The image forming apparatus shown here and FIG.
The major difference from the image forming apparatus of the simple matrix arrangement shown in FIG. 7 is whether or not the grid electrode 130 is provided between the electron source substrate 120 and the face plate 96.

【0078】図13においては、基板120とフェース
プレート96の間には、グリッド電極130が設けられ
ている。グリッド電極130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131が設けられている。グリ
ッドの形状や設置位置は図13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. 13, a grid electrode 130 is provided between the substrate 120 and the face plate 96. The grid electrode 130 is for modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device,
In order to allow an electron beam to pass through stripe-shaped electrodes provided orthogonally to the ladder-shaped element rows, one circular opening 131 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.

【0079】容器外端子132およびグリッド容器外端
子133は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。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。
The external terminal 132 and the grid external terminal 133 are electrically connected to a control circuit (not shown). In the image forming apparatus of the present embodiment, a modulation signal for one line of an image is simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronization with sequentially driving (scanning) the element rows one by one. This allows
By controlling the irradiation of each electron beam to the phosphor, an image can be displayed line by line.

【0080】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ー等の
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も
できる。
The image forming apparatus of the present invention is used not only as a display device for television broadcasting, a display device such as a video conference system or a computer, but also as an image forming device as an optical printer using a photosensitive drum or the like. You can also.

【0081】[0081]

【実施例】以下、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 Hereinafter, the present invention will be described in detail 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.

【0082】実施例1 電子放出素子形成用錯体、酢酸パラジウム−(トリエチ
レンテトラミン)を以下のようにして合成した。酢酸パ
ラジウム0.5gにイソプロピルアルコール30mlを
加え、攪拌下トリエチレンテトラミン0.4gを添加
し、室温で5時間攪拌した。反応後、反応混合物を濾過
し濾液を減圧下に留去した。残渣にアセトンを加え、結
晶化させ濾取した。この結晶にアセトンを加えよく攪拌
し再び濾取した。この操作を繰り返し、結晶をアセトン
で充分に洗い真空乾燥して、酢酸パラジウム−(トリエ
チレンテトラミン)を得た。空気中でのTG測定の結
果、酢酸パラジウム−(トリエチレンテトラミン)の分
解温度は195〜283℃であった。
Example 1 A complex for forming an electron-emitting device, palladium acetate- (triethylenetetramine), was synthesized as follows. 30 ml of isopropyl alcohol was added to 0.5 g of palladium acetate, 0.4 g of triethylenetetramine was added with stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. After the reaction, the reaction mixture was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. Acetone was added to the residue, which was crystallized and collected by filtration. Acetone was added to the crystals, and the mixture was stirred well and collected by filtration again. This operation was repeated, and the crystals were sufficiently washed with acetone and dried in vacuo to obtain palladium acetate- (triethylenetetramine). As a result of TG measurement in air, the decomposition temperature of palladium acetate- (triethylenetetramine) was 195 to 283 ° C.

【0083】実施例2 電子放出素子形成用錯体、酢酸パラジウム−(N,N’
−(2−アミノエチル)プロパンジアミン))を以下の
ようにして合成した。酢酸パラジウム0.5gにイソプ
ロピルアルコール25mlを加え攪拌下、N,N’−
(2−アミノエチル)プロパンジアミン0.43gを添
加し、室温で5時間攪拌した。
Example 2 Palladium acetate- (N, N ′) complex for forming an electron-emitting device
-(2-aminoethyl) propanediamine)) was synthesized as follows. 25 g of isopropyl alcohol was added to 0.5 g of palladium acetate, and N, N'-
0.43 g of (2-aminoethyl) propanediamine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours.

【0084】反応後、反応混合物を濾過し濾液を減圧下
に留去した。残渣にアセトンを加え、攪拌して上澄みを
すてた。この操作を繰り返した後乾燥し、酢酸パラジウ
ム−(N,N’−(2−アミノエチル)プロパンジアミ
ン)を得た。空気中でのTG測定の結果、酢酸パラジウ
ム−(N,N’−(2−アミノエチル)プロパンジアミ
ン))の分解温度は208〜322℃であった。
After the reaction, the reaction mixture was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. Acetone was added to the residue, and the mixture was stirred to remove the supernatant. After repeating this operation, drying was performed to obtain palladium acetate- (N, N '-(2-aminoethyl) propanediamine). As a result of TG measurement in the air, the decomposition temperature of palladium acetate- (N, N '-(2-aminoethyl) propanediamine) was 208 to 322 ° C.

【0085】実施例3 電子放出素子形成用錯体、酢酸パラジウム−(1,4,
8,11−テトラアザシクロテトラデカン)を以下のよ
うにして合成した。酢酸パラジウム0.5gにエチルア
ルコール20mlを加え攪拌下、1,4,8,11−テ
トラアザシクロテトラデカン0.44gを添加し、室温
で5.5時間攪拌した。
Example 3 An electron-emitting device forming complex, palladium acetate- (1,4,
8,11-tetraazacyclotetradecane) was synthesized as follows. To 0.5 g of palladium acetate, 20 ml of ethyl alcohol was added, and with stirring, 0.44 g of 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane was added, followed by stirring at room temperature for 5.5 hours.

【0086】反応後、反応混合物を濾過し濾液を30℃
以下で減圧下に留去した。残渣にアセトンを加え、攪拌
して上澄みをすてた。この操作を繰り返した後乾燥し、
酢酸パラジウム−(1,4,8,11−テトラアザシク
ロテトラデカン)を得た。空気中でのTG測定の結果、
酢酸パラジウム−(1,4,8,11−テトラアザシク
ロテトラデカン)の分解温度は216〜371℃であっ
た。
After the reaction, the reaction mixture was filtered and the filtrate was kept at 30 ° C.
The solvent was distilled off under reduced pressure. Acetone was added to the residue, and the mixture was stirred to remove the supernatant. After repeating this operation, dry,
Palladium acetate- (1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane) was obtained. As a result of TG measurement in air,
The decomposition temperature of palladium acetate- (1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane) was 216 to 371 ° C.

【0087】比較例1 酢酸パラジウムにエタノールアミンが四配位している酢
酸パラジウム−テトラキス(エタノールアミン)[(C
3 COO)2 Pd(H2 NC24 OH)4]の空気
中でのTG測定による分解温度はおよそ133〜315
℃であり、本発明に用いる有機金属化合物に比べて分解
開始温度において低く、分解に要する温度範囲も広い。
Comparative Example 1 Palladium acetate-tetrakis (ethanolamine) [(C
H 3 COO) decomposition temperature by TG measurement in the air of 2 Pd (H 2 NC 2 H 4 OH) 4] is about 133-315
° C, which is lower at the decomposition initiation temperature than the organometallic compound used in the present invention, and the temperature range required for decomposition is wide.

【0088】実施例4 本実施例の電子放出素子として図1(a)、(b)に示
すタイプの表面伝導型電子放出素子を作成した。図1
(a)は本素子の平面図を、図1(b)は断面図を示し
ている。また、図1(a)、(b)中の1は絶縁性基
板、2および3は素子に電圧を印加するための素子電
極、4は導電性膜、5は電子放出部を示す。なお、図中
のLは素子電極2と素子電極3の素子電極間隔を、Wは
素子電極の幅をそれぞれ表している。
Example 4 A surface conduction electron-emitting device of the type shown in FIGS. 1A and 1B was prepared as an electron-emitting device of this embodiment. FIG.
(A) is a plan view of the present element, and FIG. 1 (b) is a cross-sectional view. 1 (a) and 1 (b), reference numeral 1 denotes an insulating substrate, 2 and 3 denote device electrodes for applying a voltage to the device, 4 denotes a conductive film, and 5 denotes an electron emitting portion. In the drawings, L represents the element electrode interval between the element electrodes 2 and 3, and W represents the width of the element electrodes.

【0089】図4を用いて、本実施例の電子放出素子の
製造方法を述べる。絶縁性基板1として石英基板を用
い、これを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板1面上
に、白金からなる素子電極2、3を5組形成した〔図4
(a)〕。この時、素子電極間隔Lは10μmとし、素
子電極の幅Wを500μm、その厚さdを1000Åと
した。
A method for manufacturing the electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG. A quartz substrate was used as the insulating substrate 1, and after sufficiently washing it with an organic solvent, five pairs of element electrodes 2 and 3 made of platinum were formed on the surface of the substrate 1 [FIG.
(A)]. At this time, the distance L between the device electrodes was 10 μm, the width W of the device electrode was 500 μm, and the thickness d thereof was 1000 °.

【0090】酢酸パラジウム−(トリエチレンテトラミ
ン)[(CH3 COO)2 Pd(H2 NCH2 CH2
HCH2 CH2 NHCH2 CH2 NH22 ]を0.5
g、86%鹸化ポリビニルアルコール(平均重合度50
0)を0.05g、イソプロピルアルコールを25g、
エチレングリコール1gをとり、水を加えて全量を10
0gとし、パラジウム化合物溶液とした。
Palladium acetate- (triethylenetetramine) [(CH 3 COO) 2 Pd (H 2 NCH 2 CH 2 N)
HCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 ) 2 ]
g, 86% saponified polyvinyl alcohol (average degree of polymerization 50
0) 0.05 g, isopropyl alcohol 25 g,
Take 1 g of ethylene glycol and add water to make the total amount 10
0 g, to give a palladium compound solution.

【0091】このパラジウム化合物溶液をポアサイズ
0.25μmのメンプランフィルターで濾過し、濾液を
キヤノン(株)のバブルジェットプリンタヘッドBC−
01に充填し、所定のへッド内ヒータに外部より20V
の直流電圧を7μ秒印加して、前記石英基板の素子電極
2、3の各ギャップ部分にパラジウム化合物溶液を吐出
した〔図4(b)〕。へッドと基板の位置を保持したま
まさらに5回吐出を繰り返した。液滴はほぼ円形でその
直径は約110μmとなった。この基板を大気雰囲気3
00℃のオーブン中で10分加熱して前記金属化合物を
基板上で分解堆積させたところ、酸化パラジウム微粒子
からなる微粒子膜(導電性膜4)が各電極間に生成した
〔図4(c)〕。これらの膜を光学顕微鏡で観察したと
ころ結晶の析出もなく均一であることを確認した。ま
た、導電性膜間のシート抵抗値のバラツキは13%であ
った。
This palladium compound solution was filtered with a membrane filter having a pore size of 0.25 μm, and the filtrate was used as a bubble jet printer head BC-BC manufactured by Canon Inc.
01, and 20 V from outside to the heater inside the specified head
The palladium compound solution was discharged to each gap portion of the device electrodes 2 and 3 of the quartz substrate by applying the DC voltage of 7 μsec (FIG. 4B). The ejection was repeated five more times while maintaining the positions of the head and the substrate. The droplet was substantially circular and had a diameter of about 110 μm. This substrate is placed in air atmosphere 3
When the metal compound was decomposed and deposited on the substrate by heating in an oven at 00 ° C. for 10 minutes, a fine particle film (conductive film 4) composed of fine particles of palladium oxide was formed between the electrodes [FIG. 4 (c)]. ]. Observation of these films with an optical microscope confirmed that the films were uniform without crystal precipitation. The variation in sheet resistance between the conductive films was 13%.

【0092】次に、図4(d)に示すように、電子放出
部5を素子電極2および3の間に電圧を印加し、導電性
膜4を通電処理(フォーミング処理)することにより作
成した。フォーミング処理の電圧波形を図4に示す。
Next, as shown in FIG. 4D, the electron-emitting portion 5 was formed by applying a voltage between the device electrodes 2 and 3 and conducting (forming) the conductive film 4. . FIG. 4 shows a voltage waveform of the forming process.

【0093】図5中、T1及びT2は電圧波形のパルス
幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1ミリ秒、
T2を1Oミリ秒とし、三角波の波高値(フォーミング
時のピーク電圧)は5Vとし、フォーミング処理は約1
×10-6Torrの真空雰囲気下で60秒間行った。
In FIG. 5, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. In this embodiment, T1 is 1 millisecond,
T2 is 10 milliseconds, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) is 5 V, and the forming process is about
This was performed for 60 seconds in a vacuum atmosphere of × 10 -6 Torr.

【0094】このように作成された電子放出部5は、パ
ラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置された状
態となり、その微粒子の平均粒径は30Åであった。以
上のようにして作成された素子について、その電子放出
特性の測定を行った。図6に測定評価装置の概略構成図
を示す。
In the electron-emitting portion 5 thus prepared, fine particles mainly composed of palladium were dispersed and arranged, and the average particle size of the fine particles was 30 °. The electron emission characteristics of the device prepared as described above were measured. FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of the measurement evaluation apparatus.

【0095】図6においても、1は絶縁性基板、2及び
3は素子電極、4は電子放出部を含む薄膜、5は電子放
出部を示し、61は素子に電圧を印加するための電源、
60は素子電流Ifを測定するための電流計、64は素
子より発生する放出電流Ieを測定するためのアノード
電極、63はアノード電極64に電圧を印加するための
高圧電源、62は放出電流を測定するための電流計であ
る。電子放出素子の上記素子電流If、放出電流Ieの
測定にあたっては、素子電極2、3に電源61と電流計
60とを接続し、該電子放出素子の上方に電源63と電
流計62とを接続したアノード電極64を配置してい
る。また、本電子放出素子及びアノード電極64は真空
装置内に設置されおり、その真空装置には不図示の排気
ポンプ及び真空計等の真空装置に必要な機器が具備され
ており、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるよう
になっている。なお本実施例では、アノード電極と電子
放出素子間の距離を4mm、アノード電極の電位を1k
V、電子放出特性測定時の真空装置内の真空度を1×1
-6Torrとした。
Also in FIG. 6, 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a thin film including an electron emitting portion, 5 is an electron emitting portion, 61 is a power supply for applying a voltage to the device,
Reference numeral 60 denotes an ammeter for measuring an element current If, 64 denotes an anode electrode for measuring an emission current Ie generated from the element, 63 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 64, and 62 denotes an emission current. It is an ammeter for measuring. In measuring the device current If and the emission current Ie of the electron-emitting device, the power supply 61 and the ammeter 60 are connected to the device electrodes 2 and 3, and the power supply 63 and the ammeter 62 are connected above the electron-emitting device. Anode electrode 64 is arranged. The electron-emitting device and the anode electrode 64 are installed in a vacuum device, and the vacuum device is equipped with a vacuum pump and other devices necessary for the vacuum device such as a vacuum gauge (not shown). This enables measurement and evaluation of the present element. In this embodiment, the distance between the anode and the electron-emitting device is 4 mm, and the potential of the anode is 1 k.
V, the degree of vacuum in the vacuum device at the time of measuring the electron emission characteristics is 1 × 1
It was set to 0 -6 Torr.

【0096】以上のような測定評価装置を用いて、本電
子放出素子の電極2及び3の間に素子電圧を印加し、そ
の時に流れる素子電流If及び放出電流Ieを測定した
ところ、図7に示したような電流−電圧特性が得られ
た。5組の素子は平均して、素子電圧7.3V程度から
急激に放出電流Ieが増加し、素子電圧16Vでは素子
電流Ifが2.4mA、放出電流Ieが1.1μAとな
り、電子放出効率η=Ie/Ifは0.045%であっ
た。
The device voltage was applied between the electrodes 2 and 3 of the electron-emitting device using the measurement and evaluation apparatus as described above, and the device current If and the emission current Ie flowing at that time were measured. The current-voltage characteristics as shown were obtained. On average, the emission current Ie of the five sets of elements rapidly increases from an element voltage of about 7.3 V. At an element voltage of 16 V, the element current If becomes 2.4 mA, the emission current Ie becomes 1.1 μA, and the electron emission efficiency η = Ie / If was 0.045%.

【0097】アノード電極64の替わりに、前述した蛍
光膜とメタルバックを有するフェースプレートを真空装
置内に配置した。こうして電子源からの電子放出を試み
たところ蛍光膜の一部が発光し、素子電流Ifに応じて
発光の強さが変化した。こうして本素子が発光表示素子
として機能することがわかった。
Instead of the anode electrode 64, a face plate having the above-described fluorescent film and metal back was arranged in a vacuum device. When electron emission from the electron source was attempted in this way, a part of the phosphor film emitted light, and the intensity of light emission changed according to the device current If. Thus, it was found that this element functions as a light-emitting display element.

【0098】以上説明した実施例中、電子放出部を形成
する際に、素子の電極間に三角波パルスを印加してフォ
ーミング処理を行っているが、素子の電極間に印加する
波形は三角波に限定することはなく、矩形波など所望の
波形を用いても良く、その波高値及びパルス幅・パルス
間隔等についても上述の値に限ることなく、電子放出部
が良好に形成されれば所望の値を選択することが出来
る。
In the embodiment described above, when forming the electron-emitting portion, the forming process is performed by applying a triangular wave pulse between the electrodes of the device, but the waveform applied between the electrodes of the device is limited to the triangular wave. However, a desired waveform such as a rectangular wave may be used, and the peak value, pulse width, pulse interval, and the like are not limited to the above-described values. Can be selected.

【0099】比較例2 酢酸パラジウム−テトラキス(エタノールアミン)
[(CH3 COO)2 Pd(H2 NC24 OH)4
を0.7g、86%鹸化ポリビニルアルコール(平均重
合度500)を0.05g、イソプロピルアルコールを
25g、エチレングリコール1gをとり、水を加えて全
量を100gとし、パラジウム化合物溶液とした(実施
例4のパラジウム化合物溶液とは有機パラジウム錯体が
異なるだけでPd濃度は同じである)。このパラジウム
化合物溶液をポアサイズ0.25μmのメンブランフィ
ルターで濾過し、濾液をキヤノン(株)のバブルジェッ
トプリンタヘッドBC−01に充填し、所定のへッド内
ヒータに外部より20Vの直流電圧を7μ秒印加して、
実施例4と同様に石英基板上の5組の素子電極2、3の
各ギャップ部分に濾過したパラジウム化合物溶液を吐出
した。へッドと基板の位置を保持したままさらに5回吐
出を繰り返した。液滴はほぼ円形でその直径は約110
μmとなった。基板を大気雰囲気350℃のオーブン中
で12分加熱して前記金属化合物を基板上で分解堆積さ
せたところ、酸化パラジウム微粒子からなる微粒子膜
(導電性膜)が生成した。導電性膜間のシート抵抗値の
バラツキは22%であった。さらに実施例4と同様にし
て所定の通電フォーミング、活性化処理を行ない、電子
放出素子としての評価を行った。5組の素子は平均して
素子電圧16Vで電子放出効率は0.043%であっ
た。
Comparative Example 2 Palladium acetate-tetrakis (ethanolamine)
[(CH 3 COO) 2 Pd (H 2 NC 2 H 4 OH) 4 ]
, 0.7 g of 86% saponified polyvinyl alcohol (average degree of polymerization 500), 25 g of isopropyl alcohol, and 1 g of ethylene glycol, and water was added to make a total amount of 100 g to obtain a palladium compound solution (Example 4). Pd concentration is the same as that of the palladium compound solution except that the organic palladium complex is different). The palladium compound solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.25 μm, and the filtrate was filled in a bubble jet printer head BC-01 of Canon Inc., and a 20 V DC voltage was externally applied to a heater in a predetermined head by 7 μm. Seconds,
In the same manner as in Example 4, a filtered palladium compound solution was discharged to each gap portion of five pairs of device electrodes 2 and 3 on a quartz substrate. The ejection was repeated five more times while maintaining the positions of the head and the substrate. The droplet is approximately circular and has a diameter of about 110
μm. The metal compound was decomposed and deposited on the substrate by heating the substrate in an oven at 350 ° C. in the air atmosphere for 12 minutes. As a result, a fine particle film (conductive film) composed of fine particles of palladium oxide was formed. The variation in the sheet resistance value between the conductive films was 22%. Further, predetermined energization forming and activation processing were performed in the same manner as in Example 4, and evaluation as an electron-emitting device was performed. The average electron emission efficiency of the five sets of devices was 0.043% at a device voltage of 16 V.

【0100】有機パラジウム化合物として、酢酸パラジ
ウム−テトラキス(エタノールアミン)を用いた場合
は、350℃で12分間焼成する必要があり、本発明に
用いる酢酸パラジウム−(トリエチレンテトラミン)に
比べて有機残留物を除くため温度が高くそして時間も長
くかかる。
When palladium acetate-tetrakis (ethanolamine) is used as the organic palladium compound, it must be calcined at 350 ° C. for 12 minutes, and the organic residue is higher than that of palladium acetate- (triethylenetetramine) used in the present invention. The temperature is high and the time is long to remove the objects.

【0101】比較例3 実施例4と同様のパラジウム化合物溶液を用い、実施例
4と同様の表面に素子電極対を形成した石英基板に塗布
した。この基板を大気雰囲気下250℃のオーブン中で
10分間加熱した。しかしこの温度、この時間では焼成
が不十分で完全に酸化パラジウムになっていなかった。
この比較例からも分かるように、実施例4と同じ加熱時
間でも、250℃ではパラジウム化合物溶液は十分に分
解せず、本発明に用いる有機金属化合物は高温分解性で
ありかつ分解が速やかに終了する化合物である。
Comparative Example 3 The same palladium compound solution as in Example 4 was applied to a quartz substrate having a device electrode pair formed on the same surface as in Example 4. This substrate was heated in an oven at 250 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere. However, at this temperature and for this time, the calcination was insufficient and the palladium oxide was not completely formed.
As can be seen from this comparative example, even at the same heating time as in Example 4, the palladium compound solution was not sufficiently decomposed at 250 ° C., and the organometallic compound used in the present invention was decomposable at high temperatures and decomposition was terminated quickly. Compound.

【0102】実施例5−21 表1〜表3に示す組成を有する有機金属化合物溶液を調
製し、実施例4のパラジウム化合物溶液のかわりに用い
て、実施例4と同様にしてバブルジェット方式により、
各実施例の溶液をそれぞれ5組の素子電極の各ギャップ
部分に吐出した。この基板を2%の水素を含むへリウム
雰囲気下で15分間400度の熱処理を行ない、各金属
化合物を熱分解して導電性膜を形成した。各導電性膜を
光学顕微鏡で観察したところ、結晶の析出もなく均一な
膜であることを確認した。
Example 5-21 An organometallic compound solution having the composition shown in Tables 1 to 3 was prepared and used in place of the palladium compound solution of Example 4 by the bubble jet method in the same manner as in Example 4. ,
The solution of each example was discharged into each gap portion of five sets of device electrodes. This substrate was subjected to a heat treatment at 400 ° C. for 15 minutes in a helium atmosphere containing 2% hydrogen, and each metal compound was thermally decomposed to form a conductive film. When each conductive film was observed with an optical microscope, it was confirmed that the film was uniform without precipitation of crystals.

【0103】さらに実施例4と同様のフォーミングおよ
び活性化工程を経て電子放出素子を作成した。素子の作
成後、素子電圧14〜18Vにおいて電子放出現象が確
認できた。各実施例の導電性膜間のシート抵抗値のバラ
ツキはいずれも15%以下であった。
Further, an electron-emitting device was manufactured through the same forming and activating steps as in Example 4. After the device was formed, an electron emission phenomenon was confirmed at a device voltage of 14 to 18 V. The variation of the sheet resistance value between the conductive films in each example was 15% or less.

【0104】[0104]

【表1】 [Table 1]

【0105】[0105]

【表2】 [Table 2]

【0106】[0106]

【表3】 [Table 3]

【0107】比較例4〜10 表4および表5に示す組成を有する有機金属化合物溶液
を調製し、実施例4〜21の有機金属化合物溶液のかわ
りに用いて、実施例4と同様にしてバブルジェット方式
により、各比較例の溶液をそれぞれ5組の素子電極の各
ギャップ部分に吐出した。この基板を2%の水素を含む
へリウム雰囲気下で30分間400度の熱処理を行な
い、金属化合物を熱分解して導電性膜を形成した。さら
に実施例4と同様のフォーミングおよび活性化工程を経
て電子放出素子を作成した。素子の作成後、素子電圧1
4〜18Vにおいて電子放出現象が確認できた。各比較
例の導電性膜間のシート抵抗値のバラツキは、いずれも
20%以上であった。実施例5〜21のようにポリアミ
ン配位子を有する有機金属化合物溶液を用いる場合に比
べて、アミノアルコール配位子を有する有機金属化合物
溶液を用いた場合は熱処理時間が長くなっていることが
わかる。
Comparative Examples 4 to 10 Organometallic compound solutions having the compositions shown in Tables 4 and 5 were prepared, and were used in place of the organometallic compound solutions of Examples 4 to 21. The solution of each comparative example was discharged to each gap portion of five sets of device electrodes by a jet method. This substrate was subjected to a heat treatment at 400 ° C. for 30 minutes in a helium atmosphere containing 2% hydrogen to thermally decompose the metal compound to form a conductive film. Further, an electron-emitting device was produced through the same forming and activation steps as in Example 4. After the device is created, the device voltage 1
An electron emission phenomenon was confirmed at 4 to 18 V. The variation of the sheet resistance value between the conductive films of each comparative example was 20% or more. Compared to the case where the organometallic compound solution having a polyamine ligand is used as in Examples 5 to 21, the heat treatment time is longer when the organometallic compound solution having an amino alcohol ligand is used. Recognize.

【0108】[0108]

【表4】 [Table 4]

【0109】[0109]

【表5】 [Table 5]

【0110】実施例22 絶縁性基板1として石英基板を用い、これを有機溶剤に
より充分に洗浄後、該基板1面上に、白金からなる素子
電極2、3を5組形成した。この時、素子電極間隔Lは
10μmとし、素子電極の幅Wを500μm、その厚さ
dを1000Åとした。
Example 22 A quartz substrate was used as the insulating substrate 1. After sufficiently washing the substrate with an organic solvent, five pairs of element electrodes 2 and 3 made of platinum were formed on the surface of the substrate 1. At this time, the distance L between the device electrodes was 10 μm, the width W of the device electrode was 500 μm, and the thickness d thereof was 1000 °.

【0111】次に前記の素子電極2、3の各対向ギャッ
プ部分を中心とする幅が320μm、長さ160μmの
矩形の外側にCr膜を厚さ1000Å形成した。酢酸パ
ラジウム−(N,N’−(2−アミノエチル)プロパン
ジアミン)を2.6g、186%鹸化ポリビニルアルコ
ール(平均重合度500)を0.05g、イソプロピル
アルコールを25gとり、水を加えて全量を100gと
し、パラジウム化合物溶液とした。
Next, a Cr film having a thickness of 1000 Å was formed on the outside of a rectangle having a width of 320 μm and a length of 160 μm centering on each of the opposing gap portions of the device electrodes 2 and 3. 2.6 g of palladium acetate- (N, N '-(2-aminoethyl) propanediamine), 0.05 g of 186% saponified polyvinyl alcohol (average degree of polymerization 500), 25 g of isopropyl alcohol, and water were added to the total amount. Was set to 100 g to obtain a palladium compound solution.

【0112】このパラジウム化合物溶液を1000rp
m、60秒の条件で各電極間にスピン塗布して前記素子
電極2、3を形成した絶縁性基板1上に製膜した。これ
を大気雰囲気300℃のオーブン中で10分加熱して前
記金属化合物を基板上で分解堆積させたところ、酸化パ
ラジウム微粒子からなる微粒子膜が各電極間に生成し
た。
The palladium compound solution is supplied at 1000 rpm
A film was formed on the insulating substrate 1 on which the device electrodes 2 and 3 were formed by spin coating between the electrodes under the conditions of m and 60 seconds. This was heated in an air atmosphere oven at 300 ° C. for 10 minutes to decompose and deposit the metal compound on the substrate. As a result, a fine particle film composed of fine palladium oxide particles was formed between the electrodes.

【0113】次に前記の各Cr膜上に生成した各酸化パ
ラジウム微粒子膜をCr膜とともに酸エッチャントによ
り除去し、矩形に残った酸化パラジウム微粒子膜を電子
放出部形成用薄膜(導電性膜4)とした。各導電性膜を
光学顕微鏡で観察したところ、結晶の析出もなく均一な
膜であることを確認した。また、導電性膜間のシート抵
抗値のバラツキは14%であった。
Next, each palladium oxide fine particle film formed on each of the above Cr films is removed together with the Cr film by an acid etchant, and the rectangular palladium oxide fine particle film is left as a thin film for forming an electron emitting portion (conductive film 4). And When each conductive film was observed with an optical microscope, it was confirmed that the film was uniform without precipitation of crystals. The variation in sheet resistance between the conductive films was 14%.

【0114】さらに実施例4と同様にして所定の通電フ
ォーミング、活性化処理を行ない、電子放出素子として
の評価を行った。5組の素子は平均して、素子電圧16
Vで電子放出効率は0.045%であった。
Further, predetermined energization forming and activation processing were performed in the same manner as in Example 4, and evaluation as an electron-emitting device was performed. The five sets of devices have an average device voltage of 16
At V, the electron emission efficiency was 0.045%.

【0115】実施例23〜27 表6に示す組成のパラジウム化合物溶液を調製し、実施
例22のパラジウム化合物溶液のかわりに用いて、実施
例22と同様の処理を行いそれぞれの実施例につき5組
の電子放出素子を作成した。いずれの溶液も基板面に容
易に塗布することができた。付与された溶液を300
℃、10分間加熱焼成して導電性膜を形成した。各導電
性膜を光学顕微鏡で観察したところ、いずれの膜も結晶
の析出もなく均一な膜であることを確認した。素子の作
成後、素子電圧14〜18Vにおいて電子放出現象が確
認された。各実施例の導電性膜間のシート抵抗値のバラ
ツキはいずれも15%以下であった。
Examples 23 to 27 A palladium compound solution having the composition shown in Table 6 was prepared and treated in the same manner as in Example 22 except that the palladium compound solution of Example 22 was used. Was produced. All the solutions could be easily applied to the substrate surface. 300 applied solution
The resultant was heated and baked at 10 ° C. for 10 minutes to form a conductive film. When each conductive film was observed with an optical microscope, it was confirmed that each film was a uniform film without precipitation of crystals. After the device was formed, an electron emission phenomenon was observed at a device voltage of 14 to 18 V. The variation of the sheet resistance value between the conductive films in each example was 15% or less.

【0116】[0116]

【表6】 [Table 6]

【0117】比較例11〜13 表7に示す組成のパラジウム化合物溶液を調製し、実施
例22のパラジウム化合物溶液のかわりに用いて、実施
例22と同様の条件で各比較例の溶液をそれぞれ各電極
間に塗布した。これを大気雰囲気350℃のオーブン中
で15分間熱分解して導電性膜を形成した。
Comparative Examples 11 to 13 A palladium compound solution having the composition shown in Table 7 was prepared, and instead of the palladium compound solution of Example 22, the solution of each comparative example was used under the same conditions as in Example 22. It was applied between the electrodes. This was thermally decomposed in an oven at 350 ° C. in the air atmosphere for 15 minutes to form a conductive film.

【0118】さらに実施例22と同様のフォーミングお
よび活性化工程を経て電子放出素子を作成した。素子の
作成後、素子電圧14〜18Vにおいて電子放出現象が
確認できた。実施例22〜27のようにジアミンまたは
テトラアミン配位子を有する有機金属化合物溶液を用い
た場合に比べて、アミノアルコール配位子を用いた場合
は熱処理時間が長くなっていることがわかる。シート抵
抗値のバラツキは20%以上であった。
Further, through the same forming and activating steps as in Example 22, an electron-emitting device was produced. After the device was formed, an electron emission phenomenon was confirmed at a device voltage of 14 to 18 V. It can be seen that the heat treatment time is longer when an amino alcohol ligand is used than when an organometallic compound solution having a diamine or tetraamine ligand is used as in Examples 22 to 27. The variation in the sheet resistance was 20% or more.

【0119】[0119]

【表7】 [Table 7]

【0120】実施例28 16行16列の256個の素子電極とマトリクス状配線
とを形成した基板(図8)の各対向電極に対して、それ
ぞれ実施例4と同様にして有機金属化合物溶液の液滴を
バブルジェット方式のインクジェット装置により付与
し、焼成したのち、フォーミング処理を行い電子源基板
とした。
Example 28 In the same manner as in Example 4, an organic metal compound solution was applied to each of the opposite electrodes on the substrate (FIG. 8) on which 256 element electrodes of 16 rows and 16 columns and matrix wiring were formed. The droplets were applied by a bubble jet type ink jet device, baked, and then subjected to a forming process to obtain an electron source substrate.

【0121】この電子源基板にリアプレート91、支持
枠92、フェースプレート96を接続し真空封止して図
9の概念図に従う画像形成装置を作成した。端子Dox
lないしDox16と端子Doy1ないしDoy16を
通じて各素子に時分割で所定電圧を印加し端子Hvを通
じてメタルバックに高電圧を印加することによって、輝
度むらの少ない任意のマトリクス画像パターンを表示す
ることができた。
A rear plate 91, a support frame 92, and a face plate 96 were connected to this electron source substrate, and vacuum-sealed to produce an image forming apparatus according to the conceptual diagram of FIG. Terminal Dox
By applying a predetermined voltage to each element in a time-sharing manner through l to Dox16 and terminals Doy1 to Doy16 and applying a high voltage to the metal back through the terminal Hv, an arbitrary matrix image pattern with less luminance unevenness can be displayed. .

【0122】[0122]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機金属
化合物は水溶性であり、熱分解温度範囲が従来に比べて
狭く分解時間も短い。従ってこの有機金属化合物を用い
て電子放出素子の電子放出部を形成する際に用いる液滴
の溶媒として、有機溶媒を使用する必要がなく低コスト
であり、該液滴を短時間で焼成できる。
As described above, the organometallic compound of the present invention is water-soluble, has a narrower thermal decomposition temperature range and a shorter decomposition time than conventional ones. Therefore, it is not necessary to use an organic solvent as a solvent for a droplet used when forming an electron-emitting portion of an electron-emitting device using this organometallic compound, so that the cost is low and the droplet can be fired in a short time.

【0123】また、本発明の有機金属化合物をもちいて
形成された導電性膜中の結晶生成が抑制され、導電性膜
のシート抵抗値のバラツキを15%以内に抑えることが
でき、フォーミング時および電子放出時の電子放出素子
間のバラツキも小さくすることができる。さらに電子放
出特性が安定しているため、この素子を複数個並べた画
像形成装置は輝度むらの少ない高品位な画像形成装置と
なる。
Further, the generation of crystals in the conductive film formed using the organometallic compound of the present invention is suppressed, and the variation in the sheet resistance value of the conductive film can be suppressed within 15%. Variations between electron-emitting devices during electron emission can also be reduced. Further, since the electron emission characteristics are stable, an image forming apparatus in which a plurality of these elements are arranged becomes a high-quality image forming apparatus with less luminance unevenness.

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

【図1】 本発明に適用可能な表面伝導型電子放出素子
の構成を示す模式的平面図及び断面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view and a cross-sectional view illustrating a configuration of a surface conduction electron-emitting device applicable to the present invention.

【図2】 本発明に適用可能な導電性膜形成用溶液吐出
ヘッドの構成の一例を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a configuration of a conductive film forming solution discharge head applicable to the present invention.

【図3】 本発明に適用可能な並列型導電性膜形成用溶
液吐出ヘッドの構成の一例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a configuration of a parallel-type conductive film forming solution ejection head applicable to the present invention.

【図4】 本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法
の一例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view illustrating an example of a method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図5】 本発明の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の処理における電圧波
形の一例を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a voltage waveform in a current forming process that can be employed in manufacturing the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図6】 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. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a vacuum processing apparatus having a measurement evaluation function.

【図7】 本発明の表面伝導型電子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の関係の一
例を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf for the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図8】 単純マトリクス配置した本発明の電子源の一
例を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the electron source of the present invention arranged in a simple matrix.

【図9】 単純マトリクス配置した本発明の画像形成装
置の表示パネルの一例を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus of the present invention in which a simple matrix is arranged.

【図10】 蛍光膜の一例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a fluorescent film.

【図11】 画像形成装置にNTSC方式のテレビ信号
に応じて表示を行うための駆動回路の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a drive circuit for performing display on an image forming apparatus according to an NTSC television signal.

【図12】 梯子配置した本発明の電子源の一例を示す
模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of the electron source of the present invention in which ladders are arranged.

【図13】 梯子配置した本発明の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. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus of the present invention in which ladders are arranged.

【図14】 ハートウェルの表面伝導型電子放出素子の
一例を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a surface conduction electron-emitting device of a Hartwell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板、2、3:素子電極、4:導電性膜、5:電子
放出部、21:ノズル本体、22:ヒーターまたはピエ
ゾ素子、23:インク流路、25:インク供給管、2
6:インク溜め、60: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、61:
電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための電源、6
2: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、63:アノード電極64に電圧を印加
するための高圧電源、64: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、6
5:真空装置、66:排気ポンプ、81:電子源基板、
82:X方向配線、83:Y方向配線、84:表面伝導
型電子放出素子、85:結線、91:リアプレート、9
2:支持枠、93:ガラス基板、94:蛍光膜、95:
メタルバック、96:フェースプレート、97:高圧端
子、98:外囲器、101:黒色導電材、102:蛍光
体、103:ガラス基板、111:表示パネル、11
2:走査回路、113:制御回路、114:シフトレジ
スタ、115:ラインメモリ、116:同期信号分離回
路、117:変調信号発生器、VxおよびVa:直流電
圧源、120:電子源基板、121:電子放出素子、1
22:Dx1〜Dx10は、前記電子放出素子を配線す
るための共通配線、130:グリッド電極、131:電
子が通過するための空孔、132:Dox1、Dox
2...Doxmよりなる容器外端子、133:グリッ
ド電極130と接続されたG1、G2。
1: substrate, 3: element electrode, 4: conductive film, 5: electron emitting portion, 21: nozzle body, 22: heater or piezo element, 23: ink flow path, 25: ink supply tube, 2
6: ink reservoir, 60: conductive film 4 between device electrodes 2 and 3
For measuring the device current If flowing through the device, 61:
A power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, 6
2: Ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission section 5, 63: High voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 64, 64: Emission current Ie emitted from the electron emission section of the element Electrode for trapping
5: vacuum device, 66: exhaust pump, 81: electron source substrate,
82: X direction wiring, 83: Y direction wiring, 84: Surface conduction electron-emitting device, 85: Connection, 91: Rear plate, 9
2: support frame, 93: glass substrate, 94: fluorescent film, 95:
Metal back, 96: face plate, 97: high voltage terminal, 98: envelope, 101: black conductive material, 102: phosphor, 103: glass substrate, 111: display panel, 11
2: scanning circuit, 113: control circuit, 114: shift register, 115: line memory, 116: synchronization signal separation circuit, 117: modulation signal generator, Vx and Va: DC voltage source, 120: electron source substrate, 121: Electron-emitting device, 1
22: Dx1 to Dx10 are common wirings for wiring the electron-emitting devices, 130: grid electrodes, 131: holes for passing electrons, 132: Dox1, Dox
2. . . Terminals outside the container made of Doxm, 133: G1, G2 connected to the grid electrode 130.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09K 11/06 C09K 11/06 Z H01J 9/02 H01J 9/02 E 31/12 31/12 C ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C09K 11/06 C09K 11/06 Z H01J 9/02 H01J 9/02 E 31/12 31/12 C

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の対向する電極間に電子放出部を
有する電子放出素子の前記電子放出部を形成する電子放
出素子形成用有機金属化合物であって、該有機金属化合
物が下記(1)式 【化1】 (但し、R1 は水素原子または炭素原子数1〜4のアル
キル基、R4 、R6 、R8 はそれぞれ独立に−(CH
2 )s−C(Ra)(Rb)−(CH2 )t−を表わ
し、R2 、R3 、R5 、R7 、R9 、R10は水素原子ま
たは炭素原子数1〜3のアルキル基を示し、R3 とR
9 、あるいはR2 とR10とは結合していてもよく、R
a、Rbは水素原子または炭素原子数1〜2のアルキル
基であり、nは1から4の整数、mは1または2の整
数、pは0または1、sは0、1または2を示し、tは
1または2を示し、Mは金属を表す)で表わされること
を特徴とする電子放出素子形成用有機金属化合物。
1. An electron-emitting device forming organometallic compound for forming an electron-emitting portion of an electron-emitting device having an electron-emitting portion between opposed electrodes on a substrate, wherein the organometallic compound is as follows: Formula 1 (However, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 , R 6 and R 8 are each independently — (CH
2) s-C (Ra) (Rb) - (CH 2) t- and represents, R 2, R 3, R 5, R 7, R 9, R 10 is a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 3 carbon atoms R 3 and R
9 , or R 2 and R 10 may be bonded to each other;
a and Rb are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, n is an integer of 1 to 4, m is an integer of 1 or 2, p is 0 or 1, s is 0, 1 or 2 , T represents 1 or 2, and M represents a metal).
【請求項2】 (1)式に使われる金属が、Pd、A
g、Ru、Cu、Cr、Fe、Pb、ZnおよびSnか
らなる群から選ばれることを特徴とする請求項1に記載
の電子放出素子形成用有機金属化合物。
2. The metal used in the formula (1) is Pd, A
The organometallic compound for forming an electron-emitting device according to claim 1, wherein the compound is selected from the group consisting of g, Ru, Cu, Cr, Fe, Pb, Zn, and Sn.
【請求項3】 (1)式において、R2 、R3 、R9
10が水素原子であることを特徴とする請求項1に記載
の電子放出素子形成用有機金属化合物。
3. In the formula (1), R 2 , R 3 , R 9 ,
Electron-emitting devices formed organometallic compound of claim 1 in which R 10 is characterized in that it is a hydrogen atom.
【請求項4】 (1)式において、R3 とR9 あるいは
2 とR10が結合しており、[(R2 )(R3 )N−R
4 −{N(R5 )−R6 −}pN(R7 )−R8 −N
(R9 )(R10)]が環状化合物であることを特徴とす
る請求項1に記載の電子放出素子形成用有機金属化合
物。
4. In the formula (1), R 3 and R 9 or R 2 and R 10 are bonded, and [(R 2 ) (R 3 ) N—R
4 - {N (R 5) -R 6 -} pN (R 7) -R 8 -N
The organic metal compound for forming an electron-emitting device according to claim 1, wherein (R 9 ) (R 10 )] is a cyclic compound.
【請求項5】 前記電子放出素子は表面伝導型電子放出
素子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
つに記載の電子放出素子形成用有機金属化合物。
5. The electron-emitting device according to claim 1, wherein said electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
5. The organometallic compound for forming an electron-emitting device according to any one of the above.
【請求項6】 基板上の対向する電極間に導電性膜形成
用溶液の液滴を付与する工程と、この液滴を加熱焼成し
て導電性膜を形成する工程と、この導電性膜内に電子放
出部を形成する工程とを含む電子放出素子の製造方法で
あって、前記導電性膜形成用溶液として請求項1〜5の
いずれか1つに記載の有機金属化合物を含む溶液を使用
することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
6. A step of applying a droplet of a conductive film forming solution between opposing electrodes on a substrate, a step of heating and firing the droplet to form a conductive film, and a step of forming a conductive film in the conductive film. Forming an electron emitting portion on the substrate, wherein the solution containing the organometallic compound according to any one of claims 1 to 5 is used as the conductive film forming solution. A method for manufacturing an electron-emitting device.
【請求項7】 前記液滴の付与方法がインクジェット方
式であることを特徴とする請求項6に記載の電子放出素
子の製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the method of applying the droplet is an ink-jet method.
【請求項8】 前記インクジェット方式がピエゾジェッ
ト方式であることを特徴とする請求項7に記載の電子放
出素子の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the inkjet method is a piezo jet method.
【請求項9】 前記インクジェット方式がバブルジェッ
ト方式であることを特徴とする請求項7に記載の電子放
出素子の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the inkjet method is a bubble jet method.
【請求項10】 液滴を連続的に付与して、付与された
液滴の形状を線状または面状に形成することを特徴とす
る請求項6〜9のいずれか1つに記載の電子放出素子の
製造方法。
10. The electron according to claim 6, wherein the droplets are continuously applied to form the applied droplets in a linear or planar shape. A method for manufacturing an emission element.
【請求項11】 前記電子放出素子は表面伝導型電子放
出素子であることを特徴とする請求項6〜10のいずれ
か1つに記載の電子放出素子の製造方法。
11. The method according to claim 6, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項12】 電子放出素子および該素子への電圧印
加手段とを具備する電子源と、前記素子から放出される
電子を受けて発光する蛍光膜と、外部信号を用いて前記
素子へ印加する電圧を制御する駆動回路とを具備する画
像形成装置であって、前記素子が請求項1〜5のいずれ
か1つに記載の有機金属化合物を用いて形成された電子
放出部を具備することを特徴とする画像形成装置。
12. An electron source comprising an electron-emitting device and a means for applying a voltage to the device, a fluorescent film for receiving and emitting electrons emitted from the device, and applying the signal to the device using an external signal. An image forming apparatus comprising: a driving circuit for controlling a voltage; wherein the element includes an electron emitting portion formed using the organometallic compound according to any one of claims 1 to 5. Characteristic image forming apparatus.
【請求項13】 前記電子放出素子は表面伝導型電子放
出素子であることを特徴とする請求項12に記載の画像
形成装置。
13. The image forming apparatus according to claim 12, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
JP10401497A 1997-04-08 1997-04-08 Organometallic compound for forming electron-emitting device, and method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus Expired - Fee Related JP3587335B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10401497A JP3587335B2 (en) 1997-04-08 1997-04-08 Organometallic compound for forming electron-emitting device, and method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10401497A JP3587335B2 (en) 1997-04-08 1997-04-08 Organometallic compound for forming electron-emitting device, and method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10283911A true JPH10283911A (en) 1998-10-23
JP3587335B2 JP3587335B2 (en) 2004-11-10

Family

ID=14369419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10401497A Expired - Fee Related JP3587335B2 (en) 1997-04-08 1997-04-08 Organometallic compound for forming electron-emitting device, and method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3587335B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3587335B2 (en) 2004-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3382500B2 (en) Method of manufacturing electron-emitting device, method of manufacturing electron source, and method of manufacturing image forming apparatus using electron source
JP3423661B2 (en) Electron emitting element, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3229163B2 (en) Organometallic complex, material for forming conductive film, and method for manufacturing electron-emitting device, electron source, display panel, and image forming apparatus using the same
JP3217949B2 (en) Electron emitting element, electron source, display element, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3559689B2 (en) Electron emitting element, electron source, image forming apparatus, and method of manufacturing them
JP3296549B2 (en) Ink jet ejecting apparatus and ink jet ink used therefor
JP3582761B2 (en) Organometallic compound for forming electron-emitting portion, and method for manufacturing electron-emitting device, electron source, and image forming apparatus
JP3544135B2 (en) Electron emitting element, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3587335B2 (en) Organometallic compound for forming electron-emitting device, and method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus
JPH1125852A (en) Manufacture of electron source, electron source and manufacture of image-forming device and electron source base plate
JP3258291B2 (en) Inkjet ink containing organometallic complex and jetting device for the ink
JP3294487B2 (en) Method of manufacturing electron-emitting device, and method of manufacturing electron source, display panel, and image forming apparatus using the same
JP3596844B2 (en) Electron-emitting device, method of manufacturing the same, electron source and image forming apparatus
JP3416376B2 (en) Method of manufacturing surface conduction electron-emitting device, and method of manufacturing electron source substrate and image forming apparatus using the same
JP3728051B2 (en) Organometallic compound for forming electron-emitting device, and method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus
JP3428806B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3217946B2 (en) Material for forming electron-emitting portion, and method for manufacturing electron-emitting device, electron source, display device, and image forming apparatus using the material
JP3592032B2 (en) Electron emitting element, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus
JP3548431B2 (en) Electron source and image forming apparatus using the electron source
JP3217960B2 (en) Nickel complex for forming electron-emitting device or hydrate thereof and solution thereof, and method for manufacturing electron-emitting device and image forming apparatus
JPH11250804A (en) Manufacture of image forming device
JP3703255B2 (en) Electron emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof
JP3423527B2 (en) Electron emitting element, electron source substrate, electron source, display panel, and method of manufacturing image forming apparatus
JPH10289649A (en) Electron emission element, its manufacture, electron source using the element, display panel, and image formation device
JPH09115433A (en) Manufacture of electron emitting element, electron source, display element and image forming device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040526

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040630

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040805

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070820

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090820

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090820

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100820

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110820

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees