JPH11144605A - Electron emitting element, electron source, image forming device, and manufacture of electron emitting element - Google Patents

Electron emitting element, electron source, image forming device, and manufacture of electron emitting element

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JPH11144605A
JPH11144605A JP24960898A JP24960898A JPH11144605A JP H11144605 A JPH11144605 A JP H11144605A JP 24960898 A JP24960898 A JP 24960898A JP 24960898 A JP24960898 A JP 24960898A JP H11144605 A JPH11144605 A JP H11144605A
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electron
film
emitting device
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metal oxide
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雅章 柴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron emitting element with small changes in the electron emission characteristics. SOLUTION: A conductive film 4 is connected to a couple of electrodes on a substrate 1 and has a gap 10 in a part thereof. A member 21 which is mainly made of carbon and is installed in the gap to be connected to the conductive film is provided, and a metal oxide 6 containing at least one element of nickel, iron, and cobalt is provided between the member 21 and the substrate 1.

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、電子放出素子とそ
れを用いた電子源および画像形成装置、さらには電子放
出素子の製造方法に関する。
The present invention relates to an electron-emitting device, an electron source and an image forming apparatus using the same, and a method of manufacturing the electron-emitting device.

【0002】[0002]

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

【0003】FE型の例としては、W.P.Dyke&W.W.Dola
n,“Field emission",Advance in Electron Physics,8,
89(1956) あるいは C.A.Spindt,“Physical Properties
of thin-film field emission cathodes with molybde
nium cones",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)等が知られて
いる。
As an example of the FE type, WPDyke & W.W.Dola
n, “Field emission”, Advance in Electron Physics, 8,
89 (1956) or CASpindt, “Physical Properties
of thin-film field emission cathodes with molybde
nium cones ", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976).

【0004】MIM型の例としては、C.A.Mead、“Oper
ation of Tunnel-Emission Devices",J.Apply.Phys.32,
646(1961)等が知られている。
As examples of the MIM type, CAMead, “Oper
ation of Tunnel-Emission Devices ", J. Apply.Phys.32,
646 (1961) and the like are known.

【0005】表面伝導型電子放出素子の例としては、M.
I.Elinson、Radio Eng.Electron Phys.、10,1290,(196
5)等がある。
As an example of the surface conduction electron-emitting device, M.
I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290, (196
5) and so on.

【0006】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、膜面に並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.Ditmmer,Thin Solid Films,9,317(1972)]、In2
3 /SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and C.G.F
onsted,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、2
2頁(1983)]等が報告されている。
[0006] 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., A device using an Au thin film [G. Ditmmer, Thin Solid Films, 9, 317 (1972)], In 2
O 3 / SnO 2 by thin film [M.Hartwell and CGF
onsted, IEEE Trans. ED Conf., 519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 2]
2 (1983)].

【0007】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のM.ハートウェルの素子構成を
図19に示す。同図において、1は絶縁性基板である。
4は導電性薄膜で、H型形状のパターンに、スパッタで
形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述のフォーミ
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 device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M.D. FIG. 19 shows an element configuration of the Hartwell. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an insulating substrate.
Reference numeral 4 denotes a conductive thin film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering in an H-shaped pattern, and the electron emission portion 5 is formed by an energization process called forming, which will be described later. Incidentally, the device electrode interval L in the figure is 0.5 to 1 mm, W '
Is set at 0.1 mm.

【0008】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜4を予めフォ
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、フォーミングとは前
記導電性薄膜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
薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的
に高抵抗な状態にした電子放出部5を形成することであ
る。尚、電子放出部5は導電性薄膜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。前記フォー
ミング処理をした表面伝導型電子放出素子は、上述した
導電性薄膜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。
Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, before the electron emission, the electron-emitting portion 5 is generally formed by applying a current to the conductive thin film 4 by a process called forming. That is, forming means applying a DC voltage or a very slowly increasing voltage, for example, about 1 V / min, to both ends of the conductive thin film 4 and energizing the conductive thin film 4 to locally destroy, deform or alter the conductive thin film, thereby increasing the electrical conductivity. This is to form the electron-emitting portion 5 in a resistance state. In the electron emitting portion 5, a crack is generated in a part of the conductive thin film 4, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. The surface conduction type electron-emitting device that has been subjected to the forming treatment is configured to apply a voltage to the above-described conductive thin film 4 and cause a current to flow through the device, thereby causing the above-described electron-emitting portion 5 to emit electrons.

【0009】一方、たとえば特開平7-235255号公報に開
示されているような別の表面伝導型電子放出素子におい
ては、フォーミングを終えた素子に対して活性化処理と
呼ばれる処理を施す場合がある。活性化処理工程とは、
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。
On the other hand, in another surface conduction electron-emitting device as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-235255, a process called an activation process may be applied to the device after forming. . The activation process is
In this step, the element current If and the emission current Ie change significantly.

【0010】活性化工程は、有機物質を含有する雰囲気
下で、フォーミング処理同様、素子にパルス電圧の印加
を繰り返すことで行うことができる。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
合物が素子の少なくとも電子放出部に堆積し、素子電流
If、放出電流Ieが、著しく変化し、より良好な電子放
出特性を得ることができる。
[0010] The activation step can be performed by repeatedly applying a pulse voltage to the element in an atmosphere containing an organic substance, as in the forming process. With this process,
From the organic substance present in the atmosphere, carbon or a carbon compound is deposited on at least the electron-emitting portion of the device, and the device current If and the emission current Ie are significantly changed, so that better electron-emitting characteristics can be obtained.

【0011】以上のような電子放出素子を複数個形成し
た電子源基板を用い、蛍光体などからなる画像形成部材
と組み合わせることで画像形成装置を構成できる。
An image forming apparatus can be constructed by using an electron source substrate on which a plurality of electron emitting elements as described above are formed and combining it with an image forming member made of a phosphor or the like.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
情報の高度化に伴うマルチメディア化の急激な進展によ
り、ディスプレイ等の画像形成装置に対して、更に高い
性能が求められてきている。すなわち、表示装置の大画
面化、省電力化、高精細化、高画質化、省スペース化等
である。
However, with the rapid progress of multimedia with the advancement of information in recent years, higher performance is required for image forming apparatuses such as displays. That is, the screen size of the display device is increased, the power consumption is reduced, the definition is increased, the image quality is increased, and the space is saved.

【0013】したがって、前述の電子放出素子において
は、電子放出素子を適用した画像形成装置が明るい表示
画像を安定して提供できるよう、より一層高い効率で安
定した電子放出特性を更に長時間保持し続けられる技術
が望まれている。
Therefore, in the above-mentioned electron-emitting device, the electron-emitting device to which the electron-emitting device is applied can maintain stable electron emission characteristics with higher efficiency and longer time so that a bright display image can be stably provided. Technology that can be continued is desired.

【0014】ここで効率とは、表面伝導型電子放出素子
の一対の対向する素子電極に電圧を印加したとき、流れ
る電流(以下、素子電流Ifと呼ぶ)に対する真空中に
放出される電流(以下、放出電流Ieと呼ぶ)との電流
比をさす。
Here, the efficiency refers to a current (hereinafter, referred to as a device current If) which flows into a vacuum when a voltage is applied to a pair of opposed device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. , Emission current Ie).

【0015】つまり、素子電流Ifはできるだけ小さ
く、放出電流Ieはできるだけ大きいことが望ましい。
That is, it is desirable that the device current If be as small as possible and the emission current Ie be as large as possible.

【0016】高効率な電子放出特性を長時間にわたり安
定的に制御することができれば、例えば蛍光体を画像形
成部材とする画像形成装置においては、低電力で明るい
高品位な画像形成装置、例えばフラットテレビが実現で
きる。
If high-efficiency electron emission characteristics can be stably controlled over a long period of time, for example, in an image forming apparatus using a phosphor as an image forming member, a low-power and bright high-quality image forming apparatus such as a flat TV can be realized.

【0017】しかしながら、上述のM.ハートウエルの
電子放出素子にあっては、安定な電子放出特性及び電子
放出効率について、必ずしも満足のゆくものが得られて
おらず、これを用いて高輝度で動作安定性に優れた画像
形成装置を提供するのは極めて難しいというのが実状で
ある。
However, the above-mentioned M.P. In the case of Hartwell's electron-emitting devices, satisfactory electron-emitting characteristics and electron-emitting efficiencies have not always been obtained. The fact is that it is extremely difficult to provide

【0018】すなわち、このような応用に用いるために
は、実用的な電圧(たとえば10V〜20V)で十分な
放出電流Ieが得られること、放出電流Ieおよび素子電
流Ifが駆動中に大きく変動しないこと、長時間にわた
り放出電流Ie及び素子電流Ifが劣化しないこと、が求
められるが、従来のM.ハートウェルの表面伝導型電子
放出素子には以下のような問題点があった。
In other words, for use in such applications, a sufficient emission current Ie can be obtained at a practical voltage (for example, 10 V to 20 V), and the emission current Ie and the device current If do not fluctuate significantly during driving. It is required that the emission current Ie and the device current If do not deteriorate for a long time. The surface conduction electron-emitting device of Hartwell has the following problems.

【0019】図19に示したように、M.ハートウェル
の表面伝導型電子放出素子は、電圧印加方向にほぼ直行
して電子放出部5を有している。
As shown in FIG. The surface conduction type electron-emitting device of the Hartwell has an electron-emitting portion 5 substantially perpendicular to the voltage application direction.

【0020】本発明の目的は、良好な電子放出特性を有
する電子放出素子とそれを用いた電子源を提供するこ
と、及び、該電子放出素子を用いた高輝度の画像形成装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electron-emitting device having good electron-emitting characteristics and an electron source using the same, and to provide a high-brightness image forming apparatus using the electron-emitting device. It is in.

【0021】また本発明の別の目的は、電子放出特性の
変化が極力少ない電子放出素子とそれを用いた電子源を
提供すること、及び、該電子放出素子を用いた高輝度を
より長時間にわたって持続し得る画像形成装置を提供す
ることにある。
Another object of the present invention is to provide an electron-emitting device in which the change in electron-emitting characteristics is as small as possible and an electron source using the same, and to provide high brightness using the electron-emitting device for a longer time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can be maintained for a long time.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の電子放出素子の
特徴は、基体上に、一対の電極と、該一対の電極に接続
され、その一部に間隙を有する導電性膜と、該間隙部に
該導電性膜と接続されて設けられた、炭素を主成分とす
る部材と、該炭素を主成分とする部材と該基体との間
に、ニッケル、鉄、コバルトのうち少なくとも一種類の
元素を含む金属酸化物と、を有することにある。
The electron-emitting device according to the present invention is characterized in that a pair of electrodes, a conductive film connected to the pair of electrodes and having a gap in a part thereof, are formed on a substrate. A member having carbon as a main component, provided between the portion and the conductive film, and at least one of nickel, iron, and cobalt between the member having carbon as a main component and the substrate. And a metal oxide containing an element.

【0023】上記金属酸化物は、酸化ニッケル、酸化
鉄、酸化コバルトのうち少なくとも一種類の酸化物であ
ることが好ましく、上記金属酸化物は、例えば、該基体
上に被膜として設けられ、該被膜は微粒子膜あるいは島
状膜をも包含する。また、上記被膜は、酸化ニッケル、
酸化鉄、酸化コバルトのうち少なくとも一種類の金属酸
化物を、シリカ等を主成分とする母材に含有させた被膜
であってもよい。
The metal oxide is preferably at least one oxide selected from the group consisting of nickel oxide, iron oxide, and cobalt oxide. The metal oxide is provided, for example, as a coating on the substrate, and Also includes a fine particle film or an island film. Further, the coating is made of nickel oxide,
It may be a film in which at least one metal oxide of iron oxide and cobalt oxide is contained in a base material mainly composed of silica or the like.

【0024】また、本発明の電子放出素子の別の特徴
は、基体上に、一対の電極と、該一対の電極に接続さ
れ、その一部に間隙を有する導電性膜と、該間隙部に該
導電性膜と接続されて設けられた、該基体面にほぼ平行
な層状の配向を有する炭素を含有する部材と、を有する
ことにある。
Another feature of the electron-emitting device of the present invention is that a pair of electrodes, a conductive film connected to the pair of electrodes and having a gap in a part thereof, A carbon-containing member provided in connection with the conductive film and having a layered orientation substantially parallel to the substrate surface.

【0025】さらに、上記電子放出素子が表面伝導型電
子放出素子であることを含む。
Further, it is preferable that the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.

【0026】また、本発明の電子放出素子の製造方法の
特徴は、基体上の、一対の電極間に設けられている、ニ
ッケル、鉄、コバルトのうち少なくとも一種類の元素を
含む金属酸化物を含有する被膜上に、導電性膜を形成す
る工程と、該導電性膜の一部に間隙を形成する工程と、
該間隙部に、該導電性膜と接続された、炭素を主成分と
する部材を形成する工程と、を有することにある。
The method of manufacturing an electron-emitting device according to the present invention is characterized in that a metal oxide containing at least one element of nickel, iron and cobalt provided between a pair of electrodes on a substrate is used. A step of forming a conductive film on the containing film, and a step of forming a gap in a part of the conductive film;
Forming a member mainly composed of carbon connected to the conductive film in the gap.

【0027】ここで、前記導電性膜に間隙を形成する工
程は、好ましくは、該導電性膜へ電圧を印加することに
より行われ、また、前記間隙部に、炭素を主成分とする
部材を形成する工程は、好ましくは、炭素化合物の存在
する雰囲気中で、該導電性膜に電圧を印加することによ
り行われる。
The step of forming a gap in the conductive film is preferably performed by applying a voltage to the conductive film, and a member containing carbon as a main component is provided in the gap. The forming step is preferably performed by applying a voltage to the conductive film in an atmosphere in which a carbon compound is present.

【0028】また、上記金属酸化物を含有する被膜は、
該基体上への該一対の電極の形成前に形成されても良い
し、あるいは、該基体上に該一対の電極を形成した後、
該一対の電極間に形成されてもよい。
Further, the coating containing the metal oxide is
It may be formed before the formation of the pair of electrodes on the base, or after forming the pair of electrodes on the base,
It may be formed between the pair of electrodes.

【0029】また、上記金属酸化物を含有する被膜の形
成は、好ましくは、ニッケル、鉄、コバルトのうち少な
くとも一種類の元素を含む有機金属化合物の溶液を塗布
して有機金属化合物膜を形成する工程と、該有機金属化
合物膜を加熱焼成する工程とにより行われ、上記有機金
属化合物膜を形成する工程としては、スピンコート法、
エアロコート法、ディッピング法、印刷法、インクジェ
ット法等を用いることができる。また、上記金属酸化物
を含有する被膜の形成は、ニッケル、鉄、コバルトのう
ち少なくとも一種類の金属を含む被膜を形成する工程
と、該被膜を酸化する工程とにより行なってもよい。
Preferably, the coating containing the metal oxide is formed by applying a solution of an organic metal compound containing at least one element of nickel, iron and cobalt to form an organic metal compound film. And a step of heating and baking the organometallic compound film. The step of forming the organometallic compound film includes spin coating,
An aerocoat method, a dipping method, a printing method, an inkjet method, or the like can be used. Further, the formation of the coating containing the metal oxide may be performed by a step of forming a coating containing at least one metal of nickel, iron and cobalt, and a step of oxidizing the coating.

【0030】更に本発明は、電子源、表示装置等の画像
形成装置を包含する。
Further, the present invention includes an image forming apparatus such as an electron source and a display device.

【0031】本発明の電子源は、入力信号に応じて電子
を放出する電子源であって、上記の電子放出素子を、基
板上に複数個配置したもので、好ましくは、個々の素子
の両端を配線に接続した電子放出素子の行を複数もち、
更に、変調手段を有することを特徴とする。更に好まし
くは、基板に、互いに電気的に絶縁されたm本のX方向
配線とn本のY方向配線とに、該電子放出素子の一対の
電極とを接続した電子放出素子を複数個配列したことを
特徴とするものである。
The electron source according to the present invention is an electron source that emits electrons in response to an input signal, and includes a plurality of the above-described electron-emitting devices arranged on a substrate. Have multiple rows of electron-emitting devices with
Further, it is characterized by having a modulating means. More preferably, a plurality of electron-emitting devices in which a pair of electrodes of the electron-emitting devices are connected to m X-directional wires and n Y-directional wires that are electrically insulated from each other are arranged on the substrate. It is characterized by the following.

【0032】本発明の画像形成装置は、入力信号にもと
づいて、画像を形成する装置であって、少なくとも、画
像形成部材と上記の電子源より構成されたことを特徴と
するものである。
An image forming apparatus according to the present invention is an apparatus for forming an image based on an input signal, and is characterized by comprising at least an image forming member and the above-mentioned electron source.

【0033】本発明によれば、安定した電子放出特性を
長時間にわたって保持し得る電子放出素子を実現でき
る。
According to the present invention, an electron-emitting device capable of maintaining stable electron-emitting characteristics for a long time can be realized.

【0034】更に、本発明によれば、長時間にわたり安
定で良好な画像を形成できる。
Further, according to the present invention, a stable and good image can be formed for a long time.

【0035】なお、本発明の電子放出素子において、電
子放出部は、導電性膜の間隙部近傍である。ここで、間
隙部とは、導電性膜を二分するように形成されたもので
あるが、一部導電性膜がつながっている場合も含む。
In the electron-emitting device according to the present invention, the electron-emitting portion is near the gap of the conductive film. Here, the gap portion is formed so as to bisect the conductive film, but also includes a case where the conductive film is partially connected.

【0036】以下に、本発明の好ましい実施態様につい
て述べる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

【0037】まず、本発明にかかわる表面伝導型電子放
出素子の基本的な構成について説明する。
First, the basic configuration of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention will be described.

【0038】図1(a)、(b)は、それぞれ、本発明
にかかわる基本的な平面型の表面伝導型電子放出素子の
構成を示す平面図および断面図である。図2(a)、
(b)は、それぞれ、本発明にかかわる表面伝導型電子
放出素子の電子放出部近傍の構造を拡大して模式的に示
す平面図および断面図である。図1、図2を用いて、本
発明に係る素子の基本的な構成を説明する。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) are a plan view and a sectional view, respectively, showing the structure of a basic plane type surface conduction electron-emitting device according to the present invention. FIG. 2 (a),
3B is a plan view and a cross-sectional view schematically showing an enlarged structure near an electron emission portion of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention. The basic structure of the device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0039】図1において、1は基板、2と3は素子電
極、4は導電性薄膜、5は電子放出部、6は金属酸化物
被膜である。
In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, 5 is an electron emitting portion, and 6 is a metal oxide film.

【0040】図2において、1は基板、4は導電性薄
膜、5は電子放出部、6は金属酸化物被膜、10は導電
性薄膜に形成された間隙、21は炭素を主成分とする堆
積物、22は堆積物21の一部に形成された、より幅の
狭い間隙である。
In FIG. 2, 1 is a substrate, 4 is a conductive thin film, 5 is an electron emitting portion, 6 is a metal oxide film, 10 is a gap formed in the conductive thin film, and 21 is a deposition mainly composed of carbon. The object 22 is a narrower gap formed in a part of the deposit 21.

【0041】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等が挙げられる。
Examples of the substrate 1 include quartz glass, glass having a reduced impurity content such as Na, blue plate glass, a glass substrate obtained by laminating SiO 2 formed on a blue plate glass by sputtering or the like, and ceramics such as alumina. .

【0042】対向する素子電極2,3の材料としては導
電性を有するものであればどのようなものであっても構
わないが、例えばNi,Cr,Au,Mo,W,Pt,
Ti,Al,Cu,Pd等の金属或は合金及びPd,A
g,Au,RuO2 ,Pd−Ag等の金属或は金属酸化
物とガラス等から構成される印刷導体、In2 3 −S
nO2 等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体
材料等が挙げられる。
The material of the opposing element electrodes 2 and 3 may be any material as long as it has conductivity. For example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt,
Metals or alloys such as Ti, Al, Cu, Pd and Pd, A
g, Au, printed conductors composed of RuO 2, metal or metal oxide such as Pd-Ag and glass, etc., In 2 O 3 -S
Examples include a transparent conductor such as nO 2 and a semiconductor conductor material such as polysilicon.

【0043】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
薄膜4の形状等は、この素子の応用形態等によって適宜
設計され、例えば、後述するテレビジョン等の表示装置
では、画面サイズに対応した画素サイズが設計され、と
りわけ、高品位テレビでは画素サイズが小さく高精細さ
が要求される。そのため、電子放出素子のサイズが限定
されたなかで十分な輝度を得るためには、十分な放出電
流が得られるように設計される。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 4 and the like are appropriately designed depending on the application form of the element, and for example, in a display device such as a television described later, it corresponds to the screen size. In particular, high-definition televisions require a small pixel size and high definition. Therefore, in order to obtain a sufficient luminance even when the size of the electron-emitting device is limited, it is designed so that a sufficient emission current is obtained.

【0044】素子電極間隔Lは、数十nmより数百μm
あり、素子電極の製造方法の基本となるフォトリソグラ
フィー技術、即ち、露光機の性能とエッチング方法等、
及び、素子電極間に印加する電圧により設定されるが、
好ましくは、数μmより数十μmである。
The distance L between the device electrodes is from several tens nm to several hundred μm.
Yes, photolithography technology that is the basis of the method for manufacturing device electrodes, that is, the performance of the exposure machine and the etching method,
And is set by the voltage applied between the device electrodes,
Preferably, it is from several μm to several tens μm.

【0045】素子電極長さW、及び、素子電極2,3の
膜厚dは、電極の抵抗値、前述したX、Y配線との結
線、多数配置された電子源の配置上の問題より適宜設計
され、通常は、素子電極の長さWは、数μmから数百μ
mであり、素子電極2,3の膜厚dは、数nmより数μ
mである。
The element electrode length W and the film thickness d of the element electrodes 2 and 3 are appropriately determined depending on the resistance value of the electrodes, the connection with the X and Y wirings described above, and the arrangement of a large number of electron sources. It is designed, and usually, the length W of the device electrode is several μm to several hundred μm.
m, and the film thickness d of the device electrodes 2 and 3 is several μm to several μm
m.

【0046】尚、図1に示した構成だけでなく、基板1
上に、金属酸化物被膜6、導電性薄膜4、対向する素子
電極2,3の順や、基板1上に、対向する素子電極2,
3、金属酸化物被膜6、導電性薄膜4の順に積層した構
成とすることもできる。
In addition to the structure shown in FIG.
The metal oxide film 6, the conductive thin film 4, and the opposing device electrodes 2, 3 in this order.
3, a metal oxide film 6, and a conductive thin film 4 may be laminated in this order.

【0047】導電性薄膜4には、良好な電子放出特性を
得るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが
好ましい。その膜厚は、素子電極2,3へのステップカ
バレージ、素子電極2,3間の抵抗値及び後述するフォ
ーミング条件等を考慮して適宜設定される。
As the conductive thin film 4, a fine particle film composed of fine particles is preferably used in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of step coverage for the device electrodes 2 and 3, a resistance value between the device electrodes 2 and 3, a forming condition described later, and the like.

【0048】一般に、導電性薄膜4の熱的安定性は電子
放出特性の寿命を支配する場合があり、導電性薄膜4の
材料としてより高融点な材料を用いるのが望ましい。し
かしながら、通常、導電性薄膜4の融点が高いほど後述
する通電フォーミングが困難となり、電子放出部形成の
ためにより大きな電力が求められる。
In general, the thermal stability of the conductive thin film 4 may dominate the life of the electron emission characteristics, and it is desirable to use a material having a higher melting point as the material of the conductive thin film 4. However, in general, the higher the melting point of the conductive thin film 4 is, the more difficult it is to carry out the energization forming, which will be described later.

【0049】さらに、その結果得られる電子放出部の形
態によって、電子放出し得る印加電圧(しきい値電圧)
が上昇する等、電子放出特性に問題が生じる場合があ
る。
Further, an applied voltage (threshold voltage) at which electrons can be emitted depends on the shape of the resulting electron emitting portion.
In some cases, a problem occurs in the electron emission characteristics such as an increase in

【0050】本発明においては、導電性薄膜4の材料と
して特に高融点のものを必要とはせず、比較的低いフォ
ーミング電力で良好な電子放出部が形成可能な材料・形
態のものを選ぶことができる。
In the present invention, the material of the conductive thin film 4 is not particularly required to be a material having a high melting point, and a material / form capable of forming a good electron-emitting portion with a relatively low forming power is selected. Can be.

【0051】上記条件を満たす材料の例として、Ni,
Au,PdO,Pd,Pt等の導電材料をRs(シート
抵抗)が102 から107 Ω/□の抵抗値を示す膜厚で
形成したものが好ましく用いられる。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)とおいたときに現われる値
で、抵抗率をρとすれば、Rs=ρ/tである。上記抵
抗値を示す膜厚はおよそ5nmから50nmの範囲にあ
り、この膜厚範囲において、それぞれの材料の薄膜は微
粒子膜の形態を有している。
Examples of materials satisfying the above conditions include Ni,
Preferably, a conductive material such as Au, PdO, Pd, or Pt is formed to have a film thickness having an Rs (sheet resistance) of 10 2 to 10 7 Ω / □. Rs is a value that appears when a resistance R measured in the length direction of a thin film having a thickness t, a width w, and a length 1 is R = Rs (l / w). Then, Rs = ρ / t. The film thickness showing the above-mentioned resistance value is in the range of about 5 nm to 50 nm, and in this film thickness range, the thin film of each material has the form of a fine particle film.

【0052】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態あるいは微粒子が互いに隣接、あるい
は重なり合った状態(いくつかの微粒子が集合し、全体
として島状構造を形成している場合も含む)をとってい
る。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged or in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (some fine particles are formed). To form an island-like structure as a whole).

【0053】微粒子の粒径は、数百pmから数百nmの
範囲、好ましくは、1nmから20nmの範囲である。
The particle size of the fine particles is in the range of several hundred pm to several hundred nm, preferably in the range of 1 nm to 20 nm.

【0054】さて、前に例示した材料のなかでも、Pd
Oは、有機Pd化合物の大気中焼成により容易に薄膜形
成できること、半導体であるため比較的電気伝導度が低
く上記範囲の抵抗値Rsを得るための膜厚のプロセスマ
ージンが広いこと、電子放出部形成後などに、容易に還
元して金属Pdとすることができるので膜抵抗を低減し
得ること、等から好適な材料である。しかしながら、本
発明の効果はPdOに限られることなく、また、上記例
示した材料に限られるものではない。
Now, among the materials exemplified above, Pd
O can easily form a thin film by sintering an organic Pd compound in the air, has relatively low electric conductivity because of being a semiconductor, has a wide process margin of film thickness for obtaining the resistance value Rs in the above range, and has an electron emitting portion. Since the metal Pd can be easily reduced after formation or the like, it is a preferable material because the film resistance can be reduced. However, the effects of the present invention are not limited to PdO, and are not limited to the materials exemplified above.

【0055】電子放出部5は、導電性薄膜4の一部に形
成された間隙部10を含む高抵抗部であるが、後述する
活性化工程を経ることにより、図2に示すように、炭素
を主成分とした堆積物21で構成される。また堆積物2
1は導電性薄膜に形成された間隙部10よりもさらに幅
の狭い間隙部22を有する。この間隙部22もまた、一
部つながっている場合もある。
The electron-emitting portion 5 is a high-resistance portion including a gap portion 10 formed in a part of the conductive thin film 4. After passing through an activation step described later, as shown in FIG. Is composed of the deposit 21 mainly composed of Also sediment 2
1 has a gap portion 22 which is narrower than the gap portion 10 formed in the conductive thin film. The gap 22 may also be partially connected.

【0056】なお、炭素を主成分とした堆積物21は、
主にグラファイト状の炭素から成るが、導電性薄膜4な
らびに金属酸化物被膜6を構成する元素の一部あるいは
全てを含有することがある。
The deposit 21 mainly composed of carbon is
It is mainly made of graphite-like carbon, but may contain some or all of the elements constituting the conductive thin film 4 and the metal oxide film 6.

【0057】電子放出部5を構成する炭素を主成分とし
た堆積物21は、導電性薄膜4の間隙10の内部におい
て基板1の表面に形成された金属酸化物被膜6に接して
いる。本発明では、詳しくは後述するが、活性化工程に
おける有機物質からの炭素堆積過程中に、金属酸化物被
膜6に含まれるニッケル、コバルト、鉄の元素が触媒作
用を及ぼすため、金属酸化物被膜6に対して層状に配向
した結晶性の良いグラファイト状炭素が容易に堆積す
る。
The deposit 21 mainly composed of carbon constituting the electron emitting portion 5 is in contact with the metal oxide film 6 formed on the surface of the substrate 1 inside the gap 10 of the conductive thin film 4. In the present invention, the nickel, cobalt and iron elements contained in the metal oxide film 6 exert a catalytic action during the carbon deposition process from the organic substance in the activation step, which will be described in detail later. Graphite-like carbon with good crystallinity oriented in a layered manner with respect to 6 easily deposits.

【0058】金属酸化物被膜6は、酸化ニッケル、酸化
コバルト、酸化鉄から選ばれた単一金属元素の酸化物に
限らず、これらの酸化物の混合物、あるいはこれらのう
ち複数の金属元素を含む複合酸化物であってもよい。
The metal oxide film 6 is not limited to an oxide of a single metal element selected from nickel oxide, cobalt oxide and iron oxide, but also includes a mixture of these oxides or a plurality of these metal elements. It may be a composite oxide.

【0059】本発明では、前述のように、炭素の堆積に
かかわる触媒作用を有するニッケル、コバルト、鉄の元
素を、電子放出部5が基板と接する界面に配置すること
を目的にしているので、金属酸化物被膜6として、いろ
いろな形態を用いることができる。
According to the present invention, as described above, nickel, cobalt, and iron, which have a catalytic effect on carbon deposition, are disposed at the interface where the electron-emitting portion 5 contacts the substrate. Various forms can be used as the metal oxide film 6.

【0060】図4は、本発明で好ましく用いることがで
きる金属酸化物被膜6の形態の例を示したものである。
図4(a)は、金属酸化物被膜6として連続膜を用いた
もの、図4(b)は微粒子膜あるいは島状膜を用いたも
のである。
FIG. 4 shows an example of the form of the metal oxide film 6 which can be preferably used in the present invention.
FIG. 4A shows a case where a continuous film is used as the metal oxide film 6, and FIG. 4B shows a case where a fine particle film or an island film is used.

【0061】金属酸化物被膜6は、真空中で炭素と接触
した状態で熱が加わると金属に還元される場合がある。
When heat is applied to the metal oxide film 6 in a state of contact with carbon in a vacuum, the metal oxide film 6 may be reduced to metal.

【0062】図4(a)に示した連続膜を用いた場合、
酸化物の還元により生成した金属が電子放出部5の直下
で導電路を形成してしまう場合がある。このような場
合、素子電極間に電圧を印加すると、素子電流Ifとし
てリーク電流が余分に流れてしまい、電子放出効率が著
しく低下するので好ましくない。
When the continuous film shown in FIG.
The metal generated by the reduction of the oxide may form a conductive path immediately below the electron-emitting portion 5 in some cases. In such a case, if a voltage is applied between the device electrodes, a leak current flows excessively as the device current If, and the electron emission efficiency is significantly reduced, which is not preferable.

【0063】還元して生成した金属の蒸気圧が高けれ
ば、その金属原子は真空中に脱離するため(結果として
図3の(c),(d)に示されるように金属酸化物被膜
6に溝7が形成される)導電路は形成されず問題にはな
らないが、生成した金属の蒸気圧が低い場合は、金属酸
化物被膜6として、上記金属の酸化物をシリカ等の絶縁
体の母材に混合した混合酸化物を好ましく用いることが
できる。
If the vapor pressure of the metal generated by the reduction is high, the metal atoms are desorbed in vacuum (as a result, as shown in FIGS. 3C and 3D, the metal oxide film 6). A groove 7 is formed in the conductive path. This does not cause a problem because the conductive path is not formed. However, when the vapor pressure of the generated metal is low, the metal oxide film 6 is formed by converting the metal oxide into an insulating material such as silica. A mixed oxide mixed with the base material can be preferably used.

【0064】一方、図4(b)に示したように、金属酸
化物被膜6として、離散的に分散した微粒子膜あるいは
島状膜を用いれば、還元が生じた場合でも上述のリーク
電流を回避することができる。一般に、離散的に分散し
た微粒子膜あるいは島状膜では、微粒子間あるいは島間
には空間が存在するためその電気抵抗は連続膜に比べて
大きい。特に、微粒子膜の被覆度、すなわち、「膜中で
微粒子の占める面積/(膜中で微粒子の占める面積+微
粒子間の空間の面積)」が50%程度以下にまで小さく
なると膜の抵抗は指数関数的に増大するので、仮に微粒
子膜を構成する微粒子が導電性であったとしても、この
ような微粒子膜は事実上絶縁膜となる。したがって本発
明においては、膜厚はほぼ微粒子の粒径程度と考えてよ
いが、数百pmより数十nmであり、基板面を覆う微粒子膜
の被覆度を50%程度以下に設定すればよい。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when a finely dispersed film or island-like film is used as the metal oxide film 6, the above-described leakage current can be avoided even when reduction occurs. can do. In general, a discretely dispersed fine particle film or island-like film has a larger electrical resistance than a continuous film because there is a space between fine particles or between islands. In particular, when the coverage of the fine particle film, that is, “the area occupied by the fine particles in the film / (the area occupied by the fine particles in the film + the area of the space between the fine particles)” is reduced to about 50% or less, the resistance of the film becomes an index. Since the particle size increases functionally, even if the fine particles constituting the fine particle film are conductive, such a fine particle film effectively becomes an insulating film. Therefore, in the present invention, the film thickness may be considered to be approximately the particle size of the fine particles, but is from several hundred pm to several tens of nm, and the coverage of the fine particle film covering the substrate surface may be set to about 50% or less. .

【0065】上述のように、金属酸化物被膜6は、連続
膜、微粒子膜あるいは島状膜いずれの形態でも好ましく
用いることができ、また、他の酸化物との混合膜や複合
酸化物として用いることができる。
As described above, the metal oxide film 6 can be preferably used in the form of a continuous film, a fine particle film or an island film, and is used as a mixed film with other oxides or as a composite oxide. be able to.

【0066】また、これらの酸化物はスパッタ等の物理
的蒸着手法を用いて基板1上に形成する手法が一般的で
あるが、さらに簡便な方法として、有機金属化合物の溶
液をスピンコート、エアロコート、ディッピング、印刷
等の手法で塗布し、乾燥/焼成により酸化膜をつくる化
学的方法を用いることができる。
In general, these oxides are formed on the substrate 1 by using a physical vapor deposition technique such as sputtering. However, as a simpler method, a solution of an organometallic compound is spin-coated, aerodynamically coated. A chemical method of applying an oxide film by coating, dipping, printing, or the like, and drying / baking can be used.

【0067】なお、あらかじめニッケル、コバルト、鉄
の金属を上記手法で成膜し、その後酸素を含む雰囲気下
で加熱焼成して酸化物とすることもできる。
It is to be noted that a film of a metal of nickel, cobalt or iron may be formed in advance by the above-described method, and then heated and fired in an atmosphere containing oxygen to form an oxide.

【0068】以上述べたように、本発明では、電子放出
部5を構成する導電性薄膜の間隙部内の堆積物を配向性
および結晶性のよいグラファイト状炭素で構成するた
め、導電性、安定性に優れ、長時間にわたり安定な電子
放出特性を得ることができる。
As described above, according to the present invention, since the deposit in the gap of the conductive thin film constituting the electron emitting portion 5 is made of graphite-like carbon having good orientation and crystallinity, the conductivity and the stability are improved. And stable electron emission characteristics can be obtained for a long time.

【0069】次に、本発明に係る別な構成の表面伝導型
電子放出素子である垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。
Next, a vertical surface conduction electron-emitting device, which is another surface conduction electron-emitting device according to the present invention, will be described.

【0070】図5は、基本的な垂直型表面伝導型電子放
出素子の構成を示す模式的図面である。
FIG. 5 is a schematic view showing the structure of a basic vertical surface conduction electron-emitting device.

【0071】図5において、図1と同一の符号のもの
は、同一である。41は段さ形成部である。基板1、素
子電極2及び3、導電性薄膜4、電子放出部5、金属酸
化物被膜6は、前述した平面型表面伝導型電子放出素子
と同様の材料で構成されたものであり、段さ形成部41
は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成されたS
iO2 等の絶縁性材料で構成され、段さ形成部41の膜
厚が、先に述べた平面型表面伝導型電子放出素子の素子
電極間隔Lに対応し、数十nmより数十μmであり、段
さ形成部の製造方法、及び、素子電極間に印加する電圧
と電子放出し得る電界強度により設定されるが、好まし
くは、数十nmより数μmの範囲である。
In FIG. 5, components having the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same. 41 is a step formation part. The substrate 1, the device electrodes 2 and 3, the conductive thin film 4, the electron-emitting portion 5, and the metal oxide film 6 are made of the same material as that of the above-mentioned flat surface-conduction type electron-emitting device. Forming part 41
Is S formed by vacuum deposition, printing, sputtering, etc.
The step forming portion 41 is made of an insulating material such as iO 2, and the film thickness of the step forming portion 41 corresponds to the device electrode interval L of the flat surface conduction electron-emitting device described above. It is set according to the manufacturing method of the step forming portion, the voltage applied between the device electrodes, and the electric field strength capable of emitting electrons, but is preferably in the range of several tens nm to several μm.

【0072】また、段さ形成部41を金属酸化物被膜6
と同様の酸化物、すなわち、酸化ニッケル、酸化コバル
ト、酸化鉄から選ばれた単一金属元素の酸化物、あるい
は、これらのうち複数の金属元素を含む複合酸化物、さ
らには、シリカ等の絶縁体との混合酸化物で形成するこ
ともできる。この場合、段さ形成部41自体が金属酸化
被膜6であるとみなすことができるので、あらためて金
属酸化物被膜6を形成しなくても、本発明による効果が
得られることは言うまでもない。
Further, the step forming portion 41 is formed with the metal oxide film 6.
Oxides similar to those described above, that is, oxides of a single metal element selected from nickel oxide, cobalt oxide, and iron oxide, or composite oxides containing a plurality of these metal elements, and insulating materials such as silica. It can also be formed of a mixed oxide with the body. In this case, since the step forming portion 41 itself can be regarded as the metal oxide film 6, it is needless to say that the effects of the present invention can be obtained without forming the metal oxide film 6 again.

【0073】導電性薄膜4は、段さ形成部41、金属酸
化物被膜6、素子電極2及び3作製後に形成されるた
め、素子電極2,3の上に積層される。なお、電子放出
部5は、図5において、段差形成部41に直線状に示さ
れているが、作製条件、通電フォーミング条件等に依存
し、形状、位置ともこれに限るものでない。
The conductive thin film 4 is formed after the formation of the step portion 41, the metal oxide film 6, and the device electrodes 2 and 3, and thus is stacked on the device electrodes 2 and 3. Although the electron emitting portion 5 is shown in a straight line in the step forming portion 41 in FIG. 5, the shape and the position are not limited to this, depending on manufacturing conditions, energization forming conditions and the like.

【0074】電子放出部5を有する電子放出素子の製造
方法としては様々な方法が考えられるが、その一例を図
6に示す。
Various methods are conceivable as a method for manufacturing the electron-emitting device having the electron-emitting portion 5, one example of which is shown in FIG.

【0075】以下、順をおって製造方法の説明を図1、
図2及び図6に基づいて説明する。
Hereinafter, the manufacturing method will be described in order with reference to FIG.
A description will be given based on FIG. 2 and FIG.

【0076】1) 基板1を洗剤、純水および有機溶剤
により十分に洗浄後、スパッタ法等により金属酸化物被
膜6を形成する(図6(a))。なお、金属酸化物被膜
6の形成法は、スパッタ法に限るものではなく、他の真
空蒸着法、電子ビーム蒸着法、CVD法等、有機金属系
塗布材によって形成される場合もある。また、予め金属
の被膜を形成した後に酸化させて金属酸化物被膜6を形
成することもできる。
1) After sufficiently washing the substrate 1 with a detergent, pure water and an organic solvent, a metal oxide film 6 is formed by a sputtering method or the like (FIG. 6A). The method of forming the metal oxide film 6 is not limited to the sputtering method, and may be formed by an organic metal-based coating material such as another vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, or a CVD method. Alternatively, the metal oxide film 6 can be formed by forming a metal film in advance and then oxidizing the metal film.

【0077】2) つづいて、金属酸化物被膜6を形成
した基板1に、素子電極材料を、真空蒸着法、スパッタ
法等により堆積後、フォトリソグラフィー技術により素
子電極2,3を形成する(図6(b))。
2) Subsequently, after the device electrode material is deposited on the substrate 1 on which the metal oxide film 6 has been formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method or the like, the device electrodes 2 and 3 are formed by the photolithography technique (FIG. 6 (b)).

【0078】3) 金属酸化物被膜6を形成した絶縁性
基板1上に設けられた素子電極2と素子電極3との間
に、有機金属溶液を塗布して乾燥することにより、有機
金属膜を形成する。なお、有機金属溶液とは、前記P
d、Ni、Au、Pt等の金属を主元素とする有機金属
化合物の溶液である。この後、有機金属膜を加熱焼成処
理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニング
し、導電性薄膜4を形成する(図6(c))。なお、こ
こでは、有機金属溶液の塗布法により説明したが、これ
に限るものでなく、真空蒸着法、スパッタ法、CVD
法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法、イン
クジェット法等によって形成される場合もある。
3) An organic metal solution is applied and dried between the element electrodes 2 and 3 provided on the insulating substrate 1 on which the metal oxide film 6 is formed, thereby forming an organic metal film. Form. In addition, the organic metal solution is the P
This is a solution of an organometallic compound containing a metal such as d, Ni, Au, or Pt as a main element. Thereafter, the organic metal film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, or the like to form the conductive thin film 4 (FIG. 6C). Here, the method of applying the organic metal solution has been described. However, the present invention is not limited to this, and a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or the like.
It may be formed by a method, a dispersion coating method, a dipping method, a spinner method, an ink jet method, or the like.

【0079】4) つづいて、フォーミングと呼ばれる
通電処理を、素子電極2,3間に電圧を不図示の電源に
よりパルス状電圧あるいは、昇電圧の印加により行う
と、導電性薄膜4の部位に構造の変化した間隙部が形成
される(図6(d))。この通電処理により導電性薄膜
4を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造の変
化した部位(高抵抗部位)を間隙10と呼ぶ。なお、こ
の部位において、金属酸化物被膜6が一部露出する。
4) Subsequently, when an energizing process called forming is performed by applying a pulsed voltage or a rising voltage between the device electrodes 2 and 3 by a power supply (not shown), the structure of the conductive thin film 4 is formed. Is formed (FIG. 6D). The conductive thin film 4 is locally destroyed, deformed or deteriorated by the energization treatment, and a portion where the structure is changed (high-resistance portion) is referred to as a gap 10. In this portion, the metal oxide film 6 is partially exposed.

【0080】フォーミング処理以降の電気的処理は、図
7に示す測定評価装置内で行う。以下に測定評価装置を
説明する。
The electrical processing after the forming processing is performed in the measurement and evaluation apparatus shown in FIG. The measurement evaluation device will be described below.

【0081】図7は、図1で示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。図7において、1は基体、2及び3は素子電
極、4は導電性薄膜、5は電子放出部、6は金属酸化物
被膜を示す。また、61は素子に素子電圧Vfを印加す
るための電源、60は素子電源2,3間の導電性薄膜4
を流れる素子電流Ifを測定するための電流計、64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、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。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a measurement and evaluation apparatus for measuring the electron emission characteristics of the device having the configuration shown in FIG. In FIG. 7, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, 5 is an electron emitting portion, and 6 is a metal oxide film. Reference numeral 61 denotes a power supply for applying the element voltage Vf to the element, and 60 denotes a conductive thin film 4 between the element power supplies 2 and 3.
An ammeter for measuring a device current If flowing through the device; 64, an anode electrode for capturing an emission current Ie emitted from an electron emission portion of the device; 63, a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 64; 62 is an electron emitting portion 5 of the device.
This is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the device.

【0082】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、素子電流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、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、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、所望の真空下で素子の測定評価を行えるように
なっている。なお、排気ポンプは、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あるいは、オ
イルを使用しない、磁気浮上ターボポンプ、ドライポン
プ等の高真空装置系と更に、イオンポンプからなる超高
真空装置系からなる。また、真空装置全体、及び電子放
出素子は、不図示のヒーターにより加熱できる。
In measuring the device current If and the emission current Ie of the electron-emitting device, the device currents 2 and 3 are supplied with a power supply 61.
And an ammeter 60, and an anode electrode 64 connected to a power supply 63 and an ammeter 62 is disposed above the electron-emitting device. Further, the electron-emitting device and the anode electrode 64 are installed in a vacuum device, and the vacuum device is provided with devices necessary for a vacuum device such as an exhaust pump (not shown) and a vacuum gauge. Can be measured and evaluated. The exhaust pump is a normal high vacuum system such as a turbo pump or a rotary pump, or a high vacuum system such as a magnetic levitation turbo pump or a dry pump that does not use oil, and an ultra high vacuum system including an ion pump. System. The entire vacuum device and the electron-emitting device can be heated by a heater (not shown).

【0083】なお、アノード電極の電圧を1kV〜10
kV、アノード電極と電子放出素子との距離Hは2mm
〜8mmの範囲で測定した。
The voltage of the anode electrode is set to 1 kV to 10 kV.
kV, the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device is 2 mm
It was measured in a range of 88 mm.

【0084】フォーミング処理は、パルス波高値が定電
圧のパルスを印加する場合とパルス波高値を増加させな
がら、電圧パルスを印加する場合とがある。まず、パル
ス波高値が定電圧のパルスを印加の場合の電圧波形を図
8(a)に示す。
In the forming process, there are a case where a pulse having a constant pulse peak value is applied and a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value. First, FIG. 8A shows a voltage waveform in a case where a pulse having a pulse peak value of a constant voltage is applied.

【0085】図8(a)中、T1及びT2は電圧波形のパ
ルス幅とパルス間隔であり、T1を1μsec〜10m
sec、T2を10μsec〜100msecとし、三
角波の波高値(フォーミング時のピーク電圧)は適宜選
択する。
In FIG. 8A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and T1 is 1 μsec to 10 m.
sec and T2 are set to 10 μsec to 100 msec, and the peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of forming) is appropriately selected.

【0086】次に、パルス波高値を増加させながら、電
圧パルスを印加する場合の電圧波形を、図8(b)に示
す。
Next, FIG. 8B shows a voltage waveform when a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value.

【0087】図8(b)中、T1及びT2は電圧波形のパ
ルス幅とパルス間隔であり、T1を1μsec〜10m
sec、T2を10μsec〜100msecとし、三
角波の波高値(フォーミング時のピーク電圧)は、例え
ば0.1Vステップ程度づつ、増加させる。
In FIG. 8B, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and T1 is 1 μsec to 10 m.
sec, T2 is set to 10 μsec to 100 msec, and the peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of forming) is increased by, for example, about 0.1 V step.

【0088】なお、フォーミング処理の終了は、フォー
ミング用パルスの間に、導電性薄膜2を局所的に破壊、
変形しない程度の電圧例えば0.1V程度のパルス電圧
を挿入して素子電流を測定し、抵抗値を求め、例えば、
1MΩ以上の抵抗を示した時、フォーミングを終了とし
た。
The forming process ends when the conductive thin film 2 is locally destroyed during the forming pulse.
A voltage that does not deform, for example, a pulse voltage of about 0.1 V is inserted, and the element current is measured to obtain a resistance value.
When the resistance was 1 MΩ or more, the forming was terminated.

【0089】以上説明した間隙部を形成する際に、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
よく、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
れるように、電子放出素子の抵抗値等にあわせて、適当
な値を選択する。
When forming the gap described above, 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 not limited to the triangular wave. 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 values described above. Select an appropriate value according to the above.

【0090】5) 次に、フォーミングが終了した素子
に活性化処理を施す。活性化処理の工程は、有機物質を
含有する雰囲気下で行うが、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物質を利用して
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圧
力は、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。
5) Next, an activation process is performed on the element for which the forming has been completed. The activation process is performed in an atmosphere containing an organic substance. This atmosphere uses an organic substance remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump. In addition, it can be obtained by introducing an appropriate organic substance into a vacuum once sufficiently evacuated by an ion pump or the like. The preferable pressure of the organic substance at this time differs depending on the above-described application form, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case.

【0091】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、ニトリル類、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出来、具体的には、メタ
ン、エタン、プロパンなどCn2n+2で表される飽和炭
化水素、エチレン、プロピレンなどCn2n等の組成式
で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタ
ノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、
エチルアミン、フェノール、ベンゾニトリル、アセトニ
トリル、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。
Suitable organic substances include alkanes, alkenes, aliphatic hydrocarbons of alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, nitriles, phenols, carboxyls, sulfonic acids and the like. Organic acids and the like, specifically, methane, ethane, propane such as saturated hydrocarbon represented by C n H 2n +2 , ethylene, propylene represented by a composition formula such as C n H 2n Unsaturated hydrocarbons, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine,
Ethylamine, phenol, benzonitrile, acetonitrile, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like can be used.

【0092】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素が素子上に堆積し、素子電流If、放出
電流Ieが、著しく変化するようになる。
By this treatment, carbon is deposited on the device from the organic substance existing in the atmosphere, and the device current If and the emission current Ie change remarkably.

【0093】本発明においては、フォーミング処理によ
って導電性薄膜4が局所的に破壊、変形した部位(すな
わち間隙部10)において金属酸化物被膜6が一部露出
しているため、有機物質から炭素が堆積する過程で、金
属酸化物被膜6に含まれる金属元素、すなわち、鉄、コ
バルト、ニッケルによる触媒作用を受けることになる。
In the present invention, since the metal oxide film 6 is partially exposed at a portion where the conductive thin film 4 is locally broken and deformed by the forming process (that is, the gap portion 10), carbon is removed from the organic substance. During the deposition process, the metal oxide film 6 is catalyzed by the metal elements contained in the metal oxide film 6, that is, iron, cobalt, and nickel.

【0094】従って、炭素の堆積レート、すなわち活性
化に要する時間は、他の触媒作用の無い酸化物表面(た
とえばシリカ)に比べて速くなり、かつ間隙部内に堆積
する炭素は配向性、結晶性が優れたグラファイト状とな
る。
Therefore, the deposition rate of carbon, that is, the time required for activation is faster than that of other non-catalytic oxide surfaces (eg, silica), and the carbon deposited in the gaps is oriented and crystalline. Has an excellent graphite shape.

【0095】なお、堆積した炭素の配向は、金属酸化物
被膜6の表面形状にほぼ平行な層状の配向となるが、金
属酸化物被膜6の表面形状が基板表面に平行な場合(図
4(a)参照)、炭素の配向は基板表面にほぼ平行な配
向となり、より好ましい。
The orientation of the deposited carbon is a layer orientation substantially parallel to the surface shape of the metal oxide film 6, but when the surface shape of the metal oxide film 6 is parallel to the substrate surface (FIG. a)), the carbon is more preferably oriented substantially parallel to the substrate surface.

【0096】なお、活性化工程の終了判定は、素子電流
Ifおよび/または放出電流Ieを測定しながら、適宜行
う。パルス幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設
定することができる。
Note that the termination of the activation step is appropriately performed while measuring the device current If and / or the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like can be set as appropriate.

【0097】本発明におけるグラファイト状の炭素と
は、完全なグラファイトの結晶構造を有するもの(いわ
ゆるHOPG)、結晶粒が20nm程度で結晶構造がや
や乱れたもの(PG)、結晶粒が2nm程度になり結晶
構造の乱れがさらに大きくなったもの(GC)を包含す
るが、グラファイト層間隔として、0.35nm以下
(完全なグラファイトでは0.335nm)の炭素が含
まれているものが好ましい。すなわち、グラファイト粒
子間の粒界などの層の乱れが存在していても好ましく用
いることができる。
Graphite-like carbon in the present invention refers to those having a complete graphite crystal structure (so-called HOPG), those having crystal grains of about 20 nm and a slightly disordered crystal structure (PG), and those of about 2 nm. Includes those in which the disorder of the crystal structure is further increased (GC), but those containing carbon of 0.35 nm or less (0.335 nm in perfect graphite) as a graphite layer interval are preferable. That is, it can be preferably used even if there is a layer disorder such as a grain boundary between graphite particles.

【0098】本発明に係る表面伝導型電子放出素子にお
ける炭素の堆積機構は必ずしも明らかとはなっていない
が、該堆積過程において上記金属元素による触媒作用の
結果、金属酸化物被膜6に平行な層構造をもって配向し
た、結晶性の良いグラファイト状炭素が形成される。配
向性及び結晶性の良い炭素は、電気伝導性、熱的安定性
に優れた材料であるため、本発明による電子放出素子
は、長時間にわたり安定な電子放出特性を示すことがで
きると考えられる。
Although the mechanism of carbon deposition in the surface conduction electron-emitting device according to the present invention is not necessarily clear, a layer parallel to the metal oxide film 6 as a result of the catalytic action of the metal element in the deposition process. Graphitic carbon which is oriented with a structure and has good crystallinity is formed. Since carbon having good orientation and crystallinity is a material having excellent electrical conductivity and thermal stability, it is considered that the electron-emitting device according to the present invention can exhibit stable electron-emitting characteristics for a long time. .

【0099】なお、上記グラファイト状炭素の膜厚は、
50nm以下の範囲とするのが好ましく、30nm以下
の範囲とすることがより好ましい。
The thickness of the graphite-like carbon is:
The range is preferably 50 nm or less, and more preferably 30 nm or less.

【0100】6) こうして作製した電子放出素子に、
好ましくは、安定化工程を行う。この工程は、真空容器
内の有機物質を排気する工程である。真空容器内の圧力
は、1〜3×10-7Torr以下が好ましく、さらに1×1
-8Torr以下が特に好ましい。真空容器を排気する真空
排気装置は、装置から発生するオイルが素子の特性に影
響を与えないように、オイルを使用しないものを用いる
のが好ましい。具体的には、ソープションポンプ、イオ
ンポンプ等の真空排気装置を挙げることができる。さら
に真空容器内を排気するときには、真空容器全体を加熱
して、真空容器内壁や、電子放出素子に吸着した有機物
質分子を排気しやすくするのが好ましい。このときの加
熱条件は、80〜350℃、好ましくは200℃以上で
できるだけ長時間行なうのが望ましいが、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。
6) In the electron-emitting device thus manufactured,
Preferably, a stabilization step is performed. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container. The pressure in the vacuum vessel is preferably 1-3 × 10 −7 Torr or less, and more preferably 1 × 1 −7 Torr.
0-8 Torr or less is particularly preferred. 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 and an ion pump can be used. Further, when evacuating the inside of the vacuum vessel, it is preferable to heat the entire vacuum vessel to facilitate evacuating the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device. The heating condition at this time is desirably 80 to 350 ° C., preferably 200 ° C. or more, and it is desirable to perform the heating for as long as possible. However, the heating condition is not particularly limited to this condition. This is performed under conditions appropriately selected according to various conditions.

【0101】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、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特
性を維持することができる。
The atmosphere at the time of driving after performing the stabilization step is preferably the same as the atmosphere at the end of the stabilization treatment, but is not limited to this, as long as the organic substances are sufficiently removed. However, even if the pressure itself slightly increases, sufficiently stable characteristics can be maintained.

【0102】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
結果として素子電流If、放出電流Ieが安定する。
By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed.
As a result, the element current If and the emission current Ie are stabilized.

【0103】上述のような製造方法によって作製された
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
7、図9を用いて説明する。
The basic characteristics of the electron-emitting device manufactured by the above-described manufacturing method and to which the present invention can be applied will be described with reference to FIGS.

【0104】図7に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ie及び素子電流Ifと素子電圧Vfの典型的
な例を図9に示す。なお、図9は、放出電流Ieは素子
電流Ifに比べて著しく小さいので、任意単位で示され
ており、いずれもリニアスケールである。図9からも明
らかなように、本電子放出素子は放出電流Ieに対する
三つの性質を有する。
FIG. 9 shows a typical example of the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf measured by the measurement and evaluation apparatus shown in FIG. In FIG. 9, since the emission current Ie is significantly smaller than the device current If, the emission current Ie is shown in an arbitrary unit, and each is a linear scale. As is clear from FIG. 9, the electron-emitting device has three properties with respect to the emission current Ie.

【0105】まず第1に、本素子はある電圧(しきい値
電圧と呼ぶ、図9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
より小さい素子電圧では放出電流Ieがほとんど検出さ
れない。すなわち、放出電流Ieに対する明確なしきい
値電圧Vthを持った非線形素子である。
First, when an element voltage higher than a certain voltage (called a threshold voltage, Vth in FIG. 9) is applied to the present element, the emission current Ie rapidly increases, while the threshold voltage Vth
At a smaller device voltage, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0106】第2に、放出電流Ieが素子電圧Vfに依存
するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。
Second, since the emission current Ie depends on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.

【0107】第3に、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。つ
まり、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。
Thirdly, the amount of charge discharged to the anode electrode 64 depends on the time during which the device voltage Vf is applied. 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.

【0108】図9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(MI特性と呼ぶ)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(VCNR特性と呼ぶ)を示す場合もあ
る(不図示)。これら特性は、前述の工程を制御するこ
とで制御できる。
In FIG. 9, an example in which the element current If monotonically increases with respect to the element voltage Vf (referred to as MI characteristic) is shown by a solid line. The element current If may exhibit a voltage control type negative resistance characteristic (referred to as VCNR characteristic) with respect to the element voltage Vf (not shown). These characteristics can be controlled by controlling the aforementioned steps.

【0109】以上のような表面伝導型電子放出素子の特
性を用いると、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。さらに、本発明にかかわる電子
放出素子は、長時間にわたって安定かつ高輝度な電子放
出特性を有するため、多方面への応用が期待できる。
When the characteristics of the surface conduction electron-emitting device described above are used, the electron emission characteristics can be easily controlled in accordance with an input signal. Further, since the electron-emitting device according to the present invention has stable and high-luminance electron emission characteristics for a long time, application to various fields can be expected.

【0110】本発明を適用可能な電子放出素子の応用例
について以下に述べる。
An application example of the electron-emitting device to which the present invention can be applied will be described below.

【0111】本発明による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
成装置を構成できる。
By arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices according to the present invention on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be constructed.

【0112】基板上の素子の配列については、例えば、
多数の電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の両端
を配線にて結線した、電子放出素子の行を多数個配列し
(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方向に(列方向
と呼ぶ)、該電子源の上方の空間に設置された制御電極
(グリッドと呼ぶ)により電子を制御駆動する配列形態
(はしご型という)、及び次に述べるm本のX方向配線
の上にn本のY方向配線を、層間絶縁層を介して設置
し、表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極にそれぞ
れ、X方向配線、Y方向配線を接続した配列形態が挙げ
られる。以降これを単純マトリクス配置と呼ぶ。
For the arrangement of the elements on the substrate, for example,
A large number of electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends of each device are connected by wiring. A large number of electron-emitting device rows are arranged (referred to as a row direction). ), A control electrode (called a grid) installed in a space above the electron source to control and drive the electrons (called a ladder type), and n An example is an arrangement in which the Y-directional wiring is disposed via an interlayer insulating layer, and the X-directional wiring and the Y-directional wiring are connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device, respectively. Hereinafter, this is referred to as a simple matrix arrangement.

【0113】まず、この単純マトリクス配置について詳
述する。
First, the simple matrix arrangement will be described in detail.

【0114】本発明にかかわる表面伝導型電子放出素子
の前述した3つの基本的特性の特徴によれば、表面伝導
型電子放出素子からの放出素子は、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、しきい値電圧より小さい
と、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でも、個々の素子に、上記パル
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、その電子放出量が制御でき
ることとなる。
According to the characteristics of the above-mentioned three basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention, the emission device from the surface conduction electron-emitting device has a threshold voltage higher than the threshold voltage. It can be controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between them. On the other hand, if it is lower than the threshold voltage, almost no emission occurs. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if the pulse-like voltage is appropriately applied to each of the devices, the surface-conduction electron-emitting device is selected according to an input signal, and the electron is selected. The amount of release can be controlled.

【0115】以下この原理に基づき構成した電子源基板
の構成について、図10を用いて説明する。
Hereinafter, the structure of the electron source substrate formed based on this principle will be described with reference to FIG.

【0116】m本のX方向配線92は、DX1、DX2、・・
・、DXmからなり、基板1上に、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法等で形成し、所望のパターンとした導電性金
属等からなり、多数の表面伝導型電子放出素子にほぼ均
等な電圧が供給されるように、材料、膜厚、配線幅等が
設計される。これらm本のX方向配線92とn本のY方
向配線93間には、不図示の層間絶縁層が設置され、電
気的に分離されて、マトリクス配線を構成する(この
m,nは、共に正の整数)。
The m X-direction wirings 92 are DX1, DX2,.
., DXm, on the substrate 1, a vacuum deposition method, a printing method,
The material, film thickness, wiring width, and the like are designed so that a substantially uniform voltage is supplied to a large number of surface conduction electron-emitting devices by using a conductive metal formed in a desired pattern and formed by a sputtering method or the like. You. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 92 and the n Y-directional wirings 93, and is electrically separated to form a matrix wiring. Positive integer).

【0117】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたSiO2 等であり、X方
向配線92を形成した基板91の全面域は一部に所望の
形状で形成され、特に、X方向配線92とY方向配線9
3の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製
造方法が、適宜設定される。X方向配線92とY方向配
線93は、それぞれ外部端子として引き出されている。
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. The entire area of the substrate 91 on which the X-directional wiring 92 is formed is partially formed in a desired shape. In particular, the X-direction wiring 92 and the Y-direction wiring 9
The film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of No. 3. The X-direction wiring 92 and the Y-direction wiring 93 are led out as external terminals.

【0118】なお、表面伝導型電子放出素子94の直下
に、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化鉄から選ばれた
単一金属元素の酸化物、あるいは、これらのうち複数の
金属元素を含む複合酸化物の被膜が存在するように、上
記絶縁性基板1ないし上記層間絶縁層上に形成されてい
る(不図示)。
[0118] Immediately below the surface conduction electron-emitting device 94, an oxide of a single metal element selected from nickel oxide, cobalt oxide, and iron oxide, or a composite oxide containing a plurality of these metal elements is used. Is formed on the insulating substrate 1 or the interlayer insulating layer (not shown) so that the above-mentioned film exists.

【0119】さらに、前述と同様にして、表面伝導型電
子放出素子94の対向する電極(不図示)が、m本のX
方向配線92(DX1、DX2、・・・、DXm)とn本のY方
向配線93(DY1、DY2、・・・、DYn)と導電性金属等
からなる結線95によって電気的に接続されているもの
である。
Further, in the same manner as described above, the opposing electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 94 have m X electrodes.
The directional wiring 92 (DX1, DX2,..., DXm) and the n Y-directional wirings 93 (DY1, DY2,..., DYn) are electrically connected to each other by a connection 95 made of a conductive metal or the like. Things.

【0120】ここで、m本のX方向配線92とn本のY
方向配線93と結線95と対向する素子電極の導電性金
属は、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。
Here, m X-directional wires 92 and n Y wires
Some or all of the constituent elements of the conductive metal of the element electrode facing the directional wiring 93 and the connection 95 may be the same or different. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes.

【0121】また、詳しくは後述するが、前記X方向配
線92には、X方向に配列する表面伝導型電子放出素子
94の行を、入力信号に応じて、走査するための走査信
号を印加するための不図示の走査信号印加手段と電気的
に接続され、一方、Y方向配線93には、Y方向に配列
する表面伝導型電子放出素子94の各列を入力信号に応
じて、変調するための変調信号を印加するための不図示
の変調信号発生手段と電気的に接続される。
As will be described in detail later, a scanning signal for scanning a row of the surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the X direction in accordance with an input signal is applied to the X-direction wiring 92. Is electrically connected to a scanning signal applying means (not shown) for the purpose of illustration, while the Y direction wiring 93 is used to modulate each column of the surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the Y direction according to an input signal. Is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying the above modulation signal.

【0122】更に、表面伝導型電子放出素子の各素子に
印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号
と変調信号の差電圧として供給されるものである。
Further, a driving voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the element.

【0123】次に、以上のようにして作製した電子源基
板を用いた電子源、及び、表示等に用いる画像形成装置
について、図11と図12を用いて説明する。図11
は、画像形成装置の基本構成図であり、図12は蛍光膜
である。
Next, an electron source using the electron source substrate manufactured as described above and an image forming apparatus used for display and the like will be described with reference to FIGS. FIG.
Is a basic configuration diagram of the image forming apparatus, and FIG. 12 is a fluorescent film.

【0124】図11において、91は電子放出素子を複
数配した電子源基板、101は電子源基板91を固定し
たリアプレート、106はガラス基板103の内面に蛍
光膜104とメタルバック105等が形成されたフェー
スプレートである。102は、支持枠であり、リアプレ
ート101、支持枠102及びフェースプレート106
をフリットガラスを塗布し、大気中あるいは、窒素中
で、400〜500℃で10分以上焼成することで、封
着して、外囲器108を構成する。
In FIG. 11, reference numeral 91 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged; 101, a rear plate on which the electron source substrate 91 is fixed; 106, a fluorescent film 104 and a metal back 105 formed on the inner surface of a glass substrate 103; This is the finished face plate. A support frame 102 includes a rear plate 101, a support frame 102, and a face plate 106.
Is coated with frit glass and baked at 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the air or nitrogen to seal, thereby forming the envelope 108.

【0125】図11において、94は、図1あるいは図
2に示された表面伝導型電子放出部に相当する。92、
93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。また、これ
ら素子電極への配線は、素子電極と配線材料が同一であ
る場合は、素子電極と呼ぶ場合もある。
In FIG. 11, reference numeral 94 corresponds to the surface conduction electron-emitting portion shown in FIG. 1 or FIG. 92,
Reference numeral 93 denotes an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. Further, the wiring to these device electrodes may be referred to as a device electrode when the material of the device electrode and the wiring material are the same.

【0126】外囲器108は、上述の如く、フェースプ
レート106、支持枠102、リアプレート101で構
成したが、リアプレート101は主に基板91の強度を
補強する目的で設けられるため、基板91自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート101は不要であ
り、基板91に直接支持枠102を封着し、フェースプ
レート106、支持枠102、基板91で外囲器108
を構成しても良い。
As described above, the envelope 108 includes the face plate 106, the support frame 102, and the rear plate 101. Since the rear plate 101 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 91, In the case where the substrate itself has sufficient strength, the separate rear plate 101 is unnecessary, and the support frame 102 is directly sealed to the substrate 91, and the envelope 108 is enclosed by the face plate 106, the support frame 102, and the substrate 91.
May be configured.

【0127】一方、フェースプレート106、リアプレ
ート101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108を構成することもできる。
On the other hand, by installing a support (not shown) called a spacer between the face plate 106 and the rear plate 101, the envelope 108 having sufficient strength against atmospheric pressure can be formed. .

【0128】図12は、蛍光膜である。蛍光膜104
は、モノクロームの場合は蛍光体のみから成るが、カラ
ーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックスト
ライプあるいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色
導電材111と蛍光体112とで構成される。ブラック
ストライプ、ブラックマトリクスが設けられる目的は、
カラー表示の場合に求められる3原色蛍光体の、各蛍光
体112間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立
たなくすることと、蛍光膜104における外光反射によ
るコントラストの低下を抑制することにある。ブラック
ストライプの材料としては、通常良く用いられている黒
鉛を主成分とする材料だけでなく、導電性があり、光の
透過及び反射が少ない材料であればこれに限るものでは
ない。
FIG. 12 shows a fluorescent film. Fluorescent film 104
Is composed of only a phosphor in the case of monochrome, but is composed of a black conductive material 111 called a black stripe or a black matrix and a phosphor 112 depending on the arrangement of the phosphor in the case of a color phosphor film. The purpose of providing the black stripe and black matrix is
The color separation between the phosphors 112 of the three primary color phosphors required for color display is made black so that color mixing and the like are not noticeable, and a decrease in contrast due to reflection of external light on the phosphor film 104 is suppressed. It is in. The material of the black stripe is not limited to the commonly used material containing graphite as a main component, as long as it is conductive and has little light transmission and reflection.

【0129】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、沈澱法、印刷法等
が用いられる。
As a method of applying the phosphor on the glass substrate 103, a precipitation method, a printing method, or the like is used regardless of monochrome or color.

【0130】また、蛍光膜104の内面側には通常メタ
ルバック105が設けられる。メタルバックの目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート1
06側へ鏡面反射させることにより輝度を向上させるこ
と、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作
用させること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によ
るダメージからの蛍光体の保護等である。メタルバック
は、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
(通常フィルミングと呼ばれる)を行い、その後Alを
真空蒸着等を用いて堆積させることで作製できる。
Further, a metal back 105 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 104. The purpose of metal back is
The face plate 1 emits light toward the inner surface side of the phosphor emission.
To improve the brightness by specular reflection toward the 06 side, to act as an electrode for applying the electron beam acceleration voltage, to protect the phosphor from damage due to the collision of negative ions generated in the envelope, etc. is there. The metal back can be produced by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the phosphor film after producing the phosphor film, and then depositing Al by vacuum evaporation or the like.

【0131】フェースプレート106には、更に蛍光膜
104の導電性を高めるため、蛍光膜104の外面側に
透明電極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 106 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 104 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 104.

【0132】前述の封着を行う際、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なくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行なう。
When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, since the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices, sufficient alignment is performed.

【0133】外囲器108は、不図示の排気管を通じ、
1×10-7Torr程度の真空度にした後、封止がおこなわ
れる。また、外囲器108の封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行なう場合もある。これは、外
囲器108の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは高周波加熱等の加熱法により、外囲器108
内の所定の位置(不図示)に配置されたゲッターを加熱
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。
The envelope 108 is passed through an exhaust pipe (not shown)
After reducing the degree of vacuum to about 1 × 10 −7 Torr, sealing is performed. Further, a getter process may be performed to maintain the degree of vacuum after sealing the envelope 108. This is because the envelope 108 is heated immediately before or after the envelope 108 is sealed by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating.
This is a process of heating a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the inside to form a deposited film. Getter is usually Ba
Are the main components, and maintain a vacuum degree of, for example, 1 × 10 −5 to 1 × 10 −7 Torr by the adsorption action of the deposited film.

【0134】以上により完成した本発明の画像表示装置
において、各電子放出素子には、容器外端子Dox1ない
しDoxmないしDoynを通じ、電圧を印加することによ
り、電子放出させ、高圧端子107を通じ、メタルバッ
ク105あるいは透明電極(不図示)に数kV以上の高
圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜104に衝突
させ、励起・発光させることで画像を表示するものであ
る。
In the image display device of the present invention completed as described above, each of the electron-emitting devices emits electrons by applying a voltage through the external terminals Dox1 to Doxm to Doyn, and emits electrons through the high-voltage terminal 107. An image is displayed by applying a high voltage of several kV or more to the electrode 105 or a transparent electrode (not shown), accelerating the electron beam, causing the electron beam to collide with the fluorescent film 104, and exciting and emitting light.

【0135】次に図20及び図21に示したような、並
列に配置した多数の電子放出素子の個々を両端で接続
し、電子放出素子の行を多数個配し(行方向と呼ぶ)、
この配線と直交する方向(列方向と呼ぶ)で、該電子放
出素子の上方に配した制御電極(グリッドとも呼ぶ)に
より、電子放出素子からの電子を制御駆動するはしご状
配置のものについて説明する。
Next, as shown in FIGS. 20 and 21, a large number of electron-emitting devices arranged in parallel are connected at both ends, and a large number of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction).
A ladder-like arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by a control electrode (also called a grid) disposed above the electron-emitting devices in a direction (called a column direction) orthogonal to the wiring will be described. .

【0136】以下、はしご型配置の電子源及び画像形成
装置について図20及び図21を用いて説明する。
The ladder-type electron source and the image forming apparatus will be described below with reference to FIGS. 20 and 21.

【0137】図20は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図20において、210は電子源基
板、211は電子放出素子である。212、Dx1〜Dxm
は、電子放出素子211を接続するための共通配線であ
る。電子放出素子211は、基板210上に、X方向に
並列に複数個配されている(これを素子行と呼ぶ)。こ
の素子行が複数個配されて、電子源を構成している。各
素子行の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素
子行を独立に駆動させることができる。即ち、電子ビー
ムを放出させたい素子行には、電子放出しきい値以上の
電圧を、電子ビームを放出しない素子行には、電子放出
しきい値以下の電圧を印加する。各素子行間の共通配線
Dx2〜Dx9は、例えばDx2,Dx3を同一配線とすること
もできる。
FIG. 20 is a schematic view showing an example of a ladder-type electron source. In FIG. 20, reference numeral 210 denotes an electron source substrate, and 211 denotes an electron-emitting device. 212, Dx1 to Dxm
Is a common wiring for connecting the electron-emitting devices 211. The plurality of electron-emitting devices 211 are arranged on the substrate 210 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. As for the common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows, for example, Dx2 and Dx3 can be the same wiring.

【0138】図21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。220はグリッド電極、221は電子が通過する
ため空孔、222はDox1,Dox2,・・・,Doxmよりなる
容器外端子である。223は、グリッド電極220と接
続されたG1,G2,・・・,Gnからなる容器外端子、
224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。ここに示した画像形成装置と、図11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210とフェースプレート186の間に
グリッド電極220を備えているか否かである。
FIG. 21 is a schematic diagram showing an example of a panel structure in an image forming apparatus having a ladder-type electron source. 220 is a grid electrode, 221 is a hole through which electrons pass, and 222 is an external terminal made of Dox1, Dox2,..., Doxm. Reference numeral 223 denotes an external terminal made of G1, G2,..., Gn connected to the grid electrode 220;
Reference numeral 224 denotes an electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same wiring. A major difference between the image forming apparatus shown here and the image forming apparatus having the simple matrix arrangement shown in FIG. 11 is whether or not the grid electrode 220 is provided between the electron source substrate 210 and the face plate 186.

【0139】図21においては、基板210とフェース
プレート186の間には、グリッド電極220が設けら
れている。グリッド電極220は、表面伝導型電子放出
素子から放出された電子ビームを変調するためのもので
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221が設けられてい
る。グリッドの形状や設置位置は図16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
伝導型電子放出素子の周囲や近傍に設けることもでき
る。
In FIG. 21, a grid electrode 220 is provided between a substrate 210 and a face plate 186. The grid electrode 220 is used to modulate the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and to allow the electron beam to pass through a stripe-shaped electrode provided orthogonally to the ladder-shaped element row. , One circular opening 221 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 the form of a mesh as openings, and a grid may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device.

【0140】容器外端子222およびグリッド容器外端
子223は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
The outer container terminal 222 and grid outer terminal 223 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0141】本例の画像形成装置では、素子行を1列ず
つ順次駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極
列に画像1ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
により、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像
を1ラインずつ表示することができる。
In the image forming apparatus of this embodiment, a modulation signal for one line of an image is simultaneously applied to the grid electrode rows in synchronization with sequentially driving (scanning) the element rows one by one. This makes it possible to control the irradiation of each electron beam to the phosphor and display an image one line at a time.

【0142】なお、以上述べた構成は、表示等に用いら
れる好適な画像形成装置を作製する上で求められる概略
構成であり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述
内容に限られるものではなく、画像装置の用途に適する
よう適宜選択する。
The configuration described above is a schematic configuration required for manufacturing a suitable image forming apparatus used for display and the like, and detailed portions such as materials of each member are limited to the above-described contents. Instead, it is appropriately selected so as to be suitable for the purpose of the image device.

【0143】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13を用いて説明する。
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 in a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. .

【0144】図13は、NTSC方式のテレビ信号に応
じて表示を行なうための駆動回路の一例を示すブロック
図であり、図13中、121は表示パネル、122は走
査信号発生回路、123はタイミング制御回路、124
はシフトレジスタである。125はラインメモリ、12
6は同期信号分離回路、127は変調信号発生回路、V
xおよびVaは直流電圧源である。
FIG. 13 is a block diagram showing an example of a driving circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal. In FIG. 13, reference numeral 121 denotes a display panel, 122 denotes a scanning signal generation circuit, and 123 denotes timing. Control circuit, 124
Is a shift register. 125 is a line memory, 12
6 is a synchronization signal separation circuit, 127 is a modulation signal generation circuit,
x and Va are DC voltage sources.

【0145】表示パネル121は、端子Dox1乃至Dox
m、端子Doy1乃至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Dox1乃至Doxmに
は、表示パネル内に設けられている電子源、即ち、m行
n列の行列状にマトリクス配線された表面伝導型電子放
出素子群を一行(n素子)ずつ順次駆動する為の走査信
号が印加される。端子Dox1乃至Doyn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
10kVの直流電圧が供給されるが、これは表面伝導型
電子放出素子から放出される電子ビームに蛍光体を励起
するのに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧であ
る。
The display panel 121 has terminals Dox1 to Dox
m, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal Hv are connected to an external electric circuit. Terminals Dox1 to Doxm are used to sequentially drive 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 in a matrix (row by row). Are applied. To the terminals Dox1 to Doyn, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting device in one row selected by the scanning signal is applied. The high-voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 kV from a DC voltage source Va, which applies sufficient energy to an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device to excite the phosphor. This is the accelerating voltage to perform.

【0146】走査信号発生回路122は、内部にm個の
スイッチング素子を備えたものである(図中、S1ない
しSmで模式的に示している)。各スイッチング素子
は、直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0V(グランド
レベル)のいずれか一方を選択し、表示パネル121の
端子Dox1ないしDoxmと電気的に接続される。S1乃至
Smの各スイッチング素子は、制御回路123が出力す
る制御信号Tscanに基づいて動作するものであり、例え
ばFETのようなスイッチング素子を組み合わせること
により構成することができる。
The scanning signal generating circuit 122 has m switching elements inside (in the drawing, S1 to Sm are schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 V (ground level), and is electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the display panel 121. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 123, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0147】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。
In the case of the present embodiment, the DC voltage source Vx uses a drive voltage applied to an element that is not scanned based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the voltage.

【0148】タイミング制御回路123は、外部より入
力する画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるよう
に各部の動作を整合させる機能を有する。タイミング制
御回路123は、同期信号分離回路126より送られる
同期信号Tsyncに基づいて、各部に対してTscanおよび
TsftおよびTmryの各制御信号を発生する。
The timing control circuit 123 has a function of matching the operation of each section so that an appropriate display is performed based on an externally input image signal. The timing control circuit 123 generates Tscan, Tsft, and Tmry control signals for each unit based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 126.

【0149】同期信号分離回路126は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝
度信号成分とを分離する為の回路で、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126により分離された同期信号は、垂直同期
信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜上
Tsync信号として図示した。前記テレビ信号から分離さ
れた画像の輝度信号成分は便宜上DATA信号と表し
た。該DATA信号はシフトレジスタ124に入力され
る。
The synchronizing signal separation circuit 126 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC system television signal input from the outside, and uses a general frequency separation (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 126 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is shown 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 124.

【0150】シフトレジスタ124は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記タ
イミング制御回路123より送られる制御信号Tsftに
基づいて動作する(即ち、制御信号Tsftは、シフトレ
ジスタ124のシフトクロックであるということもでき
る。)。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
(電子放出素子N素子分の駆動データに相当)のデータ
は、Id1乃至IdnのN個の並列信号として前記シフトレ
ジスタ124より出力される。
The shift register 124 is for serially / parallel-converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and converts the control signal Tsft sent from the timing control circuit 123. (Ie, it can be said that the control signal Tsft is a shift clock of the shift register 124). The data for one line of the image subjected to the serial / parallel conversion (corresponding to drive data for N electron-emitting devices) is output from the shift register 124 as N parallel signals Id1 to Idn.

【0151】ラインメモリ125は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、タイミング制御回路123より送られる制御信号T
mryに従って適宜Id1乃至Idnの内容を記憶する。記憶
された内容は、I′d1乃至I′dnとして出力され、変調
信号発生器127に入力される。
A line memory 125 is a storage device for storing data for one line of an image for a necessary time only, and a control signal T sent from a timing control circuit 123.
The contents of Id1 to Idn are stored as appropriate according to mry. The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to the modulation signal generator 127.

【0152】変調信号発生器127は、画像データI′
d1乃至I′dnの各々に応じて表面伝導型電子放出素子の
各々を適切に駆動変調する為の信号源であり、その出力
信号は、端子Doy1乃至Doynを通じて表示パネル121
内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 127 outputs the image data I '
The signal source is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices in accordance with each of d1 to I'dn, and its output signal is supplied to the display panel 121 through terminals Doy1 to Doyn.
Is applied to the surface conduction type electron-emitting device in the inside.

【0153】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
ば電子放出閾値以下の電圧を印加しても電子放出は生じ
ないが、電子放出閾値以上の電圧を印加する場合には電
子ビームが出力される。その際、パルスの波高値Vmを
変化させることにより出力電子ビームの強度を制御する
ことが可能である。また、パルスの幅Pwを変化させる
ことにより出力される電子ビームの電荷の総量を制御す
ることが可能である。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。
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, electron emission has a clear threshold voltage Vth, and electron emission occurs only when a voltage equal to or 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 a pulse-like voltage is applied to this element, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold is applied, the electron beam is emitted. Is output. At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw. Therefore, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be adopted as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal.

【0154】電圧変調方式を実施するに際しては、変調
信号発生器127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。
In implementing the voltage modulation method, the modulation signal generator 127 generates a voltage pulse of a fixed length, and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data. A circuit can be used.

【0155】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127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。
In implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 127, 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.

【0156】シフトレジスタ124やラインメモリ12
5は、デジタル信号式のものをアナログ信号式のものを
も採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や記
憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。
The shift register 124 and the line memory 12
5 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.

【0157】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路126の出力信号DATAをデジタル信号化
することが求められるが、これには同期信号分離回路1
26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125の出力信号がデジタル信号か
アナログ信号かにより、変調信号発生器127に用いら
れる回路が若干異なったものとなる。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127
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127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
面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するた
めの増幅器を付加することもできる。
When the digital signal type is used, it is required to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 126 into a digital signal.
An A / D converter may be provided at the output unit 26. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 127 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 125 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 127
For example, a D / A conversion circuit is used, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 127 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. (Comparator) is used. If necessary, an amplifier for amplifying the voltage of the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added.

【0158】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127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 127, 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.

【0159】このような構成をとり得る本発明を適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Dox1乃至Doxm、Doy1乃至Doynを介して電圧を
印加することにより、電子放出が生ずる。高圧端子Hv
を介してメタルバック105、あるいは透明電極(不図
示)に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速され
た電子は、蛍光膜104に衝突し、発光が生じて画像が
形成される。
In the image display apparatus to which the present invention can be applied, which has such a configuration, by applying a voltage to each of the electron-emitting devices via the external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn, the electron-emitting device can emit electrons. Occurs. High voltage terminal Hv
A high voltage is applied to the metal back 105 or a transparent electrode (not shown) through the above to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 104 and emit light to form an image.

【0160】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の技
術思想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号に
ついては、NTSC方式を挙げたが入力信号はこれに限
られるものではなく、PAL、SECAM方式など他、
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 idea of the present invention. As for the input signal, the NTSC system has been described, but the input signal is not limited to this, and the PAL, SECAM system, etc.
A TV signal composed of a large number of scanning lines (for example,
A high-definition TV system such as the MUSE system can also be adopted.

【0161】本発明の画像形成装置は、テレビジョン放
送の表示装置、テレビ会議システムやコンピューター等
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
ができる。
The image forming apparatus of the present invention can be used not only as a display device for a television broadcast, 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. Can be used.

【0162】[0162]

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに詳述
する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0163】〔実施例1〕本実施例にかかわる基本的な
表面伝導型電子放出素子の構成は、図1(a)、(b)
の平面図及び断面図、及び図2(a)、(b)の拡大し
た平面図及び断面図と同様である。
[Embodiment 1] The basic structure of a surface conduction electron-emitting device according to this embodiment is shown in FIGS.
Are the same as the plan view and the sectional view of FIG. 2 and the enlarged plan view and the sectional view of FIGS.

【0164】本実施例にかかわる表面伝導型電子放出素
子の製造方法は、基本的には図6と同様である。以下、
図1、図2、図6を用いて、本実施例に関わる素子の基
本的な構成及び製造方法を説明する。
The method for manufacturing the surface conduction electron-emitting device according to this embodiment is basically the same as that shown in FIG. Less than,
The basic configuration and manufacturing method of the element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0165】以下、順をおって製造方法の説明を図1、
図2及び図6に基づいて説明する。
Hereinafter, the manufacturing method will be described in order with reference to FIG.
A description will be given based on FIG. 2 and FIG.

【0166】(工程−a)最初に、清浄化した石英基板
1上に電子ビーム蒸着法により、ニッケルを蒸着した。
このとき、水晶振動子を用いて膜厚をモニターし、1n
mの膜厚となる条件で成膜した。この膜を走査型電子顕
微鏡で観察したところ、粒子径2nm程度の微粒子が被
覆率40〜50%程度で分散した、図4(b)に示した
ような島状膜であることがわかった。なお、この膜のシ
ート抵抗Rsを1MΩ/□まで計測可能な装置で測定を
試みたが測定不能であり、少なくとも1MΩ/□以上の
シート抵抗を有することがわかった。
(Step-a) First, nickel was evaporated on the cleaned quartz substrate 1 by an electron beam evaporation method.
At this time, the film thickness was monitored using a quartz oscillator, and 1 n
The film was formed under the condition of a film thickness of m. Observation of this film with a scanning electron microscope revealed that the film was an island-like film as shown in FIG. 4B in which fine particles having a particle diameter of about 2 nm were dispersed at a coverage of about 40 to 50%. Although an attempt was made to measure the sheet resistance Rs of this film using an apparatus capable of measuring up to 1 MΩ / □, measurement was impossible, and it was found that the film had a sheet resistance of at least 1 MΩ / □.

【0167】次に、上記ニッケル微粒子膜を形成した基
板1を大気中、500℃で30分間焼成して酸化し、走
査型電子顕微鏡で観察したところ、焼成前の膜とほぼ同
じ微粒子膜の形態を有していた。念のため、この膜のシ
ート抵抗Rsを測定したがやはり測定不能であり、少な
くとも1MΩ/□以上のシート抵抗を有することがわか
った。
Next, the substrate 1 on which the nickel fine particle film was formed was baked in air at 500 ° C. for 30 minutes, oxidized, and observed with a scanning electron microscope. Had. As a precautionary measure, the sheet resistance Rs of this film was measured, but it was again impossible to measure, and it was found that the film had a sheet resistance of at least 1 MΩ / □.

【0168】このようにして、基板1上に微粒子膜状の
金属酸化物被膜6を形成した(図6の(a))。
Thus, the metal oxide film 6 in the form of a fine particle film was formed on the substrate 1 (FIG. 6A).

【0169】一方、本発明の効果を明確にするため、上
記金属酸化物被膜6の形成を行なわない石英基板上に、
以後、本実施例と同じ工程を経て表面伝導型電子放出素
子を製造し、参考例とした。
On the other hand, in order to clarify the effect of the present invention, on a quartz substrate on which the metal oxide film 6 is not formed,
Thereafter, a surface conduction electron-emitting device was manufactured through the same steps as in this example, and was used as a reference example.

【0170】(工程−b)金属酸化物被膜6を形成した
基板1上に、素子電極2,3と所望の素子電極間ギャッ
プLとなるべきパターンをホトレジスト(RD−200
0N 日立化成社製)で形成し、電子ビーム蒸着法によ
り、厚さ5nmのTi、厚さ100nmのNiを順次堆
積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、N
i/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔Lは3μ
mとし、素子電極の幅Wが300μmを有する素子電極
2,3を形成した(図6の(b))。
(Step-b) On the substrate 1 on which the metal oxide film 6 has been formed, a pattern to be a gap L between the device electrodes 2 and 3 and a desired device electrode is formed by photoresist (RD-200).
0N manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and 5 nm thick Ti and 100 nm thick Ni were sequentially deposited by electron beam evaporation. Dissolve the photoresist pattern with an organic solvent,
The i / Ti deposited film is lifted off, and the element electrode interval L is 3 μm.
m, the device electrodes 2 and 3 having the device electrode width W of 300 μm were formed (FIG. 6B).

【0171】(工程−c)膜厚100nmのCr膜を真
空蒸着により堆積し、後述の導電性薄膜の形状に対応す
る開口を有するようにパターニングし、その上に有機パ
ラジウム化合物溶液(ccp4230奥野製薬(株)社
製)をスピンナーにより回転塗布、300℃で12分間
の加熱焼成処理をした。また、こうして形成された酸化
パラジウム微粒子を主体とする導電性薄膜4の膜厚は1
0nm、シート抵抗Rsは2×10 4 Ω/□であった。
なおここで述べる微粒子膜とは、前述したように、複数
の微粒子が集合した膜である。
(Step-c) A 100-nm-thick Cr film was
Deposited by vacuum evaporation, corresponding to the shape of the conductive thin film described later
Pattern so as to have an opening, and an organic
Radium compound solution (ccp4230 Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.)
) Is spin-coated with a spinner at 300 ° C for 12 minutes
Was heated and baked. Also, the oxidation thus formed
The thickness of the conductive thin film 4 mainly composed of palladium fine particles is 1
0 nm, sheet resistance Rs is 2 × 10 FourΩ / □.
In addition, as described above, the fine particle film described here
This is a film in which fine particles of the above are aggregated.

【0172】(工程−d)Cr膜および焼成後の導電性
薄膜4を酸エッチャントによりエッチングして所望のパ
ターンの導電性薄膜4を形成した(図6の(c))。
(Step-d) The Cr film and the baked conductive thin film 4 were etched with an acid etchant to form a conductive thin film 4 having a desired pattern (FIG. 6C).

【0173】以上の工程により基板1上に、金属酸化物
被膜6、素子電極2,3、導電性薄膜4を形成した。
Through the above steps, a metal oxide film 6, device electrodes 2 and 3, and a conductive thin film 4 were formed on the substrate 1.

【0174】(工程−e)次に、図7の測定評価装置に
設置し、真空ポンプにて排気し、1×10-8Torrの真空
度に達した後、素子に素子電圧Vfを印加するための電
源61より、素子の素子電極2,3間に電圧を印加し、
フォーミング処理を行なった。フォーミング処理の電圧
波形は図8(b)に示したものである。
(Step-e) Next, the device is set in the measurement and evaluation apparatus shown in FIG. 7, evacuated by a vacuum pump, and after reaching a degree of vacuum of 1 × 10 −8 Torr, an element voltage Vf is applied to the element. A voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 of the device from a power source 61 for
A forming process was performed. The voltage waveform of the forming process is as shown in FIG.

【0175】図8(b)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1ms
ec、T2を10msecとし、矩形波の波高値は0.
1Vステップで昇圧し、フォーミング処理を行なった。
また、フォーミング処理中は、同時に、0.1Vの電圧
で、フォーミング用パルスの間に抵抗測定パルスを挿入
し、抵抗を測定した。尚フォーミング処理の終了は、抵
抗測定パルスでの測定値が、約1MΩ以上になった時と
し、同時に、素子への電圧の印加を終了した。
In FIG. 8B, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and in this embodiment, T1 is 1 ms.
ec and T2 are 10 msec, and the peak value of the rectangular wave is 0.
The voltage was raised in steps of 1 V, and a forming process was performed.
During the forming process, a resistance measuring pulse was simultaneously inserted between the forming pulses at a voltage of 0.1 V to measure the resistance. The forming process was terminated when the value measured by the resistance measurement pulse became about 1 MΩ or more, and at the same time, the application of the voltage to the element was terminated.

【0176】(工程−f)続いて、活性化工程を行なう
ために、ベンゾニトリルをスローリークバルブを通して
真空装置内に導入し、1.0×10-6Torrを維持した。
次にフォーミング処理した素子に、図14に示した波形
で波高値を14Vで活性化処理をした。すなわち、測定
評価装置内で、素子電流Ifを測定しながら、素子電極
間にパルス電圧を印加した。約15分でIf値がほぼ飽
和したため、通電を停止し、スローリークバルブを閉
め、活性化処理を終了した。
(Step-f) Subsequently, in order to perform the activation step, benzonitrile was introduced into the vacuum apparatus through a slow leak valve, and the pressure was maintained at 1.0 × 10 −6 Torr.
Next, the element subjected to the forming treatment was activated at a peak value of 14 V with the waveform shown in FIG. That is, a pulse voltage was applied between the device electrodes while measuring the device current If in the measurement and evaluation device. Since the If value was almost saturated in about 15 minutes, the energization was stopped, the slow leak valve was closed, and the activation process was completed.

【0177】なお、金属酸化物被膜6を形成しなかった
参考例の素子に同様の活性化工程を行ったところ、If
値がほぼ飽和に達するのに約30分を要した。
When a similar activation step was performed on the device of the reference example in which the metal oxide film 6 was not formed, If
It took about 30 minutes for the value to reach near saturation.

【0178】このように、本実施例の素子は、参考例の
素子に比べて活性化時間を短縮することができた。
As described above, the activation time of the device of this example was shorter than that of the device of the reference example.

【0179】(工程−g)続いて、安定化工程を行な
う。真空装置及び電子放出素子をヒーターにより加熱し
て約250℃に維持しながら真空装置内の排気を続け
た。20時間後、ヒーターによる加熱をやめ、室温に戻
したところ真空装置内の圧力は5×10-10 Torr程度に
達した。
(Step-g) Subsequently, a stabilizing step is performed. While the vacuum device and the electron-emitting device were heated by the heater and maintained at about 250 ° C., the evacuation of the vacuum device was continued. After 20 hours, the heating by the heater was stopped and the temperature was returned to room temperature, and the pressure in the vacuum apparatus reached about 5 × 10 −10 Torr.

【0180】続いて、電子放出特性の測定を行なった。Subsequently, the electron emission characteristics were measured.

【0181】アノード電極64と電子放出素子の間の距
離Hを4mmとし、高圧電源63によりアノード電極6
4に1kVの電位を与えた。この状態で、電源61を用
いて素子電極2,3の間に波高値14Vの矩形パルス電
圧を印加して、電流計60及び電流計62により、本実
施例の素子及び参考例の素子の素子電流Ifおよび放出
電流Ieをそれぞれ測定した。
The distance H between the anode 64 and the electron-emitting device was set to 4 mm, and
4 was given a potential of 1 kV. In this state, a rectangular pulse voltage having a peak value of 14 V is applied between the device electrodes 2 and 3 using the power supply 61, and the devices of the device of the present embodiment and the device of the reference example are measured by the ammeter 60 and the ammeter 62. The current If and the emission current Ie were measured, respectively.

【0182】本実施例の素子は、素子電流If=7.0
mA、放出電流Ie=17.5μA、電子放出効率η
(=Ie/If)=0.25%であった。参考例の素子で
は、素子電流If=4.0mA、放出電流Ie=8μA、
電子放出効率η(=Ie/If)=0.20%であった。
The device of this embodiment has a device current If = 7.0.
mA, emission current Ie = 17.5 μA, electron emission efficiency η
(= Ie / If) = 0.25%. In the device of the reference example, the device current If = 4.0 mA, the emission current Ie = 8 μA,
The electron emission efficiency η (= Ie / If) was 0.20%.

【0183】この後さらに電子放出させ続け、一定時間
経過した時点で再度素子電流Ifおよび放出電流Ieを測
定したところ、本実施例の素子は、素子電流If=7.
0mA、放出電流Ie=17.5μA、電子放出効率η
(=Ie/If)=0.25%で、変化していなかったの
に対し、参考例の素子では素子電流If=2.5mA、
放出電流Ie=5μA、電子放出効率η(=Ie/If)
=0.20%であった。
Thereafter, electron emission was further continued, and after a certain period of time, the device current If and the emission current Ie were measured again. As a result, in the device of this embodiment, the device current If = 7.
0 mA, emission current Ie = 17.5 μA, electron emission efficiency η
(= Ie / If) = 0.25%, which was not changed, whereas the element of the reference example had an element current If = 2.5 mA,
Emission current Ie = 5 μA, electron emission efficiency η (= Ie / If)
= 0.20%.

【0184】この結果から、本実施例の素子は、参考例
の素子と比較して、放出電流Ie、電子放出効率ηが優
れているだけでなく、安定性においても優れていること
がわかった。
From these results, it was found that the device of this example was superior to the device of the reference example in not only the emission current Ie and the electron emission efficiency η but also the stability. .

【0185】また、上記工程で作製した本実施例の素
子、及び参考例の素子について、電子顕微鏡観察および
元素分析を行なった。
Further, the device of this example and the device of the reference example manufactured in the above steps were observed with an electron microscope and analyzed for elements.

【0186】まず、走査型電子顕微鏡を用い、素子の電
子放出部5を含む平面の観察を行なった。本実施例の素
子の平面形状は、図2(a)に示した導電性薄膜の間隙
10の内側及び間隙10の近傍の導電性薄膜上に堆積物
が存在した形状と同様のものであった。すなわち、導電
性薄膜4に形成された間隙部10の両側に堆積物が有
り、この堆積物は、導電性薄膜4に形成された間隙部近
傍、すなわち電子放出部5のほぼ全域で観測された。一
方、参考例の素子では、本実施例の素子と同様に導電性
薄膜4に形成された間隙部の両側に堆積物が有る領域が
観察されたが、ところどころ堆積物のない領域も見られ
た。更に導電性薄膜に形成された間隙部10内の堆積物
21には前記間隙部10よりも幅の狭い間隙22が本実
施例の素子に観察された。
First, a plane including the electron-emitting portion 5 of the device was observed using a scanning electron microscope. The planar shape of the device of this example was similar to the shape in which a deposit was present on the conductive thin film inside the gap 10 and near the gap 10 of the conductive thin film shown in FIG. . That is, there is a deposit on both sides of the gap 10 formed in the conductive thin film 4, and this deposit is observed in the vicinity of the gap formed in the conductive thin film 4, that is, almost all over the electron emission section 5. . On the other hand, in the device of the reference example, regions having deposits on both sides of the gap formed in the conductive thin film 4 were observed as in the device of the present example, but there were some regions where no deposits were found. . Further, in the deposit 21 in the gap 10 formed in the conductive thin film, a gap 22 narrower than the gap 10 was observed in the device of this embodiment.

【0187】次に、本実施例の素子及び参考例の素子の
導電性薄膜4の間隙近傍の堆積物を、電子プローブマイ
クロアナリシス(EPMA)及びX線光電子分光(XP
S)、さらにはオージェ電子分光によって元素分析し、
該堆積物が炭素を主成分としてなることを確認した。
Next, deposits near the gaps between the conductive thin films 4 of the device of this embodiment and the device of the reference example were subjected to electron probe microanalysis (EPMA) and X-ray photoelectron spectroscopy (XP).
S), and elemental analysis by Auger electron spectroscopy,
It was confirmed that the deposit mainly consisted of carbon.

【0188】さらに、それぞれの素子の電子放出部5お
よび堆積物を含む断面の透過型電子顕微鏡観察を行なっ
た。なお、参考例の素子は、走査型電子顕微鏡による平
面形状観察で見られた堆積物のある領域を注意深く選ん
で観察した。
Further, the section including the electron emitting portion 5 and the deposit of each device was observed with a transmission electron microscope. In the device of the reference example, a region having a deposit was observed carefully by observing the planar shape with a scanning electron microscope and observed.

【0189】その結果、本実施例の素子の導電性薄膜4
の間隙内部には、図2(b)に示した形状と同様に堆積
物があり、その堆積物には基板面に平行な層状の配向を
示す格子像が観察された。なお、この堆積物の電子線回
折を測定したところ、格子間隔として約3.4Åが得ら
れた。また、この堆積物と基板との界面近傍をエネルギ
ー分散型X線分析(EDX分析)によって元素分析した
ところ堆積物の接する基板表面にNi元素が存在するこ
とが確認された。一方、参考例の素子の導電性薄膜4の
間隙内部にもやはり堆積物があったが、その配向は本実
施例の素子に比べて乱れていた。なお、この堆積物の電
子線回折を測定したところ、格子間隔として約3.8Å
が得られた。
As a result, the conductive thin film 4 of the device of this embodiment
2B, there was a deposit similar to the shape shown in FIG. 2B, and a lattice image showing a layered orientation parallel to the substrate surface was observed in the deposit. When the electron beam diffraction of this deposit was measured, about 3.4 ° was obtained as the lattice spacing. Elemental analysis of the vicinity of the interface between the deposit and the substrate by energy dispersive X-ray analysis (EDX analysis) confirmed that Ni element was present on the substrate surface in contact with the deposit. On the other hand, deposits were also found inside the gaps between the conductive thin films 4 of the device of the reference example, but the orientation was more disordered than that of the device of the present example. When the electron beam diffraction of this deposit was measured, the lattice spacing was about 3.8 °.
was gotten.

【0190】グラファイトのc面の格子間隔は約3.3
5Åであり、本実施例の素子の堆積物で得られた値はこ
れに近く、堆積物が主に結晶性の良いグラファイト状の
炭素からなることを示すものと考えられる。他方、参考
例の素子の堆積物では、格子間隔が非常に大きくなって
おり、これは結晶性が低く構造が乱れていることを反映
していると思われる。
The lattice spacing of the c-plane of graphite is about 3.3
It is 5 °, which is close to the value obtained with the deposit of the device of this example, and is considered to indicate that the deposit mainly consists of graphite-like carbon having good crystallinity. On the other hand, in the deposit of the device of the reference example, the lattice spacing is very large, which seems to reflect that the crystallinity is low and the structure is disordered.

【0191】これらの観察結果から、本実施例の素子で
は、導電性薄膜4の間隙10内部に堆積した炭素は配向
性及び結晶性が良く、電子放出特性の安定性に寄与して
いることが分かった。
From these observation results, it was found that in the device of this example, the carbon deposited in the gap 10 of the conductive thin film 4 had good orientation and crystallinity, and contributed to the stability of the electron emission characteristics. Do you get it.

【0192】さらに、金属酸化物被膜6として、上記酸
化ニッケルの他、酸化コバルト、酸化鉄をそれぞれ微粒
子状に形成した被膜を用いた場合にも、同様の効果が得
られた。
Similar effects were obtained when the metal oxide film 6 was a film formed of fine particles of cobalt oxide and iron oxide in addition to the nickel oxide.

【0193】以上のように本実施例では、特性の良い安
定な電子放出が得られた。
As described above, in this embodiment, stable electron emission with good characteristics was obtained.

【0194】〔実施例2〕本実施例においても、基本的
な表面伝導型電子放出素子の構成は、図1(a)、
(b)の平面図及び断面図、及び図2(a)、(b)の
拡大した平面図及び断面図と同様である。
[Embodiment 2] Also in this embodiment, the basic structure of the surface conduction electron-emitting device is shown in FIG.
They are the same as the plan view and the cross-sectional view of FIG. 2B, and the enlarged plan view and the cross-sectional view of FIGS. 2A and 2B.

【0195】また、本実施例に係わる表面伝導型電子放
出素子の製造方法も、基本的には図6と同様である。以
下、図1、図2、図6を用いて、本実施例に関わる素子
の基本的な構成及び製造方法を説明する。
The method for manufacturing the surface conduction electron-emitting device according to this embodiment is basically the same as that shown in FIG. Hereinafter, a basic configuration and a manufacturing method of the element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 6.

【0196】以下、順をおって製造方法の説明を図1、
図2及び図6に基づいて説明する。
Hereinafter, the manufacturing method will be described in order with reference to FIG.
A description will be given based on FIG. 2 and FIG.

【0197】(工程−a)最初に、SYMETRIX社
製の酸化コバルト塗布材料と酸化シリコン塗布材料を混
合し、焼成後の酸化コバルトの成分比が50mol%と
なるように組成をあらかじめ調整した。清浄化した青板
ガラス基板1上に前述の溶液を用いてスピンコーティン
グを行い、この基板を120℃で30分乾燥した後、4
70℃で30分前焼成を行い、550℃で60分本焼成
を行い厚さ約80nmの金属酸化物被膜6を形成した
(図6の(a))。この金属酸化物を含有する被膜6の
シート抵抗Rsを1MΩ/□まで計測可能な装置で測定
を試みたが測定不能であり、少なくとも1MΩ/□以上
のシート抵抗を有することがわかった。
(Step-a) First, a coating material of cobalt oxide and a coating material of silicon oxide manufactured by SYMETRIC were mixed, and the composition was adjusted in advance so that the component ratio of cobalt oxide after firing was 50 mol%. Spin coating is performed on the cleaned blue glass substrate 1 using the above-described solution, and the substrate is dried at 120 ° C. for 30 minutes.
Pre-baking was performed at 70 ° C. for 30 minutes, and main firing was performed at 550 ° C. for 60 minutes to form a metal oxide film 6 having a thickness of about 80 nm (FIG. 6A). An attempt was made to measure the sheet resistance Rs of the coating 6 containing the metal oxide with an apparatus capable of measuring up to 1 MΩ / □, but it was impossible to measure, and it was found that the coating 6 had a sheet resistance of at least 1 MΩ / □.

【0198】ここで、本発明の効果を明確にするため、
上記金属酸化物を含有する被膜6に相当する層を酸化シ
リコン100%で形成した青板ガラス基板上に以後本実
施例と同じ工程を経て表面伝導型電子放出素子を製造
し、参考例とした。
Here, in order to clarify the effects of the present invention,
A surface conduction electron-emitting device was manufactured on a blue glass substrate on which a layer corresponding to the metal oxide-containing film 6 was formed of 100% silicon oxide through the same steps as in this example, and was used as a reference example.

【0199】(工程−b)金属酸化物を含有する被膜6
を形成した基板1上に、素子電極2,3と所望の素子電
極間ギャップLとなるべきパターンをホトレジスト(R
D−2000N日立化成社製)で形成し、電子ビーム蒸
着法により、厚さ5nmのTi、厚さ100nmのNi
を順次堆積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶
解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔
Lは3μmとし、素子電極の幅Wが300μmを有する
素子電極2,3を形成した(図6の(b))。
(Step-b) Coating 6 Containing Metal Oxide
Is formed on the substrate 1 on which a pattern to be a gap L between the device electrodes 2 and 3 and a desired device electrode is formed by photoresist (R).
D-2000N manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and 5 nm thick Ti and 100 nm thick Ni by electron beam evaporation.
Were sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent, and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes 2 and 3 having a device electrode interval L of 3 μm and a device electrode width W of 300 μm (FIG. 6B). ).

【0200】(工程−c)膜厚100nmのCr膜を真
空蒸着により堆積し、後述の導電性薄膜の形状に対応す
る開口を有するようにパターニングし、その上に有機パ
ラジウム化合物溶液(ccp4230奥野製薬(株)社
製)をスピンナーにより回転塗布、300℃で12分間
の加熱焼成処理をした。また、こうして形成された酸化
パラジウム微粒子を主体とする導電性薄膜4の膜厚は1
0nm、シート抵抗値は2×104Ω/□であった。な
おここで述べる微粒子膜とは、上述したように、複数の
微粒子が集合した膜である。
(Step-c) A Cr film having a thickness of 100 nm is deposited by vacuum evaporation, patterned so as to have an opening corresponding to the shape of a conductive thin film described later, and an organic palladium compound solution (ccp4230 Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) is formed thereon. Co., Ltd.) was spin-coated with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 12 minutes. The conductive thin film 4 mainly composed of palladium oxide fine particles thus formed has a thickness of 1
0 nm, and the sheet resistance was 2 × 10 4 Ω / □. Note that the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated as described above.

【0201】(工程−d)Cr膜および焼成後の導電性
薄膜4を酸エッチャントによりエッチングして所望のパ
ターンの導電性薄膜4を形成した(図6の(c))。
(Step-d) The Cr film and the baked conductive thin film 4 were etched with an acid etchant to form a conductive thin film 4 having a desired pattern (FIG. 6C).

【0202】以上の工程により基板1上に、金属酸化物
を含有する被膜6、素子電極2,3、導電性薄膜4を形
成した。
Through the above steps, a film 6 containing a metal oxide, device electrodes 2 and 3, and a conductive thin film 4 were formed on the substrate 1.

【0203】(工程−e)次に、図7の測定評価装置に
設置し、真空ポンプにて排気し、1×10-8Torrの真空
度に達した後、素子に素子電圧Vfを印加するための電
源61より、素子の素子電極2,3間に電圧を印加し、
フォーミング処理を行なった。フォーミング処理の電圧
波形は図8(b)に示したものである。
(Step-e) Next, the apparatus is set in the measurement and evaluation apparatus shown in FIG. 7, evacuated by a vacuum pump, and after reaching a degree of vacuum of 1 × 10 −8 Torr, an element voltage Vf is applied to the element. A voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 of the device from a power source 61 for
A forming process was performed. The voltage waveform of the forming process is as shown in FIG.

【0204】図8(b)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1ms
ec、T2を10msecとし、矩形波の波高値は0.
1Vステップで昇圧し、フォーミング処理を行なった。
また、フォーミング処理中は、同時に、0.1Vの電圧
で、フォーミング用パルスの間に抵抗測定パルスを挿入
し、抵抗を測定した。尚フォーミング処理の終了は、抵
抗測定パルスでの測定値が、約1MΩ以上になった時と
し、同時に、素子への電圧の印加を終了した。
In FIG. 8B, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and in this embodiment, T1 is 1 ms.
ec and T2 are 10 msec, and the peak value of the rectangular wave is 0.
The voltage was raised in steps of 1 V, and a forming process was performed.
During the forming process, a resistance measuring pulse was simultaneously inserted between the forming pulses at a voltage of 0.1 V to measure the resistance. The forming process was terminated when the value measured by the resistance measurement pulse became about 1 MΩ or more, and at the same time, the application of the voltage to the element was terminated.

【0205】(工程−f)続いて、活性化工程を行なう
ために、ベンゾニトリルをスローリークバルブを通して
真空装置内に導入し、1.0×10-6Torrを維持した。
次にフォーミング処理した素子に、図14に示した波形
で波高値を14Vで活性化処理をした。すなわち、測定
評価装置内で、素子電流Ifを測定しながら、素子電極
間にパルス電圧を印加した。約15分でIf値がほぼ飽
和したため、通電を停止し、スローリークバルブを閉
め、活性化処理を終了した。
(Step-f) Subsequently, in order to perform the activation step, benzonitrile was introduced into the vacuum apparatus through a slow leak valve, and the pressure was maintained at 1.0 × 10 −6 Torr.
Next, the element subjected to the forming treatment was activated at a peak value of 14 V with the waveform shown in FIG. That is, a pulse voltage was applied between the device electrodes while measuring the device current If in the measurement and evaluation device. Since the If value was almost saturated in about 15 minutes, the energization was stopped, the slow leak valve was closed, and the activation process was completed.

【0206】なお、上記被膜6を酸化シリコンのみで作
製した参考例の素子に同様の活性化工程を行ったとこ
ろ、If値がほぼ飽和に達するのに約30分を要した。
When the same activation step was performed on the device of the reference example in which the film 6 was made of only silicon oxide, it took about 30 minutes for the If value to reach almost saturation.

【0207】このように、本実施例の素子は、参考例の
素子に比べて活性化時間を短縮することができた。
As described above, the activation time of the device of this example was shorter than that of the device of the reference example.

【0208】(工程−g)続いて、安定化工程を行な
う。真空装置及び電子放出素子をヒーターにより加熱し
て約250℃に維持しながら真空装置内の排気を続け
た。20時間後、ヒーターによる加熱をやめ、室温に戻
したところ真空装置内の圧力は5×10-10 Torr程度に
達した。
(Step-g) Subsequently, a stabilizing step is performed. While the vacuum device and the electron-emitting device were heated by the heater and maintained at about 250 ° C., the evacuation of the vacuum device was continued. After 20 hours, the heating by the heater was stopped and the temperature was returned to room temperature, and the pressure in the vacuum apparatus reached about 5 × 10 −10 Torr.

【0209】続いて、実施例1と同様の方法にて電子放
出特性の測定を行なった。
Subsequently, the electron emission characteristics were measured in the same manner as in Example 1.

【0210】本実施例の素子は、素子電流If=5.0
mA、放出電流Ie=12.5μA、電子放出効率η
(=Ie/If)=0.25%であった。参考例の素子で
は、素子電流If=3.5mA、放出電流Ie=7μA、
電子放出効率η(=Ie/If)=0.20%であった。
The device of this embodiment has a device current If = 5.0.
mA, emission current Ie = 12.5 μA, electron emission efficiency η
(= Ie / If) = 0.25%. In the device of the reference example, the device current If = 3.5 mA, the emission current Ie = 7 μA,
The electron emission efficiency η (= Ie / If) was 0.20%.

【0211】この後さらに電子放出させ続け、一定時間
経過した時点で再度素子電流Ifおよび放出電流Ieを測
定したところ、本実施例の素子は、素子電流If=5.
0mA、放出電流Ie=12.5μA、電子放出効率η
(=Ie/If)=0.25%で、変化していなかったの
に対し、参考例の素子では素子電流If=2.0mA、
放出電流Ie=4μA、電子放出効率η(=Ie/If)
=0.20%であった。
Thereafter, the device was further allowed to emit electrons, and after a certain period of time, the device current If and the emission current Ie were measured again. As a result, in the device of this embodiment, the device current If = 5.
0 mA, emission current Ie = 12.5 μA, electron emission efficiency η
(= Ie / If) = 0.25%, which was not changed, whereas the element of the reference example had an element current If = 2.0 mA,
Emission current Ie = 4 μA, electron emission efficiency η (= Ie / If)
= 0.20%.

【0212】この結果から、本実施例の素子において
も、参考例の素子と比較して、放出電流Ie、電子放出
効率ηが優れているだけでなく、安定性においても優れ
ていることがわかった。
From these results, it can be seen that the device of the present embodiment is not only excellent in emission current Ie and electron emission efficiency η but also excellent in stability as compared with the device of the reference example. Was.

【0213】また、本実施例の素子、及び参考例の素子
について、実施例1と同様に電子顕微鏡観察を行なった
ところ、本実施例の素子において、電子放出部5直下の
金属酸化物を含有する被膜6の一部に図3の(c),
(d)に示されているような溝7が形成されていた。ま
た、実施例1と同様に導電性薄膜4の間隙10内部の堆
積物を観察したところ、参考例の素子に比べて配向性及
び結晶性のよい炭素が堆積しており、電子放出特性の向
上及び安定性に寄与していることが分かった。
When the device of this example and the device of the reference example were observed with an electron microscope in the same manner as in Example 1, the device of this example contained a metal oxide immediately below the electron-emitting portion 5. 3 (c) of FIG.
The groove 7 was formed as shown in FIG. When the deposit inside the gap 10 of the conductive thin film 4 was observed in the same manner as in Example 1, carbon having better orientation and crystallinity was deposited than in the device of the reference example, and the electron emission characteristics were improved. And stability.

【0214】さらに、金属酸化物を含有する被膜層6と
して上記酸化コバルトの代わりに、酸化ニッケル、ある
いは酸化鉄を含有する被膜層を用いた場合にも、同様の
効果が得られた。
Further, the same effect was obtained when a coating layer containing nickel oxide or iron oxide was used as the coating layer 6 containing metal oxide instead of the above-mentioned cobalt oxide.

【0215】以上のように本実施例においても実施例1
同様、特性の良い安定な電子放出が得られた。
As described above, also in this embodiment, the first embodiment
Similarly, stable electron emission with good characteristics was obtained.

【0216】〔実施例3〕本実施例は、多数の表面伝導
型電子放出素子を単純マトリクス配置した画像形成装置
の例である。
[Embodiment 3] This embodiment is an example of an image forming apparatus in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix.

【0217】電子源の一部の平面図を図15に示す。ま
た、図中のA−A′断面図を図16に示す。但し図1
5、図16で、同じ記号を示したものは、同じものを示
す。ここで91は基板、92は図10のDXmに対応する
X方向配線(下配線とも呼ぶ)、93は図10のDYnに
対応するY方向配線(上配線とも呼ぶ)、4は導電性薄
膜、2,3は素子電極、6は金属酸化物被膜、151は
層間絶縁層、152は、素子電極2と下配線92とを電
気的接続するためのコンタクトホールである。
FIG. 15 is a plan view of a part of the electron source. FIG. 16 is a sectional view taken along the line AA 'in the figure. However, FIG.
5. In FIG. 16, the same symbols indicate the same components. Here, 91 is a substrate, 92 is an X-direction wiring (also referred to as a lower wiring) corresponding to DXm in FIG. 10, 93 is a Y-direction wiring (also referred to as an upper wiring) corresponding to DYn in FIG. Reference numerals 2 and 3 denote device electrodes, 6 denotes a metal oxide film, 151 denotes an interlayer insulating layer, and 152 denotes a contact hole for electrically connecting the device electrode 2 and the lower wiring 92.

【0218】次に製造方法を図17、図18により工程
順に従って具体的に説明する。
Next, the manufacturing method will be specifically described with reference to FIGS.

【0219】(工程−a)清浄化した青板ガラス上に厚
さ0.5mmのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した
基板1上に、真空蒸着により厚さ5nmのCr、厚さ
0.6mmのAuを順次積層した後、ホトレジスト(A
Z1370ヘキスト社製)をスピンナーにより回転塗
布、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、下
配線92のレジストパターンを形成し、Au/Cr堆積
膜をウェットエッチングして、所望の形状の下配線92
を形成する(図17(a))。
(Step-a) On a substrate 1 in which a 0.5 mm thick silicon oxide film was formed on a cleaned blue sheet glass by a sputtering method, 5 nm thick Cr and 0.6 mm thick After sequentially laminating Au, the photoresist (A
Z1370 Hoechst Co.) is spin-coated with a spinner and baked, then the photomask image is exposed and developed to form a resist pattern for the lower wiring 92, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to a desired shape. Wiring 92
Is formed (FIG. 17A).

【0220】(工程−b)次に厚さ1.0μmのシリコ
ン酸化膜からなる層間絶縁層151をRFスパッタ法に
より堆積する。さらに、層間絶縁層151上に酸化ニッ
ケルと酸化シリコンの成分比がほぼ50mol%づつ構
成される厚さ約100nmの金属酸化物を含有する被膜
6を、二元同時スパッタ法により形成した(図17
(b))。なお、二元同時スパッタ法は、二種の異なる
ターゲット(この場合、SiO2とNiO)をつなぎあ
わせた複合ターゲットを用いる場合、あるいは、それぞ
れに個別のRF電源もつターゲットを使用する場合等が
ある。ここでは前者の方法を用いたが、後者の方法でも
もちろん可能である。
(Step-b) Next, an interlayer insulating layer 151 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm is deposited by RF sputtering. Further, a coating 6 containing a metal oxide having a thickness of about 100 nm and a composition ratio of nickel oxide and silicon oxide of about 50 mol% was formed on the interlayer insulating layer 151 by a dual simultaneous sputtering method (FIG. 17).
(B)). Note that the dual simultaneous sputtering method may use a composite target in which two different targets (in this case, SiO 2 and NiO) are connected, or may use a target having a separate RF power source for each. . Here, the former method is used, but the latter method is of course possible.

【0221】(工程−c)工程−bで堆積した層間絶縁
層151及び金属酸化物を含有する被膜6にコンタクト
ホール152を形成するためのホトレジストパターンを
作り、これをマスクとして層間絶縁層151及び金属酸
化物を含有する被膜6をエッチングしてコンタクトホー
ル152を形成する(図17(c))。
(Step-c) A photoresist pattern for forming a contact hole 152 is formed in the interlayer insulating layer 151 and the film 6 containing a metal oxide deposited in the step-b, and the photoresist pattern is used as a mask to form the interlayer insulating layer 151 and the photoresist pattern. The contact hole 152 is formed by etching the coating 6 containing the metal oxide (FIG. 17C).

【0222】(工程−d)その後、素子電極2と素子電
極間ギャップLとなるべきパターンをホトレジスト(R
D−2000N 日立化成社製)で形成し、真空蒸着法
により、厚さ5nmのTi、厚さ0.1mmのNiを順
次堆積した。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解
し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔L
=3μm、素子電極の幅W=0.3mmを有する素子電
極2,3を形成した。(図17(d))。
(Step-d) Thereafter, a pattern to be a gap L between the device electrode 2 and the device electrode is formed by a photoresist (R
D-2000N manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and 5 nm thick Ti and 0.1 mm thick Ni were sequentially deposited by a vacuum evaporation method. The photoresist pattern is dissolved with an organic solvent, the Ni / Ti deposited film is lifted off, and the device electrode interval L
= 3 μm, and the device electrodes 2 and 3 having the device electrode width W = 0.3 mm were formed. (FIG. 17D).

【0223】(工程−e)素子電極2,3の上に上配線
93のホトレジストパターンを形成した後、厚さ5nm
のTi、厚さ0.5mmのAuを順次真空蒸着により堆
積し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の
形状の上配線93を形成した(図18(a))。
(Step-e) After forming a photoresist pattern of the upper wiring 93 on the device electrodes 2 and 3, the thickness is 5 nm.
Ti and 0.5 mm thick Au were sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to form an upper wiring 93 having a desired shape (FIG. 18A).

【0224】(工程−f)膜厚0.1mmのCr膜17
1を真空蒸着により堆積・パターニングし、その上に有
機パラジウム化合物溶液(ccp4230奥野製薬
(株)社製)をスピンナーにより回転塗布、300℃で
10分間の加熱焼成処理をした(図18(b))。ま
た、こうして形成された酸化パラジウム微粒子を主体と
する導電性薄膜4の膜厚は10nm、シート抵抗値は2
×104 Ω/□であった。
(Step-f) Cr film 17 having a thickness of 0.1 mm
1 was deposited and patterned by vacuum evaporation, and an organic palladium compound solution (ccp4230 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was spin-coated thereon with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes (FIG. 18B). ). The thus formed conductive thin film 4 mainly composed of palladium oxide fine particles has a thickness of 10 nm and a sheet resistance of 2 nm.
× 10 4 Ω / □.

【0225】(工程−g)Cr膜171および焼成後の
導電性薄膜4を酸エッチャントによりエッチングしてリ
フトオフすることで所望のパターンの導電性薄膜4を形
成した(図18(c))。
(Step-g) The Cr film 171 and the fired conductive thin film 4 were etched with an acid etchant and lifted off to form a conductive thin film 4 having a desired pattern (FIG. 18C).

【0226】(工程−h)コンタクトホール152部分
以外にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真
空蒸着により厚さ5nmのTi、厚さ0.5mmのAu
を順次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除去す
ることにより、コンタクトホール152を埋め込んだ
(図18(d))。
(Step-h) A pattern in which a resist is applied to portions other than the contact hole 152 is formed, and 5 nm thick Ti and 0.5 mm thick Au are formed by vacuum evaporation.
Were sequentially deposited. Unnecessary portions were removed by lift-off to bury the contact holes 152 (FIG. 18D).

【0227】以上の工程により絶縁性基板1上に下配線
92、層間絶縁層151、金属酸化物を含有する被膜
6、上配線93、素子電極2,3、導電性薄膜4を形成
した。
Through the above steps, a lower wiring 92, an interlayer insulating layer 151, a film 6 containing a metal oxide, an upper wiring 93, element electrodes 2 and 3, and a conductive thin film 4 were formed on the insulating substrate 1.

【0228】つぎに、以上のようにして作製した電子源
基板を用いて、電子源及び表示装置を構成した例を、図
10と図11を用いて説明する。
Next, an example in which an electron source and a display device are configured using the electron source substrate manufactured as described above will be described with reference to FIGS.

【0229】以上のようにして素子を作製した基板1を
リアプレート101上に固定した後、基板1の5mm上
方に、フェースプレート106(ガラス基板103の内
面に蛍光膜104とメタルバック105が形成されて構
成される)を支持枠102を介し配置し、フェースプレ
ート106、支持枠102、リアプレート101の接合
部にフリットガラスを塗布し、大気中で400℃で10
分焼成することで封着した。またリアプレート101へ
の基板1の固定もフリットガラスで行った。
After fixing the substrate 1 on which the element was manufactured as described above on the rear plate 101, a face plate 106 (a fluorescent film 104 and a metal back 105 were formed on the inner surface of the glass substrate 103) was formed 5 mm above the substrate 1. Is arranged via a support frame 102, frit glass is applied to the joint between the face plate 106, the support frame 102, and the rear plate 101, and the frit glass is applied at 400 ° C. in the atmosphere.
It was sealed by baking for a minute. The fixing of the substrate 1 to the rear plate 101 was also performed using frit glass.

【0230】本実施例において図11の94は前述の導
電性薄膜4に、後述する方法にて電子放出部が形成され
た表面伝導型電子放出素子(例えば、図1(a),
(b)に相当する)であり、92、93はそれぞれX方
向及びY方向の素子配線である。
In this embodiment, reference numeral 94 in FIG. 11 denotes a surface conduction type electron-emitting device in which an electron-emitting portion is formed on the conductive thin film 4 by a method described later (for example, FIG.
(Corresponding to (b)), and 92 and 93 are element wirings in the X direction and the Y direction, respectively.

【0231】蛍光膜104は、モノクロームの場合は蛍
光体のみから成るが、本実施例では蛍光体はストライプ
形状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その
間隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜104を作製し
た。ブラックストライプの材料として通常良く用いられ
ている黒鉛を主成分とする材料を用いた。ガラス基板1
03に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用いた。
The fluorescent film 104 is made of only a phosphor in the case of monochrome, but in this embodiment, the phosphor is formed in a stripe shape, a black stripe is formed first, and each color phosphor is applied to the gap. Then, a fluorescent film 104 was manufactured. As the material for the black stripe, a material mainly containing graphite, which is generally used, was used. Glass substrate 1
A slurry method was used as a method of applying a phosphor to 03.

【0232】また、蛍光膜104の内面側には通常メタ
ルバック105が設けられる。メタルバックは、蛍光膜
作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理(通常フィル
ミングと呼ばれる)を行い、その後、Alを真空蒸着す
ることで作製した。
A metal back 105 is usually provided on the inner side of the fluorescent film 104. The metal back was manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film after the fluorescent film was manufactured, and then vacuum-depositing Al.

【0233】フェースプレート106には、更に蛍光膜
104の導電性を高めるため、蛍光膜104の外面側に
透明電極(不図示)が設けられる場合もあるが、本実施
例では、メタルバックのみで十分な導電性が得られたの
で省略した。
In the face plate 106, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 104 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 104, but in this embodiment, only a metal back is used. Omitted because sufficient conductivity was obtained.

【0234】前述の封着を行う際、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なくてはいけないた
め、十分な位置合わせを行った。
When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices.

【0235】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管(図示せず)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dox1〜Doxm
とDoy1〜Doynを通じ前述の素子電極2,3間に電圧を
印加し、前述の導電性薄膜4をフォーミング処理した。
フォーミング処理の電圧波形は、図8(b)と同様であ
る。
The atmosphere in the glass container completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, terminals outside the container Dox1 to Doxm.
And a voltage was applied between the device electrodes 2 and 3 through Doy1 to Doyn to form the conductive thin film 4 described above.
The voltage waveform of the forming process is the same as that in FIG.

【0236】本実施例ではT1を1msec、T2を10
msecとし、約1×10-5Torrの真空雰囲気下で行っ
た。
In this embodiment, T1 is 1 msec, and T2 is 10
The process was performed under a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −5 Torr at msec.

【0237】次に、パネル内の圧力が10-8Torr台に達
するまで排気を続けた後、パネルの排気管より、全圧が
1×10-6Torrとなるようにベンゾニトリルをパネル内
に導入し、維持した。容器外端子Dox1〜DoxmとDoy1
〜Doynを通じ再び前述の素子電極2,3間に、図14
に示した波形で波高値を14Vとして活性化処理を行っ
た。
Next, after exhausting was continued until the pressure in the panel reached the level of 10 -8 Torr, benzonitrile was introduced into the panel from the exhaust pipe of the panel so that the total pressure became 1 × 10 -6 Torr. Introduced and maintained. Outer container terminals Dox1 to Doxm and Doy1
14 through Doyn again between the device electrodes 2 and 3 described above.
The activation process was performed with the peak value of 14 V in the waveform shown in FIG.

【0238】このように、フォーミング、活性化処理を
行ない、前述の導電性薄膜4に電子放出部5を形成し複
数の表面伝導型電子放出素子94を作製した。
As described above, the forming and activating processes were performed, and the electron emitting portions 5 were formed on the above-mentioned conductive thin film 4, whereby a plurality of surface conduction electron-emitting devices 94 were manufactured.

【0239】次にパネル全体を250℃に加熱しながら
排気し、室温まで降温して内部を10-9Torr程度の圧力
とした後、不図示の排気管をガスバーナーで熱すること
で溶着し外囲器の封止を行った。
Next, the entire panel was evacuated while being heated to 250 ° C., the temperature was lowered to room temperature, and the inside was set at a pressure of about 10 −9 Torr. Then, an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner. The envelope was sealed.

【0240】最後に封止後の圧力を維持するために、高
周波加熱法でゲッター処理を行った。
Finally, in order to maintain the pressure after sealing, a getter treatment was performed by a high-frequency heating method.

【0241】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Dox1〜
Doxm、Doy1〜Doynを通じ、走査信号及び変調信号を
不図示の信号発生手段よりそれぞれ、印加することによ
り、電子放出させ、高圧端子107を通じ、メタルバッ
ク105に5kV以上の高圧を印加し、電子ビームを加
速し、蛍光膜104に衝突させ、励起・発光させること
で画像を表示した。
In the image display device of the present invention completed as described above, each electron-emitting device has external terminals Dox1 to Dox1.
A scanning signal and a modulation signal are applied to the metal back 105 through Doxm and Doy1 to Doyn, respectively, by applying a scanning signal and a modulation signal from a signal generation unit (not shown). Was accelerated and collided with the fluorescent film 104 to excite and emit light, thereby displaying an image.

【0242】本実施例における画像表示装置は、テレビ
ジョンとして十分満足できる輝度(約150fL)で良
好な画像を長時間にわたって安定に表示することができ
た。
The image display device of this example was able to display a good image stably over a long period of time at a luminance (about 150 fL) sufficiently satisfactory as a television.

【0243】〔実施例4〕本実施例では、テレビジョン
放送をはじめとする種々の画像情報源より提供される画
像情報を表示できるように構成した表示装置の一例を示
す。図11に示した画像形成装置を図13に示した駆動
回路を用いて、NTSC方式のテレビ信号に応じて表示
を行なった。
[Embodiment 4] In this embodiment, an example of a display device configured to display image information provided from various image information sources such as television broadcasting will be described. Display was performed on the image forming apparatus shown in FIG. 11 using the driving circuit shown in FIG. 13 in accordance with an NTSC television signal.

【0244】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型電子放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネ
ルの薄形化が容易なため、表示装置の奥行きを小さくす
ることができる。それに加えて、表面伝導型電子放出素
子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画面化
が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本表示
装置は臨場感にあふれ迫力に富んだ画像を視認性良く表
示することが可能である。
In the present display device, the depth of the display device can be reduced because the display panel using the surface conduction electron-emitting device as an electron beam source can be made thinner. In addition, the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source is easy to enlarge the screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics. It is possible to display with good visibility.

【0245】本実施例における表示装置は、NTSC方
式のテレビ信号に応じたテレビ画像を良好に、かつ長時
間安定して表示することができた。
The display device of this example was able to display a television image according to an NTSC television signal in a favorable state for a long period of time.

【0246】[0246]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、基
板表面に酸化ニッケル等の金属酸化物被膜を形成するこ
とで、炭素を主成分とした堆積物の配向性及び結晶性を
向上することができ、安定な電子放出電流を長時間にわ
たり取り出すことが可能な電子放出素子を提供できる。
また、上記炭素を主成分とする堆積物の形成工程の時間
が短縮され、結果として電子放出素子およびそれを用い
た電子源、さらには画像形成装置の製造コストを下げる
ことができる。
As described above, according to the present invention, by forming a metal oxide film such as nickel oxide on a substrate surface, the orientation and crystallinity of a deposit containing carbon as a main component are improved. And an electron-emitting device capable of extracting a stable electron-emitting current for a long time can be provided.
Further, the time of the step of forming the deposit containing carbon as a main component is reduced, and as a result, the manufacturing cost of the electron-emitting device, the electron source using the same, and the image forming apparatus can be reduced.

【0247】さらには、入力信号に応じて電子を放出す
る電子源においては、上記の電子放出素子を、基板上に
複数個配置して電子源を構成することにより、また、個
々の素子の両端を配線に接続した電子放出素子の行を複
数もち、更に、変調手段を有している配置法、あるい
は、基板に、互いに、電気的に、絶縁されたm本のX方
向配線とn本のY方向配線とに、該電子放出素子の一対
の素子電極とを接続した電子放出素子を複数個配列した
配置とする電子源とすることで、各電子放出素子が、良
好な電子放出特性を長時間にわたり保持し得る電子源を
安価に提供できる。
Further, in an electron source that emits electrons in response to an input signal, a plurality of the above-described electron-emitting devices are arranged on a substrate to form an electron source. Have a plurality of rows of electron-emitting devices connected to the wiring, and further have an arrangement method having a modulating means, or a substrate having m X-directional wirings and n wirings electrically insulated from each other. By providing an electron source in which a plurality of electron-emitting devices in which a pair of device electrodes of the electron-emitting device are connected to the Y-direction wiring are arranged, each electron-emitting device has good electron emission characteristics. An electron source that can be held over time can be provided at low cost.

【0248】また、画像形成装置においては、画像形成
部材と前記電子源より構成され、入力信号に基づいて画
像を形成するため、電子放出特性の安定性と寿命の向上
がなされ、例えば蛍光体を画像形成部材とする画像形成
装置においては、高品位な画像形成装置例えば、カラー
フラットテレビが、実現できる。
The image forming apparatus comprises an image forming member and the electron source, and forms an image based on an input signal. Therefore, the stability of electron emission characteristics and the life are improved. In an image forming apparatus serving as an image forming member, a high-quality image forming apparatus, for example, a color flat television can be realized.

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

【図1】本発明に係る基本的な表面伝導型電子放出素子
の構成を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a configuration of a basic surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図2】本発明に係る基本的な表面伝導型電子放出素子
の構成を示す拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a configuration of a basic surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図3】本発明に係る基本的な表面伝導型電子放出素子
の構成を示す拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view showing a configuration of a basic surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図4】本発明に係る基本的な表面伝導型電子放出素子
の構成を説明するための図である。
FIG. 4 is a view for explaining a configuration of a basic surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図5】本発明に係る基本的な表面伝導型電子放出素子
の別の態様を示す図である。
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the basic surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図6】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の基本的
な製造方法を説明するための図である。
FIG. 6 is a view for explaining a basic manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図7】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の特性評
価に用いる測定評価装置の図である。
FIG. 7 is a diagram of a measurement and evaluation device used for evaluating the characteristics of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図8】本発明に係るフォーミング処理における電圧波
形の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform in a forming process according to the present invention.

【図9】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の放出電
流、素子電流、及び素子電圧の関係の典型例を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing a typical example of the relationship among the emission current, the device current, and the device voltage of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【図10】本発明に係る電子源基板の構成を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an electron source substrate according to the present invention.

【図11】本発明に係る画像形成装置の基本構成を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a basic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.

【図12】図11の画像形成装置に用いられる蛍光膜を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. 11;

【図13】本発明に係る画像形成装置をNTSC方式の
テレビ信号に応じて表示を行なう例の駆動回路のブロッ
ク図である。
FIG. 13 is a block diagram of a drive circuit of an example in which the image forming apparatus according to the present invention performs display according to an NTSC television signal.

【図14】本発明に好適な活性化パルスの形状を示す図
である。
FIG. 14 is a diagram showing a shape of an activation pulse suitable for the present invention.

【図15】本発明の実施例2の電子源の構成の一部を示
す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a part of a configuration of an electron source according to a second embodiment of the present invention.

【図16】図15のA−A′断面図である。FIG. 16 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図17】本発明の実施例2の電子源の製造工程を説明
するための断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the electron source according to the second embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施例2の電子源の製造工程を説明
するための断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the electron source according to the second embodiment of the present invention.

【図19】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す
図である。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図20】はしご型配置の電子源の一例を示す模式図で
ある。
FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a ladder-type arrangement.

【図21】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。
FIG. 21 is a schematic diagram illustrating an example of a panel structure in an image forming apparatus including a ladder-type arrangement of electron sources.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2,3 素子電極 4 導電性薄膜 5 電子放出部 6 金属酸化物被膜 21 炭素を主成分とした堆積物 41 段さ形成部 60 素子電極2,3間の導電性薄膜を流れる素子電流
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 62 素子の電子放出部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 アノード電極 91 電子源基板 92 X方向配線 93 Y方向配線 94 表面伝導型電子放出素子 95 結線 101 リアプレート 102 支持枠 103 ガラス基板 104 蛍光膜 105 メタルバック 106 フェースプレート 107 高圧端子 108 外囲器 111 黒色導電材 112 蛍光体 121 表示パネル 122 走査回路 123 制御回路 124 シフトレジスタ 125 ラインメモリ 126 同期信号分離回路 127 変調信号発生器 VxおよびVa 直流電圧源 151 層間絶縁層 152 コンタクトホール 171 Cr膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 3 Device electrode 4 Conductive thin film 5 Electron emission part 6 Metal oxide film 21 Deposit mainly composed of carbon 41 Step formation part 60 Device current If flowing through a conductive thin film between device electrodes 2 and 3 61 A power supply for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device 62 An ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron-emitting portion of the device 63 A voltage is applied to the anode electrode 64 High-voltage power supply 64 Anode electrode 91 Electron source substrate 92 X-direction wiring 93 Y-direction wiring 94 Surface conduction electron-emitting device 95 Connection 101 Rear plate 102 Support frame 103 Glass substrate 104 Fluorescent film 105 Metal back 106 Face plate 107 High-voltage terminal 108 Enclosure 111 Black conductive material 112 Phosphor 121 Display panel 122 Scanning circuit 123 Control circuit 124 shift register 125 a line memory 126 synchronizing signal separation circuit 127 modulation signal generator Vx and Va dc voltage sources 151 interlayer insulating layer 152 contact hole 171 Cr film

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に、一対の電極と、該一対の電極
に接続され、その一部に間隙を有する導電性膜と、該間
隙部に該導電性膜と接続されて設けられた、炭素を主成
分とする部材と、該炭素を主成分とする部材と該基体と
の間に、ニッケル、鉄、コバルトのうち少なくとも一種
類の元素を含む金属酸化物と、を有することを特徴とす
る電子放出素子。
1. A pair of electrodes, a conductive film connected to the pair of electrodes and having a gap in a part thereof, and provided in the gap connected to the conductive film on the base, A member containing carbon as a main component, and a metal oxide containing at least one element of nickel, iron, and cobalt between the member containing carbon as a main component and the base; Electron emitting device.
【請求項2】 基体上に、一対の電極と、該一対の電極
に接続され、その一部に間隙を有する導電性膜と、該間
隙部に該導電性膜と接続されて設けられた、該基体面に
ほぼ平行な層状の配向を有する炭素を含有する部材と、
を有することを特徴とする電子放出素子。
2. A pair of electrodes, a conductive film connected to the pair of electrodes and having a gap in a part thereof, and a conductive film connected to the conductive film in the gap portion are provided on the base. A member containing carbon having a layered orientation substantially parallel to the substrate surface,
An electron-emitting device comprising:
【請求項3】 前記導電性膜と前記基体との間にも、前
記金属酸化物を有する請求項1に記載の電子放出素子。
3. The electron-emitting device according to claim 1, further comprising the metal oxide between the conductive film and the base.
【請求項4】 前記金属酸化物は、酸化ニッケル、酸化
鉄、酸化コバルトのうち少なくとも一種類の酸化物より
なることを特徴とする請求項1に記載の電子放出素子。
4. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the metal oxide is made of at least one of nickel oxide, iron oxide, and cobalt oxide.
【請求項5】 前記金属酸化物は、シリカを主成分とす
る母材に含有されて、前記炭素を主成分とする部材と前
記基体との間に配置されている請求項1に記載の電子放
出素子。
5. The electron according to claim 1, wherein the metal oxide is contained in a base material containing silica as a main component, and is disposed between the member containing carbon as a main component and the base. Emission element.
【請求項6】 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または請求項2
に記載の電子放出素子。
6. The electron emission device according to claim 1, wherein the electron emission device is a surface conduction electron emission device.
3. The electron-emitting device according to item 1.
【請求項7】 入力信号に応じて電子を放出する電子源
であって、請求項1〜6のいずれかの請求項に記載の電
子放出素子を、基体上に複数個配置したことを特徴とす
る電子源。
7. An electron source for emitting electrons in response to an input signal, wherein a plurality of the electron-emitting devices according to claim 1 are arranged on a substrate. Electron source.
【請求項8】 請求項7に記載の電子源において、基体
に複数の電子放出素子を複数個並列に配置し、個々の素
子の両端を配線に接続した電子放出素子の行を複数も
ち、更に、変調手段を有することを特徴とする電子源。
8. The electron source according to claim 7, wherein a plurality of electron-emitting devices are arranged in parallel on the base, and the plurality of rows of electron-emitting devices having both ends of each element connected to a wiring are provided. An electron source comprising: a modulation unit.
【請求項9】 請求項7に記載の電子源において、基体
に、互いに電気的に絶縁されたm本のX方向配線とn本
のY方向配線とに、該電子放出素子の一対の電極とを接
続した電子放出素子を複数個配列したことを特徴とする
電子源。
9. The electron source according to claim 7, wherein a pair of electrodes of the electron-emitting device are provided on the substrate, the m X-directional wires and the n Y-directional wires electrically insulated from each other. An electron source, wherein a plurality of electron-emitting devices are connected.
【請求項10】 入力信号にもとづいて、画像を形成す
る装置であって、少なくとも、画像形成部材と請求項7
〜9のいずれかの請求項に記載の電子源より構成された
ことを特徴とする画像形成装置。
10. An apparatus for forming an image based on an input signal, comprising at least an image forming member and an image forming member.
An image forming apparatus comprising the electron source according to any one of claims 9 to 9.
【請求項11】 基体上の、一対の電極間に設けられて
いる、ニッケル、鉄、コバルトのうち少なくとも一種類
の元素を含む金属酸化物を含有する被膜上に、導電性膜
を形成する工程と、該導電性膜の一部に間隙を形成する
工程と、該間隙部に、該導電性膜と接続された、炭素を
主成分とする部材を形成する工程と、を有することを特
徴とする電子放出素子の製造方法。
11. A step of forming a conductive film on a film provided between a pair of electrodes and containing a metal oxide containing at least one element of nickel, iron, and cobalt on a substrate. And a step of forming a gap in a part of the conductive film, and a step of forming a member containing carbon as a main component connected to the conductive film in the gap portion. Of manufacturing an electron-emitting device.
【請求項12】 前記導電性膜の一部に間隙を形成する
工程は、前記導電性膜に電圧を印加する工程を有する請
求項11に記載の電子放出素子の製造方法。
12. The method according to claim 11, wherein forming the gap in a part of the conductive film includes applying a voltage to the conductive film.
【請求項13】 前記炭素を主成分とする部材を形成す
る工程は、炭素化合物の存在する雰囲気中で、前記導電
性膜に電圧を印加する工程を有する請求項11に記載の
電子放出素子の製造方法。
13. The electron-emitting device according to claim 11, wherein the step of forming the member containing carbon as a main component includes a step of applying a voltage to the conductive film in an atmosphere in which a carbon compound exists. Production method.
【請求項14】 前記一対の電極は、前記基体上に前記
被膜を形成した後に形成される請求項11に記載の電子
放出素子の製造方法。
14. The method according to claim 11, wherein the pair of electrodes are formed after forming the film on the base.
【請求項15】 前記金属酸化物は、酸化ニッケル、酸
化鉄、酸化コバルトのうち少なくとも一種類の酸化物よ
りなる請求項11に記載の電子放出素子の製造方法。
15. The method according to claim 11, wherein the metal oxide is at least one oxide selected from nickel oxide, iron oxide, and cobalt oxide.
【請求項16】 前記被膜は、金属酸化物がシリカを主
成分とする母材に含有された被膜である請求項11に記
載の電子放出素子の製造方法。
16. The method according to claim 11, wherein the coating is a coating in which a metal oxide is contained in a base material mainly composed of silica.
【請求項17】 前記電子放出素子は、表面伝導型電子
放出素子である請求項11に記載の電子放出素子の製造
方法。
17. The method according to claim 11, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
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