JP2000200546A - Metal composition for manufacturing electron-emitting device, method for manufacturing electron-emitting device using the same, electron-emitting device, and image forming apparatus - Google Patents

Metal composition for manufacturing electron-emitting device, method for manufacturing electron-emitting device using the same, electron-emitting device, and image forming apparatus

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JP2000200546A
JP2000200546A JP318399A JP318399A JP2000200546A JP 2000200546 A JP2000200546 A JP 2000200546A JP 318399 A JP318399 A JP 318399A JP 318399 A JP318399 A JP 318399A JP 2000200546 A JP2000200546 A JP 2000200546A
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JP
Japan
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electron
emitting device
metal composition
manufacturing
substrate
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Japanese (ja)
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Yasuko Tomita
康子 富田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたって変質しない安定性のよい金
属組成物を用いた電子放出素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 電子放出材料を含む金属組成物を基板に
部分的に付与する工程と前記の金属組成物を付与された
基板を加熱焼成する工程とを経て電子放出部を形成する
表面伝導型電子放出素子の製造方法において、前記の金
属組成物に、水を主成分とし、金属化合物とエステル化
率5モル%未満のポリビニルアルコールを含有する液体
を用いる電子放出素子の製造方法。
(57) [Problem] To provide a method for manufacturing an electron-emitting device using a stable metal composition which does not deteriorate over a long period of time. SOLUTION: Surface conduction type electron forming an electron emission portion through a step of partially applying a metal composition containing an electron emission material to a substrate and a step of heating and firing the substrate provided with the metal composition. In the method for producing an electron-emitting device, a method for producing an electron-emitting device, wherein the metal composition is a liquid containing water as a main component and a metal compound and polyvinyl alcohol having an esterification rate of less than 5 mol%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子放出素子製造用
金属組成物、およびそれを用いた電子放出素子の製造方
法、電子放出素子、画像形成装置に関し、更に詳しくは
インクジェット方式に適した電子放出素子製造用金属組
成物、およびそれを用いた電子放出素子の製造方法、表
示素子、画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal composition for manufacturing an electron-emitting device, a method for manufacturing an electron-emitting device using the same, an electron-emitting device, and an image forming apparatus. The present invention relates to a metal composition for manufacturing an element, a method for manufacturing an electron-emitting element using the same, a display element, and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷陰極電子源として表面伝導型電子放出
素子(以下SCE素子と略す)が知られている。SCE
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、電子放出が起こる現象を利用
するものである。この表面伝導型電子放出素子として
は、エリンソン等によるSnO2薄膜を用いたもの
[M.I.Elinson,“Radio Eng.E
lectron Pys.”,10、(1965)]の
ほか、Au薄膜を用いたもの[G.Dittmer:
“Thin Solid Films”、9、317
(1972)]、In23/SnO2薄膜を用いたもの
[M.Hartwell and C.G.Fonst
ad:“IEEE Trans.ED Conf.”、
519(1975)]、カーボン薄膜を用いたもの[荒
木久 他:“真空”、第26巻、第1号、22頁(19
83)]等が報告されている。
2. Description of the Related Art A surface conduction electron-emitting device (hereinafter abbreviated as SCE device) is known as a cold cathode electron source. SCE
The element utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, a device using a SnO 2 thin film by Elinson et al. [M. I. Elinson, "Radio Eng. E
electron Pys. ", 10, (1965)] and those using an Au thin film [G. Dittmer:
"Thin Solid Films", 9, 317
(1972)], using an In 2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and C.M. G. FIG. Fonst
ad: "IEEE Trans. ED Conf."
519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: "Vacuum", Vol. 26, No. 1, p. 22 (19
83)] have been reported.

【0003】これらのSCE素子の典型的な素子構成と
して前述のM.ハートウェルの素子構成を図11により
説明する。同図において11は絶縁性基板である。14
は電子放出部を含む薄膜で、後述のフォーミングと呼ば
れる通電処理を行い電子放出部13を形成したものであ
る。また図中の素子の長さLlはおよそ0.5mm〜l
mm、素子の幅W1は約0.lmmである。
As a typical device configuration of these SCE devices, the aforementioned M.C. The element configuration of the Hartwell will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 11 denotes an insulating substrate. 14
Is a thin film including an electron emitting portion, which is formed by performing an energizing process called forming described later to form an electron emitting portion 13. Also, the length Ll of the element in the figure is approximately 0.5 mm to l
mm, and the width W1 of the element is about 0.3 mm. 1 mm.

【0004】従来、これらのSCE素子においては、電
子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜を予めフォーミ
ングと呼ばれる通電処理によって電子放出部13を形成
するのが一般的であった。即ち、フォーミングとは前記
電子放出部形成用薄膜の両端に電極15、16を用いて
電圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的に破
壊、変形もしくは変質させることにより、電気的に高抵
抗な状態の電子放出部13を形成することである。尚、
フォーミングにより電子放出部形成用薄膜の一部に亀裂
が発生しその亀裂付近から電子放出が行われ電子放出部
13となる場合もある。
Conventionally, in these SCE elements, the electron emitting portion 13 is generally formed by applying a current called a forming process to the thin film for forming the electron emitting portion before performing the electron emission. That is, the forming is electrically performed by applying and applying a voltage to both ends of the thin film for forming an electron emission portion using the electrodes 15 and 16 and locally destroying, deforming or altering the thin film for forming an electron emission portion. The purpose is to form the electron emitting portion 13 in a high resistance state. still,
There is a case where a crack is generated in a part of the thin film for forming the electron emission portion by the forming, and the electron emission is performed from the vicinity of the crack to become the electron emission portion 13.

【0005】前記のフォーミング処理をしたSCE素子
は、上述の電子放出部を含む薄膜14に電圧を印加して
素子表面に電流を流すことにより、上述の電子放出部1
3より電子を放出するものである。
In the SCE element subjected to the forming process, a voltage is applied to the thin film 14 including the above-described electron emitting portion, and a current is caused to flow through the surface of the element.
3 emits electrons.

【0006】電子放出部を含む薄膜は絶縁性基板上に導
電性材料が堆積された導電性薄膜からなるものであっ
て、絶縁性基板上に導電性材料を蒸着、スパッタリング
等の堆積技術で直接形成することが知られている。また
最近では、真空装置を必要とせず大面積の基板上でも安
価に素子を形成可能な方法として、有機金属組成物の溶
液を塗布乾燥し加熱焼成により有機成分を熱分解除去し
て金属もしくは金属酸化物の導電性薄膜を作成する方法
も提案されている(特開平8−180803号公報)。
さらに、前述の塗布乾燥、加熱焼成を行う有機金属組成
物における好適なものとして、水溶性有機金属化合物を
用いた方法(特開平8−277294号公報)、あるい
は金属組成物中に部分エステル化ポリビニルアルコール
を含有する電子放出素子製造用金属組成物も提案されて
いる(特開平9−185940号公報)。
The thin film including the electron-emitting portion is formed of a conductive thin film having a conductive material deposited on an insulating substrate. The conductive material is directly deposited on the insulating substrate by a deposition technique such as evaporation or sputtering. It is known to form. Recently, as a method for forming an element at a low cost even on a large-area substrate without the need for a vacuum device, a solution of an organic metal composition is applied and dried, and the organic component is thermally decomposed and removed by heating and baking to remove the metal or metal. A method of forming a conductive thin film of an oxide has also been proposed (JP-A-8-180803).
Further, as a preferable example of the above-mentioned organometallic composition in which the coating is dried and heated and baked, a method using a water-soluble organometallic compound (JP-A-8-277294) or a method in which a partially esterified polyvinyl A metal composition for producing an electron-emitting device containing an alcohol has also been proposed (JP-A-9-185940).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように金属組成
物溶液を基板に塗布する場合、特に金属組成物溶液の液
滴付与手段がインクジェット方式である場合は、付与さ
れる液滴が一部分離して主液滴の他にサテライトと呼ば
れる小さな液滴が主液滴のまわりに形成されてしまうこ
とがあった。また、主液滴にサテライトが一部くっつい
て、本来円形に形成されるべき塗布膜が楕円形などに変
形してしまうこともあった。従って所望の位置以外にも
電子放出素子製造用金属組成物が付与されてしまい均一
で再現性のよい電子放出素子を作製できない場合があっ
た。
As described above, when the metal composition solution is applied to the substrate, particularly when the means for applying the metal composition solution droplets is an ink jet system, the applied droplets partially separate. As a result, small droplets called satellites may be formed around the main droplet in addition to the main droplet. Further, satellites may partially adhere to the main droplet, and the coating film that should be formed in a circular shape may be deformed into an elliptical shape or the like. Therefore, the metal composition for manufacturing an electron-emitting device may be applied to a position other than a desired position, and a uniform and highly reproducible electron-emitting device may not be manufactured.

【0008】また、金属組成物中に部分エステル化ポリ
ビニルアルコールを含有する電子放出素子製造用金属組
成物溶液の水素イオン濃度(pH)がアルカリ性である
場合、溶液を調製してから時間が経過するにつれて部分
エステル化ポリビニルアルコールのエステル部分が加水
分解されて変質し、金属組成物溶液の性質、特に基板上
での塗布膜の形成性が変化して、作製した素子の電子放
出特性がばらついてしまう場合があった。
When the hydrogen ion concentration (pH) of a metal composition solution for producing an electron-emitting device containing a partially esterified polyvinyl alcohol in a metal composition is alkaline, time has elapsed since the preparation of the solution. As a result, the ester portion of the partially esterified polyvinyl alcohol is hydrolyzed and deteriorates, and the properties of the metal composition solution, particularly the formability of the coating film on the substrate, change, and the electron emission characteristics of the manufactured device vary. There was a case.

【0009】本発明は、この様な従来技術の問題点に鑑
みてなされたものである。本発明の目的は、金属組成物
溶液を基板に塗布する際、特にインクジェット方式を用
いて金属組成物溶液を塗布する際に、サテライト液滴の
発生を低減して所望の位置に電子放出素子製造用金属組
成物を付与するための金属組成物の提供、および均一な
素子の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art. It is an object of the present invention to reduce the generation of satellite droplets when applying a metal composition solution to a substrate, particularly when applying the metal composition solution using an inkjet method, and to manufacture an electron-emitting device at a desired position. It is an object of the present invention to provide a metal composition for applying a metal composition for use and a method for manufacturing a uniform element.

【0010】さらに本発明の他の目的は、長期間にわた
って変質しない安定性のよい金属組成物の提供、および
均一な素子の製造方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a stable metal composition which does not deteriorate over a long period of time and a method for manufacturing a uniform element.

【0011】また本発明は、電子放出部形成用薄膜の製
造工程において、変質しない安定性のよい金属組成物を
用いることにより、長期間にわたって特性の安定した電
子放出素子、表示素子、画像形成装置を提供することに
ある。
The present invention also provides an electron-emitting device, a display device, and an image forming apparatus having stable characteristics over a long period of time by using a stable metal composition which does not deteriorate in a manufacturing process of a thin film for forming an electron-emitting portion. Is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は電子放出素子製
造用金属組成物として、水を主成分とし金属化合物とエ
ステル化率5モル%未満のポリビニルアルコールを含有
することを特徴とする電子放出素子製造用金属組成物を
用いることを提案するものである。
According to the present invention, there is provided an electron-emitting device comprising a metal composition for producing an electron-emitting device, comprising a metal compound containing water as a main component and polyvinyl alcohol having an esterification ratio of less than 5 mol%. It is proposed to use a metal composition for manufacturing an element.

【0013】また本発明は電子放出素子の製造方法とし
て、電子放出材料を含む金属組成物を基板に部分的に付
与する工程と前記の金属組成物を付与された基板を加熱
焼成する工程とを経て電子放出部を形成する表面伝導型
電子放出素子の製造方法において、前記の金属組成物が
水を主成分とし金属化合物とエステル化率5モル%未満
のポリビニルアルコールを含有することを特徴とする電
子放出素子製造用金属組成物を用いる電子放出素子の製
造方法を提案するものである。
According to the present invention, as a method of manufacturing an electron-emitting device, a step of partially applying a metal composition containing an electron-emitting material to a substrate and a step of heating and firing the substrate provided with the metal composition are described. In a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion is formed through the above, the metal composition contains water as a main component and a metal compound and polyvinyl alcohol having an esterification ratio of less than 5 mol%. The present invention proposes a method for manufacturing an electron-emitting device using a metal composition for manufacturing an electron-emitting device.

【0014】本発明で用いられる前記の金属化合物は水
溶性の金属化合物であって、金属のハロゲン化合物、硝
酸化合物、亜硝酸化合物、アミン錯体、有機アミン錯体
等の金属塩あるいは金属錯体であって、特に有機金属化
合物が焼成の容易さから適当である。
The above-mentioned metal compound used in the present invention is a water-soluble metal compound, and is a metal salt or metal complex such as a metal halogen compound, a nitrate compound, a nitrite compound, an amine complex, and an organic amine complex. In particular, organometallic compounds are suitable because of the ease of firing.

【0015】前記の有機金属化合物の例としては金属の
有機酸塩を挙げることができ、その有機酸としては具体
例をあげるならば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、
イソ酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸等の炭素数1
ないし4のカルボキシル基を有する酸のいずれかをあげ
ることができる。特には酢酸、プロピオン酸が好適に用
いられる。炭素数5以上の酸の金属塩では水への溶解度
が低くなり、電子放出素子の製造方法において基板に付
与する溶液における金属の含有量が低くなるため使用し
がたくなる。
Examples of the above-mentioned organometallic compounds include organic acid salts of metals. Specific examples of the organic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, and the like.
1 carbon atoms such as isobutyric acid, oxalic acid, malonic acid and succinic acid
And any one of acids having a carboxyl group of 4 to 4. In particular, acetic acid and propionic acid are preferably used. A metal salt of an acid having 5 or more carbon atoms has low solubility in water, and the content of a metal in a solution applied to a substrate in a method for manufacturing an electron-emitting device is low, so that it is difficult to use the metal salt.

【0016】前記金属組成物中の金属化合物の濃度範囲
は、用いる金属化合物の種類によって最適な範囲が多少
異なるが、一般には0.1重量%以上8重量%以下、よ
り好ましくは0.2重量%以上3重量%以下の範囲が適
当である。金属濃度が低すぎる場合、基板に所望の量の
金属を付与するために多量の前記溶液の液滴の付与が必
要になり、その結果液滴付与に要する時間が長くなるの
みならず、基板上に無用に大きな液溜りを生じてしまい
所望の位置のみに金属を付与する目的が達成できなくな
る。逆に前記溶液の金属濃度が高すぎると、基板に付与
された液滴が後の工程で乾燥あるいは焼成される際に著
しく不均一化し、その結果として電子放出部の導電膜が
不均一になり電子放出素子の特性を悪化させる。
Although the optimum range of the concentration of the metal compound in the metal composition is slightly different depending on the kind of the metal compound used, it is generally 0.1% by weight to 8% by weight, more preferably 0.2% by weight. % To 3% by weight is appropriate. If the metal concentration is too low, it will be necessary to apply a large amount of the solution droplets in order to apply the desired amount of metal to the substrate. Unnecessarily large liquid pools are generated unnecessarily, and the purpose of applying metal only to desired positions cannot be achieved. Conversely, if the metal concentration of the solution is too high, the droplets applied to the substrate will be significantly non-uniform when dried or fired in a later step, resulting in a non-uniform conductive film in the electron-emitting portion. It deteriorates the characteristics of the electron-emitting device.

【0017】本発明で用いられる前記の有機金属化合物
の金属元素としては、白金、パラジウム、ルテニウム等
の白金族元素、金、銀、銅、クロム、タンタル、鉄、タ
ングステン、鉛、亜鉛、スズ等を用いることができる。
The metal element of the organometallic compound used in the present invention includes platinum group elements such as platinum, palladium and ruthenium, gold, silver, copper, chromium, tantalum, iron, tungsten, lead, zinc, tin and the like. Can be used.

【0018】特に水に対する溶解性が良好で溶液が長期
にわたり保存可能な安定性を有し、焼成の容易な有機金
属化合物として、金属のエタノールアミン・カルボン酸
錯体をあげることができる。具体的には、エタノールア
ミンと酢酸基とパラジウムとからなる有機金属化合物が
良好に用いられる。
In particular, as an organometallic compound which has good solubility in water and has a stability in which the solution can be stored for a long period of time, and which is easily calcined, a metal ethanolamine-carboxylic acid complex can be mentioned. Specifically, an organometallic compound composed of ethanolamine, an acetic acid group, and palladium is preferably used.

【0019】本発明で用いられる、電子放出部の導電膜
の形成のために基板に付与される前記の金属組成物液体
は、水を主成分とし金属化合物とエステル化率5モル%
未満のポリビニルアルコールを含有する液体である。
The metal composition liquid applied to the substrate for forming the conductive film of the electron-emitting portion used in the present invention comprises water as a main component and a metal compound and an esterification ratio of 5 mol%.
Liquid containing less than 2 parts of polyvinyl alcohol.

【0020】前記のエステル化率5モル%未満のポリビ
ニルアルコールとは、ビニルアルコール単位とビニルエ
ステル単位とを含有する高分子である。例えば、通常に
入手可能な「完全」加水分解ポリビニルアルコールや
「完全」加水分解ポリビニルアルコールを各種のアシル
化剤、すなわち無水酢酸等のカルボン酸無水物や塩化ア
セチル等のカルボン酸無水物により部分的にエステル化
して得られる部分エステル化ポリビニルアルコールであ
る。また通常のポリビニルアルコールの製造工程すなわ
ちポリ酢酸ビニルの加水分解によるポリビニルアルコー
ルの製造において、ポリ酢酸ビニルの加水分解を最後ま
で行った「完全」加水分解ポリビニルアルコールや、ポ
リ酢酸ビニルの加水分解を反応途中で停止し完全に加水
分解せずに得られるいわゆる部分加水分解ポリビニルア
ルコールもまた部分エステル化ポリビニルアルコールに
あたる。
The above-mentioned polyvinyl alcohol having an esterification rate of less than 5 mol% is a polymer containing a vinyl alcohol unit and a vinyl ester unit. For example, commonly available "completely" hydrolyzed polyvinyl alcohol or "completely" hydrolyzed polyvinyl alcohol is partially treated with various acylating agents, i.e., carboxylic anhydrides such as acetic anhydride and carboxylic anhydrides such as acetyl chloride. Is a partially esterified polyvinyl alcohol obtained by esterification to In addition, in the normal polyvinyl alcohol production process, that is, in the production of polyvinyl alcohol by hydrolysis of polyvinyl acetate, the hydrolysis of polyvinyl acetate is carried out to the end. A so-called partially hydrolyzed polyvinyl alcohol which is stopped halfway and obtained without complete hydrolysis also corresponds to a partially esterified polyvinyl alcohol.

【0021】前記エステルを形成するアシル基として
は、上述したアセチル基のほか、プロピオニル基、ブチ
ロイル基、ステアロイル基等の脂肪族カルボン酸由来の
アシル基が利用可能である。これらアシル基は炭素原子
数2以上であることが必要である。一方、本発明に利用
できるアシル基の炭素原子数の上限については明確な限
界がみいだされず、少なくとも実験的には炭素数18の
アシル基は有効であることが判明している。
As the acyl group forming the ester, an acyl group derived from an aliphatic carboxylic acid such as a propionyl group, a butyroyl group, and a stearoyl group can be used in addition to the acetyl group described above. These acyl groups need to have 2 or more carbon atoms. On the other hand, no clear limit has been found on the upper limit of the number of carbon atoms of the acyl group that can be used in the present invention, and it has been found at least experimentally that an acyl group having 18 carbon atoms is effective.

【0022】前記のポリビニルアルコールのエステル化
率は本発明において非常に重要である。本発明で問題と
なっている金属組成物溶液を基板に塗布する際のサテラ
イト液滴の発生は、金属組成物中のポリビニルアルコー
ルのエステル化率が大きい場合により顕著となるからで
ある。本発明の金属組成物は、ポリビニルアルコールの
エステル化率を5モル%未満とすることで、より好まし
くは2モル%未満とすることで金属組成物溶液を基板に
塗布する際のサテライト液滴の発生を抑制し、均一な電
子放出素子を作製可能とするものである。また、ポリビ
ニルアルコールのエステル部分の加水分解によって引き
起こされる溶液の変質を、ポリビニルアルコールのエス
テル化率を5モル%未満、より好ましくは2モル%未満
とすることで低減して溶液の安定性を向上させる。
The esterification rate of the polyvinyl alcohol is very important in the present invention. This is because the generation of satellite droplets when applying the metal composition solution to the substrate, which is a problem in the present invention, becomes more remarkable when the esterification rate of polyvinyl alcohol in the metal composition is large. The metal composition of the present invention has an esterification rate of polyvinyl alcohol of less than 5 mol%, more preferably less than 2 mol%, and is preferably a liquid droplet of satellite droplets when applying the metal composition solution to a substrate. It is intended to suppress the occurrence and to manufacture a uniform electron-emitting device. In addition, the deterioration of the solution caused by the hydrolysis of the ester portion of polyvinyl alcohol is reduced by reducing the esterification rate of polyvinyl alcohol to less than 5 mol%, more preferably less than 2 mol%, thereby improving the stability of the solution. Let it.

【0023】前記のポリビニルアルコールの重合度は2
00以上2000以下が好ましい。この範囲未満におい
ては金属組成物の塗膜が安定に形成され難い。またこの
範囲を越える場合においては金属組成物の溶液粘度が高
くなり、塗布工程において使用に問題を生じたり塗膜が
厚くなる傾向がある。適当な厚さの電子放出部導電膜の
形成には重合度250以上1200以下のポリビニルア
ルコールの使用が最も良好である。
The degree of polymerization of the polyvinyl alcohol is 2
It is preferably from 00 to 2000. Below this range, it is difficult to form a coating film of the metal composition stably. If the ratio exceeds this range, the solution viscosity of the metal composition becomes high, which causes a problem in use in the coating step and tends to make the coating film thick. The use of polyvinyl alcohol having a degree of polymerization of 250 or more and 1200 or less is most preferable for forming an electron-emitting-portion conductive film having an appropriate thickness.

【0024】本発明で用いる前記金属組成物における前
記のエステル化率5モル%未満のポリビニルアルコール
の濃度は0.01重量以上0.5重量%以下、好ましく
は0.02重量%以上0.3重量%以下が適当である。
この濃度未満においては前記高分子の添加の効果が充分
認められない。この濃度を越える場合においては金属組
成物の粘度の上昇により塗布工程に問題が生じたり、加
熱焼成の際に高分子成分の分解消失が完全に進まず電子
放出部に有機成分が残留する結果になる場合がある。
The concentration of the polyvinyl alcohol having an esterification rate of less than 5 mol% in the metal composition used in the present invention is 0.01 to 0.5% by weight, preferably 0.02 to 0.3% by weight. % By weight or less is appropriate.
Below this concentration, the effect of the addition of the polymer is not sufficiently recognized. If the concentration exceeds this, a problem occurs in the coating process due to an increase in the viscosity of the metal composition, or the decomposition and disappearance of the polymer component do not completely proceed during heating and firing, and the organic component remains in the electron emission portion. May be.

【0025】本発明で用いる前記金属組成物は、水溶性
多価アルコールを含むことが望ましい。ここで言う多価
アルコールとは分子内に複数のアルコール性水酸基を有
する化合物のことである。特に炭素数2ないし4の常温
において液体の多価アルコール、具体的にはエチレング
リコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジ
オール、3−メトキシ−1,2−プロパンジオール、2
−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、ジエ
チレングリコール、グリセリン、l,2,4−ブタント
リオール等が本発明の金属組成物への添加に有用であ
る。
It is desirable that the metal composition used in the present invention contains a water-soluble polyhydric alcohol. The polyhydric alcohol referred to here is a compound having a plurality of alcoholic hydroxyl groups in the molecule. Particularly, a polyhydric alcohol having 2 to 4 carbon atoms and being liquid at ordinary temperature, specifically, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 3-methoxy-1,2-propanediol,
-Hydroxymethyl-1,3-propanediol, diethylene glycol, glycerin, 1,2,4-butanetriol and the like are useful for addition to the metal composition of the present invention.

【0026】前記の多価アルコールは本発明で用いる前
記金属組成物に5重量%以下、特に0.05重量%ない
し3重量%の範囲で含有させることが望ましい。これよ
り高濃度では基板に塗布した金属組成物の乾燥が遅くな
り好ましくない。
The above-mentioned polyhydric alcohol is desirably contained in the metal composition used in the present invention in an amount of 5% by weight or less, particularly in the range of 0.05% by weight to 3% by weight. If the concentration is higher than this, drying of the metal composition applied to the substrate becomes slow, which is not preferable.

【0027】また本発明で用いる前記金属組成物は、水
溶性一価アルコールを含むことが望ましい。用いること
のできる水溶性一価アルコールは炭素原子数1ないし4
の常温で液体の水溶性一価アルコールで、具体例として
はメタノール、エタノール、プロパノール、2−ブタノ
ール等をあげることができる。
The metal composition used in the present invention preferably contains a water-soluble monohydric alcohol. Water-soluble monohydric alcohols that can be used are those having 1 to 4 carbon atoms.
And water-soluble monohydric alcohols at room temperature, specific examples of which include methanol, ethanol, propanol and 2-butanol.

【0028】前記の水溶性一価アルコールは前記の金属
組成物に対して35重量%以下となるように加えられる
べきで、これ以上の添加は前記の水溶性有機金属化合物
の溶解性を低下せしめたり、基板に部分的に塗布した場
合に基板上で塗膜が広がってしまい所望の領域に限って
塗膜を形成することが困難になる場合がある。前記の金
属組成物を基板に部分的に塗布する場合には特に好まし
くは前記の水溶性一価アルコールを5ないし35重量%
の範囲とするのが望ましい。
The above-mentioned water-soluble monohydric alcohol should be added so as to be 35% by weight or less based on the above-mentioned metal composition, and if added more, the solubility of the above-mentioned water-soluble organometallic compound is reduced. Alternatively, when the coating is partially applied to the substrate, the coating may spread on the substrate, making it difficult to form the coating only in a desired region. When the metal composition is partially applied to a substrate, it is particularly preferable that the water-soluble monohydric alcohol be 5 to 35% by weight.
It is desirable to be within the range.

【0029】また本発明で用いる前記金属組成物に含有
される水は、好ましくは蒸留水やイオン交換水が用いら
れ、その含有量は95〜50重量%、好ましくは90〜
60重量%が望ましい。
As the water contained in the metal composition used in the present invention, distilled water or ion-exchanged water is preferably used, and its content is 95 to 50% by weight, preferably 90 to 50% by weight.
60% by weight is desirable.

【0030】前記の金属組成物を絶縁性基板上に塗布し
て塗膜とした後、後述するように乾燥加熱焼成すること
により有機成分が分解消失して導電性薄膜が基板上に形
成される。前記の塗布手段としてはディッピング、スピ
ン塗布、スプレー塗布等の従来公知の液体塗布手段を用
いることができる。特に前述した水を主成分とし金属化
合物とエステル化率5モル%未満のポリビニルアルコー
ルを含有する液体である金属組成物を用いるならば塗布
する基板の材質や塗布手段にほとんど依存することなく
容易に均質な塗膜を形成することができ、均質な導電性
薄膜とすることができる。
After the above-mentioned metal composition is applied on an insulating substrate to form a coating film, the organic component is decomposed and eliminated by drying and heating as described later to form a conductive thin film on the substrate. . As the coating means, a conventionally known liquid coating means such as dipping, spin coating and spray coating can be used. In particular, if a liquid composition containing water as a main component and containing a metal compound and a polyvinyl alcohol having an esterification ratio of less than 5 mol% is used, it is easily possible without depending on the material of the substrate to be applied or the application means. A uniform coating film can be formed, and a uniform conductive thin film can be obtained.

【0031】通常、電子放出素子を作成する目的におい
て前記の導電性薄膜は基板上の所定の位置に所定の形状
として形成する必要がある。そのような導電性薄膜の部
分的形成の方法としては、導電性薄膜をいったん基板上
に形成した後に不要部分を除去することにより所定位置
にのみ導電性薄膜を残す方法、あるいは、前記の金属組
成物の塗膜をいったん基板上に形成した後に不要な塗膜
部分を除去してから加熱焼成して所定位置にのみ導電性
薄膜を形成する方法あるいは、基板上の所定の位置のみ
に前記の金属組成物を塗布して加熱焼成することにより
所定位置にのみ導電性薄膜を形成する方法を用いること
ができる。
Usually, for the purpose of producing an electron-emitting device, it is necessary to form the conductive thin film at a predetermined position on a substrate in a predetermined shape. As a method of partially forming such a conductive thin film, a method of forming a conductive thin film once on a substrate and then removing an unnecessary portion to leave the conductive thin film only at a predetermined position, or a method of forming the above-described metal composition A method of forming a conductive thin film only at a predetermined position by removing unnecessary coating film portions after forming a coating film of an object on a substrate and then heating and baking it, or the above-described metal only at a predetermined position on the substrate. A method in which a conductive thin film is formed only at a predetermined position by applying the composition and heating and baking can be used.

【0032】前記の基板上の所定位置のみに金属組成物
を塗布する工程は、マスクを介してディッピング、スピ
ン塗布、スプレー塗布等の従来公知の液体塗布手段を用
いて行う工程であってもよいが、マスクを用いることな
く基板上の所定の位置にのみ前記金属組成物の液滴を付
与する工程であってもよい。
The step of applying the metal composition only to a predetermined position on the substrate may be a step of using a conventionally known liquid applying means such as dipping, spin coating, spray coating or the like through a mask. However, a step of applying droplets of the metal composition only to predetermined positions on the substrate without using a mask may be employed.

【0033】上記の金属組成物の液滴を基板に付与する
手段は、液滴を形成し付与することが可能ならば任意の
方法でよいが、特に微小な液滴を効率良く適度な精度で
発生付与でき制御性も良好なインクジェット方式が便利
である。インクジェット方式にはピエゾ素子等のメカニ
カルな衝撃により液滴を発生付与するものや、微小ヒー
タ等で液を加熱し突沸により液滴を発生付与するバブル
ジェット方式などがあるが、いずの方式でも十ナノグラ
ム程度から数十マイクログラム程度までの微小液滴を再
現性良く発生し基板に付与することができる。
The means for applying droplets of the metal composition to the substrate may be any method as long as the droplets can be formed and applied. It is convenient to use an ink jet system which can generate and provide good controllability. Ink jet systems include those that generate and apply droplets by mechanical impact such as piezo elements, and bubble jet systems that generate and apply droplets by heating the liquid with a minute heater or the like, and bumping. Microdroplets of about ten nanograms to several tens of micrograms can be generated with good reproducibility and applied to the substrate.

【0034】前記液滴付与工程においては基板上の同一
位置に液滴を必ずしも一回付与するのみに限る必要はな
く、液滴を複数回付与して所望量の金属組成物を基板上
に与えてもよい。液滴を基板上に独立した状態に付与す
るならば一般には基板上に円形かそれに近い形状の小塗
膜となる。しかし基板上の付与位置を前記の円形の直径
より小さい距離だけ離れた位置にずらして複数の液滴を
付与することにより、連続した任意の形状の大きな塗膜
を形成することが可能である。
In the droplet applying step, it is not always necessary to apply the droplet once to the same position on the substrate, but the droplet is applied a plurality of times to give a desired amount of the metal composition onto the substrate. You may. When the droplets are applied independently on the substrate, a small coating film having a circular shape or a shape close thereto is generally formed on the substrate. However, it is possible to form a continuous large coating film of any shape by shifting the application position on the substrate to a position separated by a distance smaller than the diameter of the circle and applying a plurality of droplets.

【0035】上記手段で基板に付与された金属組成物は
乾燥、焼成工程を経て導電性無機微粒子膜とすることに
より、基板上に電子放出のための無機微粒子膜を形成す
る。なおここで述べる微粒子膜とは複数の微粒子が集合
した膜であり、微視的に微粒子が個々に分散配置した状
態のみならず、微粒子が互いに隣接あるいは重なり合っ
た状態(島状も含む)の膜をさす。また微粒子膜の粒径
とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子について
の径を意味する。
The metal composition applied to the substrate by the above means is dried and fired to form a conductive inorganic fine particle film, thereby forming an inorganic fine particle film for emitting electrons on the substrate. Note that the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and not only in a state where the fine particles are individually dispersed and arranged microscopically, but also in a state where the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (including an island shape). Point out. The particle diameter of the fine particle film means the diameter of the fine particles whose particle shape can be recognized in the above state.

【0036】乾燥工程は通常用いられる自然乾燥、送風
乾燥、熱乾燥等を用いればよい。前記の液体の金属組成
物が付与された基板を例えば70℃ないし130℃の電
気乾燥器に30秒ないし2分程度入れることにより乾燥
することができる。焼成工程は通常用いられる加熱手段
を用いればよい。焼成の温度は有機金属化合物が分解し
て無機微粒子が生成するに充分な温度とすべきである
が、通常は150℃以上、500℃以下とする。焼成は
還元性気体雰囲気、酸化性気体雰囲気、不活性気体雰囲
気あるいは真空のいずれも利用し得る。還元性あるいは
真空の条件下では有機金属化合物の熱分解により金属微
粒子が生成することが多い。一方、酸化性の条件下では
金属酸化物の微粒子が生成することが多い。しかし焼成
雰囲気と生成微粒子の酸化状態は単純に前記のように定
まるものでない。例えば酸化性気体雰囲気下での焼成工
程であっても有機金属化合物が分解して最初に生成する
ものは金属微粒子であって、さらに焼成を続けることに
より前記の金属が酸化されて金属酸化物の微粒子が生成
するという場合もある。生成したものが金属であれ、金
属酸化物であれ、導電性を有する微粒子膜を形成してい
るならば本発明の電子放出素子に利用することができ
る。焼成装置の簡略化や製造コストの低減の観点からは
空気雰囲気下で行なう焼成工程が優れている。最適な焼
成時間は用いる有機金属化合物の種類、焼成雰囲気や焼
成温度により変わるが、通常は2分ないし40分程度で
ある。焼成温度は一定でもよいが、所定のプログラムに
したがって変化させてもよい。前記の乾燥工程と焼成工
程とは必ずしも区別された別工程として行なう必要はな
く、連続して同時に行なってもかまわない。
In the drying step, natural drying, blast drying, heat drying and the like may be used. The substrate to which the liquid metal composition has been applied can be dried, for example, by placing it in an electric dryer at 70 ° C. to 130 ° C. for about 30 seconds to 2 minutes. The baking step may use a heating means that is usually used. The firing temperature should be a temperature sufficient to decompose the organometallic compound to generate inorganic fine particles, but is usually 150 ° C. or more and 500 ° C. or less. For firing, any of a reducing gas atmosphere, an oxidizing gas atmosphere, an inert gas atmosphere, and a vacuum can be used. Under reducing or vacuum conditions, metal fine particles are often generated by thermal decomposition of the organometallic compound. On the other hand, under oxidizing conditions, metal oxide fine particles are often generated. However, the firing atmosphere and the oxidation state of the produced fine particles are not simply determined as described above. For example, even in the firing step under an oxidizing gas atmosphere, the first thing generated by the decomposition of the organometallic compound is metal fine particles, and the metal is oxidized by continuing the firing and the metal oxide is formed. In some cases, fine particles are generated. Regardless of what is produced, whether it is a metal or a metal oxide, it can be used for the electron-emitting device of the present invention as long as it forms a conductive fine particle film. From the viewpoint of simplification of the firing apparatus and reduction of the manufacturing cost, the firing step performed in an air atmosphere is excellent. The optimum firing time varies depending on the type of the organometallic compound used, the firing atmosphere and the firing temperature, but is usually about 2 to 40 minutes. The firing temperature may be constant, but may be changed according to a predetermined program. The drying step and the firing step need not necessarily be performed as separate steps, and may be performed continuously and simultaneously.

【0037】本発明の電子放出素子製造用金属組成物
は、液滴を付与して電子放出素子を作製する場合に金属
化合物のサテライト液滴の発生を低減し均質な素子を製
造するための金属組成物である。具体的には、金属薄膜
を形成するための金属組成物中のポリビニルアルコール
のエステル化率を5モル%未満にすることにより、液滴
を付与する際、特にインクジェット方式を利用して金属
組成物溶液を付与する際に発生するサテライト液滴を低
減して所望の位置に電子放出素子製造用金属組成物を付
与するための金属組成物である。
The metal composition for producing an electron-emitting device according to the present invention is a metal composition for producing a homogeneous device by reducing the generation of satellite droplets of a metal compound when producing an electron-emitting device by applying droplets. A composition. Specifically, when the rate of esterification of polyvinyl alcohol in the metal composition for forming the metal thin film is less than 5 mol%, when applying the droplet, particularly, the metal composition using an ink jet method is used. A metal composition for reducing satellite droplets generated when applying a solution and applying a metal composition for manufacturing an electron-emitting device to a desired position.

【0038】ポリビニルアルコールのエステル化率を5
モル%未満にすることにより液滴サテライトが低減する
理由としては、ポリビニルアルコールのエステル化率が
小さいと溶液の表面張力が大きくなり、液滴が分離しに
くくなってサテライトの発生を低減するものと考えられ
る。また、一部サテライトが発生してもそのサテライト
が主液滴に接触している場合は溶液の表面張力が大きい
ことによりサテライトが主液滴に引き寄せられて円形に
近い塗布膜を形成できるものと推察される。
The degree of esterification of polyvinyl alcohol was 5
The reason that the droplet satellite is reduced by setting the content to less than mol% is that when the esterification rate of polyvinyl alcohol is small, the surface tension of the solution becomes large, the droplets are hardly separated, and the generation of satellite is reduced. Conceivable. Also, even if some satellites are generated, if the satellites are in contact with the main droplet, the satellite will be attracted to the main droplets due to the large surface tension of the solution and a coating film that is almost circular can be formed. Inferred.

【0039】また、本発明の電子放出素子製造用金属組
成物は、溶液のpHがアルカリ性である場合でも時間経
過に伴うポリビニルアルコールの変質を抑制し、基板上
での塗布膜形成性の変化も起こらない金属組成物であ
る。具体的には、金属組成物中のポリビニルアルコール
のエステル化率を5モル%未満にすることにより、ポリ
ビニルアルコールのエステル部分の加水分解によって引
き起こされる溶液の変質が抑制され溶液の安定性が向上
する。「完全」加水分解ポリビニルアルコールを使用し
た場合は金属組成物溶液のpHがアルカリ性であっても
ポリビニルアルコールが加水分解されて変質することは
なく、溶液を作製してから長期間にわたって安定した基
板塗布性を有する金属組成物が提供される。「完全」加
水分解ポリビニルアルコールではないにしてもエステル
化率5モル%未満のポリビニルアルコールであれば、安
定性に大きな問題はみられず、長期間にわたって溶液の
基板塗布性に問題のない金属組成物が提供できる。
Further, the metal composition for producing an electron-emitting device of the present invention suppresses the deterioration of polyvinyl alcohol with time even when the pH of the solution is alkaline, and the change of the coating film forming property on the substrate is suppressed. A metal composition that does not occur. Specifically, by setting the esterification rate of polyvinyl alcohol in the metal composition to less than 5 mol%, the deterioration of the solution caused by hydrolysis of the ester portion of polyvinyl alcohol is suppressed, and the stability of the solution is improved. . When "completely" hydrolyzed polyvinyl alcohol is used, even if the pH of the metal composition solution is alkaline, the polyvinyl alcohol is not hydrolyzed and does not deteriorate, and a stable substrate coating is applied for a long time after the solution is prepared. A metal composition having properties is provided. If it is not a "completely" hydrolyzed polyvinyl alcohol, a polyvinyl alcohol having an esterification rate of less than 5 mol% does not cause a large problem in stability and a metal composition which does not cause a problem in application of a solution to a substrate over a long period of time. Things can be provided.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】本発明の表面伝導型電子放出素子
の基本的構成について説明する。図1は、本発明の表面
伝導型電子放出素子の構成を示す模式図であり、同図中
図1(a)は平面図、図1(b)はAA線断面図であ
る。また1は基体、2と3は素子電極、4は導電性薄
膜、5は電子放出部である。図2は、本発明の表面伝導
型電子放出素子の構成の別な例を示す模式図であり、同
図中図2(a)は平面図、図2(b)はBB線断面図で
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic structure of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA. 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emitting portion. FIG. 2 is a schematic view showing another example of the configuration of the surface conduction electron-emitting device of the present invention. FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB. .

【0041】基体1としては、石英ガラス、Na等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラス
にスパッタ法等により形成したSiO2を積層したガラ
ス基体及びアルミナ等のセラミックス及びSi基体等を
用いることができる。
Examples of the substrate 1 include quartz glass, glass with a reduced content of impurities such as Na, blue plate glass, a glass substrate obtained by laminating SiO 2 on a blue plate glass by sputtering or the like, ceramics such as alumina, and a Si substrate. Can be used.

【0042】対向する素子電極2、3の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができる。これは例えば
Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、C
u、Pd等の金属或は合金及びPd、Ag、Au、Ru
2、Pd−Ag等の金属或は金属酸化物とガラス等か
ら構成される印刷導体、In23−SnO2等の透明導
電体及びポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選
択することができる。
The material of the opposing device electrodes 2 and 3 is as follows.
General conductor materials can be used. This includes, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, C
metals or alloys such as u, Pd and Pd, Ag, Au, Ru
Appropriate selection from a printed conductor composed of a metal such as O 2 or Pd-Ag or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 and a semiconductor conductor material such as polysilicon. Can be.

【0043】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
薄膜4の形状等は、応用される形態等を考慮して設計さ
れる。素子電極間隔Lは、好ましくは数千Åから数百μ
mの範囲とすることができ、より好ましくは素子電極間
に印加する電圧等を考慮して数μmから数十μmの範囲
とすることができる。素子電極長さWは、電極の抵抗
値、電子放出特性を考慮して、数μmから数百μmの範
囲とすることができる。素子電極2、3の膜厚dは、数
百Åから数μmの範囲とすることができる。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 4 and the like are designed in consideration of the applied form and the like. The element electrode interval L is preferably several thousand to several hundred μm.
m, more preferably in the range of several μm to several tens μm in consideration of the voltage applied between the device electrodes and the like. The element electrode length W can be in the range of several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics. The film thickness d of the device electrodes 2 and 3 can be in the range of several hundreds of μm to several μm.

【0044】尚、図1に示した構成だけでなく、基体1
上に、導電性薄膜4、対向する素子電極2、3の順に積
層した構成とすることもできる。
It should be noted that not only the structure shown in FIG.
A configuration in which the conductive thin film 4 and the opposing device electrodes 2 and 3 are laminated on the above in this order can also be adopted.

【0045】導電性薄膜4には、良好な電子放出特性を
得るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが
好ましい。その膜厚は、素子電極2、3へのステップカ
バレージ、素子電極2、3間の抵抗値及び後述するフォ
ーミング条件等を考慮して適宜設定されるが、通常は、
数Åから数千Åの範囲とするのが好ましく、より好まし
くは10Åより500Åの範囲とするのが良い。その抵
抗値は、Rsが1×102から1×107Ω/□の値であ
る。なおRsは、厚さがt、幅がwで長さがlの薄膜の
長さ方向に測定した抵抗Rを、R=Rs(1/w)とお
いたときに現れる値である。本明細書において、フォー
ミング処理については、通電処理を例に挙げて説明する
が、フォーミング処理はこれに限られるものではなく、
膜に亀裂を生じさせて高抵抗状態を形成する処理を包含
するものである。
As the conductive thin film 4, a fine particle film composed of fine particles is preferably used in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of the step coverage to the device electrodes 2 and 3, the resistance value between the device electrodes 2 and 3, a forming condition described later, and the like.
It is preferably in the range of several degrees to several thousand degrees, more preferably in the range of 10 to 500 degrees. The resistance value of Rs is 1 × 10 2 to 1 × 10 7 Ω / □. Note that Rs is a value that appears when the resistance R measured in the length direction of a thin film having a thickness t, a width w, and a length 1 is R = Rs (1 / w). In the present specification, the forming process will be described using an energizing process as an example, but the forming process is not limited to this.
It includes a process of forming a high resistance state by causing a crack in the film.

【0046】導電性薄膜4を構成する材料は、Pd、P
t、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、F
e、Zn、Sn、Ta、W、Pb等の金属の中から適宜
選択される。これらの金属は、導電性薄膜材料有機金属
化合物を形成する。
The material constituting the conductive thin film 4 is Pd, P
t, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, F
It is appropriately selected from metals such as e, Zn, Sn, Ta, W, and Pb. These metals form the conductive thin film material organometallic compound.

【0047】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態あるいは微粒子が互いに隣接、あるい
は重なり合った状態(いくつかの微粒子が集合し、全体
として島状構造を形成している場合も含む)をとってい
る。微粒子の粒径は、数Åから数千Åの範囲、好ましく
は、10Åから200Åの範囲である。
The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged or in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (when some fine particles are mixed). To form an island-like structure as a whole). The particle size of the fine particles is in the range of a few to a few thousand, preferably in the range of 10 to 200.

【0048】電子放出部5は、導電性薄膜4の一部に形
成された高抵抗の亀裂により構成され、導電性薄膜4の
膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミング、活性
化工程に依存したものとなる。電子放出部5の内部に
は、数Åから数百Åの範囲の粒径の導電性微粒子が存在
する場合もある。この導電性微粒子は、導電性薄膜4を
構成する材料の元素の一部、あるいは全ての元素を含有
するものとなる。亀裂の先端部及びその近傍の導電性薄
膜4には、炭素及び炭素化合物を有する。炭素及び炭素
化合物とは、例えばグラファイト(いわいるHOPG、
PG、GCを包含する。HOPGはほぼ完全なグラファ
イトの結晶構造、PGは結晶粒が200Å程度で結晶構
造がやや乱れたもの、GCは結晶粒が20Å程度になり
結晶構造の乱れがさらに大きくなったものを指す。)、
非晶質カーボン(アモルファスカーボン及び、アモルフ
ァスカーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を指
す。)であり、その膜厚は、500Å以下の範囲とする
のが好ましく、300Å以下の範囲とすることがより好
ましい。
The electron-emitting portion 5 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 4 and depends on the thickness, film quality and material of the conductive thin film 4 and the energization forming and activation steps described later. It will be. In some cases, conductive fine particles having a particle size in the range of several Å to several hundred 存在 exist inside the electron emission portion 5. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 4. The conductive thin film 4 at and near the tip of the crack contains carbon and a carbon compound. Carbon and carbon compounds include, for example, graphite (HOPG, so-called
PG and GC. HOPG refers to an almost perfect graphite crystal structure, PG refers to a crystal grain of about 200 ° and has a slightly disordered crystal structure, and GC refers to a crystal grain of about 20 ° and has a further disordered crystal structure. ),
Amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the microcrystals of graphite), and the thickness thereof is preferably 500 ° or less, more preferably 300 ° or less. preferable.

【0049】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法があるが、本発明の製造方法を図3
に模式的に示す。以下、図1及び図3を参照しながら本
発明の製造方法の一例について説明する。図3において
も、図1に示した部位と同じ部位には図1に付した符号
と同一の符号を付している。 工程−1:基体、素子電極の形成工程 基体1を洗剤、純水および有機溶剤等を用いて充分に洗
浄し、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電極材料を
堆積後、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて基体
1上に素子電極2、3を形成する(図3(a)参照)。
Although there are various methods for manufacturing the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, the manufacturing method of the present invention is shown in FIG.
Is shown schematically in FIG. Hereinafter, an example of the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. Step-1: Step of Forming Substrate and Device Electrode The substrate 1 is sufficiently washed with a detergent, pure water, an organic solvent, and the like, and after the device electrode material is deposited by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like, a photolithography technique is used. The device electrodes 2 and 3 are formed on the substrate 1 by using (see FIG. 3A).

【0050】工程−2:基体の表面エネルギーを調整す
る工程 工程−1で作成した基体を、温水洗浄やO3アッシング
等の親水処理を施した後、シリカゲルを乾燥剤としたデ
シケータ中で、基体の表面エネルギーを飽和状態になる
まで放置する。放置時間は、24時間以上でほぼ飽和す
る。本工程では、基体の表面状態は撥水面と変化する。
Step-2: Step of Adjusting Surface Energy of Substrate The substrate prepared in Step-1 is subjected to a hydrophilic treatment such as washing with hot water or O 3 ashing, and then subjected to a desiccator using silica gel as a desiccant. The surface energy is left until it is saturated. The standing time is almost saturated after 24 hours. In this step, the surface state of the substrate changes to a water-repellent surface.

【0051】工程−3:有機金属含有水溶液を基体に付
与する工程 有機金属含有水溶液の液滴6をインクジェットノズル7
からバブルジェット法やピエゾジェット法と呼ばれるイ
ンクジェット法によって、各素子電極及び素子電極間に
付与する(図3(b)参照)。なお、有機金属含有水溶
液の基体への付与法は、スピンナーを用いた塗布法によ
っても良いが、この場合は所望の導電性薄膜の形態をう
るため、パターニング工程が必要となる。
Step-3: Step of Applying an Organic Metal-Containing Aqueous Solution to a Substrate
The ink is applied to each element electrode and between the element electrodes by an ink jet method called a bubble jet method or a piezo jet method (see FIG. 3B). The method of applying the organic metal-containing aqueous solution to the substrate may be a coating method using a spinner, but in this case, a desired conductive thin film form is required, so a patterning step is required.

【0052】工程−4:有機金属含有水溶液を熱分解
し、導電性薄膜を形成する工程 工程−3で基体に付与された有機金属含有水溶液は、基
体を焼成炉やホットプレート状で、大気中等の雰囲気で
熱分解され、金属あるいは金属酸化物となる。こうし
て、微粒子形態の導電性薄膜4が作成される。
Step-4: Step of thermally decomposing the organic metal-containing aqueous solution to form a conductive thin film The organic metal-containing aqueous solution applied to the substrate in Step-3 is obtained by subjecting the substrate to a baking furnace or a hot plate in the air or the like. Is thermally decomposed in the atmosphere described above to form a metal or metal oxide. Thus, the conductive thin film 4 in the form of fine particles is formed.

【0053】工程−5:通電フォーミング工程 つづいて、フォーミング工程を施す。このフォーミング
工程は、パルス状の電圧を素子電極2、3間に印加通電
することで、導電性薄膜4に、構造の変化した電子放出
部5が形成される(図3(d)参照)。通電フオーミン
グによれば、導電性薄膜4に局所的に破壊、変形もしく
は変質等の構造の変化した部位で、亀裂が形成される。
Step-5: energizing forming step Subsequently, a forming step is performed. In this forming step, a pulse-like voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 so that an electron-emitting portion 5 having a changed structure is formed on the conductive thin film 4 (see FIG. 3D). According to the energization forming, a crack is formed in the conductive thin film 4 at a portion where the structure such as destruction, deformation or alteration is locally changed.

【0054】工程−6:活性化工程 フォーミングを終えた素子には活性化工程と呼ばれる処
理を施す。活性化工程とは、この工程により、素子電流
If、放出電流Ieが、著しく変化する工程である。
Step-6: Activation Step The element which has been formed is subjected to a process called an activation step. The activation step is a step in which the element current If and the emission current Ie are significantly changed by this step.

【0055】活性化工程は、有機物質のガスを含有する
雰囲気下で、パルスの印加を繰り返すことで行うことが
できる。この雰囲気は、充分に排気した真空中に適当な
有機物質のガスを導入することによっても得られる。適
当な有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキン
の脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール
類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノール、
カルボン、スルホン酸等の有機酸類等を挙げることがで
きる。この処理により、雰囲気中に存在する有機物質か
ら、通電フォーミング工程で形成した亀裂の内側にあら
たに炭素あるいは炭素化合物からなる亀裂を形成する。
The activation step can be performed by repeating pulse application in an atmosphere containing an organic substance gas. This atmosphere can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a sufficiently evacuated vacuum. Suitable organic substances include alkanes, alkenes, aliphatic hydrocarbons of alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, phenols,
Organic acids such as carboxylic acid and sulfonic acid can be exemplified. By this treatment, a crack made of carbon or a carbon compound is newly formed from the organic substance present in the atmosphere inside the crack formed in the energization forming step.

【0056】工程−7:安定化工程 このような工程を経て得られた電子放出素子は、安定化
工程を行うことが好ましい。この工程は、真空容器内の
有機物質を排気する工程である。真空容器を排気する真
空排気装置は、装置から発生するオイルが素子の特性に
影響を与えないように、オイルを使用しないものを用い
るのが好ましい。具体的には、ソープションポンプ、イ
オンポンプ等の真空排気装置を挙げることが出来る。
Step-7: Stabilizing Step The electron-emitting device obtained through such a step is preferably subjected to a stabilizing step. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container. It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used.

【0057】さらに真空容器内を排気するときには、真
空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子
に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好まし
い。このときの加熱条件は、150〜300℃で数時間
以上が望ましいが、特にこの条件に限るものではなく、
真空容器の大きさや形状、電子放出素子の構成などの諸
条件により適宜選ばれる条件により行う。真空容器内の
圧力は極力低くすることが必要で、1〜3×10-7To
rr以下が好ましく、さらにl×10-8Torr以下が
特に好ましい。
When the inside of the vacuum vessel is further evacuated, it is preferable to heat the entire vacuum vessel so that the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device can be easily evacuated. The heating condition at this time is desirably several hours or more at 150 to 300 ° C., but is not particularly limited to this condition.
This is performed under conditions appropriately selected according to various conditions such as the size and shape of the vacuum vessel and the configuration of the electron-emitting device. The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, and is 1-3 × 10 −7 To
rr or less, and particularly preferably 1 × 10 −8 Torr or less.

【0058】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が充分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても充分安定な
特性を維持することが出来る。
It is preferable that the atmosphere at the time of driving after the stabilization step is performed is the same as that at the end of the stabilization treatment, but the present invention is not limited to this. Even if the degree of vacuum itself is slightly lowered, sufficiently stable characteristics can be maintained.

【0059】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
素子電流If、放出電流Ieが、安定する。
By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed.
The element current If and the emission current Ie are stabilized.

【0060】上記本発明の電子放出素子の構成及び製造
方法は、電子放出素子を基体上に複数個形成した電子源
にも適用できる。複数の電子放出素子の基体上の配列方
法は、実施例で説明する単純マトリクス以外も配置さ
れ、これに限るものではない。
The structure and manufacturing method of the electron-emitting device of the present invention can be applied to an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are formed on a base. The method of arranging the plurality of electron-emitting devices on the substrate is not limited to the simple matrix described in the embodiment, other than the simple matrix.

【0061】次に、本発明の画像形成装置の構成、及び
製造方法を図6を用いて説明する。図6は、本発明の画
像形成装置の一例を示す概略図である。図6において、
67は前記本発明の電子放出素子を複数配した電子源基
体、61は電子源基体67を固定したリアプレート、6
6はガラス基体63の内面に蛍光膜64とメタルバック
65等が形成されたフェースプレートである。62は支
持枠であり、該支持枠62にはリアプレート61、フェ
ースプレート66がフリットガラス等を用いて接続され
ている。これらより外囲器は、例えば大気中あるいは窒
素中で、400〜500℃の温度範囲で10分以上焼成
することで、封着して構成される。
Next, the structure and manufacturing method of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the image forming apparatus of the present invention. In FIG.
Reference numeral 67 denotes an electron source substrate on which a plurality of the electron-emitting devices of the present invention are arranged; 61, a rear plate on which the electron source substrate 67 is fixed;
Reference numeral 6 denotes a face plate in which a fluorescent film 64 and a metal back 65 are formed on the inner surface of a glass substrate 63. Reference numeral 62 denotes a support frame, and a rear plate 61 and a face plate 66 are connected to the support frame 62 using frit glass or the like. From these, the envelope is sealed, for example, by baking in a temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the air or nitrogen.

【0062】60は本発明の電子放出素子である。6
8、69は前記本発明の電子放出素子の一対の素子電極
と接続された行方向配線及び列方向配線である。
Reference numeral 60 denotes an electron-emitting device according to the present invention. 6
Reference numerals 8 and 69 denote row-direction wirings and column-direction wirings connected to the pair of device electrodes of the electron-emitting device of the present invention.

【0063】外囲器50は、上述の如くフェースプレー
ト66、支持枠62、リアプレート61で構成される。
リアプレート61は主に基体67の強度を補強する目的
で設けられるため、基体67自体で充分な強度を持つ場
合は別体のリアプレート61は不要とすることができ
る。即ち、基体67に直接支持枠62を封着し、フェー
スプレート66、支持枠62及び基体67で外囲器を構
成しても良い。一方、フェースプレート66、リアプレ
ート61間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を
設置することにより、大気圧に対して充分な強度をもつ
外囲器を構成することもできる。
The envelope 50 includes the face plate 66, the support frame 62, and the rear plate 61 as described above.
Since the rear plate 61 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the base 67, if the base 67 itself has sufficient strength, the separate rear plate 61 can be omitted. That is, the support frame 62 may be directly sealed to the base 67, and the envelope may be constituted by the face plate 66, the support frame 62 and the base 67. On the other hand, by providing a support (not shown) called a spacer between the face plate 66 and the rear plate 61, an envelope having sufficient strength against atmospheric pressure can be formed.

【0064】蛍光膜64は、モノクロームの場合は蛍光
体のみから構成することができる。カラーの蛍光膜の場
合は、蛍光体の配列によりブラックストライプあるいは
ブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材と蛍光体
とから構成することができる。
The fluorescent film 64 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, it can be composed of a black conductive material called a black stripe or a black matrix and a fluorescent material depending on the arrangement of the fluorescent materials.

【0065】フェースプレート66には、さらに蛍光膜
の導電性を高めるため、蛍光膜64の外面側に透明電極
(不図示)を設けても良い。
The face plate 66 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 64 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film.

【0066】次に本発明の画像形成装置の製造方法の一
例について説明する。 工程−1:基体、素子電極、配線などの形成工程 素子電極を電子放出素子の製造方法の工程−1と同様の
方法で作成する。また、行、列配線はスクリーン印刷法
や公知のフォトリソとスパッタ法などの半導体の作成法
により形成する。
Next, an example of a method for manufacturing the image forming apparatus of the present invention will be described. Step-1: Step of Forming Base, Device Electrodes, Wiring, etc. Device electrodes are formed by the same method as in Step-1 of the method for manufacturing an electron-emitting device. The row and column wirings are formed by a semiconductor manufacturing method such as a screen printing method or a known photolithography and sputtering method.

【0067】工程−2:基体の表面エネルギーを調整す
る工程 電子放出素子の製造方法の工程−2と同じ方法で行う。 工程−3:有機金属含有水溶液を基体に付与する工程 電子放出素子の製造方法の工程−3と同じ方法で行う。 工程−4:有機金属含有水溶液を熱分解し、導電性薄膜
を形成する工程 電子放出素子の製造方法の工程−4と同じ方法で行う。
Step-2: Step of Adjusting the Surface Energy of the Substrate The method is performed in the same manner as in Step-2 of the method for manufacturing an electron-emitting device. Step-3: Step of Applying Organic Metal-Containing Aqueous Solution to Substrate The step is performed in the same manner as in Step-3 of the method for manufacturing an electron-emitting device. Step-4: Step of thermally decomposing the aqueous solution containing an organic metal to form a conductive thin film is performed in the same manner as in Step-4 of the method for manufacturing an electron-emitting device.

【0068】工程−5:通電フォーミング工程 工程−4を終えた基体を真空チャンバーに配置し、次に
真空チャンバー内を充分に排気する。その後、電子放出
素子の製造方法の工程−5と同様の処理を施す。
Step-5: Energizing forming step The substrate after step-4 is placed in a vacuum chamber, and then the inside of the vacuum chamber is sufficiently evacuated. Thereafter, the same processing as in step-5 of the method for manufacturing an electron-emitting device is performed.

【0069】工程−6:活性化工程 真空チャンバーに前述した有機ガスを導入し、電子放出
素子の製造方法の工程−6と同様の処理を施す。
Step-6: Activation Step The above-described organic gas is introduced into the vacuum chamber, and the same processing as in step-6 of the method for manufacturing an electron-emitting device is performed.

【0070】工程−7:封着工程 前記フェースプレートと支持枠とリアプレートをフリッ
トを介して封着し、外囲器を形成する。
Step-7: Sealing Step The face plate, the support frame, and the rear plate are sealed via a frit to form an envelope.

【0071】工程−8:安定化工程 前記外囲器を不図示の排気管より充分に排気し、電子放
出素子の製造方法の工程−7と同様の安定化工程を施
し、最後にゲッタをフラッシュする。
Step-8: Stabilization Step The envelope is sufficiently evacuated from an exhaust pipe (not shown), and the same stabilization step as in Step-7 of the method for manufacturing an electron-emitting device is performed. Finally, the getter is flashed. I do.

【0072】以上のような本発明の画像形成装置の製造
方法は、これに限るわけではなく、後述の実施例のよう
に、外囲器を形成した後に工程−5以降を行っても良
く、工程順、工程もこれに限るものではない。
The method of manufacturing the image forming apparatus of the present invention as described above is not limited to this, and the steps from step -5 may be performed after the envelope is formed as in the embodiment described later. The order of steps and steps are not limited to these.

【0073】[0073]

【実施例】以下、本発明の電子放出素子製造用金属組成
物、電子放出素子、電子源、及び画像形成装置の製造方
法の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the metal composition for manufacturing an electron-emitting device, the electron-emitting device, the electron source, and the method for manufacturing an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0074】実施例1 本実施例の電子放出素子製造用金属組成物の調製法を以
下に示す。
Example 1 A method for preparing a metal composition for manufacturing an electron-emitting device of this example is described below.

【0075】テトラモノエタノールアミン−パラジウム
酢酸1.0g、99.4%ケン化ポリビニルアルコール
(エステル化率=0.6モル%、平均重合度300)
0.lg、エチレングリコール1.0g、2−プロパノ
ール20g、トリスヒドロキシアミノメタン0.5gを
とり水を加えて100gとし、混合、溶解した。このパ
ラジウム化合物溶液をポアサイズ0.25μmのメンブ
レンフィルターでろ過して実施例1の金属組成物を得
た。この金属組成物溶液のpHは9.7であった。
1.0 g of tetramonoethanolamine-palladium acetic acid, 99.4% saponified polyvinyl alcohol (esterification ratio = 0.6 mol%, average polymerization degree 300)
0. lg, 1.0 g of ethylene glycol, 20 g of 2-propanol, and 0.5 g of trishydroxyaminomethane, and water was added to make 100 g, mixed and dissolved. This palladium compound solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.25 μm to obtain a metal composition of Example 1. The pH of this metal composition solution was 9.7.

【0076】この実施例1の金属組成物をバブルジェッ
トプリンタヘッドBC−01(キヤノン(株)社製)に
充填し、所定のヘッド内ヒータに外部より20Vの直流
電圧を7μ秒印加して、石英基板にパラジウム化合物溶
液を吐出、付与し、350℃にて30分間焼成して導電
性薄膜を形成した。この導電性薄膜を位相差光学顕微鏡
にて400倍観察したところ、石英基板上にほぼ真円形
で直径9lμmの導電性薄膜が形成されていた。また真
円形薄膜の近傍に小さなサテライト薄膜は観察されなか
った。
The metal composition of Example 1 was charged into a bubble jet printer head BC-01 (manufactured by Canon Inc.), and a DC voltage of 20 V was externally applied to a predetermined heater inside the head for 7 μsec. A palladium compound solution was discharged and applied to a quartz substrate, and baked at 350 ° C. for 30 minutes to form a conductive thin film. Observation of this conductive thin film by a phase contrast optical microscope at a magnification of 400 revealed that a substantially circular conductive thin film having a diameter of 9 μm was formed on the quartz substrate. No small satellite thin film was observed near the perfect circular thin film.

【0077】比較例1 実施例1において、使用するポリビニルアルコールを9
2%ケン化ポリビニルアルコール(エステル化率=8モ
ル%、平均重合度300)へ変更した以外は実施例1と
同様にして比較例1の金属組成物を調製した。この金属
組成物溶液のpHは9.7であった。
Comparative Example 1 In Example 1, the polyvinyl alcohol used was changed to 9
A metal composition of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the saponified polyvinyl alcohol was changed to 2% saponified polyvinyl alcohol (esterification ratio = 8 mol%, average polymerization degree 300). The pH of this metal composition solution was 9.7.

【0078】この比較例1の金属組成物を実施例1と同
様にして導電性薄膜を作製し観察したところ、楕円形で
短直径96μmの導電性薄膜が形成されていて、その近
傍には直径数μmの小さなサテライトが2個観察され
た。
When a conductive thin film was prepared from the metal composition of Comparative Example 1 in the same manner as in Example 1, and observed, an elliptical conductive thin film having a short diameter of 96 μm was formed. Two small satellites of several μm were observed.

【0079】実施例2 実施例1の金属組成物を30℃にて30日間経過後、実
施例1と同様にして導電性薄膜を作製し観察したとこ
ろ、金属組成物を調製直後の実施例1と同様のほぼ真円
形で直径91μmの導電性薄膜が形成され、また真円形
薄膜の近傍には小さなサテライト薄膜は観察されなかっ
た。
Example 2 After a lapse of 30 days at 30 ° C. from the metal composition of Example 1, a conductive thin film was prepared and observed in the same manner as in Example 1. A conductive thin film having a diameter of 91 μm was formed in a substantially circular shape similar to the above, and no small satellite thin film was observed near the true circular thin film.

【0080】比較例2 実施例2と同様に、比較例2の金属組成物を30℃にて
30日間経過後、実施例1と同様にして導電性薄膜を作
製し観察したところ、金属組成物を調製直後の比較例1
とは異なり楕円形の導電性薄膜が真円化し、直径も96
μmから92μmへと縮小して変化していた。
Comparative Example 2 In the same manner as in Example 2, after the metal composition of Comparative Example 2 had passed at 30 ° C. for 30 days, a conductive thin film was prepared and observed in the same manner as in Example 1. Comparative Example 1 immediately after preparing
In contrast to this, the elliptical conductive thin film is rounded and has a diameter of 96.
It was reduced from μm to 92 μm.

【0081】実施例3 本発明にかかわる基本的な表面伝導型電子放出素子の構
成は、図1の電子放出素子と同様である。図8は、図1
と同様の電子放出素子を10個配置した基体である。な
お、図1と同一の符号を用いたものは同一のものを示
す。
Embodiment 3 The basic structure of a surface conduction electron-emitting device according to the present invention is the same as that of the electron-emitting device shown in FIG. FIG.
This is a substrate on which ten similar electron-emitting devices are arranged. Note that the components using the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components.

【0082】以下、順を追って製造方法の説明を図1及
び図3に基づいて説明する。 工程−a 清浄化した青板ガラス1上に、素子電極のパターンをホ
トレジスト(RD−2000N−41、日立化成社製)
形成し、真空蒸着法により厚さ500ÅのPtを堆積し
た。ホトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、堆積膜
をリフトオフし、素子電極間隔Lは30μmとした素子
電極2、3を形成した。さらに純水で洗浄した。
Hereinafter, the manufacturing method will be described step by step with reference to FIGS. Step-a A device electrode pattern is formed on a cleaned blue plate glass 1 by a photoresist (RD-2000N-41, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
Then, Pt having a thickness of 500 ° was deposited by a vacuum evaporation method. The photoresist pattern was dissolved with an organic solvent, the deposited film was lifted off, and device electrodes 2 and 3 having a device electrode interval L of 30 μm were formed. Further, it was washed with pure water.

【0083】工程−b 素子電極2、3を形成した基体1に150℃で30分問
のO3アッシング処理を施した後、シリカゲルを乾燥剤
としたデシケータ中で、2日間放置した。
Step-b The substrate 1 on which the device electrodes 2 and 3 were formed was subjected to O 3 ashing at 150 ° C. for 30 minutes, and then left for 2 days in a desiccator using silica gel as a desiccant.

【0084】工程−c テトラモノエタノールアミン−パラジウム酢酸1.0
g、99%ケン化ポリビニルアルコール(エステル化率
=1モル%、平均重合度500)0.05g、エチレン
グリコール1.0g、2−プロパノール15gをとり水
を加えて100gとし、混合、溶解した。このパラジウ
ム化合物溶液をポアサイズ0.25μmのメンブレンフ
ィルターでろ過して実施例3の金属組成物を得た。
Step-c Tetramonoethanolamine-palladium acetic acid 1.0
g, 0.05 g of 99% saponified polyvinyl alcohol (esterification ratio = 1 mol%, average polymerization degree 500), 1.0 g of ethylene glycol, and 15 g of 2-propanol were added to water to make 100 g, mixed and dissolved. This palladium compound solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.25 μm to obtain a metal composition of Example 3.

【0085】上記の金属組成物の液滴をバブルジェット
方式のインクジェット装置(キヤノン(株)製、バブル
ジェットプリンタヘッドBC−01を使用)によつて、
工程−aで形成した素子電極及び素子電極間に4回同箇
所に付与した。
The droplets of the above-mentioned metal composition were applied to a bubble jet type ink jet apparatus (using a bubble jet printer head BC-01 manufactured by Canon Inc.).
The device electrode formed in step-a was applied to the same location four times between the device electrodes.

【0086】工程−d 工程−cで作成した試料を、350℃で30分間大気中
で焼成した。こうして形成されたPdOからなる微粒子
構造の導電性薄膜を形成した。以上の工程により基体1
上に、素子電極2、3、導電性薄膜4などを形成した。
得られた導電性薄膜を位相差光学顕微鏡にて400倍観
察したところ、ほぼ真円形で直径85μmの導電性薄膜
が形成されていた。また、真円形薄膜の近傍に小さなサ
テライト薄膜は観察されなかった。
Step-d The sample prepared in step-c was fired at 350 ° C. for 30 minutes in the atmosphere. A conductive thin film having a fine particle structure made of PdO thus formed was formed. By the above steps, the base 1
The device electrodes 2 and 3 and the conductive thin film 4 were formed thereon.
Observation of the obtained conductive thin film with a phase-contrast optical microscope at a magnification of 400 revealed that a substantially circular conductive thin film having a diameter of 85 μm was formed. No small satellite thin film was observed near the perfect circular thin film.

【0087】次に、工程−dを終えた本実施例の基体を
図7の真空処理装置に設置した。真空ポンプにて1×1
-8Torrの真空度まで排気した。図7の真空処理装
置について説明する。図7は真空処理装置の一例を示す
模式図であり、この真空処理装置はフォーミング工程、
活性化工程、安定化工程を行えるだけではなく、測定評
価装置としての機能をも兼ね備えている。図7において
も、図1に示した部位と同じ部位には図1に付した符号
と同一の符号を付している。
Next, the substrate of this example after the step-d was set in the vacuum processing apparatus of FIG. 1 × 1 with vacuum pump
Evacuation was performed to a vacuum of 0 -8 Torr. The vacuum processing apparatus of FIG. 7 will be described. FIG. 7 is a schematic view showing an example of a vacuum processing apparatus.
Not only can it perform an activation step and a stabilization step, it also has a function as a measurement and evaluation device. 7, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.

【0088】図7において、75は真空容器であり、7
6は排気ポンプである。真空容器75内には電子放出素
子が配されている。即ち、1は電子放出素子を構成する
基体であり、2及び3は素子電極、4は導電性薄膜、5
は電子放出部である。71は電子放出素子に素子電圧V
fを印加するための電源、70は素子電極2、3間の導
電性薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するための電流
計、74は素子の電子放出部より放出される放出電流I
eを捕捉するためのアノード電極である。73はアノー
ド電極74に電圧を印加するための高圧電源、72は素
子の電子放出部5より放出される放出電流Ieを測定す
るための電流計である。一例として、アノード電極の電
圧をlkV〜10kVの範囲とし、アノード電極と電子
放出素子との距離Hを2mm〜8mmの範囲として測定
を行うことができる。また、77は活性化工程を行う際
に使用する有機ガス発生源である。
In FIG. 7, reference numeral 75 denotes a vacuum vessel.
Reference numeral 6 denotes an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum container 75. That is, 1 is a substrate constituting an electron-emitting device, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, 5
Denotes an electron emission portion. 71 is a device voltage V applied to the electron-emitting device.
f, a current meter 70 for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 4 between the device electrodes 2 and 3, and 74 an emission current I emitted from an electron emission portion of the device.
This is an anode electrode for capturing e. Reference numeral 73 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 74, and reference numeral 72 denotes an ammeter for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission section 5 of the device. As an example, the measurement can be performed with the voltage of the anode electrode in the range of 1 kV to 10 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device in the range of 2 mm to 8 mm. Reference numeral 77 denotes an organic gas generation source used when performing the activation step.

【0089】真空容器75内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ76は、ターボポンプ、ドライポン
プ、イオンポンプ等からなる超高真空装置系により構成
した。ここに示した電子源基体を配した真空処理装置の
全体は、不図示のヒーターにより350℃まで加熱でき
る。
The vacuum vessel 75 is provided with equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere such as a vacuum gauge (not shown).
The measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere. The exhaust pump 76 was constituted by an ultrahigh vacuum device system including a turbo pump, a dry pump, an ion pump, and the like. The entire vacuum processing apparatus provided with the electron source substrate shown here can be heated to 350 ° C. by a heater (not shown).

【0090】工程−e つづいて、図7の真空処理装置内でフォーミング工程を
施した。素子電極2、3間に通電を行うと、導電性薄膜
4の部位に亀裂が形成された。通電フォーミングの電圧
波形はパルス波形で、パルス波高値を0Vから0.lV
ステップで増加させる電圧パルスを印加した。電圧波形
のパルス幅とパルス間隔はそれぞれlmsec、10m
secとした矩形波とした。通電フォーミング処理の終
了は、導電性薄膜の抵抗値がlMΩ以上とした。
Step-e Subsequently, a forming step was performed in the vacuum processing apparatus shown in FIG. When a current was applied between the device electrodes 2 and 3, a crack was formed at the portion of the conductive thin film 4. The voltage waveform of the energization forming is a pulse waveform, and the pulse crest value is changed from 0V to 0.1V. lV
A voltage pulse increasing in steps was applied. The pulse width and pulse interval of the voltage waveform are lmsec and 10m, respectively.
sec. The end of the energization forming process was performed when the resistance value of the conductive thin film was 1 MΩ or more.

【0091】図4に本実施例で用いたフォーミング波形
を示す。なお、素子電極2、3において、一方の電極を
低電位として他方を高電位側として電圧は印加される。
FIG. 4 shows a forming waveform used in this embodiment. In the element electrodes 2 and 3, a voltage is applied with one of the electrodes at a low potential and the other at a high potential.

【0092】工程−f フォーミングを終えた素子には活性化工程と呼ばれる処
理を行った。活性化工程とはフォーミングで形成した高
抵抗部に炭素及び炭素化合物を形成することで、素子電
流If、放出電流Ieが著しく変化する工程である。
Step-f A process called an activation step was performed on the device after the forming. The activation step is a step in which the element current If and the emission current Ie are significantly changed by forming carbon and a carbon compound in the high-resistance portion formed by the forming.

【0093】活性化工程は、アセトンガスを測定装置に
1×10-3Torr導入し、パルス波高値15V、パル
ス幅lmsec、パルス間隔10msecとした矩形波
のパルスの印加を20分繰返した。
In the activation step, acetone gas was introduced into the measuring apparatus at 1 × 10 −3 Torr, and the application of a rectangular wave pulse having a pulse peak value of 15 V, a pulse width of lmsec, and a pulse interval of 10 msec was repeated for 20 minutes.

【0094】図5に活性化工程で用いたパルス波形を示
す。本実施例では、素子電極2、3に対して交互に低、
高電位がパルス間隔毎に入れ替わるように印加した。
FIG. 5 shows a pulse waveform used in the activation step. In this embodiment, the device electrodes 2 and 3 are alternately low,
The high potential was applied so as to be switched at every pulse interval.

【0095】工程−g つづいて、安定化工程を行った。安定化工程は、真空容
器内の雰囲気などに存在する有機ガスを排気し、炭素あ
るいは炭素化合物の堆積を抑制し、素子電流If、放出
電流Ieを安定させる工程である。真空容器全体を25
0℃加熱して、真空容器内壁や電子放出素子に吸着した
有機物質分子を排気した。このとき、真空度はl×10
-8Torrであった。
Step-g Subsequently, a stabilizing step was performed. The stabilization step is a step of exhausting an organic gas present in the atmosphere in the vacuum vessel or the like, suppressing the deposition of carbon or a carbon compound, and stabilizing the device current If and the emission current Ie. 25 whole vacuum container
By heating at 0 ° C., the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device were evacuated. At this time, the degree of vacuum is l × 10
-8 Torr.

【0096】その後、この真空度で電子放出素子の特性
を測定した。実施例3,比較例3とも図8の基体を各l
0基体ずつ上記工程を行った。実施例3の電子放出特性
は、10基体の平均値で、素子電流If2mA、放出電
流Ie2.8μAであった。また、10基体の放出電流
のバラツキ(標準偏差/放出電流の平均値×l00)は
7%であった。
Thereafter, the characteristics of the electron-emitting device were measured at this degree of vacuum. In both Example 3 and Comparative Example 3, the substrate of FIG.
The above process was performed for each of the 0 substrates. The electron emission characteristics of Example 3 were an average value of 10 substrates, an element current If of 2 mA, and an emission current Ie of 2.8 μA. In addition, the variation of the emission current (standard deviation / average value of emission current × 100) of the 10 substrates was 7%.

【0097】比較例3 実施例3において、使用するポリビニルアルコールを7
8%ケン化ポリビニルアルコール(エステル化率=22
モル%、平均重合度500)へ変更した以外は実施例3
と同様にして比較例3の金属組成物を調製した。
Comparative Example 3 In Example 3, the polyvinyl alcohol used was 7
8% saponified polyvinyl alcohol (esterification rate = 22
Example 3 except that the mol% and the average degree of polymerization were changed to 500).
In the same manner as in the above, a metal composition of Comparative Example 3 was prepared.

【0098】上記の金属組成物の液滴を実施例3と同様
にバブルジェット方式のインクジェット装置(キヤノン
(株)製 バブルジェットプリンタヘッドBC−01を
使用)によって、工程−aで形成した素子電極及び素子
電極間に4回同箇所に付与し、350℃で30分間大気
中で焼成して導電性薄膜を形成した。得られた導電性薄
膜を位相差光学顕微鏡にて400倍観察したところ、楕
円形で短直径95μmの導電性薄膜が形成されていて、
その近傍には直径数μmの小さなサテライトが3個観察
された。
The device electrode formed in step-a by using a bubble jet type ink jet apparatus (using a bubble jet printer head BC-01 manufactured by Canon Inc.) in the same manner as in Example 3 using droplets of the above metal composition. And, it was applied to the same location four times between device electrodes, and fired at 350 ° C. for 30 minutes in the air to form a conductive thin film. Observation of the obtained conductive thin film by a phase contrast optical microscope at a magnification of 400 times revealed that an elliptical conductive thin film having a short diameter of 95 μm was formed,
In the vicinity, three small satellites having a diameter of several μm were observed.

【0099】その他の工程を実施例3と同様に行って得
られた電子放出素子の電子放出特性は、10基体の平均
値で、素子電流If 1.6mA、放出電流Ie 2.
lμAであった。また10基体の放出電流のバラツキ
(標準偏差/放出電流の平均値×100)は11%であ
った。
The electron emission characteristics of the electron-emitting device obtained by performing the other steps in the same manner as in Example 3 were, for the average value of 10 substrates, the device current If 1.6 mA and the emission current Ie 2.
1 μA. The variation of the emission current (standard deviation / average emission current × 100) of the 10 substrates was 11%.

【0100】実施例4 本実施例は、画像形成装置を作成した例である。電子源
の一部の平面図を図9(a)に示す。また、一部の素子
の断面図を図9(b)に示す。図において、91は基
体、98はDxnに対応する行方向配線、99はDyn
に対応する列方向配線、94は導電性薄膜、92、93
は素子電極、97は層間絶縁層である。本実施例の画像
形成装置は図6と同様であるが、リアプレートとして基
体を用いた。図10は、NTSC方式のテレビ信号に基
づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成例
である。
Embodiment 4 This embodiment is an example in which an image forming apparatus is created. FIG. 9A is a plan view of a part of the electron source. FIG. 9B is a cross-sectional view of some elements. In the drawing, reference numeral 91 denotes a base, 98 denotes a row-direction wiring corresponding to Dxn, and 99 denotes Dyn.
, 94 is a conductive thin film, 92 and 93
Is an element electrode, and 97 is an interlayer insulating layer. The image forming apparatus of this embodiment is the same as that of FIG. 6, but uses a base as a rear plate. FIG. 10 is a configuration example of a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal.

【0101】次に、製造方法を工程順に従って具体的に
説明する。 工程−1:清浄化した青板ガラス基体1上に素子電極9
2、93をオフセット印刷法によって作成した。素子電
極間隔Lは20μm、素子電極の幅Wを125μmとし
た。
Next, the manufacturing method will be specifically described in the order of steps. Step-1: Device electrodes 9 on the cleaned blue glass substrate 1
2, 93 were prepared by the offset printing method. The element electrode interval L was 20 μm, and the element electrode width W was 125 μm.

【0102】工程−2:列配線をスクリーン印刷法で作
成した。次に、厚さ1.0μmの層間絶縁層51をスク
リーン印刷法により作成した。さらに、行配線を印刷し
た。
Step-2: Column wiring was formed by screen printing. Next, an interlayer insulating layer 51 having a thickness of 1.0 μm was formed by a screen printing method. In addition, row wiring was printed.

【0103】工程−3:工程−2で作成した基体を80
℃の温水洗浄後、シリカゲルを乾燥剤としたデシケータ
中で2日間放置した。
Step-3: The substrate prepared in step-2 was
After washing with warm water at ℃, it was left in a desiccator using silica gel as a desiccant for 2 days.

【0104】工程−4:テトラモノエタノールアミン−
パラジウム酢酸1.0g、98%ケン化ポリビニルアル
コール(エステル化率=2モル%、平均重合度600)
0.1g、エチレングリコール1.0g、2−プロパノ
ール15gをとり水を加えて100gとし、混合、溶解
した。このパラジウム化合物溶液をポアサイズ0.25
μmのメンブレンフィルターでろ過して実施例3の金属
組成物を得た。
Step-4: Tetramonoethanolamine-
1.0 g of palladium acetic acid, 98% saponified polyvinyl alcohol (esterification rate = 2 mol%, average polymerization degree 600)
0.1 g, 1.0 g of ethylene glycol, and 15 g of 2-propanol were taken, water was added to make 100 g, mixed and dissolved. This palladium compound solution was prepared with a pore size of 0.25.
Filtration through a μm membrane filter gave a metal composition of Example 3.

【0105】上記の金属組成物の液滴をピエゾジェット
法と呼ばれるインクジェット法によって、各素子電極及
び素子電極間に4回同箇所に付与し、350℃で30分
間大気中で焼成して導電性薄膜を形成した。
Drops of the above metal composition are applied to the same location four times between each element electrode and the element electrode by an ink jet method called a piezo jet method, and baked at 350 ° C. for 30 minutes in the air to obtain a conductive material. A thin film was formed.

【0106】工程−5:次にフェースプレートを形成し
た。フェースプレートは、ガラス基体の内面に蛍光体が
配置された蛍光膜とメタルバックが形成されて構成とし
た。蛍光体の配列は、三原色蛍光体の各蛍光体間ブラッ
クストライプを設けた。ブラックストライプの材料とし
ては、通常用いられている黒鉛を主成分とする材料を用
いた。これらは、いずれもスクリーン印刷法によって形
成した。
Step-5: Next, a face plate was formed. The face plate had a structure in which a phosphor film on which a phosphor was disposed and a metal back were formed on the inner surface of a glass substrate. In the arrangement of the phosphors, black stripes between the phosphors of the three primary color phosphors were provided. As a material of the black stripe, a commonly used material mainly composed of graphite was used. These were all formed by a screen printing method.

【0107】工程−6:工程−1〜4で形成した基体を
リアプレートとして、支持枠を介してフェースプレート
を封着した。支持枠には予め通排気に使用される排気管
を接着した。
Step-6: A face plate was sealed via a support frame using the base formed in steps-1 to 4 as a rear plate. An exhaust pipe used for air passage and exhaust was previously bonded to the support frame.

【0108】工程−7:1×10-7Torrまで排気
後、各配線Dxn、Dymより各素子に電圧を供給でき
る製造装置で、ライン毎にフォーミングを行った。フォ
ーミングの条件は、実施例3と同様である。
Step-7: After evacuation to 1 × 10 −7 Torr, forming was performed line by line with a manufacturing apparatus capable of supplying a voltage to each element from each wiring Dxn and Dym. The forming conditions are the same as in the third embodiment.

【0109】工程−8:1×10-7Torrまで排気
後、アセトンを10-3Torrまで排気管から導入し、
各配線Dxn、Dymより各素子に電圧を供給できる製
造装置で、線順走査を実施例3と同様のパルス電圧が各
素子に印加されるように電圧を印加し、活性化工程を行
った。各ライン25分間の電圧印加されたとき、各ライ
ンとも素子電流が平均で3mAになったとき、活性化工
程を終了した。
Step-8: After evacuation to 1 × 10 −7 Torr, acetone was introduced from an exhaust pipe to 10 −3 Torr,
In a manufacturing apparatus capable of supplying a voltage to each element from each of the wirings Dxn and Dym, line activation was performed by applying a voltage so that a pulse voltage similar to that in Example 3 was applied to each element, and an activation step was performed. The activation step was completed when the device current was 3 mA on average for each line when a voltage was applied for 25 minutes for each line.

【0110】工程−9:続いて、排気管より排気を充分
に行った後、250℃で3時間容器全体を加熱しながら
排気した。最後にゲッタをフラッシュし、排気管を封止
した。
Step-9: Subsequently, after the air was sufficiently exhausted from the exhaust pipe, the air was exhausted while heating the entire vessel at 250 ° C. for 3 hours. Finally, the getter was flushed and the exhaust pipe was sealed.

【0111】以上のようにして作成した単純マトリクス
配列の電子源を用いて構成した画像形成装置に、NTS
C方式のテレビ信号に基づいたテレビジョン表示を行う
ための駆動回路の構成例について、図10を用いて説明
する。
The image forming apparatus constructed by using the electron sources of the simple matrix arrangement prepared as described above has the NTS
An example of a structure of a driver circuit for performing television display based on a C-system television signal will be described with reference to FIG.

【0112】図10において、101は画像表示表示パ
ネル、102は走査回路、103は制御回路、104は
シフトレジスタである。105はラインメモリ、106
は同期信号分離回路、107は変調信号発生器、Vxお
よびVaは直流電圧源である。なお、本実施例では、m
=150、n=450とした。
In FIG. 10, reference numeral 101 denotes an image display panel, 102 denotes a scanning circuit, 103 denotes a control circuit, and 104 denotes a shift register. 105 is a line memory, 106
Is a synchronizing signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources. In this embodiment, m
= 150 and n = 450.

【0113】表示パネル101は、端子Doxl〜Do
xm、端子Doy1〜Doyn、及び高圧端子Hvを介
して外部の電気回路と接続している。端子Doxl〜D
oxmには、表示パネル内に設けられている電子源、即
ち、M行N列の行列状にマトリクス配線された電子放出
素子群を一行(N素子)ずつ順次駆動する為の走査信号
が印加される。
The display panel 101 has terminals Doxl to Dol.
xm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal Hv are connected to an external electric circuit. Terminals Doxl to D
oxm is applied with a scanning signal for sequentially driving electron sources provided in the display panel, that is, electron emission element groups arranged in a matrix of M rows and N columns, one row at a time (N elements). You.

【0114】端子Dyl〜Dynには、前記走査信号に
より選択された一行の電子放出素子の各素子の出力電子
ビームを制御する為の変調信号が印加される。高圧端子
Hvには、直流電圧源Vaより、例えば10kVの直流
電圧が供給されるが、これは電子放出素子から放出され
る電子ビームに蛍光体を励起するのに充分なエネルギー
を付与する為の加速電圧である。
To the terminals Dyl to Dyn, a modulation signal for controlling an output electron beam of each of the electron-emitting devices in one row selected by the scanning signal is applied. The high-voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 kV from a DC voltage source Va, which is used to apply sufficient energy to the electron beam emitted from the electron-emitting device to excite the phosphor. Acceleration voltage.

【0115】走査回路102について説明する。同回路
は、内部にM個のスイッチング素子を備えたもので(図
中、Sl〜Smで模式的に示している)ある。各スイッ
チング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0V
(グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表示パネ
ル101の端子Doxl〜Doxmと電気的に接続され
る。Sl〜Smの各スイッチング素子は、制御回路10
3が出力する制御信号Tscanに基づいて動作するも
のであり、例えばFETのようなスイッチング素子を組
み合わせることにより構成することができる。
Next, the scanning circuit 102 will be described. This circuit includes M switching elements inside (in the drawing, schematically shown by Sl to Sm). Each switching element is connected to the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 V
(Ground level) is selected and electrically connected to the terminals Doxl to Doxm of the display panel 101. Each of the switching elements Sl to Sm is connected to the control circuit 10.
3 operates based on the control signal Tscan output by the control signal 3 and can be configured by combining switching elements such as FETs.

【0116】直流電圧源Vxは、本例の場合には電子放
出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に基づき、走査
されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出しき
い値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう設定
されている。
In the case of this example, the DC voltage source Vx is such that the drive voltage applied to the unscanned element is equal to or lower than the electron emission threshold voltage based on the characteristics of the electron emission element (electron emission threshold voltage). It is set to output a constant voltage such that

【0117】制御回路103は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動作
を整合させる機能を有する。制御回路103は、同期信
号分離回路106より送られる同期信号Tsyncに基
づいて、各部に対してTscanおよびTsftおよび
Tmryの各制御信号を発生する。
The control circuit 103 has a function of matching the operation of each unit so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 103 generates control signals Tscan, Tsft, and Tmry for each unit based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 106.

【0118】同期信号分離回路106は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝
度信号成分とを分離する為の回路で、一般的な周波数分
離(フィルター)回路等を用いて構成できる。同期信号
分離回路106により分離された同期信号は、垂直同期
信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜上
Tsync信号として図示した。前記テレビ信号から分
離された画像の輝度信号成分を便宜上DATA信号と表
した。該DATA信号はシフトレジスタ104に入力さ
れる。
The synchronizing signal separation circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separation (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 106 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is shown here as a Tsync signal for convenience of explanation. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. The DATA signal is input to the shift register 104.

【0119】シフトレジスタ104は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路103より送られる制御信号Tsftに基づいて
動作する(即ち、制御信号Tsftは、シフトレジスタ
104のシフトクロックであると言うこともでき
る。)。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
(電子放出素子N素子分の駆動データに相当)のデータ
は、Idl〜IdnのN個の並列信号として前記シフト
レジスタ104より出力される。
The shift register 104 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal Tsft sent from the control circuit 103. (Ie, the control signal Tsft can be said to be a shift clock of the shift register 104). The data of one line of the serial-parallel-converted image (corresponding to the drive data of N electron-emitting devices) is output from the shift register 104 as N parallel signals Idl to Idn.

【0120】ラインメモリ105は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路103より送られる制御信号Tmryに従
って適宜Idl〜Idnの内容を記憶する。記憶された
内容は、I′dl〜I′dnとして出力され、変調信号
発生器107に入力される。変調信号発生器107は、
画像データI′dl〜I′dnの各々に応じて電子放出
素子の各々を適切に駆動変調する為の信号源であり、そ
の出力信号は、端子Doy1〜Doynを通じて表示パ
ネル101内の電子放出素子に印加される。
The line memory 105 is a storage device for storing data for one line of an image for a necessary time only, and stores the contents of Idl to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 103. The stored contents are output as I'dl to I'dn and input to the modulation signal generator 107. The modulation signal generator 107
It is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices in accordance with each of the image data I'dl to I'dn, and the output signal is output from the electron-emitting devices in the display panel 101 through terminals Doy1 to Doyn. Is applied to

【0121】ここでは、パルス幅変調方式によって変調
を行った。パルス幅変調方式を実施するに際しては、変
調信号発生装置107として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ことができる。
Here, modulation was performed by the pulse width modulation method. When the pulse width modulation method is performed, the modulation signal generation device 107 generates a voltage pulse having a constant peak value, and modulates the width of the voltage pulse appropriately according to input data. A circuit can be used.

【0122】シフトレジスタ104やラインメモリ10
5は、デジタル信号式のものもアナログ信号式のものも
採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や記憶
が所定の速度で行われれば良いからである。
The shift register 104 and the line memory 10
5 can be a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0123】このような駆動回路により、表示パネルの
各電子放出素子に、容器外端子Doxl〜Doxm、D
oy1〜Doynを介して電圧を印加することにより、
電子放出が生ずる。
With such a driving circuit, external terminals Doxl to Doxm, Dxm, Dxm are applied to each electron-emitting device of the display panel.
By applying a voltage via oy1 to Doyn,
Electron emission occurs.

【0124】高圧端子Hvを介してメタルバック55に
高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子
は蛍光膜54に衝突し、発光が生じて画像が形成され
る。以上のような工程によって、輝度のバラツキが少な
く安定な画像形成装置を再現性良く製造することができ
る。
A high voltage is applied to the metal back 55 via the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 54 and emit light to form an image. Through the steps described above, it is possible to manufacture a stable image forming apparatus with little variation in luminance with good reproducibility.

【0125】[0125]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電子放
出素子製造用金属組成物は、金属組成物溶液を基板に塗
布する際、特にインクジェット方式を用いて金属組成物
溶液を塗布する際に、サテライト液滴の発生を低減して
所望の位置に電子放出素子製造用金属組成物を付与する
ための金属組成物であり、この金属組成物を加熱焼成す
ることにより均一な導電性薄膜を形成することができ、
特に表面伝導型電子放出素子の電子放出部形成用薄膜の
製造工程に有効である。
As described above, the metal composition for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention can be used when a metal composition solution is applied to a substrate, particularly when the metal composition solution is applied using an ink jet method. A metal composition for reducing the generation of satellite droplets and applying a metal composition for manufacturing an electron-emitting device to a desired position, and heating and firing the metal composition to form a uniform conductive thin film. Can be formed,
In particular, it is effective in the process of manufacturing a thin film for forming an electron-emitting portion of a surface conduction electron-emitting device.

【0126】また、本発明の電子放出素子製造用金属組
成物は長期間にわたって変質しない安定性のよい金属組
成物であるため、金属組成物を調製後も長期間にわたり
均一な素子を製造できる。さらに、本発明の電子放出素
子製造用金属組成物は、形成する電子放出部形成用薄膜
を縮小化できることから、素子の高密度化にも対応可能
である。
Further, since the metal composition for manufacturing an electron-emitting device of the present invention is a stable metal composition which does not deteriorate for a long period of time, a uniform device can be manufactured for a long period of time even after the preparation of the metal composition. Further, the metal composition for manufacturing an electron-emitting device of the present invention can be applied to a high-density device because the formed electron-emitting-portion-forming thin film can be reduced in size.

【0127】以上のように本発明によれば、長期間にわ
たって均一で良好な電子放出特性を有する電子放出素子
が製造可能であり、均一性が高く良好な表示品位の画像
形成装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture an electron-emitting device having uniform and good electron emission characteristics over a long period of time, and to provide an image forming apparatus with high uniformity and good display quality.

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

【図1】本発明の電子放出素子の概略の構成を示す概略
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electron-emitting device of the present invention.

【図2】本発明の電子放出素子の他の概略の構成を示す
概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing another schematic configuration of the electron-emitting device of the present invention.

【図3】本発明の製造方法を示す工程図である。FIG. 3 is a process chart showing a manufacturing method of the present invention.

【図4】実施例3で用いた通電フォーミング波形を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an energization forming waveform used in Example 3.

【図5】実施例3の活性化工程で用いたパルス波形を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a pulse waveform used in an activation step of a third embodiment.

【図6】本発明の画像形成装置の一例を示す概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic view illustrating an example of the image forming apparatus of the present invention.

【図7】実施例3で用いた真空処理装置を示す概略図で
ある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a vacuum processing apparatus used in Example 3.

【図8】実施例3で用いた電子放出素子のテスト基体を
示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic view showing a test substrate of an electron-emitting device used in Example 3.

【図9】実施例4での電子源の一部を示す概略図であ
る。
FIG. 9 is a schematic view showing a part of an electron source according to a fourth embodiment.

【図10】実施例4でのテレビジョン表示を行うための
駆動回路の構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a driving circuit for performing television display according to a fourth embodiment.

【図11】従来の電子放出素子を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic view showing a conventional electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体 2、3 素子電極 4 導電性薄膜 5 電子放出部 50 外囲器 60 電子放出素子 61 リアプレート 62 支持枠 63 ガラス基体 64 蛍光膜 65 メタルバック 66 フェースプレート 67 電子源基体 68 行方向配線 69 列方向配線 70 電流計 71 電源 72 電流計 73 高圧電源 74 アノード電極 75 真空容器 76 排気ポンプ 77 有機ガス発生源 91 基体 92、93 素子電極 94 導電性薄膜 97 層間絶縁層 98 Dxnに対応する行方向配線 99 Dynに対応する列方向配線 10l 表示パネル 102 走査回路 103 制御回路 104 シフトレジスタ 105 ラインメモリ 106 同期信号分離回路 107 変調信号発生器 Vx、Va 直流電圧源 REFERENCE SIGNS LIST 1 base 2, 3 element electrode 4 conductive thin film 5 electron emission section 50 envelope 60 electron emission element 61 rear plate 62 support frame 63 glass base 64 fluorescent film 65 metal back 66 face plate 67 electron source base 68 row direction wiring 69 Column direction wiring 70 Ammeter 71 Power supply 72 Ammeter 73 High voltage power supply 74 Anode electrode 75 Vacuum container 76 Exhaust pump 77 Organic gas generation source 91 Substrate 92, 93 Device electrode 94 Conductive thin film 97 Interlayer insulating layer 98 Row direction corresponding to Dxn Wiring 99 Column direction wiring corresponding to Dyn 101 Display panel 102 Scanning circuit 103 Control circuit 104 Shift register 105 Line memory 106 Synchronous signal separation circuit 107 Modulation signal generator Vx, Va DC voltage source

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水を主成分とし、金属化合物とエステル
化率5モル%未満のポリビニルアルコールを含有するこ
とを特徴とする電子放出素子製造用金属組成物。
1. A metal composition for producing an electron-emitting device, comprising water as a main component, a metal compound and polyvinyl alcohol having an esterification ratio of less than 5 mol%.
【請求項2】 前記の金属化合物が白金族元素の水溶性
有機金属化合物である請求項1記載の電子放出素子製造
用金属組成物。
2. The metal composition for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the metal compound is a water-soluble organometallic compound of a platinum group element.
【請求項3】 前記の水溶性有機金属化合物がパラジウ
ムと酢酸基とエタノールアミンとを含有する請求項2記
載の電子放出素子製造用金属組成物。
3. The metal composition for manufacturing an electron-emitting device according to claim 2, wherein the water-soluble organic metal compound contains palladium, an acetate group, and ethanolamine.
【請求項4】 前記の金属組成物が水溶性多価アルコー
ルを含有する請求項1記載の電子放出素子製造用金属組
成物。
4. The metal composition for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein said metal composition contains a water-soluble polyhydric alcohol.
【請求項5】 前記の金属組成物が一価アルコールを含
有する請求項1記載の電子放出素子製造用金属組成物。
5. The metal composition for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein said metal composition contains a monohydric alcohol.
【請求項6】 対向する電極間に電子放出部を有する表
面伝導型電子放出素子で、電子放出材料を含む金属組成
物を基板に付与する工程と前記の金属組成物を付与され
た基板を加熱焼成する工程とを経て電子放出部を形成す
る表面伝導型電子放出素子の製造方法において、前記の
金属組成物が水を主成分とし、金属化合物とエステル化
率5モル%未満のポリビニルアルコールを含有すること
を特徴とする電子放出素子の製造方法。
6. A step of applying a metal composition containing an electron-emitting material to a substrate in a surface conduction electron-emitting device having an electron-emitting portion between opposing electrodes, and heating the substrate to which the metal composition has been applied. Baking step to form an electron-emitting portion, wherein the metal composition contains water as a main component, and contains a metal compound and polyvinyl alcohol having an esterification ratio of less than 5 mol%. A method of manufacturing an electron-emitting device.
【請求項7】 前記の金属化合物が白金族元素の水溶性
有機金属化合物である請求項6記載の電子放出素子の製
造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the metal compound is a water-soluble organometallic compound of a platinum group element.
【請求項8】 前記の水溶性有機金属化合物がパラジウ
ムと酢酸基とエタノールアミンとを含有する請求項7記
載の電子放出素子の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the water-soluble organic metal compound contains palladium, an acetate group, and ethanolamine.
【請求項9】 前記の金属組成物が水溶性多価アルコー
ルを含有する請求項6記載の電子放出素子の製造方法。
9. The method according to claim 6, wherein the metal composition contains a water-soluble polyhydric alcohol.
【請求項10】 前記の金属組成物が一価アルコールを
含有する請求項6記載の電子放出素子の製造方法。
10. The method according to claim 6, wherein the metal composition contains a monohydric alcohol.
【請求項11】 前記の金属組成物を基板に付与する工
程が、前記金属組成物の液滴を基板に付与する工程であ
る請求項6乃至10のいずれかの項に記載の電子放出素
子の製造方法。
11. The electron-emitting device according to claim 6, wherein the step of applying the metal composition to the substrate is a step of applying droplets of the metal composition to the substrate. Production method.
【請求項12】 前記の液滴付与手段がインクジェット
方式である請求項11記載の電子放出素子の製造方法。
12. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 11, wherein said droplet applying means is of an ink jet type.
【請求項13】 前記のインクジェット方式がバブルジ
ェット方式である請求項12記載の電子放出素子の製造
方法。
13. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 12, wherein said ink jet system is a bubble jet system.
【請求項14】 請求項6乃至13のいずれかに記載の
製造方法に従い製造されたことを特徴とする電子放出素
子。
14. An electron-emitting device manufactured according to the manufacturing method according to claim 6. Description:
【請求項15】 請求項14記載の電子放出素子を用い
たことを特徴とする表示装置。
15. A display device using the electron-emitting device according to claim 14.
【請求項16】 請求項15記載の電子放出素子を用い
たことを特徴とする画像形成装置。
16. An image forming apparatus using the electron-emitting device according to claim 15.
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