JPH11317157A - Manufacture of electron emitting element, image forming device or the like - Google Patents

Manufacture of electron emitting element, image forming device or the like

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JPH11317157A
JPH11317157A JP12138998A JP12138998A JPH11317157A JP H11317157 A JPH11317157 A JP H11317157A JP 12138998 A JP12138998 A JP 12138998A JP 12138998 A JP12138998 A JP 12138998A JP H11317157 A JPH11317157 A JP H11317157A
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JP
Japan
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electron
emitting device
manufacturing
voltage
organic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12138998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toyoko Kobayashi
登代子 小林
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH11317157A publication Critical patent/JPH11317157A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the thickness uniform for a conductive thin film, to simplify the manufacturing process of the thin film, and to easily form an element on a substrate over a large area at a low cost by preliminarily forming a porous layer between opposed electrodes on a substrate, and applying a solution containing a conductive thin film forming material. SOLUTION: A porous layer consists of a porous silica layer 6 using an inorganic porous body obtained by using an organic/inorganic composite as raw material and heating and baking it to extinguish the organic part. The organic/inorganic composite consists of an organic/inorganic composite transparent homogeneous body obtained by uniformly dispersing a sugar derivative having a urethane bond, a urea bond and/or an amide bond in the matrix of an inorganic oxide, wherein the sugar derivative consists of isopropyl carbamate of sucrose, and the matrix of the inorganic oxide consists of the matrix of silica gel. The imparting of droplets is performed by an ink jet method.

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、導電性薄膜形成用
材料を含む溶液を用いた電子放出素子、電子源、表示パ
ネルおよび画像形成装置の製造方法に関する。更に詳し
くは、インクジェット方式を利用して前記溶液を付与し
た電子放出素子の製造方法、該電子放出素子を用いた電
子源の製造方法、該電子源を用いた表示パネルの製造方
法および該表示パネルを用いた画像形成装置の製造方法
に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing an electron-emitting device, an electron source, a display panel and an image forming apparatus using a solution containing a material for forming a conductive thin film. More specifically, a method of manufacturing an electron-emitting device to which the solution is applied using an inkjet method, a method of manufacturing an electron source using the electron-emitting device, a method of manufacturing a display panel using the electron source, and the display panel The present invention relates to a method for manufacturing an image forming apparatus using the same.

【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)、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 electron emission element.

【0003】FE型電子放出素子の例としては、W.P.Dy
ke and W.W.Dolan,“Field emission",Advance in Elec
tron Physics,8,89(1956)、あるいはC.A.Spindt,“Phys
icalProperties of thin-film field emission cathode
s with molybdenium cones",J.Appi.Phys.,47,5248(197
6)等に記載のものが知られている。
As an example of the FE type electron-emitting device, WPDy
ke and WWDolan, “Field emission”, Advance in Elec
tron Physics, 8, 89 (1956) or CASpindt, “Phys
icalProperties of thin-film field emission cathode
s with molybdenium cones ", J. Appi. Phys., 47, 5248 (197
Those described in 6) and the like are known.

【0004】また、MIM型電子放出素子の例として
は、C.A.Mead,“Operation of Tunnel-Emission Device
s",J.Apply.Phys.,32,646(1961)等に記載のものが知ら
れている。そして、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(1
965)等に記載のものが知られている。
As an example of the MIM type electron-emitting device, CAMead, “Operation of Tunnel-Emission Device” is used.
s ", J. Apply. Phys., 32, 646 (1961). As an example of a surface conduction electron-emitting device, MIElinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290. (1
965) is known.

【0005】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等
によるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer,“Thin Solid Films",9,317(1972)]、In
2 3 /SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and C.
G.Fontad,“IEEE Trans.ED Conf.",519(1975)]、カー
ボン薄膜によるもの[荒木久 他,真空,第26巻,第
1号,22頁(1983)]等が報告されている。
[0005] The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film.
[G. Dittmer, “Thin Solid Films”, 9,317 (1972)], In
2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and C.
G. Fontad, "IEEE Trans. ED Conf.", 519 (1975)], and a method using a carbon thin film [Hisashi Araki et al., Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983)] and the like are reported. .

【0006】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ハートウェルの素子構成を、図
20に示す。同図において、1は基板である。4は導電
性薄膜であり、H型形状のパターンにスパッタで形成さ
れた金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォーミン
グと呼ばれる通電処理により電子放出部5が形成され
る。なお、同図中の素子電極間隔L1は0.5〜1m
m、W’は約0.1mmで設定されている。また、電子
放出部5の位置及び形状については、模式図として表わ
した。
FIG. 20 shows the above-described Hartwell device configuration as a typical device configuration of these surface conduction electron-emitting devices. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a 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. The electron emitting portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later. The element electrode interval L1 in FIG.
m and W ′ are set at about 0.1 mm. The position and shape of the electron-emitting portion 5 are shown as a schematic diagram.

【0007】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行なう前に導電性薄膜4に、予め
通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことによっ
て電子放出部5を形成するのが一般的であった。すなわ
ち、通電フォーミングとは前記導電性薄膜4の両端に直
流電圧あるいは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば1
V/分程度を印加通電し、導電性薄膜4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。なお、電子放
出部5においては、導電性薄膜4の一部に亀裂が発生し
ており、その亀裂付近から電子放出が行われる。このよ
うに通電フォーミングにより導電性薄膜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を電
子放出部5と呼び、また通電フォーミングにより電子放
出部5が形成された導電性薄膜4を電子放出部5を含む
導電性薄膜4と呼ぶ。前記通電フォーミング処理を施し
た表面伝導型電子放出素子は、上述の電子放出部5を含
む導電性薄膜4に電圧を印加し、該素子に電流を流すこ
とにより、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 conductive thin film 4 is generally subjected to an energization process called energization forming to form an electron emission portion 5. Met. That is, the energization forming means a DC voltage or a very slowly increasing voltage, for example, 1 V, across the conductive thin film 4.
Applying a current of about V / min to locally destroy, deform or alter the conductive thin film 4 to form the electron emitting portion 5 in an electrically high resistance state. In the electron emitting section 5, a crack is generated in a part of the conductive thin film 4, and the electron is emitted from the vicinity of the crack. As described above, the conductive thin film 4 is locally broken, deformed, or deteriorated by the energization forming, and a portion where the structure is changed is referred to as an electron emission portion 5, and the conductive thin film 4 on which the electron emission portion 5 is formed by the energization forming. Is referred to as a conductive thin film 4 including an electron emission portion 5. The surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the energization forming process emits electrons from the electron-emitting portion 5 by applying a voltage to the conductive thin film 4 including the above-described electron-emitting portion 5 and flowing a current through the device. It is a hurry.

【0008】表面伝導型電子放出素子としては、上述の
M.ハートウェルの素子の他、本出願人は、絶縁性の基
体上に、導電体により形成された対向する一対の素子電
極を形成し、これらの電極とは別に両電極をつないで導
電性薄膜を形成し、通電フォーミングにより電子放出部
を形成した構成の素子を報告している。通電フォーミン
グの方法としては、上述のようなゆっくりとしたパルス
波形の昇電圧を印加し、このパルスの波高値を漸増させ
る方法が適用できることも報告している。また、導電性
薄膜の形成方法としては、有機金属化合物の溶液を塗布
し、熱処理により金属または金属酸化物の微粒子膜とす
る方法を採用しうることも報告している。これらの構成
および方法については、例えば、特開平7−23525
5号公報にその一例が記載されている。
As the surface conduction electron-emitting device, the above-mentioned M.I. In addition to the Hartwell device, the present applicant has formed a pair of opposing device electrodes formed of a conductor on an insulating substrate, and connected the two electrodes separately from these electrodes to form a conductive thin film. An element having a configuration in which an electron emission portion is formed by energization forming is reported. It is also reported that as a method of energization forming, the above-described method of applying a slowly increasing voltage of a pulse waveform and gradually increasing the peak value of the pulse can be applied. It is also reported that as a method of forming a conductive thin film, a method of applying a solution of an organometallic compound and forming a metal or metal oxide fine particle film by heat treatment can be employed. These configurations and methods are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-23525.
No. 5 discloses an example.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の表面伝導型電子放出素子は、主に半導体プロセス
に準じたフォトリソグラフィー技術を用いて製造される
ため、大面積基板に電子放出素子を形成することが困難
であるとともに、大型製造装置を必要とするなど製造コ
ストが高いといった問題があった。
However, since the above-mentioned conventional surface conduction type electron-emitting device is mainly manufactured by using a photolithography technique based on a semiconductor process, the electron-emitting device is formed on a large-area substrate. However, there is a problem that the manufacturing cost is high, for example, a large manufacturing apparatus is required.

【0010】これを解決するための手段として、インク
ジェット方式により、導電性薄膜形成用材料を含む溶液
の液滴を基板に付与する方法を用いた場合、さまざまな
要因、例えば基板と液滴の濡れ性、液滴の大きさ等によ
り、最終的に形成された導電性薄膜の膜厚が十分均一に
ならない場合がある。このような状態の導電性薄膜に、
通電フォーミング処理を行なった場合、上記膜厚の不均
一性に起因すると思われる電子放出特性のバラツキが生
じることがある。
As a means for solving this problem, when a method of applying a droplet of a solution containing a material for forming a conductive thin film to a substrate by an ink-jet method is used, various factors such as wetting of the substrate and the droplet are used. The thickness of the finally formed conductive thin film may not be sufficiently uniform depending on the properties, the size of the droplets, and the like. In the conductive thin film in such a state,
When the energization forming process is performed, the electron emission characteristics may vary due to the non-uniformity of the film thickness.

【0011】導電性薄膜の膜厚が厚すぎる場所では、電
子放出部となる亀裂の形成の際、大きな電流が流れるた
めではないかと思われるが、亀裂の幅が広くなってしま
い、後述の活性化処理を施した後にも、あまり多くの電
子を放出しない場合がある。一方、導電性薄膜の膜厚の
薄すぎる場所では、おそらく十分な電流が流れないため
ではないかと思われるが、亀裂が形成されず、この部分
がリーク電流の経路となる場合がある。
In a place where the thickness of the conductive thin film is too large, it is considered that a large electric current flows when a crack serving as an electron emission portion is formed. In some cases, too many electrons are not emitted even after the chemical treatment. On the other hand, in a place where the thickness of the conductive thin film is too small, it is probably because a sufficient current does not flow. However, a crack is not formed, and this part may be a path of a leak current.

【0012】[発明の目的]本発明の目的は、導電性薄
膜の膜厚を均一化し、該薄膜の製造工程を簡略化し、大
面積基板に低コストかつ容易に素子を形成することがで
き、それによって得られる電子放出素子の電子放出特性
が均一な、表面伝導型電子放出素子の製造方法、さらに
該電子放出素子を用いた電子源、表示パネルおよび画像
形成装置の製造方法を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to make the thickness of a conductive thin film uniform, to simplify the manufacturing process of the thin film, and to easily form an element on a large-area substrate at low cost. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device having uniform electron emission characteristics of an electron-emitting device obtained thereby, and a method of manufacturing an electron source, a display panel, and an image forming apparatus using the electron-emitting device. is there.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
って解決できる。すなわち本発明の表面伝導型電子放出
素子の製造方法は、基板上の対向する電極間に、導電性
薄膜形成用材料を含む溶液の液滴を付与して導電性薄膜
を形成し、該導電性薄膜に電子放出部を形成する電子放
出素子の製造方法であって、基板上の対向する電極間に
あらかじめ多孔質層を形成し、前記液滴の付与を、イン
クジェット方式にて行なうことを特徴とする。また、本
発明によれば、上記多孔質層は多孔質シリカ層であるこ
とを特徴とする。
The above objects can be attained by the present invention. That is, in the method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device of the present invention, a droplet of a solution containing a material for forming a conductive thin film is applied between opposing electrodes on a substrate to form a conductive thin film. A method of manufacturing an electron-emitting device for forming an electron-emitting portion in a thin film, wherein a porous layer is formed in advance between opposing electrodes on a substrate, and the application of the droplet is performed by an inkjet method. I do. Further, according to the present invention, the porous layer is a porous silica layer.

【0014】さらに、本発明によれば、多孔質シリカの
原材料として用いる有機・無機複合体の有機分子を占め
る容積が大きく、加熱焼成などによって有機部分を消失
させたときに、球状等の大きな孔径の細孔(平均の孔径
が数nmに分布)が形成された、空隙率の大きい無機多
孔質体が得られる。
Further, according to the present invention, the organic-inorganic composite used as the raw material of the porous silica has a large volume occupying the organic molecules, and when the organic portion is eliminated by heating and sintering, a large pore size such as a sphere is obtained. And an inorganic porous body having a large porosity in which pores (average pore diameter is distributed in several nm) are formed.

【0015】この方法によれば、液滴が付与されると、
空隙率の大きい多孔質シリカ層に吸い込まれることによ
り、液滴の中央付近で膜厚が過剰に厚くなることを防ぐ
ことができ、付与した液滴をムラなく膜厚を均一にさせ
ることができる。
According to this method, when the droplet is applied,
By being sucked into the porous silica layer having a large porosity, it is possible to prevent the film thickness from becoming excessively thick in the vicinity of the center of the droplet, and to make the applied droplet uniform in film thickness without unevenness. .

【0016】本発明は電子源、表示パネルおよび画像形
成装置の各製造方法にも関する。
The present invention also relates to a method for manufacturing an electron source, a display panel, and an image forming apparatus.

【0017】すなわち本発明の電子源の製造方法は、電
子放出素子と、該素子への電圧印加手段とを具備した電
子源の製造方法であって、前記電子放出素子を本発明の
表面伝導型電子放出素子の製造方法で製造することを特
徴とする。
That is, a method of manufacturing an electron source according to the present invention is a method of manufacturing an electron source comprising an electron-emitting device and a means for applying a voltage to the device. It is characterized by being manufactured by a method for manufacturing an electron-emitting device.

【0018】本発明の表示パネルの製造方法は、電子放
出素子および該素子への電圧印加手段とを具備した電子
源と、前記素子から放出される電子を受けて発光する蛍
光膜とを具備する表示パネルの製造方法であって、前記
素子を本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法で製
造することを特徴とする。
A method of manufacturing a display panel according to the present invention includes an electron source having an electron-emitting device and a means for applying a voltage to the device, and a fluorescent film which emits light by receiving electrons emitted from the device. A method for manufacturing a display panel, wherein the element is manufactured by the method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device according to the present invention.

【0019】さらに本発明の画像形成装置の製造方法
は、電子放出素子および該素子への電圧印加手段とを具
備した電子源と、前記素子から放出される電子を受けて
発光する蛍光膜と、外部信号を用いて前記素子へ印加す
る電圧を制御する駆動回路とを具備する画像形成装置の
製造方法であって、前記素子を本発明の表面伝導型電子
放出素子の製造方法で製造することを特徴とする。
Further, according to the method of manufacturing an image forming apparatus of the present invention, there is provided an electron source having an electron-emitting device and a means for applying a voltage to the device, a phosphor film for receiving and emitting light from the device, A driving circuit for controlling a voltage applied to the element by using an external signal, wherein the element is manufactured by the method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device of the present invention. Features.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図面
を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0021】[第1の実施形態]図1(a)、(b)
は、本第1の実施形態の方法で製造された表面伝導型電
子放出素子の平面図およびその断面図である。図1
(a)、(b)において、1は絶縁性基板、2と3は素
子電極、4は導電性薄膜、5は電子放出部、6は多孔質
シリカ層である。
[First Embodiment] FIGS. 1A and 1B
3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view of the surface conduction electron-emitting device manufactured by the method of the first embodiment. FIG.
In (a) and (b), 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, 5 is an electron emitting portion, and 6 is a porous silica layer.

【0022】基板1としては、石英ガラス、Na等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラス
にスパッタ法等により形成したSiO2 を積層したガラ
ス基板及びアルミナ等のセラミックス及びSi基板等を
用いることができる。
Examples of the substrate 1 include quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, blue plate glass, a glass substrate obtained by laminating SiO 2 formed on a blue plate glass by sputtering or the like, ceramics such as alumina, and a Si substrate. Can be used.

【0023】基板1上に対向配置される素子電極2,3
の材料としては、一般的な導体材料が用いられ、例えば
Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、C
u、Pd等の金属或はそれらの合金、Pd、Au、A
g、As、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や、In2 3
SnO2 等の透明導電体、並びにポリシリコン等の半導
体材料等から適宜選択される。
Device electrodes 2 and 3 opposed to each other on substrate 1
As a material for the material, a general conductor material is used, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, C
metals such as u, Pd or alloys thereof, Pd, Au, A
g, As, RuO 2 , Pd—Ag or other metal or metal oxide and a printed conductor made of glass or the like; In 2 O 3
It is appropriately selected from a transparent conductor such as SnO 2 and a semiconductor material such as polysilicon.

【0024】素子電極間隔L、素子電極長さW1、素子
電極2,3の形状等は、適用される形態等に応じて適宜
設計される。素子電極2,3の間隔Lは、数十nmから
数百μmの範囲とすることができ、素子電極2,3間に
印加する電圧等を考慮して、好ましくは数μmから数十
μmの範囲とすることができる。素子電極長さWは、電
極の抵抗値、電子放出特性を考慮して、数μmから数百
μmの範囲とすることができる。素子電極2,3の膜厚
dは、数十nmから数μmの範囲とすることができる。
The element electrode spacing L, the element electrode length W1, the shapes of the element electrodes 2 and 3, and the like are appropriately designed according to the applied form and the like. The distance L between the device electrodes 2 and 3 can be in the range of several tens of nm to several hundreds of μm, and is preferably in the range of several μm to several tens of μm in consideration of the voltage applied between the device electrodes 2 and 3. Range. The element electrode length W can be in the range of several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics. The film thickness d of the device electrodes 2 and 3 can be in the range of several tens nm to several μm.

【0025】多孔質シリカ層6を形成する原料として
は、無機酸化物、例えばシリカゲルのマトリックス中
に、ウレタン結合(−NH・CO・O−)、ウレア(尿
素)結合(−NH・CO・NH−)、及び/又はアミド
結合(−NH・CO−)を有する糖類誘導体、一例を示
すとスクロース(サッカロース)のイソプロピルカルバ
メイトを均一に分散させて、有機・無機複合透明均質体
を用いる。
As a raw material for forming the porous silica layer 6, a matrix of an inorganic oxide, for example, silica gel, contains a urethane bond (—NH.CO.O—) and a urea (urea) bond (—NH.CO.NH). -) And / or a saccharide derivative having an amide bond (-NH.CO-), for example, isopropylcarbamate of sucrose (saccharose) is uniformly dispersed, and an organic-inorganic composite transparent homogeneous material is used.

【0026】この発明に係る有機・無機複合透明均質体
は、有機分子として糖類誘導体が配合されており、糖分
子は環状構造を有しているので、従来の複合体のように
有機分子として、環状構造を有しないポリアミド、ポリ
ウレタン、ポリウレアなどの有機ポリマーだけが配合さ
れたものと比較すると、有機分子の占める容積が大きく
なる。そのため、この複合体から加熱焼成等によって有
機部分である糖分子を消失させたときには、球状等の大
きな孔径の細孔が形成された空隙率の大きい無機多孔質
体が得られることになる。孔径は数nmの径に多く分布
している。さらに、糖類の種類を適切に選定することに
より、無機多孔質体の細孔の大きさをある程度任意に設
計し制御することが可能となる。
The organic / inorganic composite transparent homogeneous material according to the present invention contains a saccharide derivative as an organic molecule, and the saccharide molecule has a cyclic structure. The volume occupied by organic molecules is larger than that in which only organic polymers such as polyamide, polyurethane and polyurea having no cyclic structure are blended. Therefore, when the sugar molecules, which are organic portions, are eliminated from the composite by heating and baking, etc., an inorganic porous body having a large porosity in which pores having a large pore diameter such as a sphere are formed. The pore diameter is widely distributed over a diameter of several nm. Further, by appropriately selecting the type of the saccharide, it is possible to arbitrarily design and control the size of the pores of the inorganic porous material to some extent.

【0027】そして、この発明による実施形態に係る有
機・無機複合透明均質体の有機部分を形成する糖類誘導
体は、水素結合受容体として知られているウレタン結
合、ウレア結合及び/又はアミド結合を有しているの
で、この複合体の生成過程においては、無機酸化物、例
えばシリカゲルのシラノール残基(−SiOH)とウレ
タン結合、ウレア結合及び/又はアミド結合のカルボニ
ル基(−C=O)との水素結合による強い相互作用によ
り、糖分子同士間の凝集が起こらず、有機・無機両液が
相分離を起こしたりしない。従って、複合体は、均質で
透明なものとなり、複合体から加熱焼成などによって糖
分子を消失させると、分子レベルの大きさの空隙が生成
する。
The saccharide derivative forming the organic portion of the organic-inorganic composite transparent homogeneous material according to the embodiment of the present invention has a urethane bond, a urea bond and / or an amide bond known as a hydrogen bond acceptor. Therefore, in the process of forming this complex, an inorganic oxide, for example, a silanol residue (-SiOH) of silica gel and a carbonyl group (-C = O) of a urethane bond, a urea bond and / or an amide bond are formed. Due to strong interaction due to hydrogen bonding, aggregation between sugar molecules does not occur, and both organic and inorganic liquids do not cause phase separation. Therefore, the complex becomes homogeneous and transparent, and when sugar molecules are eliminated from the complex by heating and baking, voids having a molecular level are generated.

【0028】この場合、糖類としては、ヒドロキシ基
(−OH)及び/又はアミノ基(−NH2 )を有する単
糖類、二糖類及び多糖類の多種多様の糖が使用される。
単糖類としては、トリオース、テトロース、ペントー
ス、ヘキソース等、アルドース及びケトースの各種炭素
数のものが使用可能であり、その他、多炭糖、デオキシ
糖、酸性糖、アミノ糖などが使用可能である。
In this case, as the saccharide, a wide variety of monosaccharides, disaccharides and polysaccharides having a hydroxy group (—OH) and / or an amino group (—NH 2 ) are used.
As the monosaccharide, those having various carbon numbers of aldose and ketose, such as triose, tetrose, pentose, and hexose, can be used. In addition, polycarbon sugar, deoxy sugar, acidic sugar, amino sugar, and the like can be used.

【0029】また、二糖類では、スクロース、マルトー
ス、セロビオース、ゲンチオビオース等、多糖類では、
キチン、キトサン、アルギン酸などがそれぞれ使用可能
であり、その他、オリゴ糖(二糖類〜六糖類)、ヘテロ
オリゴ糖類やヘテロ多糖類に属する各種糖類を使用する
ことができる。これら各種糖類のヒドロキシ基及び/又
はアミノ基の部分を、カルボニル基を持ったウレタン結
合、ウレア結合及び/又はアミド結合に変化させ、その
糖類誘導体によって有機・無機複合体の有機部分を形成
する。例えば、化学式1に示すように、スクロースとイ
ソプロピルイソシアネートとを反応させ、ウレタン結合
を有するスクロース誘導体を合成し、これを有機物質と
して使用する。
Further, disaccharides such as sucrose, maltose, cellobiose and gentiobiose, and polysaccharides such as
Chitin, chitosan, alginic acid and the like can be used, and in addition, various sugars belonging to oligosaccharides (disaccharides to hexasaccharides), heterooligosaccharides and heteropolysaccharides can be used. The hydroxy and / or amino groups of these various saccharides are changed into urethane bonds, urea bonds and / or amide bonds having a carbonyl group, and the saccharide derivatives form the organic portion of the organic-inorganic complex. For example, as shown in Chemical Formula 1, sucrose and isopropyl isocyanate are reacted to synthesize a sucrose derivative having a urethane bond, and this is used as an organic substance.

【0030】[0030]

【化1】 次に、マトリックスを形成する無機酸化物については、
その目的や用途に応じて種々のものが使用され得るが、
最も一般的には、シリカやアルミナが使用される。この
無機酸化物によりゾル−ゲル法などを利用して三次元の
微細網状構造体を得るようにする。そして、そのマトリ
ックス中に上記した糖類誘導体を均一に分散させるよう
にする。
Embedded image Next, regarding the inorganic oxide forming the matrix,
Various things can be used depending on the purpose and use,
Most commonly, silica and alumina are used. The inorganic oxide is used to obtain a three-dimensional fine network using a sol-gel method or the like. Then, the saccharide derivative is uniformly dispersed in the matrix.

【0031】無機酸化物と糖類誘導体との割合、従って
加水分解重合性シラン化合物と糖類誘導体との配合割合
は、普通には、重量比で糖類誘導体1に対しシラン化合
物0.1〜100程度、好ましくは1〜10程度とされ
る。
The ratio of the inorganic oxide to the saccharide derivative, that is, the mixing ratio of the hydrolyzable polymerizable silane compound and the saccharide derivative, is usually about 0.1 to 100 silane compound to 1 saccharide derivative by weight. Preferably, it is about 1 to 10.

【0032】この発明に係る有機・無機複合透明均質体
を製造する方法は、特に限定されないが、通常はゾル−
ゲル法を利用し、糖類誘導体の添加の下に、テトラエト
キシシランやテトラメトキシシランの様なアルコキシシ
ランなどの加水分解重合性化合物を加水分解重合反応さ
せてゲル化させ、生成したシリカゲル等の無機酸化物の
マトリックス中に、糖類誘導体が均一に分散した複合体
を得る方法が採用される。この方法における加水分解重
合反応は、従来のゾル−ゲル法における場合と全く同様
の操作及び条件の下に実施すればよい。
The method for producing the organic / inorganic composite transparent homogeneous material according to the present invention is not particularly limited.
Using a gel method, a hydrolytic polymerizable compound such as an alkoxysilane such as tetraethoxysilane or tetramethoxysilane is hydrolyzed and polymerized under the addition of a saccharide derivative to form a gel. A method of obtaining a complex in which a saccharide derivative is uniformly dispersed in an oxide matrix is employed. The hydrolysis polymerization reaction in this method may be performed under exactly the same operation and conditions as in the conventional sol-gel method.

【0033】上記した方法において、ウレタン結合、ウ
レア結合及び/又はアミド結合を有する糖類誘導体は、
テトラアルコキシシランとの親和性に優れ、相溶性が良
好であるので、テトラアルコキシシランの加水分解重合
反応によるゲル化の前後の何れにおいても相分離を起こ
さず、ゲル化によって形成された三次元網状構造のシリ
カゲル中に糖類誘導体が均一に分散し、均質で透明な有
機・無機複合体が得られ、その有機部分である糖類誘導
体を加熱焼成するなどして除去することにより、その形
状、形態を保持したままで、無機多孔質体、例えば多孔
質シリカへ変換させることができる。この時多孔質シリ
カは、表面積が数100m2 /g程度の大きな空隙率を
持つ。
In the above method, the saccharide derivative having a urethane bond, a urea bond and / or an amide bond is
Excellent affinity with tetraalkoxysilane and good compatibility, so no phase separation occurs before and after gelation by hydrolysis polymerization reaction of tetraalkoxysilane, and a three-dimensional network formed by gelation The saccharide derivative is uniformly dispersed in the structured silica gel, and a homogeneous and transparent organic-inorganic composite is obtained.The saccharide derivative, which is the organic portion, is removed by heating and baking to change its shape and form. While being held, it can be converted into an inorganic porous material, for example, porous silica. At this time, the porous silica has a large porosity having a surface area of about several 100 m 2 / g.

【0034】導電性薄膜4には、良好な電子放出特性を
得るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが
好ましい。その膜厚は、素子電極2,3へのステップカ
バレージ、素子電極2,3間の抵抗値及び後述するフォ
ーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常は、
0.1nmの数倍から数百nmの範囲とするのが好まし
く、より好ましくは1nmより50nmの範囲とするの
が良い。その抵抗値は、Rsが102 から107 Ω/□
の値である。なおRsは、厚さがt、幅がwで長さがr
の薄膜の抵抗Rを、R=Rs(r/w)とおいたときに
現れる値で、薄膜材料の抵抗率をρとするとRs=ρ/
tで表わされる。
As the conductive thin film 4, it is preferable to use a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of the step coverage for the device electrodes 2 and 3, the resistance value between the device electrodes 2 and 3, a forming condition described later, and the like.
It is preferably in the range of several times 0.1 nm to several hundred nm, more preferably in the range of 1 nm to 50 nm. As for the resistance value, Rs is 10 2 to 10 7 Ω / □.
Is the value of Rs has a thickness t, a width w, and a length r
Is the value that appears when the resistance R of the thin film is set as R = Rs (r / w). When the resistivity of the thin film material is ρ, Rs = ρ /
It is represented by t.

【0035】本実施形態において、フォーミング処理に
ついては、通電処理を例に挙げて説明するが、フォーミ
ング処理はこれに限られるものではなく、膜に亀裂を生
じさせて高抵抗状態を形成する方法であればいかなる方
法でも良い。
In the present embodiment, the forming process will be described by taking an energizing process as an example. However, the forming process is not limited to this, and a method of forming a high resistance state by causing a crack in a film is used. Any method may be used.

【0036】また、導電性薄膜4を構成する材料は、P
d、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、C
r、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属、Pd
O、SnO2 、In2 3 、PbO、Sb2 3 等の酸
化物等の中から適宜選択される。
The material forming the conductive thin film 4 is P
d, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, C
metals such as r, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, Pd
It is appropriately selected from oxides such as O, SnO 2 , In 2 O 3 , PbO, and Sb 2 O 3 .

【0037】なお、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のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは重なり合った状態(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)
の膜をさす。かかる微粒子の粒径は、0.1nmの数倍
から数百nm範囲、好ましくは、1nmから20nmの
範囲である。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are gathered. The fine structure is not only a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other ( (Including the case where some fine particles are aggregated to form an island structure as a whole)
Film. The particle size of such fine particles is in the range of several times to several hundred nm of 0.1 nm, preferably in the range of 1 nm to 20 nm.

【0038】電子放出部5は、導電性薄膜4の一部に形
成された高抵抗の亀裂により構成され、導電性薄膜4の
膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミング等の手
法等に依存したものとなる。電子放出部5の内部には、
0.1nmの数倍から数十nmの範囲の粒径の導電性微
粒子が存在する場合もある。この導電性微粒子は、導電
性薄膜4を構成する材料の元素の一部、あるいは全ての
元素を含有するものとなる。電子放出部5及びその近傍
の導電性薄膜4には、炭素及び炭素化合物を有すること
もできる。
The electron-emitting portion 5 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 4 and depends on the thickness, film quality, material, and method of energization forming and the like of the conductive thin film 4 described later. It will be. Inside the electron emission unit 5,
In some cases, conductive fine particles having a particle size ranging from several times 0.1 nm to several tens nm are present. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 4. The electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof can also contain carbon and a carbon compound.

【0039】以下、図1及び図2、図3、図4を参照し
ながら製造方法の一例について説明する。図2及び、図
3、図4においても、図1に示した部位と同じ部位には
図1に付した符号と同一の符号を付している。
Hereinafter, an example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. 2, 3, and 4, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1.

【0040】(1)基板1を洗剤、純水および有機溶剤
等を用いて十分に洗浄後、この基板上に多孔質シリカ層
を形成用原材料として、スクロース/シリカのウレタン
結合による複合体を用い、これをアルコール系溶剤で溶
解した溶液を塗布する。塗布方法は、所望の電子放出素
子作製部位にインクジェット法により行なうのが好適で
ある。次にこれを加熱焼成して有機部分を消失させるこ
とにより、表面積が数100m2 /g程度の大きな空隙
率を持つ多孔質シリカ層を形成する(図2(a))。
(1) After sufficiently washing the substrate 1 with a detergent, pure water, an organic solvent or the like, a composite of sucrose / silica with a urethane bond is used as a raw material for forming a porous silica layer on the substrate. Then, a solution obtained by dissolving this in an alcoholic solvent is applied. It is preferable that the application method is performed by an ink jet method on a desired electron emission element production site. Next, this is heated and calcined to eliminate the organic portion, thereby forming a porous silica layer having a large porosity with a surface area of about several hundred m 2 / g (FIG. 2A).

【0041】この多孔質シリカ層は、次の段階の素子電
極形成後に電極間に付与して加熱焼成しても良い(図3
(a)〜(c))。この場合は電極の一部にシリカ層が
付着するが、多孔質であるため導電膜との導通はとれる
ため問題はない。
This porous silica layer may be applied between the electrodes after the formation of the device electrodes in the next stage and then heated and fired (FIG. 3).
(A) to (c)). In this case, the silica layer adheres to a part of the electrode, but there is no problem because the porous layer can be electrically connected to the conductive film.

【0042】(2)次に、真空蒸着法、スパッタ法等に
より素子電極材料を基板1上に堆積後、例えばフォトリ
ソグラフィー技術により該基板1上に素子電極2,3を
形成する(図2(b))。
(2) Next, after an element electrode material is deposited on the substrate 1 by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like, the element electrodes 2 and 3 are formed on the substrate 1 by, for example, a photolithography technique (FIG. b)).

【0043】(3)次に、液滴付与手段7により導電性
薄膜形成用材料を含む溶液の液滴を電極間に付与する
(図2(c))。この時ドット(液滴)の中心は、電極
2,3間の中央に位置させることが好ましい。また、ド
ットが電極2,3と重なる部分の長さW2は、素子電極
の長さW1以下とすることが好ましい。
(3) Next, a droplet of a solution containing the material for forming a conductive thin film is applied between the electrodes by the droplet applying means 7 (FIG. 2C). At this time, it is preferable that the center of the dot (droplet) is located at the center between the electrodes 2 and 3. The length W2 of the portion where the dot overlaps the electrodes 2 and 3 is preferably equal to or less than the length W1 of the element electrode.

【0044】液滴付与手段7としては、任意の液滴を形
成できる装置であればどのような装置でもよいが、特に
十数ngから数十ng程度の範囲で制御が可能で、且つ
数十ng程度以上の微小量の液滴が容易に形成できるイ
ンクジェット方式の装置が良い。インクジェットとは、
液体小滴を形成したうえ、被付与面に向けて射出して、
主に液体小滴の慣性により該液体小滴を被付与面に移行
させてなる液滴付与手段である。通常、前記インクジェ
ットは被付与面上の所望の位置に液体小滴を移行させる
目的で、液滴射出部と被付与面との相対位置を変化させ
る手段や、前記の慣性により移行中の液体小滴に対し
て、静電気等の非接触による外力を作用させて液体小滴
の飛行方向を調整する手段を併用する場合が多い。
As the liquid drop applying means 7, any apparatus can be used as long as it can form an arbitrary liquid drop. In particular, the liquid drop applying means 7 can be controlled in a range of about several tens of ng to several tens of ng. An ink jet type apparatus which can easily form a small amount of droplets of about ng or more is preferable. What is inkjet?
After forming a liquid droplet, eject it toward the surface to be applied,
This is a droplet applying means which transfers the liquid droplet to the surface to be applied mainly by inertia of the liquid droplet. Usually, the ink jet means for changing the relative position between the droplet ejection unit and the applied surface, or the liquid droplet being transferred due to the inertia, for the purpose of transferring the liquid droplet to a desired position on the applied surface. In many cases, a means for adjusting the flight direction of the liquid droplet by applying an external force due to non-contact such as static electricity to the droplet is used in many cases.

【0045】インクジェット方式には、ピエゾ方式や加
熱発泡(バブルジェット)方式等が含まれる。前記ピエ
ゾ方式とはインクジェットの一方式であって、圧電体に
電圧を印加した時の変形力を利用して、液体小滴の形成
と射出を行なう方式である。また、前記バブルジェット
方式とは、同じくインクジェットの一方式であって、液
体を小空間で加熱した際の突沸の力を利用して、液体小
滴の形成と射出を行なう方式である。また、液滴の状態
としては、液滴が形成できる状態であればどのような状
態でもかまわないが、水、溶剤等に前述の金属等を分
散、溶解した、溶液、有機金属溶液等が挙げられる。
The ink jet system includes a piezo system, a heating foaming (bubble jet) system, and the like. The piezo method is an ink jet method in which a liquid droplet is formed and ejected by utilizing a deformation force when a voltage is applied to a piezoelectric body. The bubble jet method is also a method of ink jet, in which a small droplet of liquid is formed and ejected by utilizing a bumping force generated when a liquid is heated in a small space. The state of the droplets may be any state as long as the droplets can be formed, and examples thereof include a solution in which the above-mentioned metal or the like is dispersed and dissolved in water, a solvent, or the like, a solution, an organic metal solution, or the like. Can be

【0046】以上の方法で導電性薄膜を構成する材料を
含む溶液の液滴を付与した後、加熱焼成処理し、導電性
薄膜4を形成する(図2(d))。通常、前記のように
して形成された導電性薄膜は、微視的には導電性薄膜を
構成する材料からなる微粒子が多数集合した形態を有す
る。この方法により、所望のドットの径および抵抗の再
現性が良くなり、結果、所望の電子放出特性を有する表
面伝導型電子放出素子を再現性良く作製できる。また、
後述するフォーミング工程により形成される電子放出部
は、導電性薄膜の膜厚の違いにより幅などが場所により
大きく異なる場合があった。このような場合でも本発明
によれば、膜厚の違いによる問題は改善される。
After applying droplets of a solution containing the material constituting the conductive thin film by the above-described method, a heating and baking treatment is performed to form a conductive thin film 4 (FIG. 2D). Usually, the conductive thin film formed as described above has a microscopic form in which a large number of fine particles made of a material constituting the conductive thin film are aggregated. By this method, the reproducibility of a desired dot diameter and resistance is improved, and as a result, a surface conduction electron-emitting device having desired electron emission characteristics can be manufactured with good reproducibility. Also,
In some cases, the width and the like of the electron-emitting portion formed by the forming process described later vary greatly depending on the thickness of the conductive thin film. Even in such a case, according to the present invention, the problem due to the difference in the film thickness is improved.

【0047】(4)つづいて、フォーミング工程を施
す。このフォーミング工程の方法の一例として通電処理
による方法を説明する。素子電極2,3間に、不図示の
電源を用いて、通電を行うと、導電性薄膜4の部位に、
構造の変化した電子放出部5が形成される(図2
(e))。通電フォーミングによれば導電性薄膜4に局
所的に破壊、変形もしくは変質等の構造の変化した部位
が形成される。
(4) Subsequently, a forming step is performed. As an example of a method of the forming step, a method by an energization process will be described. When power is applied between the device electrodes 2 and 3 using a power supply (not shown), a portion of the conductive thin film 4
An electron emitting portion 5 having a changed structure is formed (FIG. 2).
(E)). According to the energization forming, a portion where the structure such as destruction, deformation or alteration is locally formed in the conductive thin film 4 is formed.

【0048】該部位が電子放出部5を構成する。通電フ
ォーミングの電圧波形の例を、図5に示す。
The portion constitutes the electron emission section 5. FIG. 5 shows an example of the voltage waveform of the energization forming.

【0049】電圧波形は、パルス波形が、好ましい。こ
れにはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印
加する、図5(a)に示した手法と、パルス波高値を増
加させながら電圧パルスを印加する、図5(b)に示し
た手法がある。
The voltage waveform is preferably a pulse waveform. The method shown in FIG. 5A, in which a pulse with a constant pulse peak value is applied continuously, and the method shown in FIG. 5B, in which a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value, are used. There are techniques.

【0050】図5(a)におけるT1及びT2は電圧波
形のパルス幅とパルス間隔である。通常T1は1μ秒〜
10m秒、T2は、10μ秒〜100m秒の範囲で設定
される。三角波の波高値(通電フォーミング時のピーク
電圧)は、表面伝導型電子放出素子形態に応じて適宜選
択される。このような条件のもと、例えば、数秒から数
十分間電圧を印加する。パルス波形は三角波に限定され
るものではなく、矩形波など所望の波形を採用すること
ができる。
T1 and T2 in FIG. 5A are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Normally T1 is 1 μsec ~
10 ms and T2 are set in the range of 10 μs to 100 ms. The peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens minutes. The pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted.

【0051】図5(b)におけるT1及びT2は、図5
(a)に示したのと同様とすることができる。三角波の
波高値(通電フォーミング時のピーク電圧)は、例えば
0.1Vステップ程度づつ、増加させることができる。
T1 and T2 in FIG.
It can be similar to that shown in FIG. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) can be increased, for example, by about 0.1 V steps.

【0052】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔T2中に、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形しない
程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することがで
きる。例えば0.1V程度の電圧印加により流れる素子
電流を測定し、抵抗値を求めて、1MΩ以上の抵抗を示
した時、通電フォーミングを終了させる。
The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally destroy or deform the conductive thin film 4 during the pulse interval T2, and measuring the current. For example, an element current flowing by applying a voltage of about 0.1 V is measured, and a resistance value is obtained. When the resistance value indicates 1 MΩ or more, the energization forming is terminated.

【0053】(5)フォーミングを終えた素子には、活
性化工程と呼ばれる処理を施すのが好ましい。活性化工
程とは、この工程により、素子電流If、放出電流Ie
が、著しく変化する工程である。活性化工程は、例え
ば、有機物質のガスを含有する雰囲気下で、通電フォー
ミングと同様に、パルスの印加を繰り返すことで行うこ
とができる。この雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロー
タリーポンプなどを用いて真空容器内を排気した場合に
雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形成することが
できる他、イオンポンプなどにより一旦十分に排気した
真空中に適当な有機物質のガスを導入することによって
も得られる。このときの好ましい有機物質のガス圧は、
前述の応用の形態、真空容器の形状や、有機物質の種類
などにより異なるため場合に応じ適宜設定される。
(5) It is preferable to perform a process called an activation step on the device after the forming. The activation step means that the element current If, the emission current Ie
Is a step that changes significantly. The activation step can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse in an atmosphere containing a gas of an organic substance, similarly to the energization forming. This atmosphere can be formed by using an organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump, or is sufficiently evacuated once by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum. The preferable gas pressure of the organic substance at this time is:
Since it differs depending on the above-described application form, the shape of the vacuum container, the type of the organic substance, and the like, it is appropriately set according to the case.

【0054】適当な有機物質としては、アルカン、アル
ケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素
類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン
類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等
を挙げることが出来、具体的には、メタン、エタン、プ
ロパンなどCn 2n+2で表される飽和炭化水素、エチレ
ン、プロピレンなどCn 2n等の組成式で表される不飽
和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノ
ール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセト
ン、メチルエチル ケトン、メチルアミン、エチルアミ
ン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用で
きる。
Suitable organic substances include alkane, alkene, alkyne aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, phenols, carboxylic acids, and organic acids such as sulfonic acids. Specific examples thereof include saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 such as methane, ethane, and propane, and unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene. Hydrocarbons, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like can be used.

【0055】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
素子電流If、放出電流Ieが、著しく変化するように
なる。
By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from organic substances existing in the atmosphere,
The element current If and the emission current Ie change remarkably.

【0056】活性化工程の終了判定は、素子電流Ifと
放出電流Ieを測定しながら、適宜行う。なおパルス
幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。
The end of the activation step is determined as appropriate while measuring the device current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.

【0057】炭素及び炭素化合物とは、例えばグラファ
イト(いわゆるHOPG′、PG(GC)を包含する、
HOPGはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、PGは
結晶粒が20nm程度で結晶構造がやや乱れたもの、G
Cは結晶粒が2nm程度になり結晶構造の乱れがさらに
大きくなったものを指す。)、非晶質カーボン(アモル
ファスカーボン及び、アモルファスカーボンと前記グラ
ファイトの微結晶の混合物を指す)であり、その膜厚
は、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。
Carbon and carbon compounds include, for example, graphite (including so-called HOPG ', PG (GC),
HOPG has a crystal structure of almost perfect graphite, PG has a crystal grain of about 20 nm and has a slightly disordered crystal structure,
C indicates that the crystal grain becomes about 2 nm and the disorder of the crystal structure is further increased. ), Amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the above-mentioned graphite microcrystals), and the film thickness thereof is preferably within a range of 50 nm or less, and is preferably 30 nm or less.
It is more preferable to set the following range.

【0058】(6)このような工程を経て得られた電子
放出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この安
定化工程は、真空容器内の有機物質を排気する工程であ
る。真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生
するオイルが素子の特性に影響を与えないように、オイ
ルを使用しないものを用いるのが好ましい。具体的に
は、ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装
置を挙げることが出来る。
(6) The electron-emitting device obtained through such a step is preferably subjected to a stabilization step. This stabilization step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum vessel. It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used.

【0059】前記活性化の工程で、排気装置として油拡
散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生する
オイル成分に由来する有機ガスを用いた場合は、この成
分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空容器内の有
機成分の分圧は、上記の炭素及び炭素化合物がほぼ新た
に堆積しない分圧で1.3×10-6Pa以下が好まし
く、さらには1.3×10-8Pa以下が特に好ましい。
In the activation step, when an oil diffusion pump or a rotary pump is used as an exhaust device, and an organic gas derived from an oil component generated from the oil diffusion pump is used, it is necessary to keep the partial pressure of this component as low as possible. . The partial pressure of the organic component in the vacuum container is preferably 1.3 × 10 −6 Pa or less, more preferably 1.3 × 10 −8 Pa or less, at a partial pressure at which the carbon and the carbon compound hardly newly deposit. Particularly preferred.

【0060】さらに真空容器内を排気するときには、真
空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子
に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好まし
い。このときの加熱条件は、80〜200℃で5時間以
上が望ましいが、特にこの条件に限るものではなく、真
空容器の大きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条
件により適宜選ばれる条件により行う。真空容器内の圧
力は極力低くすることが必要で、1.3〜3.9×10
-5Pa以下が好ましく、さらに1.3×10-6Pa以下
が特に好ましい。
When the inside of the vacuum vessel is further evacuated, it is preferable to heat the entire vacuum vessel so that the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device can be easily evacuated. The heating conditions at this time are desirably 5 hours or more at 80 to 200 ° C., but are not particularly limited to these conditions, depending on conditions appropriately selected according to various conditions such as the size and shape of the vacuum vessel and the configuration of the electron-emitting device. Do. The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, and is 1.3 to 3.9 × 10
-5 Pa or less, more preferably 1.3 × 10 -6 Pa or less.

【0061】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な
特性を維持することが出来る。
It is preferable that the atmosphere at the time of driving after the stabilization process is performed is the same as that at the end of the stabilization treatment, but the present invention is not limited to this. Even if the degree of vacuum itself is slightly reduced, sufficiently stable characteristics can be maintained.

【0062】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.

【0063】上述した工程を経て得られた本発明を適用
可能な電子放出素子の基本特性について図6、図7を参
照しながら説明する。
The basic characteristics of the electron-emitting device to which the present invention can be applied obtained through the above-described steps will be described with reference to FIGS.

【0064】図6は、真空処理装置の一例を示す模式図
であり、この真空処理装置は測定評価装置としての機能
をも兼ね備えている。図6においても、図1に示した部
位と同じ部位には図1に付した符号と同一の符号を付し
ている。図6において、105は真空容器であり、10
6は排気ポンプである。真空容器105内には電子放出
素子が配されている。即ち、1は電子放出素子を構成す
る基体であり、2及び3は素子電極、4は導電性薄膜、
5は電子放出部である。101は電子放出素子に素子電
圧Vfを印加するための電源、100は素子電極2,3
間の導電性薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するため
の電流計、104は素子の電子放出部より放出される放
出電流Ieを捕捉するためのアノード電極である。10
3はアノード電極104に電圧を印加するための高圧電
源、102は素子の電子放出部5より放出される放出電
流Ieを測定するための電流計である。一例として、ア
ノード電極の電圧を1kV〜10kVの範囲とし、アノ
ード電極と電子放出素子との距離Hを2mm〜8mmの
範囲として測定を行うことができる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a vacuum processing apparatus. This vacuum processing apparatus also has a function as a measurement evaluation apparatus. In FIG. 6 as well, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG. In FIG. 6, reference numeral 105 denotes a vacuum vessel;
Reference numeral 6 denotes an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 105. That is, 1 is a substrate constituting an electron-emitting device, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film,
Reference numeral 5 denotes an electron emitting portion. Reference numeral 101 denotes a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, and 100 denotes device electrodes 2 and 3.
An ammeter 104 for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 4 therebetween, and an anode electrode 104 for capturing an emission current Ie emitted from an electron emission portion of the device. 10
Reference numeral 3 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 104, and reference numeral 102 denotes an ammeter for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission section 5 of the device. As an example, the measurement can be performed with the voltage of the anode electrode in the range of 1 kV to 10 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device in the range of 2 mm to 8 mm.

【0065】真空容器105内には、不図示の真空計等
の真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられてい
て、所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようにな
っている。排気ポンプ106は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプからなる通常の高真空装置系と更に、イオン
ポンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されてい
る。ここに示した電子源基板を配した真空処理装置の全
体は、不図示のヒーターにより200℃まで加熱でき
る。従って、この真空処理装置を用いると、前述の通電
フォーミング以降の工程も行うことができる。
The vacuum vessel 105 is provided with equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere, such as a vacuum gauge (not shown), so that measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere. The exhaust pump 106 includes a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and further includes an ultra-high vacuum device system including an ion pump and the like. The entire vacuum processing apparatus provided with the electron source substrate shown here can be heated to 200 ° C. by a heater (not shown). Therefore, by using this vacuum processing apparatus, the steps after the energization forming described above can also be performed.

【0066】図7は、図6に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧V
fの関係を模式的に示した図である。図7においては、
放出電流Ieが素子電流Ifに比べて著しく小さいの
で、任意単位で示している。なお、縦・横軸ともリニア
スケールである。
FIG. 7 shows the emission current Ie, the device current If, and the device voltage V measured using the vacuum processing apparatus shown in FIG.
It is the figure which showed the relationship of f typically. In FIG.
Since the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, it is shown in arbitrary units. The vertical and horizontal axes are linear scales.

【0067】図7からも明らかなように、本発明を適用
可能な表面伝導型電子放出素子は、放出電流Ieに関し
て対する三つの特徴的性質を有する。
As is clear from FIG. 7, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has three characteristic properties with respect to the emission current Ie.

【0068】即ち、(i)本素子はある電圧(しきい値
電圧と呼ぶ、図7中のVth以上の素子電圧を印加する
と急激に放出電流Ieが増加し、一方しきい値電圧Vt
h以下では放出電流Ieがほとんど検出されない。つま
り、放出電流Ieに対する明確なしきい値電圧Vthを
持った非線形素子である。
That is, (i) When the device is applied with a certain voltage (called a threshold voltage, which is equal to or higher than Vth in FIG. 7), the emission current Ie sharply increases, while the threshold voltage Vt
Below h, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a nonlinear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0069】(ii)放出電流Ieが素子電圧Vfに単調
増加依存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御
できる。
(Ii) Since the emission current Ie depends monotonically on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.

【0070】(iii )アノード電極104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104に捕捉される電荷量は、素
子電圧Vfを印加する時間により制御できる。
(Iii) The emission charge captured by the anode electrode 104 depends on the time during which the device voltage Vf is applied.
That is, the amount of charge captured by the anode electrode 104 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.

【0071】以上の説明より理解されるように、本発明
を適用可能な表面伝導型電子放出素子は、入力信号に応
じて、電子放出特性を容易に制御できることになる。こ
の性質を利用すると複数の電子放出素子を配して構成し
た電子源、画像形成装置等、多方面への応用が可能とな
る。
As can be understood from the above description, the surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied can easily control the electron emission characteristics according to the input signal. By utilizing this property, it is possible to apply to various fields such as an electron source and an image forming apparatus having a plurality of electron-emitting devices.

【0072】図7においては、素子電流Ifが素子電圧
Vfに対して単調増加する(以下、「MI特性」とい
う。)例を実線に示した。一方、素子電流Ifが素子電
圧Vfに対して電圧制御型負性抵抗特性(以下、「VC
NR特性」という。)を示す場合もある(不図示)。こ
れら特性は、前述の工程を制御することで制御できる。
FIG. 7 shows an example in which the element current If monotonically increases with respect to the element voltage Vf (hereinafter referred to as "MI characteristic"). On the other hand, the element current If changes with respect to the element voltage Vf with respect to the voltage-controlled negative resistance characteristic (hereinafter, “VC
This is called "NR characteristic". ) (Not shown). These characteristics can be controlled by controlling the aforementioned steps.

【0073】[第2の実施形態]本発明を適用可能な電
子放出素子の応用例について以下に述べる。本発明を適
用可能な表面伝導型電子放出素子の複数個を基板上に配
列し、例えば電子源あるいは、画像形成装置が構成でき
る。
[Second Embodiment] An application example of an electron-emitting device to which the present invention can be applied will be described below. By arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices to which the present invention is applicable on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be configured.

【0074】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方向
(列方向と呼ぶ)で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極(グリッドとも呼ぶ)により、電子放出素子から
の電子を制御駆動するはしご状配置のものがある。これ
とは別に、電子放出素子をX方向及びY方向に行列状に
複数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電
極の一方を、X方向の配線に共通に接続し、同じ列に配
された複数の電子放出素子の電極の他方を、Y方向の配
線に共通に接続するものが挙げられる。
Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted. As an example, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction), and a direction perpendicular to the wiring (referred to as a column direction). There is a ladder-like arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by control electrodes (also referred to as grids) disposed above the electron-emitting devices. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. One example is one in which the other of the electrodes of a plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to a wiring in the Y direction.

【0075】このようなものは所謂単純マトリックス配
置である。まず単純マトリックス配置について以下に詳
述する。
This is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.

【0076】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素
子については、前述したとおり(i)〜(iii)の特性
がある。即ち、表面伝導型電子放出素子からの放出電子
は、しきい値電圧以上では、対向する素子電極間に印加
するパルス状電圧の波高値と巾で制御できる。一方、し
きい値電圧以下では、殆ど放出されない。この特性によ
れば、多数の電子放出素子を配置した場合においても、
個々の素子に、パルス状電圧を適宜印加すれば、入力信
号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して電子放
出量を制御できる。
The surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has the characteristics (i) to (iii) as described above. That is, when the electron emission from the surface conduction electron-emitting device is equal to or higher than the threshold voltage, it can be controlled by the peak value and the width of the pulse voltage applied between the opposing device electrodes. On the other hand, when the voltage is equal to or lower than the threshold voltage, it is hardly emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged,
If a pulse-like voltage is appropriately applied to each element, a surface conduction electron-emitting device can be selected and the amount of electron emission can be controlled according to an input signal.

【0077】以下この原理に基ずき、本発明を適用可能
な電子放出素子を複数配して得られる電子源基板につい
て、図8を用いて説明する。図8において、121は電
子源基板、122はX方向配線、123はY方向配線で
ある。124は表面伝導型電子放出素子、125は結線
である。尚、表面伝導型電子放出素子124は、前述し
た平面型あるいは垂直型のどちらであってもよい。
Hereinafter, an electron source substrate obtained by disposing a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied based on this principle will be described with reference to FIG. 8, reference numeral 121 denotes an electron source substrate, 122 denotes an X-direction wiring, and 123 denotes a Y-direction wiring. 124 is a surface conduction electron-emitting device, and 125 is a connection. The surface conduction electron-emitting device 124 may be of the above-mentioned flat type or vertical type.

【0078】m本のX方向配線122は、Dx1、Dx
2…Dxmからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法
等を用いて形成された導電性金属等で構成することがで
きる。配線の材料、膜厚、巾は、適宜設計される。Y方
向配線83は、Dy1、Dy2…Dynのn本の配線よ
りなり、X方向配線122と同様に形成される。これら
m本のX方向配線122とn本のY方向配線123との
間には不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電
気的に分離している(m、nは、共に正の整数)。
The m X-direction wirings 122 are Dx1, Dx
2 ... Dxm, and can be made of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The material, thickness, and width of the wiring are appropriately designed. The Y-direction wiring 83 includes n wirings Dy1, Dy2,... Dyn, and is formed in the same manner as the X-direction wiring 122. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 122 and the n Y-directional wirings 123 to electrically separate them (m and n are both positive. Integer).

【0079】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたSiO2 等で構成
される。例えば、X方向配線122を形成した基板12
1の全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、X方
向配線122とY方向配線123の交差部の電位差に耐
え得るように、膜厚、材料、製法が、適宜設定される。
X方向配線122とY方向配線123は、それぞれ外部
端子として引き出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, the substrate 12 on which the X-direction wiring 122 is formed
1 is formed in a desired shape on the entire surface or a part thereof. In particular, the film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-directional wiring 122 and the Y-directional wiring 123.
The X-direction wiring 122 and the Y-direction wiring 123 are led out as external terminals.

【0080】表面伝導型放出素子124を構成する一対
の電極(不図示)は、m本のX方向配線122とn本の
Y方向配線123と導電性金属等からなる結線125に
よって電気的に接続されている。
A pair of electrodes (not shown) constituting the surface conduction electron-emitting device 124 are electrically connected to the m X-directional wires 122 and the n Y-directional wires 123 by a connection 125 made of a conductive metal or the like. Have been.

【0081】配線122と配線123を構成する材料、
結線125を構成する材料及び一対の素子電極を構成す
る材料は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であ
っても、またそれぞれ異なってもよい。
The material forming the wirings 122 and 123,
The material forming the connection 125 and the material forming the pair of device electrodes may have some or all of the same or different constituent elements.

【0082】これら材料は、例えば前述の素子電極の材
料より適宜選択される。素子電極を構成する材料と配線
材料が同一である場合には、素子電極に接続した配線は
素子電極ということもできる。
These materials are appropriately selected, for example, from the above-mentioned materials for the device electrodes. When the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.

【0083】X方向配線122には、X方向に配列した
表面伝導型放出素子124の行を、選択するための走査
信号を印加する不図示の走査信号印加手段が接続され
る。一方、Y方向配線123には、Y方向に配列した表
面伝導型放出素子124の各列を入力信号に応じて、変
調するための不図示の変調信号発生手段が接続される。
各電子放出素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印
加される走査信号と変調信号の差電圧として供給され
る。
The X-direction wiring 122 is connected to a scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the surface conduction electron-emitting devices 124 arranged in the X direction. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices 124 arranged in the Y direction according to an input signal is connected to the Y-direction wiring 123.
The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device.

【0084】上記構成においては、単純なマトリックス
配線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能と
することができる。
In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using simple matrix wiring.

【0085】このような単純マトリックス配置の電子源
を用いて構成した画像形成装置について、図9と図10
及び図11を用いて説明する。図9は画像形成装置の表
示パネルの一例を示す模式図であり、図10は図9の画
像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図11
はNTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行なうため
の駆動回路の一例を示すブロック図である。
FIGS. 9 and 10 show an image forming apparatus constructed using such an electron source having a simple matrix arrangement.
This will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic view showing an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 10 is a schematic view of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a drive circuit for performing display according to an NTSC television signal.

【0086】図9において、121は電子放出素子を複
数配した電子源基板、131は電子源基板121を固定
したリアプレート、136はガラス基板133の内面に
蛍光膜134とメタルバック135等が形成されたフェ
ースプレートである。132は支持枠であり、該支持枠
132には、リアプレート131、フェースプレート1
36がフリットガラス等を用いて接続されている。13
8は外囲器であり、例えば大気中あるいは、窒素中で、
400〜500℃の温度範囲で10分以上焼成すること
で、封着して構成される。
In FIG. 9, reference numeral 121 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged; 131, a rear plate on which the electron source substrate 121 is fixed; 136, a fluorescent film 134 and a metal back 135 formed on the inner surface of a glass substrate 133; This is the finished face plate. Reference numeral 132 denotes a support frame. The support frame 132 includes a rear plate 131, a face plate 1
36 are connected using frit glass or the like. 13
Reference numeral 8 denotes an envelope, for example, in the atmosphere or in nitrogen.
By baking for 10 minutes or more in a temperature range of 400 to 500 ° C., a seal is formed.

【0087】また、124は図1における電子放出部5
に相当する。122,123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。
Reference numeral 124 denotes the electron-emitting portion 5 in FIG.
Is equivalent to Reference numerals 122 and 123 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0088】外囲器138は、上述の如く、フェースプ
レート136、支持枠132、リアプレート131で構
成される。リアプレート131は主に基板121の強度
を補強する目的で設けられるため、基板121自体で十
分な強度を持つ場合は別体のリアプレート131は不要
とすることができる。即ち、基板121に直接支持枠1
32を封着し、フェースプレート136、支持枠132
及び基板121で外囲器138を構成しても良い。一
方、フェースプレート136、リアプレート131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13
8を構成することもできる。
The envelope 138 includes the face plate 136, the support frame 132, and the rear plate 131, as described above. Since the rear plate 131 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 121, if the substrate 121 itself has sufficient strength, the separate rear plate 131 can be unnecessary. That is, the support frame 1 is directly attached to the substrate 121.
32, the face plate 136, the support frame 132
In addition, the envelope 138 may be constituted by the substrate 121. On the other hand, by installing a support (not shown) called a spacer between the face plate 136 and the rear plate 131, the envelope 13 having a sufficient strength against the atmospheric pressure is provided.
8 can also be configured.

【0089】図10は、蛍光膜を示す模式図である。蛍
光膜134は、モノクロームの場合は蛍光体のみから構
成することができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体
の配列によりブラックストライプあるいはブラックマト
リックスなどと呼ばれる黒色導電材141と蛍光体14
2とから構成することができる。ブラックストライプ、
ブラックマトリックスを設ける目的は、カラー表示の場
合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体142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134における外光反射によるコントラスト
の低下を抑制することにある。ブラックストライプの材
料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とする材
料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない材料
を用いることができる。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a fluorescent film. The fluorescent film 134 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, a black conductive material 141 called a black stripe or a black matrix or the like is used depending on the arrangement of the fluorescent materials.
2 can be configured. Black stripe,
The purpose of providing the black matrix is to make the mixed portions between the respective phosphors 142 of the necessary three primary color phosphors black in the case of color display so that mixed colors and the like are inconspicuous, and to reflect external light on the phosphor film 134. The purpose is to suppress a decrease in contrast. As a material for the black stripe, a material which is conductive and has little light transmission and reflection can be used in addition to a commonly used material mainly containing graphite.

【0090】また、ガラス基板に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法、印刷法等
が採用できる。蛍光膜134の内面側には、通常メタル
バック135が設けられる。
The method of applying the phosphor onto the glass substrate may be a precipitation method, a printing method, or the like irrespective of monochrome or color. Usually, a metal back 135 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 134.

【0091】メタルバック135を設ける目的は、蛍光
体の発光のうち内面側への光をフェースプレート136
側へ鏡面反射させることにより輝度を向上させること、
電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用さ
せること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダ
メージから蛍光体を保護すること等である。メタルバッ
クは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
(通常、「フィルミング」と呼ばれる。)を行い、その
後Alを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製でき
る。
The purpose of providing the metal back 135 is to convert the light emitted from the phosphor toward the inner surface into the face plate 136.
Improving the brightness by specular reflection to the side,
The purpose is to function as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope. The metal back can be manufactured by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al using vacuum evaporation or the like.

【0092】フェースプレート136には、更に蛍光膜
134の導電性を高めるため、蛍光膜134の外面側に
透明電極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 136 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 134 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 134.

【0093】前述の封着を行う際には、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、
十分な位置合わせが不可欠となる。
When performing the above-mentioned sealing, in the case of color, it is necessary to make each color phosphor correspond to the electron-emitting device.
Sufficient alignment is essential.

【0094】図11に示した画像形成装置は、例えば以
下のようにして製造される。
The image forming apparatus shown in FIG. 11 is manufactured, for example, as follows.

【0095】外囲器138は、前述の安定化工程と同様
に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソープションポ
ンプなどのオイルを使用しない排気装置により不図示の
排気管を通じて排気し、1.3×10-5Pa程度の真空
度の有機物質の十分少ない雰囲気にした後、封止が成さ
れる。
The envelope 138 is evacuated through an exhaust pipe (not shown) by an exhaust device that does not use oil, such as an ion pump and a sorption pump, while appropriately heating the envelope 138 in the same manner as in the above-described stabilization step. After the atmosphere having a vacuum degree of about 10-5 Pa and a sufficiently small amount of organic substances is set, sealing is performed.

【0096】外囲器138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こともできる。
In order to maintain the degree of vacuum after sealing the envelope 138, a getter process may be performed.

【0097】これは、外囲器138の封止を行う直前あ
るいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周波加熱等を用い
た加熱により、外囲器138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1.3×10-3ないしは
1.3×10-5Paの圧力を維持するものである。
This is achieved by heating using a resistance heating or a high frequency heating or the like immediately before or after the sealing of the envelope 138, at a predetermined position (not shown) in the envelope 138.
This is a process of heating the getter arranged in the above to form a deposited film. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and maintains a pressure of, for example, 1.3 × 10 −3 or 1.3 × 10 −5 Pa by the adsorption action of the deposited film.

【0098】ここで、表面伝導型電子放出素子のフォー
ミング処理以降の工程は、適宜設定できる。
Here, steps after the forming process of the surface conduction electron-emitting device can be set as appropriate.

【0099】次に、単純マトリックス配置の電子源を用
いて構成した表示パネルに、NTSC方式のテレビ信号
に基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成
例について、図11を用いて説明する。図11におい
て、151は画像表示表示パネル、152は走査回路、
153は制御回路、154はシフトレジスタである。1
55はラインメモリ、156は同期信号分離回路、15
7は変調信号発生器、VxおよびVaは直流電圧源であ
る。
Next, an example of the configuration of a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal on a display panel configured using electron sources having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. . In FIG. 11, 151 is an image display panel, 152 is a scanning circuit,
153 is a control circuit, and 154 is a shift register. 1
55 is a line memory, 156 is a synchronization signal separation circuit, 15
7 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0100】表示パネル151は、端子Dox1〜Do
xm、端子Doy1〜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〜D
oxm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ックス配線された表面伝
導型電子放出素子群を一行(n素子)ずつ順次駆動する
為の走査信号が印加される。
The display panel 151 has terminals Dox1 to Dox.
xm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal Hv are connected to an external electric circuit. Terminals Dox1 to D
oxm is a scanning signal for sequentially driving an electron source provided in the display panel, that is, a group of surface-conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of m rows and n columns, one row at a time (n elements). Is applied.

【0101】端子Dy1〜Dynには、前記走査信号に
より選択された一行の表面伝導型電子放出素子の各素子
の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印加され
る。高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例えば1
0k[V]の直流電圧が供給されるが、これは表面伝導
型電子放出素子から放出される電子ビームに蛍光体を励
起するのに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧で
ある。
To the terminals Dy1 to Dyn, a modulation signal for controlling the output electron beam of each of the surface conduction electron-emitting devices in one row selected by the scanning signal is applied. The high-voltage terminal Hv is connected to the DC voltage source Va, for example, by one.
A DC voltage of 0 kV is supplied, which is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device to excite the phosphor.

【0102】走査回路152について説明する。同回路
は、内部にm個のスイッチング素子を備えたもので(図
中、S1ないしSmで模式的に示している)ある。各ス
イッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしくは
0[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、
表示パネル151の端子Dx1ないしDxmと電気的に
接続される。S1〜Smの各スイッチング素子は、制御
回路153が出力する制御信号Tscanに基づいて動
作するものであり、例えばFETのようなスイッチング
素子を組み合わせることにより構成することができる。
The scanning circuit 152 will be described. This circuit includes m switching elements inside (in the drawing, S1 to Sm are schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level),
The display panel 151 is electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 153, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0103】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 supplies a drive voltage applied to an unscanned element based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting element.
It is set so as to output a constant voltage lower than the electron emission threshold voltage.

【0104】制御回路153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。制御回路153は、同期
信号分離回路156より送られる同期信号Tayncに
基づいて、各部に対してTscanおよびTsftおよ
びTmryの各制御信号を発生する。
The control circuit 153 has a function of matching the operation of each section so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 153 generates control signals Tscan, Tsft, and Tmry for each unit based on the synchronization signal Tainc sent from the synchronization signal separation circuit 156.

【0105】同期信号分離回路156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156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154に入力さ
れる。
The synchronizing signal separating circuit 156 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 156 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 154.

【0106】シフトレジスタ154は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路153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
154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、Id
1〜IdnのN個の並列信号として前記シフトレジスタ
154より出力される。
The shift register 154 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal Tsft sent from the control circuit 153. (Ie, the control signal Tsft can be said to be a shift clock of the shift register 154).
The data for one line of the serial / parallel-converted image (corresponding to drive data for N electron-emitting devices) is Id
The shift register 154 outputs N parallel signals of 1 to Idn.

【0107】ラインメモリ155は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路153より送られる制御信号Tmryに従
って適宜Id1〜Idnの内容を記憶する。記憶された
内容は、I′d1〜I′dnとして出力され、変調信号
発生器157に入力される。
The line memory 155 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time only, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 153. The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to the modulation signal generator 157.

【0108】変調信号発生器157は、画像データI′
d1〜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〜Doynを通じて表示パネル
151内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 157 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 transmitted through the terminals Doy1 to Doyn. Applied to the emitting element.

【0109】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V
m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。電圧変調方式を
実施するに際しては、変調信号発生器157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。
As described above, the electron-emitting device to which the present invention can be applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, a clear threshold voltage Vth is required for electron emission.
And electron emission occurs only when a voltage higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. From this, when applying a pulsed voltage to this element,
For example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold is applied, an electron beam is output. At this time, the pulse peak value V
By changing m, the intensity of the output electron beam can be controlled. Further, by changing the pulse width Pw, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam. 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. When implementing the voltage modulation method, a circuit of the voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 157. be able to.

【0110】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157として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ことができる。
When implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 157, 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.

【0111】シフトレジスタ154やラインメモリ15
5は、デジタル信号式のものをも、アナログ信号式のも
のをも採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換
や記憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。
The shift register 154 and the line memory 15
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.

【0112】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路156の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要があるが、これには116の出力部にA/D変
換器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ15
5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157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157には、例えばD/A変調
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157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 necessary to convert the output signal DATA of the synchronizing signal separation circuit 156 into a digital signal. For this purpose, an A / D converter may be provided at the output section 116. In connection with this, the line memory 15
Depending on whether the output signal of 5 is a digital signal or an analog signal,
The circuit used for modulation signal generator 157 is slightly different. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, for example, a D / A modulation circuit is used as the modulation signal generator 157, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 157 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.

【0113】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157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, the modulation signal generator 157 may employ an amplifier circuit using, for example, an operational amplifier, and may add a level shift circuit and the like 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.

【0114】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〜Doxm、Doy1〜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135、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134に衝突し、発光が生じ
て画像が形成される。
In the image display device to which the present invention can be applied, which has such a configuration, electron emission is achieved by applying a voltage to each electron-emitting device via external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn. Occurs. A high voltage is applied to the metal back 135 or a transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam.
The accelerated electrons collide with the fluorescent film 134 and emit light to form an image.

【0115】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.

【0116】[第3の実施形態]次に、はしご型配置の
電子源及び画像形成装置について、図12及び図13を
用いて説明する。
[Third Embodiment] Next, a ladder-type electron source and an image forming apparatus will be described with reference to FIGS.

【0117】図12は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図12において、160は電子源基
板、161は電子放出素子である。162、Dx1〜D
x10は、電子放出素子161を接続するための共通配
線である。電子放出素子161は、基板160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。
FIG. 12 is a schematic view showing an example of a ladder-type electron source. In FIG. 12, reference numeral 160 denotes an electron source substrate, and 161 denotes an electron-emitting device. 162, Dx1-D
x10 is a common wiring for connecting the electron-emitting devices 161. The electron-emitting device 161 has an X
A plurality are arranged in parallel in the 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.
A voltage lower than the electron emission threshold is applied.

【0118】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。
The common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows are:
For example, Dx2 and Dx3 can be the same wiring.

【0119】図13は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図で
ある。170はグリッド電極、171は電子放出素子1
61からの電子が通過するための空孔、172はDox
1、Dox2…Doxmよりなる容器外端子である。1
73は、グリッド電極170と接続されたG1、G2…
Gnからなる容器外端子、174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。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a panel structure in an image forming apparatus having a ladder-type electron source. 170 is a grid electrode, 171 is an electron-emitting device 1
Vacancy for passing electrons from 61, 172 is Dox
1, Dox2... Doxm are terminals outside the container. 1
73 are G1, G2,... Connected to the grid electrode 170.
The external terminal 174 made of Gn is an electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same wiring.

【0120】図13においては、図9、図12に示した
部位と同じ部位には、これらの図に付したのと同一の符
号を付している。ここに示した画像形成装置と、図9に
示した単純マトリックス配置の画像形成装置との大きな
違いは、電子源基板160(or121)とフェースプ
レート136の間にグリッド電極170を備えているか
否かである。
In FIG. 13, the same portions as those shown in FIGS. 9 and 12 are denoted by the same reference numerals as those shown in these drawings. A major difference between the image forming apparatus shown here and the image forming apparatus having the simple matrix arrangement shown in FIG. 9 is whether or not the grid electrode 170 is provided between the electron source substrate 160 (or 121) and the face plate 136. It is.

【0121】図13においては、基板160とフェース
プレート136の間には、グリッド電極170が設けら
れている。グリッド電極170は、表面伝導型放出素子
から放出された電子ビームを変調するためのものであ
り、はしご型配置の素子行と直交して設けられたストラ
イプ状の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に
対応して1個ずつ円形の開口171が設けられている。
グリッドの形状や設置位置は図13に示したものに限定
されるものではない。例えば、開口としてメッシュ状に
多数の通過口を設けることもでき、グリッドを表面伝導
型放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。
In FIG. 13, a grid electrode 170 is provided between the substrate 160 and the face plate 136. The grid electrode 170 is for modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and allows the electron beam to pass through a stripe-shaped electrode provided orthogonally to the ladder-type arrangement element row. One circular opening 171 is provided for each element.
The shape and installation position of the grid are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of passage openings may be provided in a mesh shape as openings, and a grid may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device.

【0122】容器外端子172およびグリッド容器外端
子173は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。
The external terminal 172 and the external terminal 173 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0123】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, the modulation signals for one line of the image are simultaneously applied to the grid electrode rows in synchronization with the sequential driving (scanning) of 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.

【0124】本発明の画像形成装置は、テレビジョン放
送の表示装置、テレビ会議システムやコンピュータ等の
表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プ
リンターとしての画像形成装置等としても用いることが
できる。
The image forming apparatus of the present invention can be used not only as a display 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.

【0125】[0125]

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものを包含する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples, and each element within a range in which the object of the present invention is achieved. And those in which the design has been replaced or changed.

【0126】(実施例1)表面伝導型電子放出素子とし
て、図1に示す様な素子を作成した。図1(a)は平面
図、(b)は断面図である。図1において、1は基板、
2,3は素子電極、4は導電性薄膜、5は電子放出部、
6は多孔質シリカ層、Lは素子電極間隔、W1は素子電
極長さ、W2はドットの電極と重なる部分の長さを示
す。
Example 1 An element as shown in FIG. 1 was prepared as a surface conduction electron-emitting device. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view. In FIG. 1, 1 is a substrate,
2, 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, 5 is an electron emitting portion,
6 is a porous silica layer, L is an element electrode interval, W1 is an element electrode length, and W2 is a length of a portion overlapping with a dot electrode.

【0127】以下、図1および図2を用いて、本発明に
かかわる素子の基本的な構成および製造方法を説明す
る。なお、図2において図1と同一の符号は同一のもの
を示す。
Hereinafter, the basic structure and manufacturing method of the element according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components.

【0128】(1)まず絶縁基板として石英ガラスを用
い、これを有機溶剤等により十分に洗浄後、120℃で
乾燥させた。次に、前述の洗浄工程を施した基板上の所
望の位置に、シリカゲルと糖類誘導体からなる有機・無
機複合透明均質体の1.0Wt%エタノール溶液を、B
J方式のインクジェット装置(キヤノン製 BJ−10
V)を用いて塗布した。
(1) First, quartz glass was used as an insulating substrate, which was thoroughly washed with an organic solvent or the like, and then dried at 120 ° C. Next, a 1.0 Wt% ethanol solution of an organic / inorganic composite transparent homogenous substance comprising silica gel and a saccharide derivative was added to a desired position on the substrate subjected to the above-mentioned washing step, using B
J-type inkjet device (BJ-10 manufactured by Canon)
V).

【0129】この有機・無機複合体の具体的製法は、ス
クロースのイソプロピルカルバメイト0.2gとテトラ
メトキシシラン0.4gとを5gのエタノール溶媒に溶
解させ均一溶液とし、その溶液中に1N塩酸0.1gを
添加し、溶液を撹拌しながら、空気中において室温で6
日間反応を行なわせた。この方法により、均質で透明な
有機・無機複合体が得られた。この際、ソックスレー法
により、クロロホルム溶媒を用いてスクロースの抽出を
試みたが、スクロースは全く抽出されず、スクロースの
イソプロピルカルバメイトは、殆ど複合体中に分散して
取り込まれていることを確認した。
A specific method for producing this organic-inorganic composite is to dissolve 0.2 g of sucrose isopropylcarbamate and 0.4 g of tetramethoxysilane in 5 g of an ethanol solvent to form a homogeneous solution, and add 1N hydrochloric acid in the solution. .1 g are added and the solution is stirred at room temperature in air for 6 hours.
The reaction was allowed to run for days. By this method, a homogeneous and transparent organic-inorganic composite was obtained. At this time, extraction of sucrose was attempted by using a chloroform solvent by the Soxhlet method, but no sucrose was extracted, and it was confirmed that isopropyl carbamate of sucrose was almost completely dispersed and incorporated in the complex. .

【0130】次に、基板上に塗布された有機・無機複合
体を、500℃で1時間焼成処理した。これにより有機
部分が消失して、約400m2 /gの広い表面積を有
し、図21に示すような細孔頻度(細孔の相対数を表わ
す)を有する多孔質シリカ層が得られた(図2
(a))。この時のシリカ層の膜厚は、約50nmであ
った。
Next, the organic / inorganic composite applied on the substrate was baked at 500 ° C. for 1 hour. As a result, the organic portion disappeared, and a porous silica layer having a large surface area of about 400 m 2 / g and having a pore frequency (representing the relative number of pores) as shown in FIG. 21 was obtained (FIG. 21). FIG.
(A)). At this time, the thickness of the silica layer was about 50 nm.

【0131】図21中、Iは細孔の積算屈線であり、II
は細孔の分布屈線である。図に示すように、細孔は1〜
1.5nmの径に多く分布しており、有機物質として直
線状ポリマーを使用した場合より、その径が大きいこと
がわかった。
In FIG. 21, I is the integrated bending of the pores, II
Is the distribution curve of the pores. As shown in FIG.
The distribution was large at a diameter of 1.5 nm, and it was found that the diameter was larger than when a linear polymer was used as an organic substance.

【0132】また、図22に、有機・無機複合透明均質
体を同定するための赤外吸収スペクトルデータの1例を
示す。この複合体は、スクロースのn−プロピルカルバ
メイト1重量部とテトラメトキシシラン10重量部とを
配合し、上記した製法例に準じて製造されたものであ
る。図22に示すように、スクロースのn−プロピルカ
ルバメイトのカルボニル(C=O)伸縮振動が波数17
07cm-1に観測され、これより、スクロースのn−プ
ロピルカルバメイトは、シリカゲルのマトリックスとの
間で相互作用をなしていることがわかる。また、シリカ
ゲルのマトリックスのシロキサン(Si−O−Si)振
動が波数1130cm-1付近に強く現れている。これら
のことから、有機・無機複合透明均質体を同定すること
ができる。
FIG. 22 shows an example of infrared absorption spectrum data for identifying a transparent homogeneous organic-inorganic composite. This composite was prepared by blending 1 part by weight of sucrose n-propylcarbamate and 10 parts by weight of tetramethoxysilane and according to the above-mentioned production method. As shown in FIG. 22, the carbonyl (C = O) stretching vibration of sucrose n-propylcarbamate has a wavenumber of 17
It was observed at 07 cm -1 , indicating that sucrose n-propylcarbamate interacted with the silica gel matrix. Further, siloxane (Si-O-Si) vibration of the silica gel matrix strongly appears at a wave number of about 1130 cm -1 . From these, an organic-inorganic composite transparent homogeneous body can be identified.

【0133】(2)次に、この基板上に、フォトリソグ
ラフィー技術によりNiからなる素子電極2,3を形成
した(図2(b))。この時電極間隔Lが20μm、素
子電極長さW1が100μm、厚さが約300nmとな
るように形成した。
(2) Next, the device electrodes 2 and 3 made of Ni were formed on the substrate by photolithography (FIG. 2B). At this time, the electrodes were formed such that the electrode interval L was 20 μm, the device electrode length W1 was 100 μm, and the thickness was about 300 nm.

【0134】(3)次に、BJ方式のインクジェット装
置(キヤノン製 BJ−10V)を用いて、水70Wt
%でIPA+エチレングリコース+PVAが30Wt%
の液にパラジウムモノエタノールアミン(以下PAME
と略)が1Wt%となるように調整したものを、上記の
ように処理した素子電極上に付し(図2(c))、乾燥
した。これを300℃に加熱して、PdO微粒子からな
る微粒子膜を形成し、電子放出部形成用薄膜4とした
(図2(d))。
(3) Next, using a BJ type ink jet apparatus (BJ-10V manufactured by Canon), 70 Wt of water was used.
% IPA + ethylene glycol + PVA is 30Wt%
Palladium monoethanolamine (hereinafter PAME)
(Abbreviated as 1) is 1 Wt%, and is applied on the device electrode treated as described above (FIG. 2C) and dried. This was heated to 300 [deg.] C. to form a fine particle film composed of PdO fine particles, which was used as an electron emitting portion forming thin film 4 (FIG. 2D).

【0135】この微粒子膜の平均粒径は9nmであっ
た。また、この電子放出部形成用薄膜4の膜厚は10n
m、シート抵抗値は5×104 Ω/口であった。
The average particle size of the fine particle film was 9 nm. The thickness of the electron emitting portion forming thin film 4 is 10 n.
m, the sheet resistance was 5 × 10 4 Ω / port.

【0136】次に、素子電極2,3間に電圧を印加し、
電子放出部形成用薄膜4を通電処理(フォーミング処
理)することにより、電子放出部5を作成した(図2
(e))。顕微鏡で観察したところ、電子放出部5の幅
が極端に広がった部分は見られなかった。
Next, a voltage is applied between the device electrodes 2 and 3,
The electron-emitting portion 5 was formed by subjecting the electron-emitting portion forming thin film 4 to an energizing process (forming process) (FIG. 2).
(E)). Observation with a microscope did not reveal any portion where the width of the electron-emitting portion 5 was extremely widened.

【0137】なお、素子電極のない石英基板上に、同様
にして形成した酸化パラジウム微粒子からなる導電性薄
膜は、約30nmであった。さらにEPMA(Electron
Probe Micro Analysis)で膜厚を測定したところ、ド
ットの断面は図14に示すようなほぼ均一な膜厚を示し
た。
The conductive thin film made of palladium oxide fine particles similarly formed on a quartz substrate without element electrodes had a thickness of about 30 nm. EPMA (Electron
When the film thickness was measured by Probe Micro Analysis, the cross section of the dot showed a substantially uniform film thickness as shown in FIG.

【0138】上述のような素子を複数個作成して、素子
間の放出電流のバラツキΔIeを評価したところ、ΔI
eは8%であった。
A plurality of devices as described above were prepared, and the variation ΔIe of the emission current between the devices was evaluated.
e was 8%.

【0139】このように、実施例1のような方法で作成
した電子放出素子では、膜厚の不均一な部分をなくすこ
とにより、均一な電子放出部を形成できる。
As described above, in the electron-emitting device formed by the method as in the first embodiment, a uniform electron-emitting portion can be formed by eliminating a portion having a non-uniform film thickness.

【0140】(実施例2)図3,4を用いて本実施例を
説明する。なお図3,4において図1と同じ符号は同一
のものを指す。
(Embodiment 2) This embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components.

【0141】(1)実施例1と同様の基板を用いて同様
に洗浄し、同様に乾燥させた後、実施例1と同様の素子
電極を形成した(図3(a))。
(1) After washing and drying in the same manner using the same substrate as in Example 1, an element electrode similar to that in Example 1 was formed (FIG. 3A).

【0142】(2)次に、素子電極間に、実施例1と同
様のシリカゲルと糖類誘導体からなる有機・無機複合透
明均質体の1.0Wt%エタノール溶液をインクジェッ
ト法により付与した(図3(b))。この複合体の具体
的製法は実施例1と同様とした。この時、溶液が電極の
一部に付着するが、次の焼成段階をシリカは多孔質とな
るため、導電膜と電極間の導通は可能であり問題はな
い。
(2) Next, a 1.0 Wt% ethanol solution of an organic / inorganic composite transparent homogeneous material comprising silica gel and a saccharide derivative similar to that of Example 1 was applied between the device electrodes by an ink jet method (FIG. b)). The specific production method of this composite was the same as in Example 1. At this time, the solution adheres to a part of the electrode, but since the silica becomes porous in the next baking step, conduction between the conductive film and the electrode is possible and there is no problem.

【0143】(3)これを実施例1と同様に焼成し、約
400m2 /gの広い面積を有する多孔質シリカ層を形
成した(図3(c))。この細孔径は、実施例1と同様
であった。
(3) This was fired in the same manner as in Example 1 to form a porous silica layer having a large area of about 400 m 2 / g (FIG. 3C). This pore diameter was the same as in Example 1.

【0144】(4)次に、実施例1と同様の溶液の液滴
を、実施例1と同様の液滴付与手段を用いて電極2,3
間に付与し(図4(d))、実施例1と同様に加熱処理
し、PdO微粒子からなる微粒子膜を形成し、導電性薄
膜4とした(図4(e))。さらに実施例1と同様に導
電処理して電子放出部5を形成した(図4(f))。こ
のような工程を繰り返して複数の素子を形成した。
(4) Next, droplets of the same solution as in the first embodiment are applied to the electrodes 2 and 3 using the same droplet applying means as in the first embodiment.
An intermediate layer was provided (FIG. 4D), and a heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 to form a fine particle film made of PdO fine particles, thereby forming a conductive thin film 4 (FIG. 4E). Further, a conductive treatment was performed in the same manner as in Example 1 to form an electron-emitting portion 5 (FIG. 4F). These steps were repeated to form a plurality of devices.

【0145】以上のような方法で作成した複数の電子放
出素子間の放出電流のバラツキΔIeを評価したとこ
ろ、ΔIeは9%であった。また塗布むらもなく、素子
間の膜厚が均一であるため抵抗のバラツキも小さかっ
た。
When the variation ΔIe of the emission current among the plurality of electron-emitting devices prepared by the above method was evaluated, ΔIe was 9%. Further, there was no coating unevenness, and the film thickness between the elements was uniform, so that the variation in resistance was small.

【0146】(比較例)基板上に多孔質シリカ層を設け
ないこと以外、実施例1と同様にして複数素子を形成
し、素子間の放出電流のバラツキΔIeを評価したとこ
ろ、ΔIeは16%であった。
Comparative Example A plurality of devices were formed in the same manner as in Example 1 except that the porous silica layer was not provided on the substrate, and the variation ΔIe of the emission current between the devices was evaluated. Met.

【0147】(実施例3)本実施例では以下のようにし
て画像形成装置を作製した。図15〜図18を用いて本
実施例の画像形成装置の電子源の作製方法を説明する。
(Embodiment 3) In this embodiment, an image forming apparatus was manufactured as follows. A method for manufacturing the electron source of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0148】電子源の一部の平面図を図15に、図15
中のA−A′断面図を図16に示す。図15〜図18に
おいて、同じ記号を付したものは同じものを表わす。こ
こで、1は基板、2,3は素子電極、4は導電性薄膜、
122は図8におけるDxmに対応するX方向配線(下
配線とも呼ぶ)、123は図8におけるDynに対応す
るY方向配線(上配線とも呼ぶ)、181は層間絶縁
層、182は素子電極と下配線122との電気的接続の
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, and FIG.
FIG. 16 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 15 to 18, the same reference numerals denote the same components. Here, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film,
Reference numeral 122 denotes an X-direction wiring (also referred to as a lower wiring) corresponding to Dxm in FIG. 8, 123 denotes a Y-direction wiring (also referred to as an upper wiring) corresponding to Dyn in FIG. 8, 181 denotes an interlayer insulating layer, and 182 denotes an element electrode and a lower electrode. This is a contact hole for electrical connection with the wiring 122.

【0149】{工程−a}清浄化した青板ガラス上に厚
さ0.5μmのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した
基板1上に、真空蒸着により厚さ5nmの厚さCr、厚
さ600nmのAuを順次積層した後、ホトレジスト
(AZ1370ヘキスト社製)をスピナーによりK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122のレジストパターンを形成し、次いで、A
u/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122を形成した(図17(a))。
{Step-a} On a substrate 1 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film is formed on a cleaned blue plate glass by a sputtering method, a 5 nm thick Cr, 600 nm thick After sequentially laminating Au, a photoresist (manufactured by AZ1370 Hoechst) was spin-coated with K by a spinner and baked, and then a photomask image was exposed and developed.
A resist pattern for the lower wiring 122 is formed.
The u / Cr deposited film was wet-etched to form a lower wiring 122 having a desired shape (FIG. 17A).

【0150】{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181をRFスパッタ法
により堆積した(図17(b))。
[Step-b] Next, an interlayer insulating layer 181 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm was deposited by RF sputtering (FIG. 17B).

【0151】{工程−c}工程bで堆積したシリコン酸
化膜にコンタクトホール182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
181をエッチングしてコンタクトホール182を形成
した。エッチングはCF4 とH2 ガスを用いたRIE
(Reactive Ion Etching)法によった(図17
(c))。
{Step-c} A photoresist pattern for forming a contact hole 182 was formed in the silicon oxide film deposited in the step b, and the interlayer insulating layer 181 was etched using the photoresist pattern as a mask to form a contact hole 182. Etching is RIE using CF 4 and H 2 gas
(Reactive Ion Etching) method (Fig. 17
(C)).

【0152】{工程−d}次に、所望の電子放出素子作
製部位近傍に、実施例1と同様のシリカゲルと糖類誘導
体のエタノール溶液を、BJ方式のインクジェット装置
(キヤノン製BJ−10V)を用いて塗布し、実施例1
と同様に加熱焼成処理を行なった(図17(c))。
{Step-d} Next, an ethanol solution of silica gel and a saccharide derivative similar to that of Example 1 was used in the vicinity of a desired electron-emitting device producing site by using a BJ-type ink jet apparatus (BJ-10V manufactured by Canon). Example 1
A heating and baking treatment was performed in the same manner as described above (FIG. 17C).

【0153】{工程−e}その後、素子電極2,3と素
子電極間隔Lとなるべきパターンをホトレジスト(RD
−2000N−41 日立化成社製)形成し、真空蒸着
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
が3μm、素子電極長さWが300μmの素子電極2,
3を形成した(図17(d))。
{Step-e} Thereafter, a pattern to be the element electrode spacing between the element electrodes 2 and 3 and the element electrode L is formed by a photoresist (RD
-2000N-41 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and a 5 nm-thick Ti and a 100 nm-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
Is 3 μm and the device electrode length W is 300 μm.
No. 3 was formed (FIG. 17D).

【0154】{工程−f}素子電極2,3の上に上配線
123のホトレジストパターンを形成した後、厚さ5n
mのTi、厚さ500nm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123を形成した(図18(e))。
{Step-f} After forming a photoresist pattern of the upper wiring 123 on the device electrodes 2 and 3, the thickness is 5 n.
Then, m Ti and 500 nm thick Au were sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to form an upper wiring 123 having a desired shape (FIG. 18E).

【0155】{工程−g}実施例1で用いた有機パラジ
ウム含有溶液を、実施例1と同様の液滴付与手段(不図
示)を用いて素子電極2,3間に付与し、300℃で1
0分間の加熱焼成処理を施した(図18(f))。こう
して形成された導電性薄膜4は主としてPdよりなる微
粒子からなる薄膜であり、その膜厚は最大で30nm、
シート抵抗値Rsは2×104 Ω/□であった。なおこ
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、その微細構造として微粒子が個々に分散配置した
状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あるいは重なり
合った状態(島状も含む)の膜をさし、その粒径とは前
記状態で粒子形状が認識可能な微粒子についての径をい
う。
{Step-g} The organic palladium-containing solution used in Example 1 was applied between the device electrodes 2 and 3 using the same droplet applying means (not shown) as in Example 1, and was heated at 300 ° C. 1
A heating and baking treatment was performed for 0 minutes (FIG. 18F). The conductive thin film 4 thus formed is a thin film mainly composed of fine particles of Pd, and has a maximum thickness of 30 nm.
The sheet resistance value Rs was 2 × 10 4 Ω / □. The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure in which not only a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap (including an island shape). The particle size refers to the diameter of fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0156】{工程−h}コンタクトホール182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た
後、真空蒸着により厚さ5nmのTi、厚さ500nm
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182を埋め込
んだ(図18(g))。
{Step-h} After forming a pattern such that a resist is applied to portions other than the contact hole 182, Ti having a thickness of 5 nm and a thickness of 500 nm are formed by vacuum evaporation.
Of Au were sequentially deposited. Unnecessary portions were removed by lift-off to bury the contact holes 182 (FIG. 18G).

【0157】以上の工程により絶縁基板1上に下配線1
22、層間絶縁層181、上配線123、素子電極2,
3、導電性薄膜4等を形成した。
Through the above steps, the lower wiring 1 is formed on the insulating substrate 1.
22, the interlayer insulating layer 181, the upper wiring 123, the device electrode 2,
3. Conductive thin film 4 and the like were formed.

【0158】次に、以上のようにして作製した電子源を
用いて表示パネルを構成した。図9と図10を用いて本
実施例の画像形成装置の表示パネルの製造方法を説明す
る。両図中の各符号は前述の通りである。
Next, a display panel was constructed using the electron source manufactured as described above. A method of manufacturing the display panel of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The reference numerals in both figures are as described above.

【0159】上記のようにして多数の平面型電子放出素
子を作製した基板121をリアプレート131上に固定
した後、基板121の5mm上方に、フェースプレート
136(ガラス基板133の内面に蛍光膜134とメタ
ルバック135が形成されて構成される)を支持枠13
2を介して配置し、フェースプレート136、支持枠1
32、リアプレート131の接合部にフリットガラスを
塗布し、大気中400℃で10分焼成することで封着し
た(図9)。またリアプレート131への基板121の
固定はフリットガラスで行なった。
After fixing the substrate 121 on which a large number of flat-type electron-emitting devices have been manufactured as described above on the rear plate 131, the face plate 136 (the fluorescent film 134 is formed on the inner surface of the glass substrate 133) 5 mm above the substrate 121. And the metal back 135 are formed).
2, the face plate 136, the support frame 1
32, frit glass was applied to the joint of the rear plate 131, and baked at 400 ° C. in the air for 10 minutes to seal (FIG. 9). The fixing of the substrate 121 to the rear plate 131 was performed with frit glass.

【0160】蛍光膜134は、モノクロームの場合は蛍
光体からのみなるが、本実施例では蛍光体はストライプ
形状を採用し、先にブラックストライプを形成し、その
間隙部に各色蛍光体を塗布し、蛍光膜134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、ガラス基板に蛍
光体を塗布する方法としてはスラリー法を用いた。
The fluorescent film 134 is made of only a phosphor in the case of monochrome, but in the present embodiment, the phosphor is adopted in a stripe shape, a black stripe is formed first, and each color phosphor is applied to the gap. Then, a fluorescent film 134 was manufactured. As a material for the black stripe, a material containing graphite as a main component, which is commonly used, was used, and a slurry method was used as a method for applying a phosphor on a glass substrate.

【0161】また、蛍光膜134の内面側には通常、メ
タルバック135が設けられる。メタルバックは、蛍光
膜作製後、蛍光膜134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)を行ない、その後、
Alを真空蒸着することで作製した。
A metal back 135 is usually provided on the inner side of the fluorescent film 134. The metal back performs a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film 134 after the fluorescent film is formed, and thereafter,
It was produced by vacuum deposition of Al.

【0162】フェースプレート136には、さらに蛍光
膜134の導電性を高めるため、蛍光膜134の外面側
に透明電極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 136, a transparent electrode may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 134 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 134, but in this embodiment, sufficient conductivity is obtained only by the metal back. It was omitted because it was obtained.

【0163】前述の封着を行なう際、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った。
At the time of performing the above-mentioned sealing, in the case of color, since the phosphors of each color must correspond to the electron-emitting devices, sufficient alignment was performed.

【0164】以上のようにして完成したガラス容器(外
囲器)内の雰囲気を排気管(不図示)を通じて真空ポン
プにて排気し、十分な真空度に達した後、容器外端子D
ox1からDoxmとDoy1からDoynを通じて電
子放出素子124の電極2,3間に電圧を印加し、導電
性薄膜4に通電処理(フォーミング処理)を施すことに
より電子放出部5を作製した。フォーミング処理の電圧
波形を図5に示す。
After the atmosphere in the glass container (envelope) completed as described above is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), a sufficient degree of vacuum is reached.
A voltage was applied between the electrodes 2 and 3 of the electron-emitting device 124 through ox1 to Doxm and Doy1 to Doyn, and the conductive thin film 4 was subjected to an energizing process (forming process) to produce the electron-emitting portion 5. FIG. 5 shows a voltage waveform of the forming process.

【0165】図5中、T1および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1m秒、
T2を10m秒とし、三角波の波高値(フォーミング時
のピーク電圧)は5Vとし、フォーミング処理は約1.
3×10-4Paの真空雰囲気下で60秒間行なった。
In FIG. 5, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. In this embodiment, T1 is 1 ms,
T2 is set to 10 ms, the peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of forming) is set to 5 V, and the forming process is performed at about 1.
This was performed in a vacuum atmosphere of 3 × 10 −4 Pa for 60 seconds.

【0166】次にフォーミングと同じT1およびT2、
波高値14Vの矩形波で、2.6×10-4Paの真空度
で素子電極If、放出電流Ieを測定しながら活性化処
理を行なった。
Next, the same T1 and T2 as the forming,
The activation treatment was performed while measuring the device electrode If and the emission current Ie with a rectangular wave having a peak value of 14 V and a degree of vacuum of 2.6 × 10 −4 Pa.

【0167】次に、10-5Pa程度に減圧してから、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
囲器の封止を行なった。
Next, after reducing the pressure to about 10 −5 Pa, the exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner, and the envelope was sealed.

【0168】以上のように完成した表示パネルを用いて
画像形成装置を形成し(駆動回路は図示せず)、各電子
放出素子に容器外端子Dox1〜Doxm、Doy1〜
Doynを通じて走査信号およ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って電子放出
させ、高圧端子Hvを通じてメタルバック135に数k
V以上の高圧を印加して電子ビームを加速し、蛍光膜1
34に衝突させて蛍光膜134を励起・発光させること
によって画像を表示した。
Using the display panel completed as described above, an image forming apparatus is formed (a driving circuit is not shown), and external terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Dox1 are connected to each electron-emitting device.
Electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal from the signal generation means (not shown) through Doyn, respectively, and several k are applied to the metal back 135 through the high voltage terminal Hv.
A high voltage of V or more is applied to accelerate the electron beam, and the fluorescent film 1
The image was displayed by exciting and emitting the fluorescent film 134 by colliding the fluorescent film 34 with the fluorescent film 134.

【0169】(実施例4)図19は、前記説明の表面伝
導型放出素子を電子ビーム源として用いたディスプレイ
パネルに、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々
の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよう
に構成した表示装置の一例を示すためのブロック図であ
る。図中、6100はディスプレイパネル、6101は
ディスプレイパネルの駆動回路、6102はディスプレ
イパネルコントローラー、6103はマルチプレクサ、
6104はデコーダ、6105は入出力インターフェイ
ス回路、6106はCPU、6107は画像生成回路、
6108,6109および6110は画像メモリーイン
ターフェイス回路、6111は画像入力インターフェイ
ス回路、6112および6113はTV信号受信回路、
6114は入力部である。
(Embodiment 4) FIG. 19 shows image information provided from various image information sources such as television broadcasting on a display panel using the surface conduction electron-emitting device described above as an electron beam source. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a display device configured to be able to display. In the figure, 6100 is a display panel, 6101 is a display panel driving circuit, 6102 is a display panel controller, 6103 is a multiplexer,
6104 is a decoder, 6105 is an input / output interface circuit, 6106 is a CPU, 6107 is an image generation circuit,
6108, 6109 and 6110 are image memory interface circuits, 6111 is an image input interface circuit, 6112 and 6113 are TV signal receiving circuits,
Reference numeral 6114 denotes an input unit.

【0170】なお本画像表示装置は、例えばテレビジョ
ン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を
受信する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声
情報の受信、分離、再生、処理、記憶などに関する回路
やスピーカーなどについては説明を省略する。
When the image display apparatus receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, the image display apparatus naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like related to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that are not directly related to the features of the present invention are omitted.

【0171】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明していく。
Hereinafter, the function of each unit will be described along the flow of the image signal.

【0172】まず、TV信号受信回路6113は、例え
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるTV画像信号を受信するための回路である。受
信するTV信号の方式は特に限られるものではなく、例
えば、NTSC方式、PAL方式、SECAM方式など
の諸方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走査
線よりなるTV信号(例えばMUSE方式をはじめとす
るいわゆる高品位TV)は、大面積化や大画素数化に適
した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な
信号源である。TV信号受信回路6113で受信された
TV信号は、デコーダ6104に出力される。
First, the TV signal receiving circuit 6113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The format of the received TV signal is not particularly limited, and may be, for example, various systems such as the NTSC system, the PAL system, and the SECAM system. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV including the MUSE system) composed of a larger number of scanning lines than the above is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 6113 is output to the decoder 6104.

【0173】また、TV信号受信回路6112は、例え
ば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送系
を用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路
である。前記TV信号受信回路6113と同様に、受信
するTV信号の方式は特に限られるものではなく、ま
た、本回路で受信されたTV信号もデコーダ6104に
出力される。
The TV signal receiving circuit 6112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similarly to the TV signal receiving circuit 6113, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 6104.

【0174】また、画像入力インターフェイス回路61
11は、例えばTVカメラや画像読み取りスキャナーな
どの画像入力装置から供給される画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ6104
に出力される。
The image input interface circuit 61
Reference numeral 11 denotes a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner.
Is output to

【0175】画像メモリーインターフェイス回路611
1は、ビデオテープレコーダー(以下、VTRと略す)
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で取り
込まれた画像信号はデコーダ6104に出力される。
Image memory interface circuit 611
1 is a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR)
The image signal fetched by the circuit for fetching the image signal stored in the memory is output to the decoder 6104.

【0176】画像メモリーインターフェイス回路610
9は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り
込むための回路で取り込まれた画像信号はデコーダ61
04に出力される。
Image memory interface circuit 610
Reference numeral 9 denotes a circuit for taking in an image signal stored in the video disk,
04 is output.

【0177】また、画像メモリーインターフェイス回路
6108は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画
像データを記憶している装置から画像信号を取り込むた
めの回路で、取り込まれた静止画像はデコーダ6104
に入力される。
The image memory interface circuit 6108 is a circuit for taking in an image signal from a device storing still image data, such as a so-called still image disk.
Is input to

【0178】また、入出力インターフェイス回路610
5は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンターなどの出力装
置とを接続するための回路である。画像データや文字・
図形情報の入出力を行なうのはもちろんのこと、場合に
よっては本表示装置の備えるCPU6106と外部との
間で制御信号や数値データの入出力などを行なうことも
可能である。
The input / output interface circuit 610
Reference numeral 5 denotes a circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. Image data and text
In addition to inputting and outputting graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 6106 included in the display device and the outside in some cases.

【0179】また、画像生成回路6107は、前記入出
力インターフェイス回路6105を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報に基ずき表示用画像
データを生成するための回路である。本回路の内部に
は、例えば画像データや文字・図形情報蓄積するための
書き換え可能メモリーや、文字コードに対応する画像パ
ターンが記憶されている読み出し専用メモリーや、画像
処理を行なうためのプロセッサーなどをはじめとして画
像の生成に必要な回路が組み込まれている。
The image generation circuit 6107 is a circuit for generating display image data based on image data and character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 6105. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory storing an image pattern corresponding to a character code, a processor for performing image processing, and the like are provided. First, a circuit necessary for generating an image is incorporated.

【0180】本回路により生成された表示装置用画像デ
ータは、デコーダ6104に出力されるが、場合によっ
ては前記入出力インターフェイス回路6105を介して
外部のコンピュータネットワークやプリンターに出力す
ることも可能である。
The display device image data generated by this circuit is output to the decoder 6104, but may be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 6105 in some cases. .

【0181】また、CPU6106は、主として本画像
表示装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に
関わる作業を行なう。例えば、マルチプレクサ6103
に制御信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画
像信号を適宜選択したり組み合わせたりする。また、そ
の際には表示する画像信号に応じてディスプレイパネル
コントローラー6102に対して制御信号を発生し、画
像表示周波数や走査方法(例えばインターフェイスかノ
ンインターフェイスか)や一画面の走査線の数など表示
装置の動作を適宜制御する。
The CPU 6106 mainly performs operation control of the image display apparatus and operations related to generation, selection, and editing of a display image. For example, the multiplexer 6103
The control signal is output to the display panel, and the image signal to be displayed on the display panel is appropriately selected or combined. In this case, a control signal is generated for the display panel controller 6102 in accordance with the image signal to be displayed, and the display frequency, the scanning method (for example, interface or non-interface), and the number of scanning lines on one screen are displayed. The operation of the device is appropriately controlled.

【0182】また、前記画像生成回路6107に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェイス回路6105を介して外
部のコンピュータやメモリーをアクセスして画像データ
や文字・図形情報を入力する。なお、CPU6106
は、むろんこれ以外の目的の作業にも関わるものであっ
てもよい。例えばパーソナルコンピュータやワードプロ
セッサーなどのように、情報を生成したり処理する機能
に直接関わってもよい。あるいは、前述したように入出
力インターフェイス回路6105を介して外部のコンピ
ュータネットワークと接続し、例えば数値計算などの作
業を外部機器と共同して行なってもよい。
Further, image data, character / graphic information is directly output to the image generation circuit 6107, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 6105 to access the image data, character / graphic data. Enter graphic information. The CPU 6106
Of course may be related to work for other purposes. For example, it may directly relate to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, it may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 6105 as described above, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0183】また、入出力部6114は、前記CPU6
106に使用者が命令やプログラム、あるいはデータな
どを入力するためのものであり、例えばキーボードやマ
ウスの他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音
声認識装置など多様な入力機器を用いることが可能であ
る。
The input / output unit 6114 is connected to the CPU 6.
The user inputs commands, programs, data, and the like to the key 106. For example, various input devices such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device can be used in addition to a keyboard and a mouse.

【0184】また、デコーダ6104は、前記6107
ないし6113より入力される種々の画像信号を3原色
信号、又は輝度信号とI信号、Q信号に逆数変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ6104は内部に画像メモリーを備えるのが望ま
しい。これは例えばMUSE方式をはじめとして、逆変
換するに際し画像メモリーを備えることにより静止画の
表示が容易になるか、あるいは前記画像生成回路610
7およびCPU6106と共同して画像の間引き、補
間、拡大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が
容易に行なえるようになるという利点が生まれるからで
ある。
The decoder 6104 has the
6113 is a circuit for reciprocally converting various image signals inputted from 6113 into three primary color signals or a luminance signal and an I signal and a Q signal. It is preferable that the decoder 6104 has an internal image memory as shown by a dotted line in FIG. This is because, for example, the MUSE method or the like, the provision of an image memory for the inverse conversion facilitates the display of a still image, or the image generation circuit 610
This is because, in cooperation with the CPU 7 and the CPU 6106, there is an advantage that image processing and editing including image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis can be easily performed.

【0185】また、マルチプレクサ6103は、前記C
PU6106より入力される制御信号に基ずき表示画像
を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ
6103はデコーダ6104から入力される逆変換され
た画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回
路6101に出力する。その場合には、一画面表示時間
内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆ
る多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて
領域によって異なる画像を表示することも可能である。
The multiplexer 6103 is connected to the C
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the PU 6106. That is, the multiplexer 6103 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 6104, and outputs the selected image signal to the drive circuit 6101. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【0186】また、ディスプレイパネルコントローラー
6102は、前記CPU6106より入力される制御信
号に基ずき駆動回路6101の動作を制御するための回
路である。
The display panel controller 6102 is a circuit for controlling the operation of the driving circuit 6101 based on the control signal input from the CPU 6106.

【0187】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、例えばディスプレイパネルの駆動
よう電源(図示せず)の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路6101に対して出力する。また、デ
ィスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、例え
ば画像表示周波数や走査方法(例えばインターフェイス
かノンインターフェイスか)を制御するための信号を駆
動回路6101に対して出力する。
First, as a signal related to the basic operation of the display panel, a signal for controlling an operation sequence of a power supply (not shown) for driving the display panel is output to the drive circuit 6101. In addition, a signal for controlling, for example, an image display frequency and a scanning method (for example, interface or non-interface) is output to the driving circuit 6101 as a method related to the display panel driving method.

【0188】また、場合によっては表示画像の輝度やコ
ントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路6101に対して出力する場
合もある。
In some cases, a control signal related to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 6101.

【0189】また、駆動回路6101は、ディスプレイ
パネル6100に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ6103から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラー6
102より入力される制御信号にもとずいて動作するも
のである。
The drive circuit 6101 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 6100, and includes an image signal input from the multiplexer 6103 and the display panel controller 6100.
The operation is based on a control signal input from 102.

【0190】以上、各部の機能を説明したが、図19に
例示した構成により本表示装置においては多様な画像情
報源より入力される画像情報をディスプレイパネル61
00に表示することが可能である。すなわち、テレビジ
ョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ61
04において逆変換された後、マルチプレクサ6103
において適宜選択され、駆動回路6101に入力され
る。一方、ディスプレイパネルコントローラー6102
は、表示する画像信号に応じて駆動回路6101の動作
を制御するための制御信号を発生する。駆動回路610
1は、上記画像信号と制御信号に基ずいてディスプレイ
パネル6100に駆動信号を印加する。これよにり、デ
ィスプレイパネル6100において画像が表示される。
これらの一連の動作は、CPU6106により統括的に
制御される。
The function of each unit has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 19, the display device according to the present embodiment can display image information input from various image information sources on the display panel 61.
00 can be displayed. That is, various image signals including television broadcasting are supplied to the decoder 61.
After the inverse conversion at 04, the multiplexer 6103
And is input to the drive circuit 6101 as appropriate. On the other hand, the display panel controller 6102
Generates a control signal for controlling the operation of the driving circuit 6101 in accordance with an image signal to be displayed. Drive circuit 610
1 applies a drive signal to the display panel 6100 based on the image signal and the control signal. Thus, an image is displayed on display panel 6100.
These series of operations are totally controlled by the CPU 6106.

【0191】また、本画像表示装置においては、前記デ
コーダ6104に内蔵する画像メモリーや、画像生成回
路6107および情報の中から選択したものを表示する
だけでなく、表示する画像情報に対して、例えば拡大、
縮小、回転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変
換、画像の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、
合成、消去、接続、入れ換え、はめ込みなどをはじめと
する画像編集を行なうことも可能である。また、本実施
例の説明では特に触れなかったが、上記画像処理や画像
編集と同様に、音声情報に関しても処理や編集を行なう
ための専用回路を設けてもよい。
In the present image display device, not only the image memory incorporated in the decoder 6104, the image generation circuit 6107 and the information selected from the information are displayed, but also the image information to be displayed is Expansion,
Image processing such as reduction, rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, etc.,
It is also possible to perform image editing such as combining, erasing, connecting, exchanging, and fitting. Although not specifically mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【0192】従って、本画像表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機
器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、
ゲーム器などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、
産業用あるいは民主用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present image display apparatus can be used for a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It is possible to combine functions such as game consoles with one unit,
Extremely wide range of applications for industrial or democratic use.

【0193】なお、上記図19は、表面伝導型放出素子
を電子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示
装置の構成の一例を示したに過ぎず、これのみに限定さ
れるものではないことは言うまでもない。例えば、図1
9の構成要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる
回路は省いても差し支えない。またこれとは逆に、使用
目的によってはさらに構成要素を追加してもよい。例え
ば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む
送受信回路などを構成要素に追加するのが好適である。
FIG. 19 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and the present invention is not limited to this. Needless to say. For example, FIG.
Circuits relating to functions unnecessary for the purpose of use among the nine components may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied to a videophone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【0194】本画像表示装置においては、とりわけ表面
伝導型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネ
ルの薄型化が容易なため、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
装置は臨場感あふれる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 image display device, in particular, it is easy to reduce the thickness of a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, so that the depth of the display device can be reduced. 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.

【0195】[0195]

【発明の効果】本発明のように、インクジェット方式の
液滴付与手段を用い、かつ基板上に多孔質シリカ層を形
成することによれば、導電性薄膜の膜厚が均一化し、該
薄膜の製造工程が簡略化し、大面積基板に低コストでか
つ容易に素子を形成することができ、それによって得ら
れる電子放出素子の電子放出特性が均一な、表面伝導型
電子放出素子の製造方法、さらに該素子を用いた電子
源、表示パネルおよび画像形成装置の製造方法を提供す
ることができる。
According to the present invention, by using the ink jet type droplet applying means and forming the porous silica layer on the substrate, the thickness of the conductive thin film is made uniform, The manufacturing process is simplified, the device can be easily formed on a large-area substrate at low cost and easily, and the electron emission characteristics of the obtained electron emission device are uniform. An electron source, a display panel, and a method for manufacturing an image forming apparatus using the element can be provided.

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

【図1】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子の
構成を示す模式的平面図及び正面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view and a front view showing a configuration of a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【図2】本発明の実施例1を適用可能な表面伝導型電子
放出素子の作製方法を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device to which Embodiment 1 of the present invention can be applied.

【図3】本発明の実施例2を適用可能な表面伝導型電子
放出素子の作製方法を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device to which Embodiment 2 of the present invention can be applied.

【図4】本発明の実施例2を適用可能な表面伝導型電子
放出素子の作製方法を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device to which Embodiment 2 of the present invention can be applied.

【図5】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子の
製造に際して採用できる通電フォーミング処理における
電圧波形の1例を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a voltage waveform in a current forming process that can be employed in manufacturing a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【図6】測定評価機能を備えた真空処理装置の1例を示
す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing one example of a vacuum processing apparatus having a measurement evaluation function.

【図7】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素子に
ついての放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧Vfの
関係の1例を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf for a surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied.

【図8】本発明を適用可能な単純マトリックス配置の電
子源の1例を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a simple matrix arrangement to which the present invention can be applied.

【図9】本発明を適用可能な単純マトリックス配置の画
像形成装置の表示パネルの1例を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of an image forming apparatus having a simple matrix arrangement to which the present invention can be applied.

【図10】蛍光膜の1例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic view showing one example of a fluorescent film.

【図11】画像形成装置にNTSC方式のテレビ信号に
応じて表示を行なうための駆動回路の1例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a driving circuit for performing display on the image forming apparatus in accordance with an NTSC television signal.

【図12】本発明を適用可能な梯子配置の電子源の1例
を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic view showing an example of an electron source having a ladder arrangement to which the present invention can be applied.

【図13】本発明を適用可能な梯子配置の画像形成装置
の表示パネルの1例を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of an image forming apparatus having a ladder arrangement to which the present invention can be applied.

【図14】実施例1で測定した導電性薄膜の膜厚分布を
示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a film thickness distribution of a conductive thin film measured in Example 1.

【図15】本発明に係る電子源の部分平面図である。FIG. 15 is a partial plan view of the electron source according to the present invention.

【図16】図15の電子源のA−A′断面図である。16 is a sectional view of the electron source taken along line AA 'of FIG.

【図17】図15の電子源の製造工程(a)から(d)
を示す断面図である。
17A to 17D are manufacturing steps (a) to (d) of the electron source in FIG.
FIG.

【図18】図15の電子源の製造工程(e)から(g)
を示す断面図である。
18A to 18G are manufacturing steps (e) to (g) of the electron source in FIG.
FIG.

【図19】表示装置の1例を示す概略構成図である。FIG. 19 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a display device.

【図20】従来の電子放出素子の1例を示す平面図であ
る。
FIG. 20 is a plan view showing an example of a conventional electron-emitting device.

【図21】本発明に係る有機・無機複合透明均質体を焼
成して得られた多孔質シリカの細孔頻度曲線の1例を示
す図である。
FIG. 21 is a diagram showing an example of a pore frequency curve of porous silica obtained by firing the organic / inorganic composite transparent homogeneous material according to the present invention.

【図22】本発明に係る有機・無機複合透明均質体を同
定するための赤外吸収スペクトルの1例を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram showing an example of an infrared absorption spectrum for identifying a transparent homogeneous organic-inorganic composite according to the present invention.

【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 多孔質シリカ層 7 液滴付与手段 8 電子放出材料の液滴 10 有機・無機複合透明均質体溶液の液滴 100 素子電極2,3間の導電性薄膜4を流れる素子
電流Ifを測定するための電流計 101 電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための
電源 102 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 103 アノード電極、104に電圧を印加するための
高圧電源 104 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 105 真空装置 106 排気ポンプ 121 電子源基板 122 X方向配線 123 Y方向配線 124 表面伝導型電子放出素子 125 結線 131 リアプレート 132 支持枠 133 ガラス基板 134 蛍光膜 135 メタルバック 136 フェースプレート 137 高圧端子 138 外囲器 141 黒色導電材 142 蛍光体 151 表示パネル 152 走査回路 153 制御回路 154 シフトレジスタ 155 ラインメモリ 156 同期信号分離回路 157 変調信号発生器 160 電子源基板 161 電子放出素子 162 Dx1〜Dx10は、電子放出素子161を配
線するための共通配線 170 グリッド電極 171 電子が通過するため空孔 172 Dox1〜Dox2…Doxmよりなる容器外
端子 173 グリッド電極170と接続されたG1、G2…
Gnよりなる容器外端子 174 電子源 181 層間絶縁層 182 コンタクトホール 6100 ディスプレイパネル 6101 駆動回路 6102 ディスプレイパネルコントローラーー 6103 マルチプレクサ 6104 デコーダ 6105 入出力インターフェイス回路 6106 CPU 6107 画像生成回路 6108,6109,6110 画像メモリーインター
フェイス回路 6111 画像入力インターフェイス回路 6112,6113 TV信号受信回路 6114 入力部 Vx,Va 直流電圧源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 3 Device electrode 4 Conductive thin film 5 Electron emission part 6 Porous silica layer 7 Drop applying means 8 Drop of electron emission material 10 Drop of organic-inorganic composite transparent homogeneous solution 100 Device electrode 2, 3 Ammeter 101 for measuring the device current If flowing through the conductive thin film 4 between them 101 power supply for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device 102 current for measuring the emission current Ie emitted from the electron-emitting portion 5 A high-voltage power supply 104 for applying a voltage to the anode electrode 104 and the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the element
Anode electrode 105 for capturing air 105 Vacuum device 106 Exhaust pump 121 Electron source substrate 122 X-direction wiring 123 Y-direction wiring 124 Surface conduction electron-emitting device 125 Connection 131 Rear plate 132 Support frame 133 Glass substrate 134 Fluorescent film 135 Metal back 136 Face plate 137 high-voltage terminal 138 envelope 141 black conductive material 142 phosphor 151 display panel 152 scanning circuit 153 control circuit 154 shift register 155 line memory 156 synchronization signal separation circuit 157 modulation signal generator 160 electron source substrate 161 electron emission element 162 Dx1 to Dx10 are common wirings for wiring the electron-emitting devices 161 170 Grid electrodes 171 Holes 172 for electrons to pass through 172 Dox1 to Dox2. G1, G2 ... connected to the grid electrode 170
Gn outer terminal 174 Electron source 181 Interlayer insulating layer 182 Contact hole 6100 Display panel 6101 Drive circuit 6102 Display panel controller 6103 Multiplexer 6104 Decoder 6105 Input / output interface circuit 6106 CPU 6107 Image generation circuit 6108, 6109, 6110 Image memory interface Circuit 6111 Image input interface circuit 6112, 6113 TV signal receiving circuit 6114 Input unit Vx, Va DC voltage source

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の対向する電極間に、導電性薄膜
形成用材料を含む溶液の液滴を付与して導電性薄膜を形
成し、該導電性薄膜に電子放出部を形成する電子放出素
子の製造方法であって、 前記基板上の対向する電極間にあらかじめ多孔質層を形
成しておき、前記液滴を付与することを特徴とする電子
放出素子の製造方法。
1. An electron emission device comprising: applying a droplet of a solution containing a material for forming a conductive thin film between opposed electrodes on a substrate to form a conductive thin film; and forming an electron emission portion in the conductive thin film. A method for producing an element, comprising: forming a porous layer in advance between opposing electrodes on the substrate; and applying the droplet.
【請求項2】 前記多孔質層は、多孔質シリカ層である
ことを特徴とする請求項1記載の電子放出素子の製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the porous layer is a porous silica layer.
【請求項3】 前記多孔質シリカ層は、原材料として有
機・無機複合体を用い、これを加熱焼成させて有機部分
を消失させた時に得られる無機多孔質体を用いることを
特徴とする請求項2記載の電子放出素子の製造方法。
3. The porous silica layer uses an organic-inorganic composite as a raw material, and uses an inorganic porous substance obtained when the organic portion is eliminated by heating and firing the composite. 3. The method for manufacturing an electron-emitting device according to item 2.
【請求項4】 前記多孔質シリカ層に用いる有機・無機
複合体は、無機酸化物のマトリックス中に、ウレタン結
合、ウレア結合及び/又はアミド結合を有する糖類誘導
体が均一に分散されてなる有機・無機複合透明均質体で
あることを特徴とする請求項2又は3記載の電子放出素
子の製造方法。
4. The organic / inorganic composite used for the porous silica layer is an organic / inorganic composite obtained by uniformly dispersing a saccharide derivative having a urethane bond, a urea bond and / or an amide bond in a matrix of an inorganic oxide. The method for producing an electron-emitting device according to claim 2, wherein the method is an inorganic composite transparent homogeneous body.
【請求項5】 前記糖類誘導体がスクロースのイソプロ
ピルカルバメイトである有機・無機複合透明均質体であ
ることを特徴とする請求項4記載の電子放出素子の製造
方法。
5. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 4, wherein said saccharide derivative is a transparent homogeneous organic-inorganic composite material, which is isopropyl carboxylate of sucrose.
【請求項6】 前記無機酸化物のマトリックスがシリカ
ゲルのマトリックスである有機・無機複合透明均質体で
あることを特徴とする請求項4又は5記載の電子放出素
子の製造方法。
6. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 4, wherein the matrix of the inorganic oxide is a transparent homogeneous organic-inorganic composite which is a matrix of silica gel.
【請求項7】 前記液滴の付与をインクジェット方式に
より行なうことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
1項記載の電子放出素子の製造方法。
7. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the application of the droplet is performed by an ink-jet method.
【請求項8】 電子放出素子と、該電子放出素子への電
圧印加手段とを具備した電子源の製造方法であって、 請求項1乃至7のいずれか1項記載の電子放出素子の製
造方法を用いたことを特徴とする電子源の製造方法。
8. A method for manufacturing an electron source, comprising: an electron-emitting device; and means for applying a voltage to the electron-emitting device, wherein the method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1 is performed. A method for manufacturing an electron source, characterized by using:
【請求項9】 電子放出素子および該電子放出素子への
電圧印加手段とを具備した電子源と、前記電子放出素子
から放出される電子を受けて発光する蛍光膜とを具備す
る表示パネルの製造方法であって、 請求項1乃至7のいずれか1項記載の電子放出素子の製
造方法を用いたことを特徴とする表示パネルの製造方
法。
9. Manufacture of a display panel comprising: an electron source including an electron-emitting device and a means for applying a voltage to the electron-emitting device; and a phosphor film that receives and emits light from the electron-emitting device. A method for manufacturing a display panel, comprising using the method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1.
【請求項10】 電子放出素子および該電子放出素子へ
の電圧印加手段とを具備した電子源と、前記電子放出素
子から放出される電子を受けて発光する蛍光膜と、外部
信号を用いて前記電子放出素子へ印加する電圧を制御す
る駆動回路とを具備する画像形成装置の製造方法であっ
て、 請求項1乃至7のいずれか1項記載の電子放出素子の製
造方法を用いたことを特徴とする画像形成装置の製造方
法。
10. An electron source comprising: an electron-emitting device; and a voltage applying means for applying voltage to the electron-emitting device; a phosphor film that receives and emits electrons emitted from the electron-emitting device; A method for manufacturing an image forming apparatus, comprising: a driving circuit for controlling a voltage applied to an electron-emitting device; wherein the method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1 is used. Manufacturing method of an image forming apparatus.
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