JPH11317183A - Image display device - Google Patents

Image display device

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Publication number
JPH11317183A
JPH11317183A JP12253298A JP12253298A JPH11317183A JP H11317183 A JPH11317183 A JP H11317183A JP 12253298 A JP12253298 A JP 12253298A JP 12253298 A JP12253298 A JP 12253298A JP H11317183 A JPH11317183 A JP H11317183A
Authority
JP
Japan
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electron
phosphor
image
voltage
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP12253298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Koyanagi
和夫 小▲柳▼
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH11317183A publication Critical patent/JPH11317183A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device having little color shift to a position shift in an X-direction, by forming a phosphor shape corresponding to distribution characteristics of electrons emitted. SOLUTION: This image display device has an electron emitting part 34 between a pair of element electrodes 32, 33 formed on a board 11, and also has an electron source in which plural electron emitting elements of a cold cathode type to emit electrons by a voltage applied between the element electrodes 32, 33 are disposed in a matrix shape and a phosphor to form an image by receiving radiation of the electrons emitted from the plural electron emitting elements. In this case, the shape of the phosphor is formed into a rhombus corresponding to a distribution characteristics of the electrons emitted.

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、ディスプレイやT
V表示器等の画像形成装置に関し、特に冷陰極型の電子
放出素子をマトリクス形状に配置した画像表示装置に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a display and a T
The present invention relates to an image forming apparatus such as a V display, and more particularly to an image display apparatus in which cold-cathode electron-emitting devices are arranged in a matrix.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電子を放出させ、蛍光体に衝突
させて発光させることにより画像を表示する画像形成装
置では、その電子を放出する真空雰囲気を維持する外囲
器、電子を放出させるための電子源(電子放出素子)
と、その駆動回路、更には、電子の衝突により発光する
蛍光体等を有する画像形成部材、電子を画像形成部材に
向けて加速するための加速電極と、その加速電極に加速
電圧を印加するための高圧電源などが必要である。
2. Description of the Related Art Generally, in an image forming apparatus for displaying an image by emitting electrons and colliding with a phosphor to emit light, an envelope for maintaining a vacuum atmosphere for emitting the electrons and an electron emitting device are provided. Electron source (electron-emitting device)
And an image forming member having a phosphor and the like which emits light by collision of electrons, an acceleration electrode for accelerating electrons toward the image forming member, and an acceleration voltage applied to the acceleration electrode. High-voltage power supply is required.

【0003】従来、電子放出素子として熱電子放出素子
と冷陰極電子放出素子の2種類が知られている。このう
ち冷陰極電子では例えば電界放出型素子(以下、「FE
型」という。)や、金属/絶縁層/金属型(以下、「M
IM型」という。)や表面伝導型電子放出素子等が知ら
れている。表面伝導型電子放出素子型の例としては、M.
I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.,10,129
0(1965)等に開示されたものがある。
Conventionally, two types of electron-emitting devices are known, a thermionic electron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device. Among them, cold cathode electrons are, for example, field emission devices (hereinafter referred to as “FE”).
Type ". ), Metal / insulating layer / metal type (hereinafter, “M
"IM type". ), A surface conduction electron-emitting device, and the like. Examples of the surface conduction electron-emitting device type include M.
I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys. , 10,129
0 (1965).

【0004】表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より電子放出が生ずる現象を利用するものである。この
伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン(Elinso
n)等によるSnO2薄膜を用いたものの他に、Au薄
膜によるもの[G.Dittmer`Thin Solid Films',9,3
17(1972)]や、In23 /SnO2 薄膜に
よるもの[M.Hartwelland C.G.Fonstad IEEE Trans.ED
Conf.',519(1975)]、カーボン薄膜によるも
の[荒木久 他:真空、第26巻、第1号、22(19
83)]等が報告されている。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As this conduction type electron-emitting device, the above-mentioned Elinson (Elinso
n) etc., the one using an Au thin film [G. Dittmer `Thin Solid Films', 9, 3
17 (1972)] and those using an In 2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and CGFonstad IEEE Trans. ED
Conf. ', 519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 22 (19)
83)] have been reported.

【0005】これらの表面伝導型電子放出素子の素子構
造の典型的な例として、M.Hartwellらによる素子の平面
図を図18に示す、同図において171は基板、174
はスパッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜
である。この導電性薄膜174は図示の様にH字形の平
面形状に形成されている。この導電性薄膜174に後述
の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことによ
り、電子放出部175が形成される。尚、図中の間隔L
は、0.5〜1[mm]、Wは0.1[mm]で設定さ
れている。また、図示の便宜から、電子放出部175は
導電薄膜174の中央に矩形の形状で示したが、これは
模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を
忠実に表現しているわけではない。
As a typical example of the device structure of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. 18 shows a plan view of a device by M. Hartwell et al.
Is a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. This conductive thin film 174 is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 175 is formed by subjecting the conductive thin film 174 to an energization process called energization forming described later. The interval L in the figure
Is set to 0.5 to 1 [mm], and W is set to 0.1 [mm]. In addition, for convenience of illustration, the electron emitting portion 175 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 174, but this is a schematic shape, and the position and shape of the actual electron emitting portion are faithfully represented. Not necessarily.

【0006】M.Hartwellらによる素子を始めとして上述
の表面伝導型電子放出素子においては、電子放出を行う
前に導電性薄膜174に通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を施すことにより電子放出部175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、
導電性薄膜174の両端に一定の直流電圧もしくは、例
えば1V/分程度の非常にゆっくりとしたレートで昇圧
する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜174を局
所的に破壊もしくは変化もしくは変質せしめ、電気的に
高抵抗な状態の電子放出部175を形成することであ
る。
In the above-described surface conduction electron-emitting device, such as the device by M. Hartwell et al., An electron-emitting portion 175 is formed by performing an energization process called energization forming on the conductive thin film 174 before electron emission. It was common to do. That is, energization forming is
A constant DC voltage or a DC voltage that increases at a very slow rate of, for example, about 1 V / minute is applied to both ends of the conductive thin film 174 to energize it, and the conductive thin film 174 is locally broken, changed, or altered. In other words, the purpose is to form the electron-emitting portion 175 in an electrically high-resistance state.

【0007】尚、局所的に破壊もしくは変質した導電性
薄膜174の一部には亀裂が発生する。
[0007] A crack is generated in a part of the conductive thin film 174 that is locally broken or deteriorated.

【0008】そして、この通電フォーミング後に導電性
薄膜174に適宜の電圧を印加した場合には、その亀裂
付近において電子放出が行われる。
When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 174 after the energization forming, electrons are emitted in the vicinity of the crack.

【0009】また、FE型の例は、例えば、W.P.Dyke &
W.W.Dolan`Field emission',Advance in Electron Phy
sics,8,89(1956)や、あるいは、C.A.Spindt
`Physical Properties of thin-film field emission c
atheodes with molybdenum cones',J.Appl.Phys.,4
7,5248(1976)等が知られている。
An example of the FE type is, for example, WPDyke &
WWDolan`Field emission ', Advance in Electron Phy
sics, 8, 89 (1956) or CASpindt
`Physical Properties of thin-film field emission c
atheodes with molybdenum cones', J. Appl. Phys. , 4
7, 5248 (1976).

【0010】FE型の素子構成の典型的な例として、図
19に前述のC.A.Spindtらによる素子の断面図を示す。
FIG. 19 shows a cross-sectional view of the above-mentioned device by CASpindt et al. As a typical example of the FE-type device configuration.

【0011】同図において、181は基板で、182は
導電材料よりなるエミッタ配線、183はエミッタコー
ン、184は絶縁層、185はゲート電極である。本素
子はエミッタコーン183とゲート電極185の間に適
宜の電圧を印刷することにより、エミッタコーン183
の先端部より電界放出を起こさせるものである。また、
FE型の他の素子構成として、図20の様な積層構造で
はなく、基板上に基板平面とほぼ平行にエミッタとゲー
ト電極を配置した例もある。また、MIM型の他の例と
しては、例えば、C.A.Mead,Operatio
n of tunnelemission Devic
es,J.ApplPhys.,32,646(196
1)などが知られている。このMIM型の素子構成の典
型的な例を図20に示す。同図は断面図であり、この図
において、191は基板で、192は金属よりなる下電
極、183は厚さ100オングストローム程度の薄い絶
縁層、194は厚さ80〜300オングストローム程度
の金よりなる上電極である。MIM型においては、上電
極194と下電極191と間に適宜の電圧を印加するこ
とにより、上電極194の表面より電子放出させもので
ある。
In FIG. 1, reference numeral 181 denotes a substrate, 182 denotes an emitter wiring made of a conductive material, 183 denotes an emitter cone, 184 denotes an insulating layer, and 185 denotes a gate electrode. The present device prints an appropriate voltage between the emitter cone 183 and the gate electrode 185, thereby forming the emitter cone 183.
The field emission is caused from the front end portion. Also,
As another element structure of the FE type, there is an example in which an emitter and a gate electrode are arranged on a substrate almost in parallel with the plane of the substrate, instead of the laminated structure shown in FIG. Other examples of the MIM type include, for example, C.I. A. Mead, Operation
n of tunnelemission Device
es, J .; ApplPhys. , 32, 646 (196
1) and the like are known. FIG. 20 shows a typical example of this MIM type element configuration. This figure is a sectional view, in which 191 is a substrate, 192 is a lower electrode made of metal, 183 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 Å, and 194 is made of gold having a thickness of about 80 to 300 Å. The upper electrode. In the MIM type, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 194 by applying an appropriate voltage between the upper electrode 194 and the lower electrode 191.

【0012】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
タを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単
純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上
に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶解等
の問題が発生しにくい。また、熱陰極素子の場合には応
答速度が速いという利点もある。
The above-described cold cathode device can obtain electrons at a lower temperature than the hot cathode device, and therefore does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode element, and a fine element can be produced. Further, even if a large number of elements are arranged on the substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. In the case of a hot cathode device, there is an advantage that the response speed is high.

【0013】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。
For this reason, research for applying the cold cathode device has been actively conducted.

【0014】例えば、表面伝導型電子は、冷陰極素子の
中でも特に構造が単純で製造も容易であることから大面
積にわたって多数の素子を形成できる利点がある。そこ
で、例えば、本出願人による特開昭64−31332号
公報において開示されるように、多数の素子を配列して
駆動するための方法が研究されている。特に、画像形成
装置への応用については、例えば本件出願人によるUS
P5,066,883や特開平2−257551号公報
や特開平4−28137号公報おいて開示されているよ
うに、表面伝導型電子放出素子と電子ビームの照射にり
発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置が
研究されている。このような表面伝導型電子放出素子と
蛍光体とを組み合わせて用いた画像形成装置、従来の他
の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待されてい
る。例えば、近年普及してきた液晶表示装置と比較して
も、自発光型であるためバッククライトを必要としない
点や、視野角が広い点が優れている。また、FE型を多
数個並べて駆動する方法は、例えば本件出願人によるU
SP4,904,895に開示されている。また、FE
型を画像表示装置に応用した例として、例えば、R.Meye
rらにより報告された平板型表示装置が知られている
[R.Meyer:`Recent Development on Microtips Display
at LETI',ech.Digest of 4th Int.Vacuum Micro-elect
ronics Conf.,Nagahara.pp.6−9(199
1)]。
For example, surface conduction type electrons have the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because of their simple structure and easy manufacture among cold cathode devices. Therefore, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 by the present applicant, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied. In particular, regarding application to an image forming apparatus, for example, US Pat.
As disclosed in P5,066,883, JP-A-2-257551 and JP-A-4-28137, a surface conduction electron-emitting device is combined with a phosphor that emits light by irradiation with an electron beam. The image display device used in this study has been studied. An image forming apparatus using such a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display apparatuses. For example, as compared with a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it is excellent in that it is a self-luminous type and does not require a backlight, and has a wide viewing angle. In addition, a method of driving a plurality of FE types by arranging them is disclosed in, for example, U.S. Pat.
SP 4,904,895. Also, FE
Examples of applying the mold to an image display device include, for example, R. Meye
The flat panel display reported by R. et al. is known [R. Meyer: `Recent Development on Microtips Display
at LETI ', ech.Digest of 4th Int.Vacuum Micro-elect
ronics Conf., Nagahara. pp. 6-9 (199
1)].

【0015】また、MIM型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、例えば本件出願人による特開平3−
55738号公報に開示されている。
An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 5,557,838.

【0016】又、本発明者等は、上記従来技術に記載し
たものを始めとして、さまざまな材料、製法、構造の冷
陰極素子を試みてきた。更に、多数の冷陰極素子を配列
したマルチ電子ビーム源、並びにこのマルチ電子ビーム
源を応用した画像表示装置について研究を行ってきた。
The present inventors have tried cold cathode devices of various materials, manufacturing methods and structures, including those described in the above-mentioned prior art. Furthermore, research has been conducted on a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode devices are arranged, and on an image display device using the multi-electron beam source.

【0017】本願発明者等は、例えば、図21に示す電
気的な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてき
た。すなわち、冷陰極素子を2次元的に多数個配列し、
これらの素子を図示のようにマトリクス状に配線したマ
ルチ電子ビーム源である。
The inventors of the present application have tried a multi-electron beam source by an electric wiring method shown in FIG. 21, for example. That is, a large number of cold cathode devices are two-dimensionally arranged,
A multi-electron beam source in which these elements are wired in a matrix as shown.

【0018】図中、201は冷陰極素子を模式的に示し
たもの、202は行方向配線、203は列方向配線であ
る。行方向配線202および列方向配線203は、実際
には有限の電気抵抗を有するものであるが、図において
は配線抵抗204および205として示されている。上
述のような配線方法を、単純マトリクス配線と呼ぶ。
尚、図示の便宜上、6×6のマトリクスで示している
が、マトリクスの規模はむしろこれに限ったものではな
く、例えば画像表示装置用のマルチ電子ビーム源の場合
には、所望の画像表示を行うに足りるだけの素子を配列
し配線するものである。
In the figure, 201 is a schematic diagram of a cold cathode element, 202 is a wiring in the row direction, and 203 is a wiring in the column direction. The row wiring 202 and the column wiring 203 actually have finite electrical resistance, but are shown as wiring resistances 204 and 205 in the figure. The above-described wiring method is called simple matrix wiring.
For convenience of illustration, the matrix is shown as a 6 × 6 matrix, but the size of the matrix is not limited to this. For example, in the case of a multi-electron beam source for an image display device, a desired image display is performed. Elements that are sufficient for the operation are arranged and wired.

【0019】冷陰極素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力さ
せるため、行方向配線202および列方向配線203に
適宜の電気信号を印加する。例えば、マトリクスの中の
任意の1行の冷陰極素子を駆動するには、選択する行の
行方向配線202には選択電圧Vsを印加し、同時に非
選択の行の行方向配線に203には非選択電圧Vnsを
印加する。これと同期して列方向配線202に電子ビー
ムを出力するための駆動電圧Veを印加する。
In a multi-electron beam source in which cold cathode elements are arranged in a simple matrix wiring, appropriate electric signals are applied to the row wiring 202 and the column wiring 203 to output a desired electron beam. For example, in order to drive an arbitrary one row of the cold cathode elements in the matrix, the selection voltage Vs is applied to the row direction wiring 202 of the selected row, and at the same time, the selection voltage Vs is applied to the row direction wiring 203 of the non-selected row. A non-selection voltage Vns is applied. In synchronization with this, a driving voltage Ve for outputting an electron beam is applied to the column wiring 202.

【0020】この方法によれば、配線抵抗204および
205による電圧降下を無視すれば、選択する行の冷陰
極素子には、(Ve−Vs)の電圧が印加され、また非
選択行の冷陰極素子には、(Ve−Vns)の電圧が印
加される。これら、Ve,Vs,Vnsの電圧値を適宜
の大きさにすれば、選択する行の冷陰極素子だけから所
望の強度の電子ビームが出力されるはずであり、また列
方向の各々に異なる駆動電圧Veを印加すれば、選択す
る行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力さ
れるはずである。また、駆動電圧Veを印加する時間の
長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも
変えることができる。
According to this method, if the voltage drop due to the wiring resistors 204 and 205 is ignored, a voltage of (Ve-Vs) is applied to the cold cathode element of the selected row, and the cold cathode element of the non-selected row is applied. A voltage of (Ve-Vns) is applied to the element. If the voltage values of Ve, Vs, and Vns are set to appropriate values, an electron beam having a desired intensity should be output only from the cold cathode elements in the selected row, and different driving in each of the column directions. When the voltage Ve is applied, electron beams of different intensities should be output from each of the elements in the selected row. Also, by changing the length of time during which the drive voltage Ve is applied, the length of time during which the electron beam is output can be changed.

【0021】従って、冷陰極素子を単純マトリクス配線
したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用可能性があ
り、例えば画像情報に応じた電気信号を適宜印加すれ
ば、画像表示装置用の電子源として好適に用いることが
できる。
Therefore, a multi-electron beam source in which cold cathode devices are arranged in a simple matrix wiring has various applications. For example, if an electric signal corresponding to image information is appropriately applied, it is suitable as an electron source for an image display device. Can be used.

【0022】ところで、従来の画像形成装置において、
蛍光体の形状は図22(a),(b)に示すように、もっとも
一般的には通常CRTに用いられている様なストライプ
形状、あるいは円形状であり、あるいは矩形や亀甲型を
碁盤目状や蜂の巣状に配置したものなどがあった。
Incidentally, in the conventional image forming apparatus,
The shape of the phosphor is, as shown in FIGS. 22 (a) and (b), most commonly a stripe shape or a circular shape as usually used for a CRT, or a rectangular or tortoise-shaped cross section. And some were arranged in a honeycomb.

【0023】またこれらの配置において、コントラスト
の向上と隣接する蛍光体(画像形成部材)のはみ出し等
を防ぐために、一般的に設けられるブラックストライプ
やブラックマトリクスが設けられている。
In these arrangements, generally provided black stripes or black matrices are provided in order to improve the contrast and prevent the adjacent phosphors (image forming members) from protruding.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の蛍光体配置においては、電子源基板および、フェース
プレートとの封着時におけるX方向のずれや、高圧端子
への印加電圧の変化などによるビームのずれがおこるこ
とがあり、そのため、ブラックストライプで防ぎきれ
ず、色ずれが起こってしまう問題があった。そこで従来
の蛍光体が最適な形状とはいえないことが、本願発明者
らの研究の結果わかってきた。
However, in these phosphor arrangements, the beam is displaced in the X direction at the time of sealing with the electron source substrate and the face plate, and the beam applied due to a change in the voltage applied to the high voltage terminal. A shift may occur, and therefore, there is a problem that a black stripe cannot completely prevent the shift and a color shift occurs. Therefore, as a result of the study by the present inventors, it has been found that the conventional phosphor cannot be said to have an optimal shape.

【0025】そこで、本発明は、電子放出される電子の
分布特性に応じた蛍光体の形状とすることにより、上述
の問題を解決し、x方向の位置ずれに対して色ずれの少
ない画像表示装置を提供することを課題としている。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems by forming the shape of the phosphor in accordance with the distribution characteristics of the electrons emitted from the electron, and displays an image with little color shift with respect to the positional shift in the x direction. It is an object to provide a device.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の画像表示装置は、基板上に形成された一対の
素子電極間に電子放出部を有し、前記素子電極間に電圧
を印加することで電子放出する冷陰極型の電子放出素子
がマトリクス形状に複数配置された電子源と複数の電子
放出素子から放出された電子の照射を受けて画像形成す
る蛍光体を有する画像形成装置であって、蛍光体の形状
を電子放出される電子の分布特性に応じた形状である菱
形としている。
An image display apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problems has an electron emission portion between a pair of device electrodes formed on a substrate, and applies a voltage between the device electrodes. An image forming apparatus having an electron source in which a plurality of cold-cathode-type electron-emitting devices that emit electrons when applied are arranged in a matrix and a phosphor that forms an image by receiving irradiation of electrons emitted from the plurality of electron-emitting devices In this case, the shape of the phosphor is a rhombus that is a shape corresponding to the distribution characteristics of the electrons emitted.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0028】図1は、本実施の形態に用いたディスプレ
イパネル10の斜視図であり、内部構造を示すためにパ
ネルの一部を切り欠いて示している。
FIG. 1 is a perspective view of a display panel 10 used in the present embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【0029】図中、15はリアプレート、16は側壁、
17はフェースプレートであり、15〜17により表示
パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成し
ている。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の
接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する
必要があるが、例えばフリットガラスを接合部に塗布
し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏400〜50
0度で10分以上焼成することにより封着を達成した。
気密容器内部を真空に排気する方法については後述す
る。
In the figure, 15 is a rear plate, 16 is a side wall,
Reference numeral 17 denotes a face plate, which forms an airtight container for maintaining the inside of the display panel at a vacuum by 15 to 17. When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member to maintain sufficient strength and airtightness.For example, apply frit glass to the joints, and in air or nitrogen atmosphere, 400-50
Sealing was achieved by firing at 0 degrees for 10 minutes or more.
A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later.

【0030】リアプレート15には、基板11が固定さ
れているが、この基板11上には冷陰極素子12がn×
m個形成されている。(ここでn,mは2以上の整数で
あり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。
例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装
置においては、n=3000,m=1000以上の数を
設定することが望ましい。本実施形態においては、n=
3072,m=1024)とした。前記n×m個の冷陰
極素子は、m本の行方向配線13とn本の列方向配線1
4とによる単純マトリクス配線されている。
The substrate 11 is fixed to the rear plate 15, and the cold cathode elements 12 are provided on the substrate 11 by n ×
m pieces are formed. (Here, n and m are integers of 2 or more, and are appropriately set according to the target number of display pixels.
For example, in a display device for displaying high-definition television, it is desirable to set the number to n = 3000 and m = 1000 or more. In the present embodiment, n =
3072, m = 1024). The n × m cold cathode elements are composed of m row-directional wirings 13 and n column-directional wirings 1.
4 and a simple matrix wiring.

【0031】前記、11〜14によって構成される部分
をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。尚、マルチ電子ビーム源
の製造方法や構造については、後で詳しく述べる。本実
施形態においては、気密容器のリアプレート15にマル
チ電子ビーム源の基板11を固定する構成としたが、マ
ルチ電子ビーム源の基板11が十分な強度を有するもの
である場合には、気密容器のリアプレートとしてマルチ
電子ビーム源の基板11自体を用いてもよい。また、フ
ェースプレート17の下面には、蛍光膜18が形成され
ている。
The portion constituted by 11 to 14 is called a multi-electron beam source. The manufacturing method and structure of the multi-electron beam source will be described later in detail. In the present embodiment, the substrate 11 of the multi-electron beam source is fixed to the rear plate 15 of the hermetic container. However, if the substrate 11 of the multi-electron beam source has a sufficient strength, the hermetic container is used. May be used as the rear plate of the multi-electron beam source. Further, a fluorescent film 18 is formed on the lower surface of the face plate 17.

【0032】本実施の形態ではカラー表示装置であるた
め、蛍光膜18の部分にはCRTの分野で用いられる
赤、緑、青の3原色の蛍光体が塗り分けられている。各
色の蛍光体は、電子源の個々の電子放出素子から放出さ
れた電子の各々に対応して、図2に示すように、Y軸お
よびX軸にそれぞれ対称な菱形の形状で形成されてお
り、黒色の導電体と交互に敷き詰められている。黒色の
導電体を設ける目的は、電子ビームの照射位置のずれに
よる表示色のずれの減少や、外光の反射を防止して表示
コントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光
膜のチャージアップを防止すること等である。黒色の導
電体22には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目
的に適するものであればこれ以外の材料を用いてもよ
い。
Since the present embodiment is a color display device, phosphors of three primary colors of red, green and blue used in the field of CRT are separately applied to a portion of the fluorescent film 18. The phosphors of each color are formed in a rhombic shape symmetrical with respect to the Y-axis and the X-axis, respectively, as shown in FIG. 2, corresponding to each of the electrons emitted from the individual electron-emitting devices of the electron source. , And are alternately spread with black conductors. The purpose of providing the black conductor is to reduce the shift of the display color due to the shift of the irradiation position of the electron beam, to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from lowering, and to charge up the fluorescent film by the electron beam. Prevention. Although graphite is used as a main component for the black conductor 22, any other material may be used as long as it is suitable for the above purpose.

【0033】また、蛍光体21のリアプレート側の面に
は、CRTの分野では公知のメタルバック19を設けて
ある。このメタルバック19を設けた目的は、蛍光膜1
8が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させ
るためや、負イオンの衝突から蛍光膜18を保護するた
め、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として用
させるため、蛍光膜18を励起した電子の導電路として
作用させるためなどである。メタルバック19は、蛍光
膜18をフェースプレート基板17上に形成した後、蛍
光膜表面を平滑化処理し、その上にAlを真空蒸着する
方法により形成した。なお、蛍光膜18に低電圧用の蛍
光体材料を用いた場合には、メタルバック19は用いな
い。
A metal back 19, which is well known in the field of CRT, is provided on the surface of the phosphor 21 on the rear plate side. The purpose of providing the metal back 19 is to
8 is used as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage in order to improve a light utilization rate by mirror-reflecting a part of the light emitted from the light emitting element 8, to protect the fluorescent film 18 from collision of negative ions, This is because the film 18 acts as a conductive path for the excited electrons. The metal back 19 was formed by forming the fluorescent film 18 on the face plate substrate 17, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon. When a fluorescent material for low voltage is used for the fluorescent film 18, the metal back 19 is not used.

【0034】また、本実施例では用いなかったが、加速
電圧の印加用の蛍光膜の導電性向上を目的として、フェ
ースプレート基板17と蛍光膜18との間に例えばIT
Oを材料とする透明電極を設けてもよい。
Although not used in this embodiment, for the purpose of improving the conductivity of the fluorescent film for applying an acceleration voltage, for example, an IT
A transparent electrode made of O may be provided.

【0035】また、Dx1からDxmおよびDy1から
DynおよびHvは、当該表示パネルと不図示の電気回
路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接
続用端子である。Dx1からDxmはマルチ電子ビーム
源の行方向配線13と、Dy1からDynはマルチ電子
ビーム源の列方向配線14と、Hvはフェースプレート
のメタルバック19と電気的に接続されている。
Further, Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn and Hv are electric connection terminals of an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are electrically connected to the row wiring 13 of the multi-electron beam source, Dy1 to Dyn are column wiring 14 of the multi-electron beam source, and Hv is electrically connected to the metal back 19 of the face plate.

【0036】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を10-7Torr程度の真
空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密
容器内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは
封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜(不図
示)を形成する。ゲッター膜とは、例えば、Baを主成
分とするゲッター材料をヒータもしくは高周波加熱によ
り加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸
着作用により気密容器内は1×10-5ないし1×10-7
Torrの真空度に維持される。
In order to evacuate the inside of the hermetic container, after the hermetic container is assembled, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the hermetic container is evacuated to a degree of vacuum of about 10 -7 Torr. I do. Thereafter, the exhaust pipe is sealed, but a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating, and the inside of the hermetic container is 1 × 10 -5 to 1 by the adsorbing action of the getter film. × 10 -7
The pressure is maintained at Torr.

【0037】以上、本発明実施の形態の表示パネルの基
本構成と製法を説明した。
The basic configuration and manufacturing method of the display panel according to the embodiment of the present invention have been described above.

【0038】次に、図2に示すような形状の蛍光体を用
いた利点を説明する。
Next, advantages of using a phosphor having a shape as shown in FIG. 2 will be described.

【0039】基板上に形成された一対の素子電極間に電
子放出部を有し、該素子電極間に電圧を印加することで
電子放出をする冷陰極型電子放出素子、例えば表面伝導
型電子放出素子において、基板上に形成された薄膜の膜
面に平行な電流を流すために薄膜に接続された電極には
基板面と平行に電圧が印加され、これにより電子放出す
る。このため、放出された電子は、電圧印加により形成
される電場の影響を受け、高電位な電極側に偏向された
り、軌道が曲げられたりする。この結果、画像形成部材
に衝突したときの電子ビームスポットの形状が変形した
り、歪んだものとなる。
A cold cathode type electron-emitting device which has an electron-emitting portion between a pair of device electrodes formed on a substrate and emits electrons by applying a voltage between the device electrodes, for example, a surface conduction type electron-emitting device In the device, a voltage is applied to an electrode connected to the thin film in parallel with the substrate surface in order to flow a current parallel to the film surface of the thin film formed on the substrate, thereby emitting electrons. For this reason, the emitted electrons are affected by an electric field formed by applying a voltage, and are deflected to a high-potential electrode side or bent orbits. As a result, the shape of the electron beam spot when colliding with the image forming member becomes deformed or distorted.

【0040】図3(A)は本実施の形態の画像表示装置
における1画素の表示部分の拡大図、図3(B)は、電
子放出を説明するための側面図で、前述の図1と共通す
る部分は同じ番号で示している。
FIG. 3A is an enlarged view of a display portion of one pixel in the image display device according to the present embodiment, and FIG. 3B is a side view for explaining electron emission. Common parts are indicated by the same numbers.

【0041】図3(A)において、39はフェースプレ
ート17上に電子ビームにより形成されたスポット形状
を示している。35はガラス板、18は蛍光膜、19は
メタルバックである。30は本実施の形態の電子放出素
子を駆動するための電源で、その出力電圧はVfであ
る。34は電子放出素子から放出された電子を加速する
ための加速電圧電源で、その出力電圧はVaである。3
2,33は基板11に形成された素子駆動用電極で、3
2は低電位側の電極、33は高電位側の電極を示してい
る。34は電子放出部である。
In FIG. 3A, reference numeral 39 denotes a spot shape formed on the face plate 17 by an electron beam. 35 is a glass plate, 18 is a fluorescent film, and 19 is a metal back. Reference numeral 30 denotes a power supply for driving the electron-emitting device of the present embodiment, and its output voltage is Vf. Reference numeral 34 denotes an accelerating voltage power supply for accelerating the electrons emitted from the electron-emitting device, and its output voltage is Va. 3
Reference numerals 2 and 33 denote element driving electrodes formed on the substrate 11, and 3
Reference numeral 2 denotes a low-potential-side electrode, and 33 denotes a high-potential-side electrode. Reference numeral 34 denotes an electron emission unit.

【0042】図3(B)に示すように、電子放出部34
より放出された電子のほとんどは点線で示すような軌跡
を描いて蛍光面に到達すると考えられる。
As shown in FIG. 3B, the electron emitting portion 34
It is considered that most of the emitted electrons reach the phosphor screen along a locus indicated by a dotted line.

【0043】ここで図4に示すような形状のビームスポ
ット39が形成される理由、即ち、電子ビームがX,Y
方向にある程度広がりをもち、かつ高電位の素子電極3
3側(図中Xプラス方向)の面積が大きいほぼ扇形の形
状にて画像形成部材(フェースプレート)に到達する理
由は、表面伝導型電子放出素子の電子放出機構について
完全に解明はされていないので、明確ではないが、本発
明者らは、電子の放出機構については、幾多の実験から
初速度を持った電子があらゆる方向へ散乱されるように
放出されていると考えている。
Here, the reason why the beam spot 39 having the shape shown in FIG.
Element electrode 3 having a certain degree of spread in the direction and having a high potential
The reason for arriving at the image forming member (face plate) in a substantially fan-shaped shape having a large area on the three sides (X plus direction in the figure) has not been completely elucidated with respect to the electron emission mechanism of the surface conduction electron-emitting device. Therefore, although it is not clear, the present inventors believe that electrons having an initial velocity are emitted so as to be scattered in all directions from many experiments.

【0044】また、あらゆる方向へ放出される電子のう
ち、高電位の素子電極33側方向(図中Xプラス方向)
に放出された電子がビームスポット39の先端部41に
到達し、低電位の素子電極32方向(図中Xマイナス方
向)に放出された電子がビームスポット39の尾部42
に到達すると考えられている。但し、ビームスポット3
9の尾部42の輝度は、他の部分に比べて低いため、低
電位の素子電極32側方向に放出される電子の量は非常
に少ないと推察される。
Also, of the electrons emitted in all directions, the direction toward the high potential element electrode 33 (X plus direction in the figure)
The electrons emitted to the tip 41 of the beam spot 39 reach the tip 41 of the beam spot 39, and the electrons emitted in the direction of the low-potential element electrode 32 (X minus direction in the figure) form a tail 42 of the beam spot 39.
It is believed to reach. However, beam spot 3
Since the brightness of the tail 42 of the 9 is lower than that of the other portions, it is estimated that the amount of electrons emitted toward the low potential element electrode 32 is very small.

【0045】また、Y方向の初速度成分を持った電子に
ついて考えると、図3において、電子放出部34のY方
向側より放出された電子は素子電極32,33の端部の
影響を受け、電子放出部34のY方向中央付近から放出
された電子とはフェースプレート17への到達点が徐々
に異なる。このため、図4に示すように、ビームスポッ
ト全体の内の先端部、即ちXプラス方向の初速度成分を
持って放出された電子により形成される部分(X方向の
初速度=0にて放出された電子がビームスポットの中心
軸43に達すると考えられるから、中心軸43よりXプ
ラス方向の部分に到達した電子は、電子放出部34から
放出されたときには、Xプラス方向の初速度成分を有し
ていたと考えられる。)が半円形あるいは半楕円形とな
ることが、ンピュータシュミレーションにより、ほぼ判
明している。
Considering electrons having an initial velocity component in the Y direction, in FIG. 3, electrons emitted from the Y direction side of the electron emitting portion 34 are affected by the ends of the device electrodes 32 and 33. The point of arrival at the face plate 17 is gradually different from the electrons emitted from the vicinity of the center of the electron emitting portion 34 in the Y direction. Therefore, as shown in FIG. 4, the tip of the entire beam spot, that is, a portion formed by electrons emitted with an initial velocity component in the X plus direction (emitted at an initial velocity = 0 in the X direction) Since it is considered that the emitted electrons reach the central axis 43 of the beam spot, the electrons that have reached the portion in the X-plus direction from the central axis 43 have an initial velocity component in the X-plus direction when emitted from the electron emission portion 34. Has been found to be semicircular or semi-elliptical by computer simulation.

【0046】いずれにせよ、基板11上に並設された素
子電極32,33間に駆動電圧Vfを印加することによ
り、基板11にほぼ平行な電界が生じる状態で電子放出
する表面伝導型電子放出素子のような素子においては、
例えば複数個の電子放出部34が高電位側素子電極を囲
んで軸対称な位置に配置されている、あるいはビーム形
状の補正用電極を有するといった、なんらかの補正がな
い場合、ビームスポット39の形状は、素子電極32,
33間に印加する電圧の方向と垂直な軸に関して非対称
な形状となることは避けられない。このように、ビーム
スポット39の形状が非対称であること自体は、画像表
示装置への応用に際して、特に大きな支障となるとは考
えられない。
In any case, by applying a drive voltage Vf between the device electrodes 32 and 33 arranged in parallel on the substrate 11, a surface conduction type electron emission that emits electrons in a state where a substantially parallel electric field is generated in the substrate 11. In devices such as devices,
For example, if there is no correction such as a plurality of electron emitting portions 34 being arranged at axially symmetric positions surrounding the high-potential-side device electrode, or having a beam shape correcting electrode, the shape of the beam spot 39 is , Device electrode 32,
It is unavoidable that the shape becomes asymmetric with respect to the axis perpendicular to the direction of the voltage applied between 33. As such, the asymmetric shape of the beam spot 39 is not considered to be a particularly serious problem when applied to an image display device.

【0047】但し、上述したような表面伝導型電子放出
素子をはじめとする、電子放出素子を形成した基板面と
ほぼ平行な電界を形成することで電子放出する電子源に
おいては、その電子放出特性の傾向、即ち電圧印加方向
と垂直な軸に関して非対称なビームスポットを採用する
場合には、放出された電子ビームを有効に利用すること
ができず、更に画素密度を向上する点でも不利であると
考えられる。
However, electron sources that emit electrons by forming an electric field substantially parallel to the substrate surface on which the electron-emitting devices are formed, such as the above-mentioned surface conduction electron-emitting devices, have electron emission characteristics. In the case of employing a beam spot that is asymmetric with respect to the axis perpendicular to the voltage application direction, the emitted electron beam cannot be used effectively, and it is disadvantageous in that the pixel density is further improved. Conceivable.

【0048】図5は、従来のストライプ形状の蛍光膜に
表面伝導型電子放出素子を用いた電子源〜電子ビームが
照射されている状態を模式的に示した図である。Px,
Pyはそれぞれ、x方向、y方向のビームの長さであ
る。図3における素子長LによりPyは変わり、また、
Va,Vfアノードと基板の距離を変更することによっ
て、図5中のビーム形状が変化する。
FIG. 5 is a view schematically showing a state in which a conventional stripe-shaped fluorescent film is irradiated with an electron source to an electron beam using a surface conduction electron-emitting device. Px,
Py is the length of the beam in the x and y directions, respectively. Py changes depending on the element length L in FIG.
By changing the distance between the Va and Vf anodes and the substrate, the beam shape in FIG. 5 changes.

【0049】以下、画像形成装置としての好ましい条件
を挙げる。Vaによりアノードに到達する電子量が増減
し、ビームの輝度が変化するためPy,Pxともに変化
する。ビームの輝度、電力量等から望ましいVaは数百
Vから数十kVである。
Hereinafter, preferable conditions for the image forming apparatus will be described. Va changes the amount of electrons reaching the anode and changes the brightness of the beam, so that both Py and Px change. Desirable Va is several hundred volts to several tens of kV from the viewpoint of beam luminance, electric energy and the like.

【0050】また、VfによりPx方向の電界がかか
り、この影響によりビーム幅Pxが変化する。駆動電力
等の理由から20Vまでが望ましい。また、アノード間
距離によりビームのPx,Pyが共に変化する。Va,
Vfにも依存するが1mm〜5mmが望ましい。
An electric field in the Px direction is applied by Vf, and the beam width Px changes due to this effect. A voltage of up to 20 V is desirable for reasons such as driving power. Further, both Px and Py of the beam change depending on the distance between the anodes. Va,
Although it depends on Vf, 1 mm to 5 mm is desirable.

【0051】一方、本実施の形態では、図6に示すよう
に、X軸、Y軸、それぞれに関して対称な菱形の形状に
形成している。図6(a)は従来のストライプ型蛍光
体、図6(b)は本発明の菱形蛍光体であり、比較のた
め(a)−(b)の蛍光体のX方向Y方向のピッチを等
しくしたものである。共に、コントラストの向上と隣接
する蛍光体(画像形成部材)のはみ出し等を防ぐため
に、一般的に設けられるブラックストライプやブラック
マトリクスが設けられている。しかしながら、電子源基
板および、フェースプレートとの封着において、X方向
のずれが大きかったり、高圧端子への印加電圧の変化な
どによるビームのずれによって、ブラックストライプで
防ぎ切れず、色ずれが起こってしまうことがあった。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, it is formed in a rhombic shape symmetric with respect to each of the X axis and the Y axis. FIG. 6A shows a conventional stripe phosphor, and FIG. 6B shows a rhombus phosphor of the present invention. For comparison, the pitches of the phosphors in FIGS. It was done. In both cases, generally provided black stripes or black matrices are provided in order to improve the contrast and prevent the adjacent phosphors (image forming members) from protruding or the like. However, in the sealing between the electron source substrate and the face plate, the displacement in the X direction is large, or the beam is displaced due to a change in the voltage applied to the high-voltage terminal. There was sometimes.

【0052】図6(a)と図6(b)において位置ずれ
したビーム61として示してある部分を比較して分かる
ように、同じ量の位置ずれに対して、本発明の形態で
は、隣の蛍光体にビームスポットが当っている部分が少
なくなっている。よって、色ずれが少なく電子ビームを
光等に変換できる。また図6(a)においては、X方向
の蛍光体間の距離をaとしているが図6(c)のように
a=0とすると、図6(a)に比べて図6(b)程では
ないが色ずれが少なく、かつX方向のピッチが短くなる
ためより高精細となる。また、図6(d)のようにX方
向に半ピッチずつずらして蛍光体を配置することでY方
向のピッチを短くすることができY方向についてもより
高精細にすることが出来る。次に、本実施の形態におけ
る画素形状の構成と電子放出方向について、更に詳しく
説明する。まず、画素の形状については、前述の一般的
に設けられるブラックストライプやブラックマトリクス
と呼ばれる黒色部材をまず印刷などの製法で形成し、そ
の空間にR.G.B.の蛍光体を、やはり印刷などで形
成すればよい。即ち、画素形状に関しては、概ね任意の
画素形状を、従来のCRTや、PDP等で用いられた方
法で作成できる。
As can be seen by comparing the portions shown as misaligned beams 61 in FIG. 6A and FIG. 6B, for the same amount of misalignment, the embodiment of the present invention The portion where the beam spot hits the phosphor is reduced. Therefore, the electron beam can be converted into light or the like with little color shift. In FIG. 6A, the distance between the phosphors in the X direction is a. However, when a = 0 as shown in FIG. 6C, the distance between the phosphors is approximately as shown in FIG. However, since the color misregistration is small and the pitch in the X direction is short, higher definition is achieved. By arranging the phosphors in the X direction by a half pitch as shown in FIG. 6D, the pitch in the Y direction can be shortened, and the definition in the Y direction can be further improved. Next, the configuration of the pixel shape and the electron emission direction in the present embodiment will be described in more detail. First, regarding the shape of the pixel, a black member called a black stripe or a black matrix, which is generally provided as described above, is first formed by a manufacturing method such as printing, and R.P. G. FIG. B. May be formed by printing or the like. That is, with respect to the pixel shape, an almost arbitrary pixel shape can be created by a method used in a conventional CRT, PDP, or the like.

【0053】以下詳しく説明する。The details will be described below.

【0054】図7は、電子源基板の平面図で、32が低
電圧側素子電極、33が高電圧側素子電極、14が列方
向配線、13が行方向配線、34が電子放出部、37が
結線電極であり、この構成の時電子ビームはすべてXプ
ラス方向に広がる扇形となる。
FIG. 7 is a plan view of the electron source substrate, wherein 32 is a low-voltage side device electrode, 33 is a high-voltage side device electrode, 14 is a column wiring, 13 is a row wiring, 34 is an electron emitting portion, Is a connection electrode, and in this configuration, all electron beams have a fan shape spreading in the X plus direction.

【0055】また、図8はY方向の配線を一つずつ飛ば
し、x方向について一つずつずらして素子を配置した図
である。
FIG. 8 is a diagram in which the wirings in the Y direction are skipped one by one and the elements are shifted one by one in the x direction.

【0056】図9は、前述したように形成されたマルチ
電子源を有するディスプレイパネル80に、例えばテレ
ビジョン放送を始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多機能表示装
置の一例を示すブロック図である。
FIG. 9 shows a configuration in which image information provided from various image information sources such as a television broadcast can be displayed on a display panel 80 having a multi-electron source formed as described above. It is a block diagram showing an example of a multifunctional display.

【0057】図中、80は本実施の形態のディスプレイ
パネルで、例えば蛍光体1には図2に示す形状の蛍光体
を有し、その列方向配線および行方向配線は例えば図
8、又は図9のように構成されている。81(a)、8
1(b)のそれぞれは、ディスプレイパネル80の駆動
回路で、81(a)はX軸方向の駆動回路、81(b)
はY軸方向の駆動回路を示している。本実施の形態の表
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。なお、本発明の主旨
とは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についての説明は
省略する。
In the figure, reference numeral 80 denotes a display panel according to the present embodiment. For example, the phosphor 1 has a phosphor having the shape shown in FIG. 9 is configured. 81 (a), 8
1 (b) is a drive circuit for the display panel 80, 81 (a) is a drive circuit in the X-axis direction, and 81 (b)
Indicates a drive circuit in the Y-axis direction. When the display device of the present embodiment receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, the display device naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. A description of circuits and speakers relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that is not directly related to the gist of the present invention will be omitted.

【0058】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。
Hereinafter, the function of each unit will be described along the flow of the image signal.

【0059】まず、TV信号受信回路92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。ここ
で、受信されるTV信号の方式は特に限られているもの
ではなく、例えば、NTSC方式、PAL方式、SEC
AM方式などいずれの処理方式でもよい。また、これら
のよりさらに多数の走査線よりなるTV信号(例えばM
USE方式を初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ディスプレイパネル80の利
点を生かすのに好適な信号源である。こうしてTV信号
受信回路92で受信されたTV信号は、デコーダ84に
出力される。
First, the TV signal receiving circuit 92, for example,
This is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. Here, the format of the received TV signal is not particularly limited. For example, NTSC, PAL, SEC
Any processing method such as the AM method may be used. Also, a TV signal (for example, M
A so-called high-definition TV such as the USE system is a signal source suitable for taking advantage of the display panel 80 suitable for a large area and a large number of pixels. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 92 is output to the decoder 84.

【0060】V信号受信回路93は、例えば同軸ケーブ
ルや光ファイバ等のような有線伝送系を用いて伝送され
るTV画素信号を受信するための回路である。このTV
信号受信回路93もまたTV信号受信回路92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84に出力
される。
The V signal receiving circuit 93 is a circuit for receiving a TV pixel signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. This TV
Similarly to the TV signal receiving circuit 92, the signal receiving circuit 93 is not limited to a particular TV signal system.
The TV signal received by this circuit is also output to the decoder 84.

【0061】画像入力インターフェース回路91は、例
えばTVカメラや画像読み取りスキャナなどの画像入力
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84に出力される。画
像メモリインターフェース回路90は、ビデオテープレ
コーダ(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84に出力される。画像メモリインターフェース回
路88は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを配置している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ84
に出力される。
The image input interface circuit 91 is a circuit for taking in an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner.
The captured image signal is output to the decoder 84. The image memory interface circuit 90 is a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR). The captured image signal is output to the decoder 84. The image memory interface circuit 88 is a circuit for taking in an image signal from a device in which still image data is arranged, such as a so-called still image disk.
Is output to

【0062】入出力インターフェース回路85は、本実
施の形態の表示装置と、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。画像データや文字デ
ータ、図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場
合によっては本表示装置の備えるCPU86と外部機器
との間で制御信号や数値データの入出力等を行うことも
可能である。
The input / output interface circuit 85 is a circuit for connecting the display device of the present embodiment to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. In addition to inputting and outputting image data, character data, and graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 86 included in the display device and external devices in some cases. is there.

【0063】また、画像生成回路87は、前記入出力イ
ンターフェース回路85を介して外部から入力される画
像データや文字・図形情報や、あるいはCPU86より
出力される画像データや文字・図形情報に基づき表示用
画像データを生成する回路である。この画像生成回路8
7の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄
積するための書換可能メモリや、文字コードに対応する
画像パターンが記憶されている読みだし専用メモリや、
画像処理を行うためのプロセッサ等を初めとする、画像
の生成に必要な各種回路が組み込まれている。この画像
生成回路87により生成された表示用画像データは、デ
コーダ84に出力されるが、場合によっては前記入出力
インターフェース回路85を介して外部のコンピュータ
ネットワークやプリンタ入出力することも可能である。
The image generation circuit 87 displays an image based on image data and character / graphic information input from the outside via the input / output interface circuit 85, or image data and character / graphic information output from the CPU 86. This is a circuit for generating image data for use. This image generation circuit 8
7, a rewritable memory for storing, for example, image data and character / graphic information, a read-only memory storing an image pattern corresponding to a character code,
Various circuits necessary for generating an image, such as a processor for performing image processing, are incorporated. The display image data generated by the image generation circuit 87 is output to the decoder 84. In some cases, the display image data can be input / output through an external computer network or a printer via the input / output interface circuit 85.

【0064】CPU86は、主として本表示装置の動作
制御や、表示画像の生成や選択や編集に係る作業を行
う。例えば、マルチプレクサ83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82に対
して制御信号を発生し、画面表示周波数や走査方法(例
えばインターレースかノンインターレースか)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。ま
た、前記画像生成回路に対して画像データや文字・図形
情報を直接入力したり、あるいは前記入出力インターフ
ェース回路85を介して外部のコンピュータやメモリを
アクセスして画像データや文字・図形情報を入力する。
なお、CPU86は、むろんこれ以外の目的の作業にも
係るものであってもよい。例えば、パーソナルコンピュ
ータやワードプロセッサなどのように、入出力インター
フェース回路85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
協動して行ってもよい。
The CPU 86 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image. For example, a control signal is output to the multiplexer 83,
An image signal to be displayed on the display panel is appropriately selected or combined. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 82 in accordance with the image signal to be displayed, and the display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines on one screen, and the like are displayed. The operation of the device is appropriately controlled. Further, image data and character / graphic information are directly input to the image generation circuit, or image data and character / graphic information are input by accessing an external computer or memory via the input / output interface circuit 85. I do.
Note that the CPU 86 may be of course related to work for other purposes. For example, a computer such as a personal computer or a word processor may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 85 to perform operations such as numerical calculations in cooperation with external devices.

【0065】94は入力部で、CPU86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ほか、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。
Reference numeral 94 denotes an input unit for allowing a user to input commands, programs, data, and the like to the CPU 86. For example, in addition to a keyboard and a mouse, a joystick, a barcode reader, a voice recognition device, etc. Equipment can be used.

【0066】デコーダ84は、回路80〜94より入力
される種々の画像信号を3原色信号、または輝度信号と
I信号、Q信号に逆変換するための回路である。なお、
同図中に点線で示すように、デコーダ84は内部に画像
メモリを備えるのが望ましい。これは、たとえばMUS
E方式を初めとして、圧縮されている画像データを逆変
換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ信
号を扱うためである。また、このような画像メモリを備
えることにより静止画の表示が容易になる。また、ある
いは、画像生成回路87およびCPU86と協動して、
画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成などの画像処理
や編集が容易に行えるようになるという利点が生まれ
る。
The decoder 84 is a circuit for inversely converting various image signals input from the circuits 80 to 94 into three primary color signals or a luminance signal and I and Q signals. In addition,
As shown by a dotted line in FIG. 7, the decoder 84 preferably has an image memory therein. This is, for example, MUS
This is for handling a television signal that requires an image memory when inversely converting compressed image data, such as the E system. The provision of such an image memory facilitates the display of a still image. Alternatively, or in cooperation with the image generation circuit 87 and the CPU 86,
There is an advantage that image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition can be easily performed.

【0067】また、マルチプレクサ83は、CPU86
より入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択す
るものである。即ち、マルチプレクサ83はデコーダ8
4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81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、各領域ごとに異なる画像を表示
することも可能である。また、ディスプレイパネルコン
トローラ82は、前記CPU86より入力される制御信
号に基づき駆動回路81(a),81(b)の動作を制
御するための回路である。
The multiplexer 83 includes a CPU 86
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the controller. That is, the multiplexer 83 is connected to the decoder 8
4, a desired image signal is selected from the input inversely converted image signals and output to the drive circuit 81. In that case, by switching and selecting the image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display a different image for each area, as in a so-called multi-screen TV. is there. The display panel controller 82 is a circuit for controlling the operation of the drive circuits 81 (a) and 81 (b) based on the control signal input from the CPU 86.

【0068】まず、ディスプレイパネル80の基本的な
動作に係るものとして、例えば、ディスプレイパネル8
0の駆動電源(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81(a),81(b)に対して
出力する。また、ディスプレイパネル80の駆動方法に
関わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方法
(例えばインターレースかノンインターレースか)を制
御するための信号を駆動回路81(a),81(b)に
対して出力する。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81(a),81
(b)に対して出力する場合もある。
First, as a basic operation of the display panel 80, for example, the display panel 8
A signal for controlling an operation sequence of a drive power supply (not shown) of 0 is output to the drive circuits 81 (a) and 81 (b). In addition, as a signal related to the driving method of the display panel 80, for example, a signal for controlling a screen display frequency and a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced) is output to the driving circuits 81 (a) and 81 (b). I do. In some cases, control signals for adjusting image quality such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image are supplied to the driving circuits 81 (a) and 81 (a).
There is also a case where output is performed for (b).

【0069】なお、駆動回路81(a),81(b)
は、ディスプレイパネル80に印加する駆動信号を発生
するための回路であり、マルチプレクサ83から入力さ
れる画像信号と、ディスプレイパネルコントローラ82
より入力される制御信号に基づいて動作する。
The driving circuits 81 (a) and 81 (b)
Is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 80, and includes an image signal input from the multiplexer 83 and a display panel controller 82
It operates based on a control signal input from the controller.

【0070】以上、各部の機能を説明したが、図9に例
示した構成により、本実施の形態の表示装置において、
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80に表示することができる。即ち、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84
において逆変換された後、マルチプレクサ83において
適宜選択され、駆動回路81(a),81(b)に入力
される。
The function of each unit has been described above. With the configuration illustrated in FIG.
Image information input from various image information sources can be displayed on the display panel 80. That is, various image signals including television broadcasting are supplied to the decoder 84.
After being inversely converted in, the signal is appropriately selected in the multiplexer 83 and input to the drive circuits 81 (a) and 81 (b).

【0071】一方、ディスプレイコントローラ82は、
表示する画像信号に応じて駆動回路81(a),81
(b)の動作を制御するための制御信号を発生する。駆
動回路81(a),81(b)は、上記画像信号と制御
信号に基づいてディスプレイパネル80において画像が
表示される。これらの一連の動作は、CPUにより統括
的に制御される。
On the other hand, the display controller 82
Driving circuits 81 (a), 81 according to an image signal to be displayed
A control signal for controlling the operation of (b) is generated. The driving circuits 81 (a) and 81 (b) display an image on the display panel 80 based on the image signal and the control signal. These series of operations are generally controlled by the CPU.

【0072】また、本実施の形態の表示装置において
は、デコーダ84に内蔵する画像メモリや、画像生成回
路およびCPUが関与することにより、単に複数の画像
情報のなか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、画像の縦横変
換など画像処理や、合成、消去、接続、入れ替え、はめ
込みなどの画像編集を行うことも可能である。また、本
実施の形態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
を行うための専用回路を設けてもよい。
Further, in the display device of the present embodiment, since the image memory incorporated in the decoder 84, the image generation circuit and the CPU are involved, only the information selected from a plurality of pieces of image information is displayed. Instead of image information to be displayed, for example, image processing such as enlargement, reduction, rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, vertical and horizontal conversion of the image, and synthesis, deletion, connection, replacement, inset, etc. It is also possible to perform image editing. Although not particularly described 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.

【0073】従って、本実施の形態の表示装置は、テレ
ビジョン放送の表示機器、コンピュータの端末機器、ワ
ードプロセッサ等の事務用端末機器、ゲーム機などの機
能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用あるいは民
生用としてきわめて応用範囲が広い。
Accordingly, the display device of the present embodiment can have the functions of a television broadcast display device, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor, a game machine, and the like in a single unit. It has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0074】なお、図9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80を用いた表示装
置の構成の一例を示したにすぎず、本発明はこれに限定
されるものではない。例えば、図10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、最適である。
FIG. 9 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel 80 using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and the present invention is not limited to this. . For example, among the components in FIG. 10, circuits relating to functions that are unnecessary for the intended use may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied as a videophone, it is optimal to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【0075】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型電子放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネ
ルが容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを
小さくすることが可能である。それに加えて、表面伝導
型電子放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネ
ルは大画面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れる
ため、本表示装置は臨場感にあふれ迫力に富んだ画像を
視認性良く表示することが可能である。
In the present display device, in particular, a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source can be easily thinned, so that the depth of the entire 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.

【0076】次に、本実施の形態のディスプレイパネル
80に用いたマルチ電子ビーム源の製造方法について説
明する。本実施の形態の画像表示装置に用いるマルチ電
子ビーム源は、表面伝導型放出素子を単純マトリクス配
線した電子源であれば、表面伝導型放出素子の材料や形
状あるいは製法に制限はない。しかしながら、本願発明
者らは、表面伝導型放出素子のなかでは、電子放出部も
しくはその周辺部を微粒子膜から形成したものが電子放
出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見い出
している。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置
のマルチ電子ビーム源に用いるには最も好適であるとい
える。そこで、上記実施の形態のディスプレイパネル8
0においては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子
膜から形成した表面伝導型放出素子を用いた。
Next, a method of manufacturing the multi-electron beam source used for the display panel 80 of the present embodiment will be described. The multi-electron beam source used in the image display device of the present embodiment is not limited as long as it is an electron source in which surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix, and the material, shape, and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device are not limited. However, the present inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance, large-screen image display device. Therefore, the display panel 8 of the above embodiment is
In the case of No. 0, a surface conduction electron-emitting device having the electron-emitting portion or its peripheral portion formed of a fine particle film was used.

【0077】そこで、まず好適な表面伝導型放出素子に
ついて基本的な構成と製法および特性を示し、その後で
多数の素子を単純マトリクス配線した電子ビーム源の構
造について述べる。
The basic structure, manufacturing method and characteristics of a preferred surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of an electron beam source in which a large number of devices are arranged in a simple matrix will be described.

【0078】電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜
から形成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、
平面型と垂直型の2種類が挙げられるが、本実施の形態
で使用する表面伝導型の電子放出素子は、平面型が、最
適である。
A typical configuration of a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion or its peripheral portion is formed from a fine particle film includes:
There are two types, a flat type and a vertical type. The surface conduction type electron-emitting device used in the present embodiment is optimally a flat type.

【0079】したがって、平面型の表面伝導型放出素子
の素子構成と製法について説明する。
Therefore, the device configuration and manufacturing method of the planar type surface conduction electron-emitting device will be described.

【0080】図10に示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面(a)および断面図
(b)である。
FIG. 10 is a plan view (a) and a sectional view (b) for explaining the structure of a plane type surface conduction electron-emitting device.

【0081】図中、101は基板、102と103は、
素子電極で、図8に示された電極対32,33に対応し
ている。104は導電性薄膜、105は通電フォーミン
グ処理により形成した電子放出部で、図3の34に対応
している。105は、通電活性化処理により形成した薄
膜である。
In the figure, 101 is a substrate, and 102 and 103 are
The device electrodes correspond to the electrode pairs 32 and 33 shown in FIG. Reference numeral 104 denotes a conductive thin film, and 105 denotes an electron-emitting portion formed by an energization forming process, and corresponds to 34 in FIG. Reference numeral 105 denotes a thin film formed by a current activation process.

【0082】基板101としては、例えば、石英ガラス
や青板ガラス等の各種ガラス基板や、アルミナ等の各種
セラミクス基板、あるいは上述の各種基板上に、例え
ば、SiO2 を材料とする絶縁層を積層した基板、な
どを用いることができる。また、基板101上に基板面
と平行に対向して設けられた素子電極102と103
は、導電性を有する材料によって形成されている。例え
ば、Ni,Cr,Au,Mo,W,Pt,Ti,Cu,
Pd,Ag等の金属、あるいはこれらの金属の合金、あ
るいはIn23−SnO2 等の金属酸化物、ポリシリ
コンなどの半導体、などの中から適宜材料を選択して用
いればよい。電極を形成するには、例えば真空蒸着等の
製膜技術とフォトリソグラフィー、エッチングなどのパ
ターニング技術を組み合わせて用いれば容易に形成でき
るが、それ以外の方法(例えば印刷技術)を用いても差
し支えない。
As the substrate 101, for example, various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or a substrate in which an insulating layer made of, for example, SiO 2 is laminated on the various substrates described above. , Etc. can be used. Also, device electrodes 102 and 103 provided on the substrate 101 in parallel to the substrate surface are provided.
Is formed of a conductive material. For example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu,
Materials may be appropriately selected from metals such as Pd and Ag, alloys of these metals, metal oxides such as In 2 O 3 —SnO 2 , and semiconductors such as polysilicon. The electrodes can be easily formed by using a combination of a film forming technique such as vacuum deposition and a patterning technique such as photolithography and etching. However, other methods (for example, printing techniques) may be used. .

【0083】素子電極102と103の形状は、当該電
子放出素子の応用目的にあわせて適宜設計される。一般
的には、電極間隔Lは通常は数百オングストロームから
数百マイクロメータの範囲から適当な数値を選んで設計
されるが、なかでも表示装置に応用するために好ましい
のは数マイクロメータより数十マイクロメータの範囲で
ある。また、素子電極の厚さdについては、通常は数百
オングストロームから数マイクロメータの範囲から適当
な数値が選ばれる。
The shapes of the device electrodes 102 and 103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device. Generally, the electrode interval L is usually designed by selecting an appropriate value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. However, for application to a display device, it is preferable that the electrode spacing L be more than a few micrometers. It is in the range of ten micrometers. As for the thickness d of the device electrode, an appropriate numerical value is usually selected from a range of several hundred angstroms to several micrometers.

【0084】また、導電性薄膜104の部分には、微粒
子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素と
して多数の微粒子を含んだ膜(島状の集合体も含む)の
ことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、個
々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微粒
子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに重
なりあった構造が観測される。
A fine particle film is used for the conductive thin film 104. The fine particle film described here refers to a film including a large number of fine particles as constituent elements (including an island-shaped aggregate). When the fine particle film is examined microscopically, usually, a structure in which the individual fine particles are spaced apart from each other, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other is observed.

【0085】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、中でも好ましいのは10オングストロ
ームから200オングストロームの範囲のものである。
また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条件を
考慮して適宜設定される。即ち、素子電極102あるい
は、103と電気的に良好に行うのに必要な条件、微粒
子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にするために必
要な条件などである。
The particle size of the fine particles used in the fine particle film is in the range of several Angstroms to several thousand Angstroms, and particularly preferably in the range of 10 Angstroms to 200 Angstroms.
Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, conditions necessary for achieving good electrical contact with the device electrode 102 or 103, conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later, and the like.

【0086】具体的には、数オングストロームから数千
オングストロームの範囲のなかで設定するが、中でも好
ましいのは10オングストロームから500オングスト
ロームの間である。
Specifically, it is set within the range of several angstroms to several thousand angstroms, and particularly preferably, it is between 10 angstroms and 500 angstroms.

【0087】また、微粒子膜を形成するのに用いられる
材料としては、例えば、Pd,Pt,Ru,Ag,A
u,Ti,In,Cu,Cr,Fe,Zn,Sn,T
a,W,Pb等の金属や、PdO,SnO2,In
23,PbO,Sb23等の酸化物やHfB2,Zr
2,LaB6,CeB6,YB4,GdB4等の硼化物
や、TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WCな
どの炭化物や、TiN,ZrN,HfN等の窒化物や、
Si,Ge等の半導体や、カーボン等が挙げられ、これ
らのなかから適宜選択される。
Materials used for forming the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, A
u, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb and other metals, PdO, SnO 2 , In
Oxides such as 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , HfB 2 , Zr
And B 2, LaB 6, CeB 6 , YB 4, GdB borides such as 4, TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, and carbides such as WC, TiN, ZrN, nitrides such as HfN and,
Semiconductors such as Si and Ge, carbon, and the like can be cited, and are appropriately selected from these.

【0088】以上述べたように、導電性薄膜104を微
粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、1
3から107[Ω/sq]の範囲に含まれるように設定
した。
As described above, the conductive thin film 104 is formed of a fine particle film.
0 3 was configured to be in the range of 10 7 [Ω / sq].

【0089】なお、導電性薄膜104と素子電極102
および103とは、電気的に良好に接続されるのが望ま
しいため、互いの一部が重なりあうような構造をとって
いる。その重なり方は、図11の例においては、下から
基板、導電性薄膜、素子電極、の順に積層してもさしつ
かえない。
The conductive thin film 104 and the device electrode 102
And 103 are preferably electrically connected to each other, and thus have a structure in which a part of each overlaps with the other. In the example of FIG. 11, the overlapping may be performed by stacking the substrate, the conductive thin film, and the device electrode in this order from the bottom.

【0090】また、電子放出部105は、導電性薄膜1
04の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気的に
は周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有している。
亀裂は、導電性薄膜104に対して、後述する通電フォ
ーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂内に
は、数オングストロームから数百オングストロームの粒
径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電子放
出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困難な
ため、図10においては模式的に示した。
The electron emitting portion 105 is formed of the conductive thin film 1
This is a crack-like portion formed in a part of the conductive film 04 and has a higher electrical property than the surrounding conductive thin film.
The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 104. Fine particles having a particle size of several Angstroms to several hundred Angstroms may be arranged in the crack. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG.

【0091】また、薄膜106は、炭素もしくは炭素化
合物よりなる薄膜で、電子放出部105およびその近傍
を被覆している。薄膜106は、通常フォーミング処理
後に、後述する通電活性化の処理を行うことにより形成
する。
The thin film 106 is a thin film made of carbon or a carbon compound, and covers the electron emitting portion 105 and its vicinity. The thin film 106 is formed by performing an energization activation process described later after the normal forming process.

【0092】薄膜106は、単結晶グラファイト、非晶
質カーボンのいずれか、もしくはその混合物であり、膜
厚は500[オングストローム]以下とするが、300
[オングストローム]以下とするのがさらに好ましい。
なお、実際の薄膜106の位置や形状を精密に図示する
のは困難なため、図10においては模式的に示した。ま
た、図10(a)の平面図においては、薄膜106の一
部を除去した素子を図示した。
The thin film 106 is made of either single crystal graphite or amorphous carbon or a mixture thereof, and has a thickness of 500 [angstrom] or less.
[Angstrom] is more preferable.
Since it is difficult to accurately show the actual position and shape of the thin film 106, it is schematically shown in FIG. In the plan view of FIG. 10A, an element in which a part of the thin film 106 has been removed is illustrated.

【0093】以上、好ましい素子の基本構造を述べた
が、実施態様例の形態においては以下のような素子を用
いた。
While the basic structure of the preferred device has been described above, the following device was used in the embodiment.

【0094】即ち、基板101には青板ガラスを用い、
素子電極102と103にはNi薄膜をもちいた。素子
電極の厚さdは10000オングストローム、電極間隔
Lは2マイクロメータとした。微粒子膜の主要材料とし
てPdもしくはPdOを用い、微粒子膜の厚さは約10
0オングストローム、幅Wは100マイクロメータとし
た。
That is, blue glass is used for the substrate 101,
Ni thin films were used for the device electrodes 102 and 103. The thickness d of the device electrode was 10000 angstroms, and the electrode interval L was 2 micrometers. Pd or PdO is used as the main material of the fine particle film, and the thickness of the fine particle film is about 10
0 angstrom and width W were 100 micrometers.

【0095】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図10(a)〜(d)
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図であり、図11(e)は、この方法により製造され
た平面型の表面伝導型放出素子の断面図である。
Next, a description will be given of a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device. FIGS. 10A to 10D
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and FIG. 11E is a cross-sectional view of a planar surface conduction electron-emitting device manufactured by this method.

【0096】まず、図11(a)に示すように、基板1
01上に素子電極102および103を形成する。
First, as shown in FIG.
Element electrodes 102 and 103 are formed on the substrate 01.

【0097】本実施の形態の電子放出素子を形成するに
あたっては、予め、基板101を洗剤、純水、有機溶剤
を用いて十分に洗浄後、素子電極の材料を堆積させる
(堆積する方法としては、例えば、蒸着法や、スパッタ
法などの真空成膜技術を用いればよい。)その後、堆積
した電極材料を、フォトリソグラフィー、エッチング技
術を用いてパターニングし、(a)に示した一対の素子
電極(102と103)を形成する。
In forming the electron-emitting device of this embodiment, the substrate 101 is sufficiently washed beforehand with a detergent, pure water, and an organic solvent, and then the material of the device electrode is deposited. For example, a vacuum film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method may be used.) Thereafter, the deposited electrode material is patterned by using photolithography and etching techniques to form a pair of element electrodes shown in FIG. (102 and 103) are formed.

【0098】次に、同図(b)に示すように、導電性薄
膜104を形成する。形成するにあたっては、まず前記
(a)の基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼
成処理をして微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフ
ィー、エッチングにより所定の形状にパターニングす
る。ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微
粒子の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液であ
る(具体的には、本実施の形態では主要元素としてPd
を用いた。また、実施の形態では塗布方法として、ディ
ッピング法を用いたが、それ以外の例えばスピナー法や
スプレー法を用いてもよい。) また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成膜方法として
は、本実施の形態で用いた有機金属溶液の塗布による方
法以外の、例えば真空蒸着法や、スパッタ法、あるいは
化学的気相堆積法を用いる場合もある。
Next, a conductive thin film 104 is formed as shown in FIG. In forming, first, an organic metal solution is applied to the substrate (a), dried, heated and baked to form a fine particle film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. Here, the organometallic solution is a solution of an organometallic compound whose main element is a material of fine particles used for a conductive thin film (specifically, in this embodiment, Pd is used as a main element.
Was used. In the embodiment, a dipping method is used as a coating method, but other methods such as a spinner method and a spray method may be used. In addition, as a method for forming a conductive thin film formed of a fine particle film, a method other than the method of applying an organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method Method may be used.

【0099】次に、同図(c)に示すようにフォーミン
グ用電源110から素子電極102と103の間に適宜
の電圧を印加し通電フォーミング処理を行って、電子放
出部105を形成する。
Next, as shown in FIG. 9C, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 102 and 103 from the forming power supply 110 to conduct an energizing forming process, thereby forming the electron emitting portions 105.

【0100】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜104に通電を行って、その一部を適
宜に破壊、変形もしくは変質せしめ、電子放出を行うの
に好適な構造に変化させる処理のことである。
The energization forming treatment is to energize the conductive thin film 104 made of a fine particle film, and to appropriately break, deform or alter the part of the conductive thin film 104 to change to a structure suitable for emitting electrons. Processing.

【0101】微粒子膜で作られた導電性薄膜のうち電子
放出を行うのに好適に変化した部分(即ち電子放出部1
05)においては、薄膜に適当な亀裂が構成されてい
る。なお、電子放出部105が形成される前と比較する
と、形成された後は素子電極102と103の間で計測
される電気抵抗は大幅に増加する。通電方法をより詳し
く説明するために、図13に、フォーミング用電源11
0から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。微粒子膜
で作られた導電性薄膜をフォーミングする場合には、パ
ルス状の電圧が好ましく、本実施の形態の場合には同図
に示したように、パルス幅T1の三角波パルスをパルス
間隔T2で連続的に印加した。その際には、三角波パル
スの波高値Vpfを、順次昇圧した。また、電子放出部
105の形成状況をモニタするためのモニタパルスPm
を適宜の間隔で三角波パルスの間に挿入し、その際に流
れる電流を電流計111で計測した。
A portion of the conductive thin film made of the fine particle film, which has been suitably changed to emit electrons (that is, the electron emitting portion 1)
In (05), an appropriate crack is formed in the thin film. Note that the electric resistance measured between the device electrodes 102 and 103 after the formation is significantly increased as compared with before the electron emission portion 105 is formed. In order to explain the energizing method in more detail, FIG.
An example of an appropriate voltage waveform applied from 0 is shown. When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulse voltage is preferable. In the case of the present embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is applied at a pulse interval T2 as shown in FIG. It was applied continuously. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. Also, a monitor pulse Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 105
Was inserted between triangular wave pulses at appropriate intervals, and the current flowing at that time was measured by the ammeter 111.

【0102】実施の形態においては、例えば10−5T
orr程度の真空雰囲気下において、例えばパルス幅T
1を1ミリ秒、パルス間隔T2を10ミリ秒とし、波高
値Vpfを1パルス毎に0.1Vずつ昇圧した。そし
て、三角波を5パルス印加するたびに1回の割りで、モ
ニタパルスPmを挿入した。フォーミング処理に悪影響
を及ぼすことがないように、モニタパルスの電圧Vpm
は0.1Vに設定した。そして、素子電極102と10
3の間の電気抵抗が1×106 Ωになった段階、即ち
モニタパルス印加時に電流計111で測定される電流が
1×10−7 A以下になった段階で、フォーミング処
理にかかわる通電を終了した。
In the embodiment, for example, 10-5T
In a vacuum atmosphere of about orr, for example, the pulse width T
1 was set to 1 millisecond, the pulse interval T2 was set to 10 milliseconds, and the peak value Vpf was increased by 0.1 V for each pulse. Then, each time five triangular waves were applied, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of once. In order not to adversely affect the forming process, the monitor pulse voltage Vpm
Was set to 0.1V. Then, the device electrodes 102 and 10
When the electric resistance during the period 3 becomes 1 × 10 6 Ω, that is, when the current measured by the ammeter 111 when the monitor pulse is applied becomes 1 × 10 −7 A or less, the energization related to the forming process is terminated. did.

【0103】なお、上記の方法は、本実施の形態の表面
伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、例えば微
粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Lなど表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て通電の条件を適宜変更するのが望ましい。
The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device according to the present embodiment. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and film thickness of the fine particle film or the element electrode interval L is changed. In such a case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.

【0104】次に、図12(d)に示すように、活性化
用電源112から素子電極102と103の間に適宜の
電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性
の改善を行う。
Next, as shown in FIG. 12D, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 102 and 103 from the activating power supply 112, and a current activation process is performed to improve the electron emission characteristics. I do.

【0105】この通電活性化処理とは、前記通電フォー
ミング処理により形成された電子放出部105に適宜の
条件で通電をおこなって、その近傍に炭素もしくは炭素
化合物を堆積せしめる処理のことである(図12におい
ては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材1
13として模式的に示した)。なお、このような通電活
性化処理を行うことにより、この活性化処理を行う前と
比較して、同じ印加電圧における放出電流を典型的には
100倍以上に増加させることができる。
The energization activation process is a process of energizing the electron emitting portion 105 formed by the energization forming process under appropriate conditions and depositing carbon or a carbon compound in the vicinity thereof (see FIG. In 12, the deposit made of carbon or carbon compound is
13 schematically). Note that by performing such an energization activation process, the emission current at the same applied voltage can be typically increased by 100 times or more compared to before the activation process is performed.

【0106】具体的には、10−4ないし10−5To
rrの範囲内の真空雰囲気中で電圧パルスを定期的に印
加することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合物
を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。堆
積物113は、単結晶グラファイト、多結晶グラファイ
ト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその化合
物であり、膜厚は500[オングストローム]以下、よ
り好ましくは300[オングストローム]以下である。
Specifically, 10-4 to 10-5To
By periodically applying a voltage pulse in a vacuum atmosphere within the range of rr, carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 113 is any of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a compound thereof, and has a thickness of 500 Å or less, more preferably 300 Å or less.

【0107】この時の通電方法をより詳しく説明するた
めに、図14の(a)に、活性化用電源112から印加
する適宜の電圧波形の一例を示す。本実施の形態におい
ては、一定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化
処理を行ったが、具体的には、矩形波の電圧Vacは1
4V、パルス幅T3は、1ミリ秒、パルス間隔T4は1
0ミリ秒などである。なお、上述の通電条件は、本実施
の形態の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であ
り、表面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、そ
れに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。図12
(d)に示す114は、該表面伝導型放出素子から放出
される放出電流Ieを補足するためのアノード電極で、
直流高電圧電源115および電流計116が接続されて
いる。なお、基板101を、表示パネルの中に組み込ん
でから活性化処理を行う場合には表示パネルの蛍光面を
アノード電極114として用いる。活性化用電源112
から電圧を印加する間、電流計116で放出電流Ieを
計測して通電活性化処理の進行状況をモニタし、活性化
用電源112の動作を制御する。電流計116で計測さ
れた放出電流Ieの一例を図14(b)に示すが活性化
電源115からパルス電圧を印加し始めると、時間の経
過とともに放出電流Ieは増加するが、やがて飽和して
ほとんど増加しなくなる。このように、放出電流Ieが
ほぼ飽和した時点で活性化用電源115からの電圧印加
を停止し、通電活性化処理を終了する。
FIG. 14A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 112 in order to describe the energization method at this time in more detail. In the present embodiment, the energization activation process is performed by applying a rectangular wave of a constant voltage periodically, but specifically, the voltage Vac of the rectangular wave is 1
4V, pulse width T3 is 1 ms, pulse interval T4 is 1
For example, 0 millisecond. Note that the above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly. FIG.
An anode electrode 114 shown in (d) is for supplementing an emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device.
A DC high voltage power supply 115 and an ammeter 116 are connected. When the activation process is performed after the substrate 101 is incorporated into the display panel, the phosphor screen of the display panel is used as the anode electrode 114. Activation power supply 112
During the application of the voltage from, the emission current Ie is measured by the ammeter 116 to monitor the progress of the energization activation process, and controls the operation of the activation power supply 112. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 116 is shown in FIG. 14B. When the pulse voltage is started to be applied from the activation power supply 115, the emission current Ie increases with time, but eventually saturates. Almost no increase. As described above, when the emission current Ie is substantially saturated, the application of the voltage from the activation power supply 115 is stopped, and the energization activation process ends.

【0108】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て条件を適宜変更するのが望ましい。
The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, the conditions should be changed accordingly. Is desirable.

【0109】以上のようにして、図12(e)に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。
As described above, the plane type surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 12E was manufactured.

【0110】以上、平面型表面伝導型放出素子について
素子構成と製法を説明したが、次に本実施の形態の表示
装置に用いた素子の特性について述べる。
The element structure and manufacturing method of the planar surface conduction electron-emitting device have been described above. Next, the characteristics of the element used in the display device of the present embodiment will be described.

【0111】図14は、本実施の形態の表示装置に用い
た素子の(放出電流Ie)対(素子印加電圧Vf)特
性、および(素子電流If)対(素子印加電圧Vf)特
性の典型的な例を示す。なお、放出電流Ieは素子電流
Ifに比べて著しく小さく同一尺度で図示するのが困難
である上、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計
パラメータを変更することにより変化するものであるた
め、2本のグラフは各々任意単位で図示した。
FIG. 14 shows typical (emission current Ie) vs. (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) vs. (device applied voltage Vf) characteristics of the elements used in the display device of the present embodiment. Here is a simple example. Note that the emission current Ie is significantly smaller than the device current If, and it is difficult to show them on the same scale, and these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the device. The two graphs are shown in arbitrary units.

【0112】本実施の形態の表示装置に用いた素子は、
放出電流Ieに関して以下に述べる3つの特性を有して
いる。
The elements used in the display device of this embodiment are as follows:
The emission current Ie has three characteristics described below.

【0113】第一に、ある電圧(これをしきい値電圧V
thと呼ぶ。)以上の大きさの電圧を素子に印加すると
急激にIeが増加するが、一方、しきい値電圧Vth未
満の電圧では放出電流Ieはほとんど検出されない。即
ち、放出電流Ieに関して、明確なしきい値電圧Vth
をもった非線形素子である。
First, a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage V
Called th. ) When a voltage of the above magnitude is applied to the element, Ie sharply increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is hardly detected. That is, with respect to the emission current Ie, a clear threshold voltage Vth
It is a non-linear element having.

【0114】第二に、放出電流Ieは素子に印加する電
圧Vfに依存して変化するため、電圧Vfで放出電流I
eの大きさを制御できる。
Secondly, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie depends on the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.

【0115】第三に、素子に印加する電圧Vfに対して
素子から放出される電流Ieの応答速度が速いため、電
圧Vfを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。
Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element is faster with respect to the voltage Vf applied to the element, the amount of charge of the electrons emitted from the element depends on the length of time during which the voltage Vf is applied. Can control.

【0116】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例
えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示
装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を順
次走査して表示を行うことが可能である。即ち、駆動中
の素子には所望の発光輝度に応じてしきい値電圧Vth
以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子にはしきい
値電圧Vth未満の電圧を印加する。こうして駆動する
電子放出素子を順次切り替えていくことにより、表示画
面を順次走査して表示を行うことが可能である。また、
第二の特性あるいは第三の特性を利用することにより、
発光輝度を制御することができるため、階調表示を行う
ことが可能である。
Because of the characteristics described above, the surface conduction electron-emitting device could be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, display can be performed by sequentially scanning the display screen by using the first characteristic. That is, the threshold voltage Vth is applied to the element being driven in accordance with the desired light emission luminance.
The above voltage is appropriately applied, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected elements. By sequentially switching the electron-emitting devices to be driven in this manner, it is possible to sequentially scan the display screen and display. Also,
By using the second property or the third property,
Since the emission luminance can be controlled, gradation display can be performed.

【0117】次に、上述の表面伝導型放出素子を基板上
に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源
の構造について述べる。
Next, the structure of a multi-electron beam source in which the above-described surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and arranged in a simple matrix will be described.

【0118】図17は、図8のA−A′に沿った断面形
状を示す断面図で、本実施の形態のディスプレイパネル
10に用いたマルチ電子ビーム源の1つの電子放出素子
の断面形状を示している。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape along the line AA 'in FIG. 8, and shows a cross-sectional shape of one electron-emitting device of the multi-electron beam source used for the display panel 10 of the present embodiment. Is shown.

【0119】基板101上には、前述の図12(e)で
示したものと同様な表面伝導型放出素子が配列され、こ
れら各素子は行方向配線13と列方向配線14に接続さ
れ、単純マトリクス状に配置されている。なお、行方向
配線13と列方向配線14の交差する部分には、電極間
に絶縁層(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が
保たれている。
On the substrate 101, surface conduction type emission elements similar to those shown in FIG. 12E are arranged, and these elements are connected to the row-direction wiring 13 and the column-direction wiring 14, and are simply arranged. They are arranged in a matrix. Note that an insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at the intersections of the row direction wirings 13 and the column direction wirings 14, so that electrical insulation is maintained.

【0120】以上のようにして作成した本実施の形態の
電子源の駆動方法を以下に説明する。
The method of driving the electron source of the present embodiment prepared as described above will be described below.

【0121】例えば図1に示す構成の表示装置におい
て、駆動回路81(a)により行方向配線13には走査
信号に応じた電圧(Vxとする)を入力し、列方向配線
14には駆動回路81(b)から変調信号に応じた電圧
(Vyとする)を入力し、かつVx>Vyとすることで
列方向配線14に接続された高電位電極33側で、図4
に示すようにビームスポット39の面積が大きくなるの
は前述の通りである。
For example, in the display device having the configuration shown in FIG. 1, a voltage (Vx) according to a scanning signal is input to the row direction wiring 13 by the driving circuit 81 (a), and the driving circuit is input to the column direction wiring 14. A voltage (referred to as Vy) according to the modulation signal is input from 81 (b), and Vx> Vy.
As described above, the area of the beam spot 39 increases as described above.

【0122】[0122]

【実施例】(実施例1)本実施例においては、上述の実
施形態に準じて電子源および画像形成装置を作成した。
EXAMPLES (Example 1) In this example, an electron source and an image forming apparatus were prepared according to the above-described embodiment.

【0123】なお、マトリクス構成を図7、蛍光体の形
状を図6(b)に対応する図16の様に形成した。
The matrix configuration was formed as shown in FIG. 7, and the shape of the phosphor was formed as shown in FIG. 16 corresponding to FIG. 6B.

【0124】図3を参照して説明すると、本実施例で
は、素子電極32,33間に印加する電圧(Vf)を1
4V(Vx=−7V,Vy=−7Vとした)とし、素子
基板11とフェースプレート17の内面との距離を4m
m、フェースプレート17に印加する電子の加速電圧V
aを6KVとした時、X方向のビームスポット39の長
さは約600μmであった。図6(a)の従来のストラ
イプ形状の蛍光体と本発明の蛍光体図6(b)蛍光体に
おいて、ビームが望ましい位置に当っているものと、封
着時の位置ずれでX方向に200μmずれたものを示す
が、この図からも明らかであるように、隣の蛍光体にビ
ームの当っている部分が異なる。
Referring to FIG. 3, in this embodiment, the voltage (Vf) applied between the device electrodes 32 and 33 is 1
4 V (Vx = -7 V, Vy = -7 V), and the distance between the element substrate 11 and the inner surface of the face plate 17 is 4 m.
m, acceleration voltage V of electrons applied to face plate 17
When a was 6 KV, the length of the beam spot 39 in the X direction was about 600 μm. In the conventional stripe-shaped phosphor of FIG. 6A and the phosphor of the present invention, the phosphor of which the beam hits a desired position differs from the phosphor of FIG. Although it is shown as shifted, as is clear from this figure, the portion where the beam hits the adjacent phosphor is different.

【0125】よって、本発明の形状の蛍光体を使用する
ことにより、X方向の位置ずれが起きたことによるビー
ムの色ずれ、輝度の低下ともに従来に比較して少なかっ
た。 (実施例2)図6(c)に本発明の第2実施例の画像形
成装置の蛍光体の平面図を示す。これは、隣接するy方
向ラインでX方向について菱形の1色の蛍光体を半ピッ
チずらし、y方向のピッチを1ピッチとし蛍光体をX方
向に短めの菱形としている例である。なお、第2実施例
における電子源の作成法、画像形成装置の作製法と駆動
法については前述の第1実施例と同様なので省略する。
ただし、電子源の配置は図8に示すようにY方向の配線
を一つずつ飛ばしたところに、x方向について一つずつ
ずらして素子を配置し、蛍光体を図6(d)にに示すも
のを使用した。
Therefore, by using the phosphor of the shape of the present invention, both the color shift of the beam and the decrease in the luminance due to the displacement in the X direction were smaller than those in the related art. (Embodiment 2) FIG. 6C is a plan view of a phosphor of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. This is an example in which one diamond-color phosphor is shifted by a half pitch in the X direction in the adjacent y-direction line, the pitch in the y direction is set to one pitch, and the phosphor is a diamond shorter in the X direction. The method of manufacturing the electron source and the method of manufacturing and driving the image forming apparatus in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
However, as for the arrangement of the electron sources, as shown in FIG. 8, the elements are arranged one by one in the x direction after the wiring in the Y direction is skipped one by one, and the phosphor is shown in FIG. One used.

【0126】前述の第1実施例と比較して明らかなよう
に第2実施例ではy方向のピッチが短くなっている。
As is apparent from comparison with the first embodiment, the pitch in the y direction is shorter in the second embodiment.

【0127】この第2実施例の蛍光体(画素)の配列に
よれば、Y方向の画素密度を高めて放出電子の利用効率
を高めることもでき、単位面積当りの輝度を高くできる
という前述の第1実施の形態と同様の利点を有するのに
加えて、各色の蛍光体が画面の特定方向に配列されるこ
となく、平面上に分散している。これにより、特に斜め
方向の解像度が向上して画面全体の解像度も均一化でき
る。これにより、グラフィック表示などに適した画像形
成装置が得られた。
According to the arrangement of the phosphors (pixels) of the second embodiment, the pixel density in the Y direction can be increased to increase the use efficiency of the emitted electrons, and the luminance per unit area can be increased. In addition to having the same advantages as the first embodiment, the phosphors of each color are dispersed on a plane without being arranged in a specific direction of the screen. Thereby, the resolution particularly in the oblique direction is improved, and the resolution of the entire screen can be made uniform. As a result, an image forming apparatus suitable for graphic display and the like was obtained.

【0128】[0128]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蛍光体の形状を、電子放出される電子の分布特性に応じ
た形状である菱形としたので、電子源基板とフェースプ
レートを封着する際に生じるX方向のずれや、高圧端子
への印加電圧の変化等によるビームの位置ずれにより引
き起こされる色ずれが従来に比べて大幅に減少する。
As described above, according to the present invention,
Since the shape of the phosphor is a rhombus, which is a shape corresponding to the distribution characteristics of the electrons emitted from the electron source, the displacement in the X direction caused when the electron source substrate and the face plate are sealed, and the voltage applied to the high voltage terminal The color misregistration caused by the beam misregistration due to the change of the color is greatly reduced as compared with the related art.

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

【図1】本発明の一実施の形態である画像表示装置の表
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図。
FIG. 1 is an exemplary perspective view of a display panel of an image display device according to an embodiment of the present invention, in which a part of a display panel is cut away;

【図2】本発明の形態のディスプレイパネルのフェース
プレートの蛍光体配列を例示した平面図。
FIG. 2 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of the display panel according to the embodiment of the present invention.

【図3】本実施の形態の平面図の表面伝導型電子放出素
子を用いた電子放出実験系の斜視図(A)とその断面図
(B)。
FIGS. 3A and 3B are a perspective view and a cross-sectional view of an electron emission test system using the surface conduction electron-emitting device shown in the plan view of this embodiment.

【図4】本実施の形態の平面型の表面伝導型電子放出素
子から放出された電子ビームスポット形状を示す模式
図。
FIG. 4 is a schematic view showing the shape of an electron beam spot emitted from a planar surface conduction electron-emitting device of the present embodiment.

【図5】従来の蛍光面における電子ビームスポットの状
態を示す模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state of an electron beam spot on a conventional phosphor screen.

【図6】従来の蛍光体における電子ビームの照射位置と
本発明の蛍光体における電子ビームの照射位置の比較
図。
FIG. 6 is a comparison diagram of an electron beam irradiation position of a conventional phosphor and an electron beam irradiation position of the phosphor of the present invention.

【図7】電子源の配線例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a wiring example of an electron source.

【図8】電子源の他の配線例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing another wiring example of an electron source.

【図9】本実施の形態のディスプレイパネルを使用した
表示装置の構成を示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a display device using the display panel of this embodiment.

【図10】本実施の形態で用いた平面型の表面伝導型電
子放出素子の平面図(a)と、その断面図(b)。
FIGS. 10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, of a planar type surface conduction electron-emitting device used in the present embodiment.

【図11】本実施の形態の平面型の表面伝導型電子放出
素子の製造工程を示す断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the planar surface-conduction electron-emitting device of the embodiment.

【図12】本実施の形態における通電フォーミング処理
の印加電圧波形を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an applied voltage waveform in energization forming processing in the present embodiment.

【図13】本実施の形態における通電活性化処理の際の
印加電圧波形(a)と、放出電流Ieの変化を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an applied voltage waveform (a) and a change in emission current Ie during the energization activation process in the present embodiment.

【図14】本実施の形態で用いた表面伝導型放出素子の
典型的な特性を示すグラフ図。
FIG. 14 is a graph showing typical characteristics of the surface conduction electron-emitting device used in the present embodiment.

【図15】本発明の第1実施の形態の画像形成装置の蛍
光面の模式図。
FIG. 15 is a schematic diagram of a phosphor screen of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第2実施の形態の画像形成装置の蛍
光面の模式図。
FIG. 16 is a schematic diagram of a phosphor screen of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【図17】図7のA−A′で示したマルチ電子ビーム源
の基板の断面図。
FIG. 17 is a sectional view of the substrate of the multi-electron beam source shown by AA ′ in FIG. 7;

【図18】従来の表面伝導型放出素子の一例を示す図。FIG. 18 is a view showing an example of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図19】従来のFE型素子の一例を示す断面図。FIG. 19 is a sectional view showing an example of a conventional FE element.

【図20】従来のMIM型素子の一例を示す図。FIG. 20 is a diagram showing an example of a conventional MIM element.

【図21】本実施の形態における電子放出素子の配線方
法を説明する等価回路図。
FIG. 21 is an equivalent circuit diagram illustrating a wiring method of an electron-emitting device in this embodiment.

【図22】従来の画像装置の蛍光面の模式図。FIG. 22 is a schematic view of a phosphor screen of a conventional image device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ディスプレイパネル 11 基板 12 冷陰極素子 13 行方向配線 14 列方向配線 15 リアプレート 16 側壁 17 フェースプレート 18 蛍光膜 19 メタルバック 21 蛍光体 22 黒色導電体 30 駆動用電源 32 素子電極(低電位側) 33 素子電極(高電位側) 34 電子放出部 35 ガラス板 36 加速電圧用電源 37 結線用電極 39 電子ビームにより形成されたスポット 41 先端部 42 尾部 43 中心軸 80 マルチ電子源を有するディスプレイパネル 81 駆動回路 82 ディスプレイパネルコントローラ 83 マルチプレクサ 84 デコーダ 85 入出力インターフェース回路 86 CPU 87 画像生成回路 88,89,90 画像メモリインターフェイス回路 91 画像入力インターフェイス回路 92,93 TV信号受信回路 94 入力部 101 基板 102,103 素子電極 104 導電性薄膜 105 電子放出部 106 堆積物 110 フォーミング用電源 111 電流計 112 活性化用電源 113 堆積物 114 アノード電極 115 直流高圧電源 116 電流計 171 基板 174 導電性薄膜 175 電子放出部 181 基板 182 エミッタ配線 183 エミッタコーン 184 絶縁層 185 ゲート電極 191 基板 192 下配線 193 絶縁層 194 上配線 201 模式的な冷陰極素子 202 行方向配線 203 列方向配線 204 模式的な行方向配線の配線抵抗 205 模式的な列方向配線の配線抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display panel 11 Substrate 12 Cold cathode element 13 Row wiring 14 Column wiring 15 Rear plate 16 Side wall 17 Face plate 18 Phosphor film 19 Metal back 21 Phosphor 22 Black conductor 30 Driving power supply 32 Element electrode (low potential side) Reference Signs List 33 element electrode (high potential side) 34 electron emission section 35 glass plate 36 power supply for acceleration voltage 37 connection electrode 39 spot formed by electron beam 41 tip section 42 tail section 43 central axis 80 display panel having multiple electron sources 81 drive Circuit 82 Display panel controller 83 Multiplexer 84 Decoder 85 Input / output interface circuit 86 CPU 87 Image generation circuit 88, 89, 90 Image memory interface circuit 91 Image input interface circuit 92, 93 TV signal Receiving circuit 94 Input unit 101 Substrate 102, 103 Device electrode 104 Conductive thin film 105 Electron emission unit 106 Deposit 110 Forming power supply 111 Ammeter 112 Activation power supply 113 Deposit 114 Anode electrode 115 DC high voltage power supply 116 Ammeter 171 Substrate 174 Conductive thin film 175 Electron emission section 181 Substrate 182 Emitter wiring 183 Emitter cone 184 Insulating layer 185 Gate electrode 191 Substrate 192 Lower wiring 193 Insulating layer 194 Upper wiring 201 Schematic cold cathode element 202 Row wiring 203 Column wiring 204 Schematic Resistance of typical row direction wiring 205 Wiring resistance of typical column direction wiring

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された直線状のギャップを
持つ対向した一対の素子電極間に電子放出部を有し、前
記素子電極間に電圧を印加することで電子放出する冷陰
極型の電子放出素子がマトリクス形状に配置された電子
源と、複数の前記電子放出素子から放出された電子の画
像を形成する蛍光体と、黒色の導電体とを有する画像表
示装置であって、前記蛍光体は前記電子放出素子のそれ
ぞれに対応して配置され、更に、前記蛍光体は菱形の形
状を有することを特徴とする画像表示装置。
1. A cold cathode type having an electron emission portion between a pair of opposed device electrodes having a linear gap formed on a substrate and emitting electrons by applying a voltage between the device electrodes. An image display device comprising: an electron source in which electron-emitting devices are arranged in a matrix; a phosphor that forms an image of electrons emitted from the plurality of electron-emitting devices; and a black conductor. An image display device, wherein a body is arranged corresponding to each of the electron-emitting devices, and the phosphor has a diamond shape.
【請求項2】 前記蛍光体と黒色導電体を等しい形状で
配置したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装
置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said phosphor and said black conductor are arranged in the same shape.
【請求項3】 前記蛍光体を行ごとに画素の行方向の長
さの半分ずらして配置したことを特徴とする請求項1記
載の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the phosphors are arranged so as to be shifted by half a length of a pixel in a row direction for each row.
【請求項4】 蛍光体の平面形状を菱形として、前記蛍
光体の周辺はブラックストライプを有し、前記菱形の短
軸方向に前記蛍光体を並べたことを特徴とする蛍光体部
材。
4. A phosphor member, wherein the planar shape of the phosphor is a rhombus, the periphery of the phosphor has a black stripe, and the phosphors are arranged in a short axis direction of the rhombus.
【請求項5】 前記菱形の短軸方向にR,G,B各色の
前記蛍光体が順次並べられ、前記菱形長軸方向について
隣接する蛍光体と前記菱形の短軸間隔が半ピッチずれて
いることを特徴とする請求項4記載の蛍光部材。
5. The phosphors of R, G, and B colors are sequentially arranged in the short-axis direction of the rhombus, and the short-axis interval between the adjacent phosphor and the short-axis in the long-axis direction of the rhombus is shifted by a half pitch. The fluorescent member according to claim 4, wherein:
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US7323814B2 (en) 1999-03-05 2008-01-29 Canon Kabushiki Kaisha Image formation apparatus having fluorescent material and black material

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