JP2000243254A - Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus, and manufacturing method thereof - Google Patents

Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus, and manufacturing method thereof

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JP2000243254A
JP2000243254A JP11042890A JP4289099A JP2000243254A JP 2000243254 A JP2000243254 A JP 2000243254A JP 11042890 A JP11042890 A JP 11042890A JP 4289099 A JP4289099 A JP 4289099A JP 2000243254 A JP2000243254 A JP 2000243254A
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JP
Japan
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electron
emitting device
voltage
image
manufacturing
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JP11042890A
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Japanese (ja)
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Kazuhiro Kamishiro
和浩 神代
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Canon Inc
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで大面積化が可能な電子放出素子の
新規な構成、電子源、画像形成装置、及びそれらの製造
方法を提供する。 【解決手段】 電子放出素子の製造方法が、基板1の表
面に、光照射または光照射と加熱により、光照射部分の
親水性を増加させるとともに、金属組成物溶液の吸収性
を増加させる樹脂組成物層32,37を形成する工程
と、樹脂組成物層32の一部に光照射または光照射と加
熱を施す工程と、樹脂組成物層32の光照射部に金属組
成物溶液を付与する工程と、樹脂組成物層32および金
属組成物35,37を熱分解して、素子電極2,3およ
び導電性膜4を形成する工程と、導電性膜4に電子放出
部5を形成するフォーミング工程とを有する。
[PROBLEMS] To provide a novel configuration of an electron-emitting device capable of increasing the area at a low cost, an electron source, an image forming apparatus, and a method of manufacturing the same. A method for manufacturing an electron-emitting device includes a resin composition that increases the hydrophilicity of a light-irradiated portion and increases the absorbability of a metal composition solution by irradiating the surface of a substrate 1 with light or irradiating light and heating. Forming the material layers 32 and 37, applying light or light irradiation and heating to a part of the resin composition layer 32, and applying a metal composition solution to the light-irradiated portion of the resin composition layer 32 And a step of thermally decomposing the resin composition layer 32 and the metal compositions 35 and 37 to form the device electrodes 2 and 3 and the conductive film 4, and a forming step of forming the electron emission portions 5 in the conductive film 4. And

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、該
電子放出素子を多数個配置してなる電子源、該電子源を
用いて構成した表示装置や露光装置等の画像形成装置、
及びそれらの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron-emitting device, an electron source having a large number of such electron-emitting devices, and an image forming apparatus such as a display device or an exposure device using the electron source.
And their production methods.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子には大別して熱電子
放出素子と冷陰極電子放出素子の2種類が知られてい
る。冷陰極電子放出素子には電界放出型(以下、「FE
型」と称す。)、金属/絶縁層/金属型(以下、「MI
M型」と称す。)や表面伝導型電子放出素子等が有る。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices are known, namely, a thermionic electron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device. Field emission type (hereinafter, referred to as "FE")
Type ". ), Metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as “MI
M type ". ) And surface conduction electron-emitting devices.

【0003】FE型の例としては、W.P. Dyke
and W.W. Dolan,“Field Em
ission”, Advance in Elect
ron Physics, 8,89(1956)ある
いはC.A. Spindt, “Physical
Properties of thin−filmfi
eld emission cathodes wit
h molybdenum cones”, J. A
ppl. Phys. ,47,5248(1976)
等に開示されたものが知られている。
[0003] As an example of the FE type, W. P. Dyke
and W. W. Dolan, "Field Em
issue ", Advance in Elect
ron Physics, 8, 89 (1956) or C.I. A. Spindt, “Physical
Properties of thin-filmfi
eld emission cathodes wit
h molybdenum cones ", JA
ppl. Phys. , 47, 5248 (1976).
And the like are known.

【0004】MIM型の例としては、C.A. Mea
d, “Operation ofTunnel−Em
ission Devices”, J. Appl.
Phys., 32,646(1961)等に開示され
たものが知られている。
As an example of the MIM type, C.I. A. Mea
d, “Operation of Tunnel-Em
issue Devices ", J. Appl.
Phys. , 32, 646 (1961).

【0005】表面伝導型電子放出素子の例としては、
M.I. Elinson, Radio Eng.
Electron Phys., 10,1290(1
965)等に開示されたものがある。
As an example of the surface conduction electron-emitting device,
M. I. Elinson, Radio Eng.
Electron Phys. , 10, 1290 (1
965).

【0006】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上
に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流す
ことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものであ
る。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によ
るもの[G.Dittmer:“Thin Solid
Films”, 9,317(1972)]、In2
3 /SnO2 薄膜によるもの[M.Hartwell
and C.G. Fonstad:“IEEE T
rans. ED Conf.”, 519(197
5)]、カーボン薄膜によるもの[荒木久 他:真空、
第26巻、第1号、22頁(1983)]等が報告され
ている。
[0006] The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electrons are emitted by passing a current through a small-area thin film formed on an insulating substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid
Films ", 9, 317 (1972)], In 2
O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell
and C.I. G. FIG. Fonstad: "IEEE T
rans. ED Conf. ", 519 (197
5)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum,
26, No. 1, p. 22 (1983)].

【0007】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、前述のM.ハートウェルの素子構成を図1
8に模式的に示す。同図において1は基板である。4は
導電性膜で、H型形状のパターンに形成された金属酸化
物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる
通電処理により電子放出部5が形成される。尚、図中の
素子電極間隔Lは、0.5〜1mm、W’は、0.1m
mで設定されている。
As a typical example of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M.P. Figure 1 shows the device configuration of Hartwell
FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate. Reference numeral 4 denotes a conductive film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed in an H-shaped pattern. The electron emission portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later. In the drawing, the element electrode interval L is 0.5 to 1 mm, and W ′ is 0.1 m.
m.

【0008】これらの表面伝導型電子放出素子において
は、電子放出を行う前に導電性膜4を予め通電フォーミ
ングと呼ばれる通電処理によって電子放出部5を形成す
るのが一般的である。即ち、通電フォーミングとは、前
記導電性膜4の両端に電圧を印加通電し、導電性膜4を
局所的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化さ
せ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部5を形成する処
理である。尚、電子放出部5では導電性膜4の一部に亀
裂が発生しており、その亀裂付近から電子放出が行われ
る。
In these surface conduction electron-emitting devices, it is general that the electron-emitting portion 5 is formed beforehand by performing an energization process called energization forming on the conductive film 4 before electron emission. That is, the energization forming means that a voltage is applied to both ends of the conductive film 4, and the conductive film 4 is locally destroyed, deformed or deteriorated to change the structure, and the electrons in an electrically high-resistance state are formed. This is a process for forming the emission unit 5. Note that a crack is generated in a part of the conductive film 4 in the electron emitting portion 5, and electrons are emitted from the vicinity of the crack.

【0009】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純であることから、大面積に亙って多数素子を配列形
成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための
種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、
表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area because of its simple structure. Therefore, various applications for utilizing this feature are being studied. For example, a charged beam source,
Application to an image forming apparatus such as a display device is exemplified.

【0010】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端(両素
子電極)を配線(共通配線とも呼ぶ)にて夫々結線した
行を多数行配列(梯子型配置とも呼ぶ)した電子源が挙
げられる(例えば、特開昭64−31332号公報、特
開平1−283749号公報、同2−257552号公
報)。
Conventionally, as an example in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arrayed, surface conduction electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends (both device electrodes) of each surface conduction electron-emitting device are wired. (Also referred to as a common wiring). An electron source in which rows each connected by a common line (also referred to as a ladder-type arrangement) are provided (for example, JP-A-64-31332, JP-A-1-283737, 2-257552).

【0011】また、特に表示装置においては、液晶を用
いた表示装置と同様の平板型表示装置とすることが可能
で、しかもバックライトが不要な自発光型の表示装置と
して、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源
と、この電子源からの電子線の照射により可視光を発光
する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている
(アメリカ特許第5066883号明細書)。
In particular, in the case of a display device, a flat panel display device similar to a display device using liquid crystal can be used, and a self-luminous display device that does not require a backlight is used as a surface conduction type electron emission device. There has been proposed a display device in which an electron source in which a number of elements are arranged and a phosphor that emits visible light when irradiated with an electron beam from the electron source are combined (US Pat. No. 5,066,883).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電子放出素子を用いた画像形成装置を大面積化する
場合、従来のフォトリソグラフィー技術を用いて製造し
ようとすると、真空蒸着装置等の製造装置を大型化する
ことが必要となり、莫大な費用がかかるという問題があ
った。
However, when the area of an image forming apparatus using such an electron-emitting device is to be increased, it is difficult to manufacture the image forming apparatus using a conventional photolithography technique. There is a problem that it is necessary to increase the size of the device, and a huge cost is required.

【0013】本発明の目的は、上記問題を鑑み、低コス
トで大面積化が可能な電子放出素子の新規な構成、並び
にそれを用いた電子源、画像形成装置、及びそれらの製
造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a novel configuration of an electron-emitting device capable of increasing the area at a low cost, an electron source using the same, an image forming apparatus, and a method of manufacturing the same. Is to do.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
成された本発明の構成は、以下の通りである。
The structure of the present invention to achieve the above object is as follows.

【0015】即ち、本発明の第一は、基板表面に、光照
射または光照射と加熱により、光照射部分の親水性を増
加させるとともに、金属組成物溶液の吸収性を増加させ
る樹脂組成物層を形成する工程と、樹脂組成物層の一部
に光照射または光照射と加熱を施す工程と、樹脂組成物
層の光照射部に金属組成物溶液を付与する工程と、樹脂
組成物層および金属組成物を熱分解して、素子電極およ
び導電性膜を形成する工程と、導電性膜に電子放出部を
形成するフォーミング工程とを有することを特徴とする
電子放出素子の製造方法にある。
That is, the first aspect of the present invention is to provide a resin composition layer which increases the hydrophilicity of a light-irradiated portion and increases the absorbability of a metal composition solution by irradiating the substrate surface with light or light irradiation and heating. Forming, a step of applying light irradiation or light irradiation and heating to a part of the resin composition layer, a step of applying a metal composition solution to a light irradiation portion of the resin composition layer, and a resin composition layer and A method for manufacturing an electron-emitting device, comprising: a step of forming an element electrode and a conductive film by thermally decomposing a metal composition; and a forming step of forming an electron-emitting portion in the conductive film.

【0016】また、本発明の第二は、上記本発明の第一
の方法により製造されることを特徴とする電子放出素子
にある。
A second aspect of the present invention resides in an electron-emitting device manufactured by the first method of the present invention.

【0017】また、本発明の第三は、入力信号に応じて
電子を放出する電子源であって、基体上に、上記本発明
の第二の電子放出素子を複数配置したことを特徴とする
電子源にある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an electron source for emitting electrons in response to an input signal, wherein a plurality of the second electron-emitting devices according to the present invention are arranged on a substrate. In the electron source.

【0018】また、本発明の第四は、上記本発明の第三
の電子源を製造する方法であって、複数個の電子放出素
子を上記本発明の第一の方法により製造することを特徴
とする電子源の製造方法にある。
A fourth aspect of the present invention is a method of manufacturing the third electron source of the present invention, wherein a plurality of electron-emitting devices are manufactured by the first method of the present invention. In a method of manufacturing an electron source.

【0019】また、本発明の第五は、入力信号に基づい
て画像を形成する装置であって、少なくとも、上記本発
明の第三の電子源と、該電子源から放出される電子線の
照射により画像を形成する画像形成部材とを有すること
を特徴とする画像形成装置にある。
A fifth aspect of the present invention is an apparatus for forming an image based on an input signal, comprising at least the third electron source of the present invention and irradiation of an electron beam emitted from the electron source. And an image forming member for forming an image by using the image forming apparatus.

【0020】さらに、本発明の第六は、上記本発明の第
五の画像形成装置を製造する方法であって、電子源を上
記本発明の第四の方法により製造することを特徴とする
画像形成装置の製造方法にある。
A sixth aspect of the present invention is a method for manufacturing the fifth image forming apparatus of the present invention, wherein the electron source is manufactured by the fourth method of the present invention. A method for manufacturing a forming apparatus.

【0021】本発明者が鋭意検討した結果、基板表面
に、光照射または光照射と加熱により、光照射部分の親
水性を増加させるとともに、金属組成物溶液の吸収性を
増加させる樹脂組成物層を形成する工程と、樹脂組成物
層の一部に光照射または光照射と加熱を施す工程と、樹
脂組成物層の光照射部に金属組成物溶液を付与する工程
と、樹脂組成物層および金属組成物を熱分解して、素子
電極および導電性膜を形成する工程と、導電性膜に電子
放出部を形成するフォーミング工程とを有し、上記光照
射部に金属組成物溶液を付与する工程において、バブル
ジェット方式やピエゾジェット方式のようなインクジェ
ット法を用いて、光照射部に金属組成物溶液を付与する
ことにより、低コストで大面積化が可能な電子放出素子
およびその電子放出素子、生産性に優れた大面積の電子
源、画像形成装置を提供する。
As a result of diligent studies by the present inventors, a resin composition layer that increases the hydrophilicity of a light-irradiated portion and increases the absorbability of a metal composition solution by light irradiation or light irradiation and heating on the substrate surface. Forming, a step of applying light irradiation or light irradiation and heating to a part of the resin composition layer, a step of applying a metal composition solution to a light irradiation portion of the resin composition layer, and a resin composition layer and A step of forming an element electrode and a conductive film by thermally decomposing the metal composition, and a forming step of forming an electron-emitting portion in the conductive film, and applying a metal composition solution to the light-irradiated portion. In the process, by applying the metal composition solution to the light irradiation part using an ink jet method such as a bubble jet method or a piezo jet method, an electron emitting device capable of increasing the area at a low cost and the electron emission thereof Child, an electron source of a large area with excellent productivity, to provide an image forming apparatus.

【0022】上記製造方法によれば、真空蒸着装置等の
製造装置を大型化する必要がなく、電子放出部を形成す
る導電性膜と素子電極との金属材料が異なる場合でも、
例えば、まず基板表面に、光照射または光照射と加熱に
より、光照射部分の親水性が増加するとともに、金属組
成物溶液の吸収性が増加する樹脂組成物層を設け、次
に、素子電極材料を付与すべき部分を光照射して素子電
極材料を含有する金属組成物溶液を付与し溶媒を乾燥さ
せ、次に、導電性膜材料を付与すべき部分を光照射して
導電性膜材料を含有する金属組成物溶液を付与し溶媒を
乾燥させ、最後に、熱分解するによって、目的の形状に
パターニングされた素子電極および導電性膜が得られ
る。素子電極材料および導電性膜材料の付与の順序は、
逆でも良い。
According to the above-described manufacturing method, it is not necessary to increase the size of a manufacturing apparatus such as a vacuum evaporation apparatus, and even when the conductive film forming the electron-emitting portion and the element electrode are different in metal material,
For example, first, by applying light or light irradiation and heating, a resin composition layer that increases the hydrophilicity of the light-irradiated portion and increases the absorbability of the metal composition solution is provided on the surface of the substrate. The part to be provided with light is irradiated with a metal composition solution containing the element electrode material to dry the solvent, and then the part to be provided with the conductive film material is irradiated with light to remove the conductive film material. The contained metal composition solution is applied, the solvent is dried, and finally, thermal decomposition is performed to obtain a device electrode and a conductive film patterned into a desired shape. The order of applying the device electrode material and the conductive film material is as follows.
The reverse is also acceptable.

【0023】従来のフォトリソグラフィー技術による製
造方法よりも、製造装置自体のコストだけではなく、工
程数をも含めた製造コストを低下させることができる。
As compared with the conventional manufacturing method using photolithography, not only the manufacturing apparatus itself but also the manufacturing cost including the number of steps can be reduced.

【0024】すなわち、従来のフォトリソグラフィー技
術による製造方法では、例えば、基板上に素子電極材料
を蒸着して感光性樹脂を塗布し、次に、フォトマスクに
より感光させて感光性樹脂のパターニングを行い、そし
て、不要な部分の素子電極材料をエッチングにより除去
した後、感光性樹脂を除去し、更に、導電性膜材料を蒸
着して感光性樹脂を塗布し、次に、フォトマスクにより
感光させて感光性樹脂のパターニングを行い、そして、
不要な部分の導電性薄膜材料をエッチングにより除去し
た後、感光性樹脂を除去する。素子電極材料および導電
性膜材料のパターニングの順序は逆でも良いが、電子放
出素子を製造するためには、本発明の製造方法よりも多
数の工程が必要となる。
That is, in the conventional manufacturing method using the photolithography technique, for example, an element electrode material is vapor-deposited on a substrate, a photosensitive resin is applied, and then a photosensitive mask is used to pattern the photosensitive resin. Then, after removing unnecessary portions of the element electrode material by etching, the photosensitive resin is removed, a conductive film material is deposited and the photosensitive resin is applied, and then the photosensitive resin is exposed by a photomask. Pattern the photosensitive resin, and
After the unnecessary portion of the conductive thin film material is removed by etching, the photosensitive resin is removed. Although the order of patterning the device electrode material and the conductive film material may be reversed, a larger number of steps are required to manufacture the electron-emitting device than the manufacturing method of the present invention.

【0025】また、本発明では、光照射をフォトマスク
による方法ではなく、レーザースキャン等の方法を用い
ることによって、光照射と金属組成物溶液の付与とを同
時に行うこともできるため、工程数をさらに少なくする
ことも可能である。
In the present invention, since the light irradiation and the application of the metal composition solution can be performed simultaneously by using a method such as laser scanning instead of the method using a photomask, the number of steps is reduced. It is possible to reduce even further.

【0026】したがって、本発明によれば、画像形成装
置等の大面積化に伴い製造装置の大型化が必要となる従
来のフォトリソグラフィー技術を用いることなく、大面
積にわたって微細な導電性膜および素子電極パターンを
低コストで形成することが可能となり、生産性に優れた
大面積の電子源、及び画像形成装置を得ることができる
ものである。
Therefore, according to the present invention, a fine conductive film and element can be formed over a large area without using a conventional photolithography technique which requires an increase in the size of a manufacturing apparatus as the area of an image forming apparatus or the like increases. An electrode pattern can be formed at low cost, and a large-area electron source excellent in productivity and an image forming apparatus can be obtained.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施態様
を示す。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described.

【0028】図1は、本発明の電子放出素子の一構成例
を示す模式図であり、図1(a)は平面図、図1(b)
は縦断面図である。図1において、1は基板、2と3は
電極(素子電極)、4は導電性膜、5は電子放出部であ
る。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the structure of an electron-emitting device according to the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b).
Is a longitudinal sectional view. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 and 3 are electrodes (element electrodes), 4 is a conductive film, and 5 is an electron emitting portion.

【0029】基板1としては、石英ガラス、Na等の不
純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青板ガラ
スにスパッタ法等によりSiO2 を積層した積層体、ア
ルミナ等のセラミックス及びSi基板等を用いることが
できる。
Examples of the substrate 1 include quartz glass, glass having a reduced impurity content such as Na, blue plate glass, a laminate of blue plate glass with SiO 2 laminated thereon by sputtering or the like, ceramics such as alumina, and a Si substrate. Can be used.

【0030】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、例えばNi、C
r、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等
の金属或は合金及びPd、Ag、Au、RuO2 、Pd
−Ag等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成され
る印刷導体、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され
る。
The materials of the opposing device electrodes 2 and 3 are as follows.
General conductor materials can be used, for example, Ni, C
metals or alloys such as r, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd and Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd
Metal or metal oxide and printed conductor composed of glass or the like, such as -ag, is appropriately selected from a semiconductor conductive materials such as transparent conductor and polysilicon or the like In 2 O 3 -SnO 2.

【0031】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
膜4の形状等は、応用される形態等を考慮して、設計さ
れる。素子電極間隔Lは、好ましくは、数百nmから数
百μmの範囲とすることができ、より好ましくは、素子
電極間に印加する電圧等を考慮して数μmから数十μm
の範囲とすることができる。素子電極長さWは、電極の
抵抗値、電子放出特性を考慮して、数μmから数百μm
の範囲とすることができる。素子電極2,3の膜厚d
は、数十nmから数μmの範囲とすることができる。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive film 4 and the like are designed in consideration of the applied form and the like. The element electrode interval L can be preferably in the range of several hundred nm to several hundred μm, and more preferably several μm to several tens μm in consideration of the voltage applied between the element electrodes.
In the range. The element electrode length W is set to several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics.
In the range. Film thickness d of device electrodes 2 and 3
Can be in the range of several tens nm to several μm.

【0032】尚、図1に示した構成とは別に、基板1上
に、導電性膜4、素子電極2,3の順に形成した構成と
することもできる。また、製法によっては、対向する素
子電極2,3間の全てが電子放出部として機能する場合
もある。
In addition to the structure shown in FIG. 1, a structure in which a conductive film 4 and element electrodes 2 and 3 are formed on a substrate 1 in this order may be adopted. Further, depending on the manufacturing method, the entire space between the opposing element electrodes 2 and 3 may function as an electron emitting portion.

【0033】導電性膜4を構成する材料としては、例え
ばPd,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,
Cr,Fe,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、導電性膜材料の
有機金属化合物を形成する。
As a material constituting the conductive film 4, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu,
It is appropriately selected from metals such as Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, and Pb. These metals form the organometallic compound of the conductive film material.

【0034】導電性膜4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間の抵抗値等を考
慮して適宜設定されるが、通常は、数Å〜数百nmの範
囲とするのが好ましく、より好ましくは1nm〜50n
mの範囲とするのが良い。その抵抗値は、Rsが102
Ω/□から107 Ω/□の値であるのが好ましい。な
お、Rsは、幅がwで長さがlの薄膜の長さ方向に測定
した抵抗Rを、R=Rs(l/w)と置いたときに現れ
る値である。
The thickness of the conductive film 4 is appropriately set in consideration of the step coverage of the device electrodes 2 and 3, the resistance between the device electrodes 2 and 3, and the like. nm, more preferably 1 nm to 50 n
m. The resistance value of Rs is 10 2
The value is preferably from Ω / □ to 10 7 Ω / □. Note that Rs is a value that appears when a resistance R measured in the length direction of a thin film having a width w and a length 1 is set as R = Rs (l / w).

【0035】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。
In the present specification, the forming process will be described by taking an energizing process as an example. However, the forming process is not limited to this, and a process for forming a crack in the film to form a high resistance state is performed. Includes

【0036】電子放出部5は、導電性膜4の一部に形成
された高抵抗の亀裂により構成され、その内部には、数
Åから数十nmの範囲の粒径の導電性微粒子が存在する
場合もある。この導電性微粒子は、導電性膜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。また、電子放出部5及びその近傍の導電性膜
4には、後述の活性化工程によって形成される炭素ある
いは炭素化合物を有することもできる。
The electron-emitting portion 5 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive film 4, in which conductive fine particles having a particle size ranging from several Å to several tens nm are present. In some cases. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive film 4. Further, the electron-emitting portion 5 and the conductive film 4 in the vicinity thereof may have carbon or a carbon compound formed by an activation step described later.

【0037】本発明の電子放出素子の製造方法としては
様々な方法があるが、その一例を図2及び図3に基づい
て説明する。尚、図2及び図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。
There are various methods for manufacturing the electron-emitting device of the present invention. One example will be described with reference to FIGS. In FIGS. 2 and 3, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

【0038】1)基板1を洗剤、純水及び有機溶剤等を
用いて十分に洗浄し、光照射または光照射と加熱によ
り、光照射部分の親水性が増加するとともに、後述する
金属組成物溶液の吸収性が増加する樹脂組成物層32を
形成する(図2(b))。樹脂組成物層32の形成は、
図2(a)のようなバブルジェット方式やピエゾジェッ
ト方式のようなインクジェット法を用いることが好まし
いが、スピンナー法等による塗布法を用いてもよい。
1) The substrate 1 is sufficiently washed with a detergent, pure water, an organic solvent and the like, and the hydrophilicity of the light-irradiated portion is increased by light irradiation or light irradiation and heating. The resin composition layer 32 in which the absorbency of the resin composition is increased is formed (FIG. 2B). Formation of the resin composition layer 32
Although an ink jet method such as a bubble jet method or a piezo jet method as shown in FIG. 2A is preferably used, a coating method such as a spinner method may be used.

【0039】2)素子電極2,3が形成されるべき部分
の樹脂組成物層32にパターン露光を行う(図2
(c))。露光部分34は、反応の進行に伴って水酸基
等の親水基が生成、増加し、電極用有機金属組成物35
を吸収し易くなる。この際の反応の進行は、赤外吸収ス
ペクトル等による水酸基等の親水基の定量によってモニ
ターすることができる。また、パターン露光は、図2
(c)のようなフォトマスク33を用いる方法に限ら
ず、レーザースキャン等によるパターニングでもよい。
2) Pattern exposure is performed on the resin composition layer 32 where the device electrodes 2 and 3 are to be formed (FIG. 2).
(C)). In the exposed portion 34, a hydrophilic group such as a hydroxyl group is generated and increased with the progress of the reaction, and the organometallic composition 35 for an electrode
Becomes easier to absorb. The progress of the reaction at this time can be monitored by quantifying a hydrophilic group such as a hydroxyl group by an infrared absorption spectrum or the like. The pattern exposure is performed as shown in FIG.
The patterning is not limited to the method using the photomask 33 as shown in FIG.

【0040】電極用有機金属組成物35の液滴の付与
は、バブルジェット方式やピエゾジェット方式のような
インクジェット法を用いることが好ましいが(図2
(d)(e))、全体を樹脂組成物層32でコートした
基体をパターニングし、電極用有機金属組成物35中に
前記基体1を浸漬するようなディッピング法等を用いて
もよい。
The application of the droplets of the organometallic composition 35 for an electrode is preferably performed by an ink jet method such as a bubble jet method or a piezo jet method (FIG. 2).
(D) (e)), a dipping method or the like may be used in which the substrate entirely coated with the resin composition layer 32 is patterned and the substrate 1 is immersed in the organometallic composition 35 for electrodes.

【0041】3)導電性膜4が形成されるべき部分の樹
脂組成物層32に上記の2)と同様なパターン露光を行
い(図3(f))、露光部分36に導電性膜用金属組成
物37を上記の2)と同様な方法で付与する(図3
(g))。この工程も2)と同様に、図示のような方法
に限らず、レーザースキャン等によるパターニングやデ
ィッピング法等による付与方法を用いてもよい。
3) The same pattern exposure as in the above 2) is performed on the resin composition layer 32 at the portion where the conductive film 4 is to be formed (FIG. 3F), and the exposed portion 36 is exposed to the metal for the conductive film. The composition 37 is applied in the same manner as in the above 2) (FIG. 3)
(G)). This step is not limited to the method shown in the figure, but may be a patterning method such as laser scanning or an application method such as a dipping method.

【0042】4)上記の3)で形成された基体1を焼成
炉やホットプレート上で大気中等の雰囲気で熱分解す
る。
4) The substrate 1 formed in the above 3) is thermally decomposed in a baking furnace or a hot plate in an atmosphere such as the air.

【0043】その結果、金属組成物35,37は金属あ
るいは金属酸化物となり、樹脂組成物層32はほとんど
除去される。こうして、素子電極2,3と導電性膜4が
形成される(図3(h))。
As a result, the metal compositions 35 and 37 become metals or metal oxides, and the resin composition layer 32 is almost removed. Thus, the device electrodes 2 and 3 and the conductive film 4 are formed (FIG. 3H).

【0044】5)次に、フォーミングと呼ばれる通電処
理を施す。素子電極2,3間に通電を行うと、導電性膜
4の部位に電子放出部5が形成される(図3(i))。
フォーミング工程においては、瞬間的に導電性膜4の一
部に局所的に熱エネルギーが集中し、その部位に構造の
変化した電子放出部5が形成される。
5) Next, an energization process called forming is performed. When an electric current is applied between the device electrodes 2 and 3, an electron-emitting portion 5 is formed at the portion of the conductive film 4 (FIG. 3 (i)).
In the forming step, heat energy is locally concentrated on a part of the conductive film 4 instantaneously, and the electron emitting portion 5 having a changed structure is formed at that portion.

【0045】通電フォーミングの電圧波形の例を図4に
示す。
FIG. 4 shows an example of the voltage waveform of the energization forming.

【0046】電圧波形は、特にパルス波形が好ましい。
これにはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に
印加する図4(a)に示した手法と、パルス波高値を増
加させながらパルスを印加する図4(b)に示した手法
がある。
The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform.
For this purpose, the method shown in FIG. 4A for continuously applying a pulse with a constant pulse peak value and the method shown in FIG. 4B for applying a pulse while increasing the pulse peak value are used. is there.

【0047】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図4(a)で説明する。図4(a)におけるT1
及びT2 は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。三
角波の波高値(ピーク電圧)は、電子放出素子の形態に
応じて適宜選択される。このような条件のもと、例え
ば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は、
三角波に限定されるものではなく、矩形波等の所望の波
形を採用することができる。
First, the case where the pulse peak value is a constant voltage will be described with reference to FIG. T 1 in FIG.
And T 2 are the pulse width and the pulse interval of the voltage waveform. The peak value (peak voltage) of the triangular wave is appropriately selected according to the form of the electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens minutes. The pulse waveform is
The waveform is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted.

【0048】次に、パルス波高値を増加させながら電圧
パルスを印加する場合について図4(b)で説明する。
図4(b)におけるT1 及びT2 は、図4(a)に示し
たのと同様とすることができる。三角波の波高値(ピー
ク電圧)は、例えば0.1Vステップ程度づつ、増加さ
せることができる。
Next, a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value will be described with reference to FIG.
T 1 and T 2 in FIG. 4B can be the same as those shown in FIG. 4A. The peak value (peak voltage) of the triangular wave can be increased, for example, in steps of about 0.1 V.

【0049】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔T2 中に、導電性膜4を局所的に破壊,変形しない程
度の電圧を印加し、電流を測定して検知することができ
る。例えば0.1V程度の電圧印加により流れる電流を
測定し、抵抗値を求めて、1MΩ以上の抵抗を示した
時、通電フォーミングを終了させる。
The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally destroy or deform the conductive film 4 during the pulse interval T 2 and measuring the current. For example, a current flowing when a voltage of about 0.1 V is applied is measured, and a resistance value is obtained. When a resistance of 1 MΩ or more is indicated, the energization forming is terminated.

【0050】フォーミング処理以降の電気的処理は、例
えば図5に示すような真空処理装置内で行うことかでき
る。この真空処理装置は測定評価装置としての機能をも
兼ね備えている。図5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。
The electrical processing after the forming processing can be performed in a vacuum processing apparatus as shown in FIG. 5, for example. This vacuum processing device also has a function as a measurement evaluation device. Also in FIG. 5, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.

【0051】図5において、55は真空容器であり、5
6は排気ポンプである。真空容器55内には電子放出素
子が配されている。また、51は電子放出素子に素子電
圧Vfを印加するための電源、50は素子電極2,3間
を流れる素子電流Ifを測定するための電流計、54は
素子の電子放出部5より放出される放出電流Ieを捕捉
するためのアノード電極、53はアノード電極54に電
圧を印加するための高圧電源、52は電子放出部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54の電圧を1kV〜1
0kVの範囲とし、アノード電極54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。
In FIG. 5, reference numeral 55 denotes a vacuum vessel,
Reference numeral 6 denotes an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 55. Reference numeral 51 denotes a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, 50 denotes an ammeter for measuring a device current If flowing between the device electrodes 2 and 3, and 54 denotes a device emitted from the electron-emitting portion 5 of the device. An anode electrode 53 for capturing the emission current Ie, a high-voltage power supply 53 for applying a voltage to the anode electrode 54, and an ammeter 52 for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission section 5. As an example, the voltage of the anode electrode 54 is 1 kV to 1 kV.
The measurement can be performed with the range of 0 kV and the distance H between the anode electrode 54 and the electron-emitting device in the range of 2 mm to 8 mm.

【0052】真空容器55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。
The vacuum vessel 55 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.

【0053】排気ポンプ56は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されてい
る。ここに示した電子放出素子基板を配した真空処理装
置の全体は、不図示のヒーターにより加熱できる。
The exhaust pump 56 is composed of a normal high vacuum system such as a turbo pump and a rotary pump, and an ultra-high vacuum system such as an ion pump. The entire vacuum processing apparatus provided with the electron-emitting device substrate shown here can be heated by a heater (not shown).

【0054】6)次に、フォーミングを終えた素子に活
性化工程と呼ばれる処理を施す。
6) Next, the element after the forming is subjected to a process called an activation step.

【0055】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、素子
電極2,3間にパルスの印加を繰り返すことで行うこと
ができ、この処理により、素子電流If,放出電流Ie
が、著しく変化するようになる。
The activation step can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse between the device electrodes 2 and 3 in an atmosphere containing an organic substance gas in the same manner as in the energization forming. Device current If, emission current Ie
Changes significantly.

【0056】活性化工程における有機物質のガスを含有
する雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプ
などを用いて真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残
留する有機ガスを利用して形成することができる他、オ
イルを使用しないイオンポンプなどにより一旦十分に排
気した真空中に適当な有機物質のガスを導入することに
よっても得られる。このときの好ましい有機物質のガス
圧は、前述の素子の形態、真空容器の形状や、有機物質
の種類などにより異なるため、場合に応じ適宜設定され
る。
The atmosphere containing the organic substance gas in the activation step is formed by utilizing the organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump. Alternatively, it can be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum once sufficiently evacuated by an ion pump or the like that does not use oil. The preferable gas pressure of the organic substance at this time varies depending on the form of the above-described element, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case.

【0057】適当な有機物質としては、アルカン、アル
ケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素
類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン
類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等
を挙げることが出来、具体的には、メタン、エタン、プ
ロパンなどCn2n+2で表される飽和炭化水素、エチレ
ン、プロピレンなどCn2n等の組成式で表される不飽
和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノ
ール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミ
ン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用で
きる。
Suitable organic substances include organic acids such as aliphatic hydrocarbons of alkane, alkene and alkyne, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, phenols, carboxylic acids, sulfonic acids and the like. Specific examples thereof include saturated hydrocarbons represented by C n H 2n + 2 such as methane, ethane, and propane, and unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene. Hydrocarbon, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like can be used.

【0058】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
素子電流If、放出電流Ieが、著しく変化するように
なる。
By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from organic substances existing in the atmosphere,
The element current If and the emission current Ie change remarkably.

【0059】炭素あるいは炭素化合物とは、例えばグラ
ファイト(いわゆるHOPG,PG,GCを包含するも
ので、HOPGはほぼ完全なグラファイト結晶構造、P
Gは結晶粒が20nm程度で結晶構造がやや乱れたも
の、GCは結晶粒が2nm程度になり結晶構造の乱れが
さらに大きくなったものを指す。)、非晶質カーボン
(アモルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと
前記グラファイトの微結晶の混合物を指す。)であり、
その膜厚は、50nm以下の範囲とするのが好ましく、
30nm以下の範囲とすることがより好ましい。
The carbon or carbon compound includes, for example, graphite (so-called HOPG, PG, GC), and HOPG has an almost perfect graphite crystal structure, P
G indicates that the crystal grain is about 20 nm and the crystal structure is slightly disordered, and GC indicates that the crystal grain is about 2 nm and the disorder of the crystal structure is further increased. ), Amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the microcrystals of graphite);
The film thickness is preferably in the range of 50 nm or less,
More preferably, the thickness is 30 nm or less.

【0060】活性化工程の終了判定は、素子電流Ifと
放出電流Ieを測定しながら、適宜行うことができる。
The termination of the activation step can be appropriately determined while measuring the device current If and the emission current Ie.

【0061】7)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。
7) The electron-emitting device obtained through such a step is preferably subjected to a stabilization step. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container. It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used.

【0062】真空容器内の有機成分の分圧は、上記炭素
あるいは炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で10
-6Pa以下が好ましく、さらには10-10 Pa以下が特
に好ましい。さらに真空容器内を排気するときには、真
空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放出素子
に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好まし
い。このときの加熱条件は、80〜250℃好ましくは
150℃以上で、できるだけ長時間処理するのが望まし
いが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大
きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件により適
宜選ばれる条件により行う。真空容器内の圧力は極力低
くすることが必要で、10-5Pa以下が好ましく、さら
には10-6Pa以下が特に好ましい。
The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel is 10 partial pressure at which the carbon or carbon compound is not newly deposited.
-6 Pa or lower is preferable, and 10 -10 Pa or lower is particularly preferable. Further, when evacuating the inside of the vacuum vessel, it is preferable to heat the entire vacuum vessel to facilitate evacuating the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device. The heating conditions at this time are desirably 80 to 250 ° C., preferably 150 ° C. or more, and it is desirable to perform the treatment as long as possible. However, the present invention is not particularly limited to this condition, and the size and shape of the vacuum vessel, the configuration of the electron-emitting device, The conditions are appropriately selected according to the above conditions. The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, and is preferably 10 -5 Pa or less, more preferably 10 -6 Pa or less.

【0063】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特
性を維持することが出来る。このような真空雰囲気を採
用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆
積を抑制でき、結果として素子電流If,放出電流Ie
が、安定する。
The atmosphere at the time of driving after performing the stabilization step is preferably the same as the atmosphere at the end of the stabilization treatment, but is not limited to this. If the organic substance is sufficiently removed, Even if the pressure itself increases somewhat, it is possible to maintain sufficiently stable characteristics. By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or a carbon compound can be suppressed, and as a result, the device current If and the emission current Ie
But it stabilizes.

【0064】上述した工程を経て得られた本発明の電子
放出素子の基本特性について、図5を参照しながら説明
する。
The basic characteristics of the electron-emitting device of the present invention obtained through the above steps will be described with reference to FIG.

【0065】図6は、図5に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ie及び素子電流Ifと、素子電
圧Vfとの関係を模式的に示した図である。図6におい
ては、放出電流Ieが素子電流Ifに比べて著しく小さ
いので、任意単位で示している。尚、縦・横軸ともリニ
アスケールである。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the relationship between the emission current Ie and the device current If measured using the vacuum processing apparatus shown in FIG. 5, and the device voltage Vf. In FIG. 6, since the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, it is shown in arbitrary units. The vertical and horizontal axes are linear scales.

【0066】図6からも明らかなように、本発明の電子
放出素子は、放出電流Ieに関して次の3つの特徴的性
質を有する。
As is clear from FIG. 6, the electron-emitting device of the present invention has the following three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie.

【0067】即ち、第1に、本素子はある電圧(閾値電
圧と呼ぶ;図6中のVth)以上の素子電圧を印加する
と急激に放出電流Ieが増加し、一方閾値電圧Vth以
下では放出電流Ieが殆ど検出されない。つまり、放出
電流Ieに対する明確な閾値電圧Vthを持った非線形
素子である。
First, the emission current Ie of the present device rapidly increases when an element voltage higher than a certain voltage (referred to as a threshold voltage; Vth in FIG. 6) is applied. On the other hand, when the element voltage is lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is increased. Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【0068】第2に、放出電流Ieが素子電圧Vfに単
調増加依存するため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制
御できる。
Second, since the emission current Ie depends monotonically on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf.

【0069】第3に、アノード電極54(図5参照)に
捕捉される放出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に
依存する。つまり、アノード電極54に捕捉される電荷
量は、素子電圧Vfを印加する時間により制御できる。
Thirdly, the amount of charge emitted by the anode electrode 54 (see FIG. 5) depends on the time during which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 54 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.

【0070】以上の説明より理解されるように、本発明
の電子放出素子は、入力信号に応じて、電子放出特性を
容易に制御できることになる。この性質を利用すると複
数の電子放出素子を配して構成した電子源、画像形成装
置等、多方面への応用が可能となる。
As understood from the above description, the electron-emitting device of the present invention can easily control the electron-emitting characteristics according to the input signal. By utilizing this property, it is possible to apply to various fields such as an electron source and an image forming apparatus having a plurality of electron-emitting devices.

【0071】図6においては、素子電流Ifが素子電圧
Vfに対して単調増加する(MI特性)例を示したが、
素子電流Ifが素子電圧Vfに対して電圧制御型負性抵
抗特性(VCNR特性)を示す場合もある(不図示)。
これらの特性は、前述の工程を制御することで制御でき
る。
FIG. 6 shows an example in which the device current If monotonically increases with respect to the device voltage Vf (MI characteristic).
The element current If may exhibit a voltage-controlled negative resistance characteristic (VCNR characteristic) with respect to the element voltage Vf (not shown).
These properties can be controlled by controlling the steps described above.

【0072】次に、本発明の電子放出素子の応用例につ
いて以下に述べる。本発明の電子放出素子を複数個基板
上に配列し、例えば電子源や画像形成装置が構成でき
る。
Next, application examples of the electron-emitting device of the present invention will be described below. By arranging a plurality of electron-emitting devices of the present invention on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be configured.

【0073】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方向
(列方向と呼ぶ)で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極(グリッドとも呼ぶ)により、電子放出素子から
の電子を制御駆動する梯子状配置のものがある。これと
は別に、電子放出素子をX方向及びY方向に行列状に複
数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極
の一方を、X方向の配線に共通に接続し、同じ列に配さ
れた複数の電子放出素子の電極の他方を、Y方向の配線
に共通に接続するものが挙げられる。このようなものは
所謂単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配
置について以下に詳述する。
Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted. As an example, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction), and a direction perpendicular to the wiring (referred to as a column direction). There is a ladder-type arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by control electrodes (also referred to as grids) disposed above the electron-emitting devices. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. One example is one in which the other of the electrodes of a plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to a wiring in the Y direction. This is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.

【0074】本発明の電子放出素子については、前述し
た通り3つの特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素
子からの放出電子は、閾値電圧以上では、対向する素子
電極間に印加するパルス状電圧の波高値と幅で制御でき
る。一方、閾値電圧以下では、殆ど放出されない。この
特性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合にお
いても、個々の素子にパルス状電圧を適宜印加すれば、
入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して
電子放出量を制御できる。
The electron-emitting device of the present invention has three characteristics as described above. That is, the emission electrons from the surface conduction electron-emitting device can be controlled by the peak value and the width of the pulse-like voltage applied between the opposing device electrodes when the electrons are equal to or higher than the threshold voltage. On the other hand, below the threshold voltage, almost no emission occurs. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulse-like voltage is appropriately applied to each device,
The electron emission amount can be controlled by selecting the surface conduction electron-emitting device according to the input signal.

【0075】以下この原理に基づき、本発明の電子放出
素子を複数配して得られる電子源基板について、図7を
用いて説明する。図7において、71は電子源基板、7
2はX方向配線、73はY方向配線である。74は電子
放出素子、75は結線である。
Hereinafter, based on this principle, an electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices of the present invention will be described with reference to FIG. 7, reference numeral 71 denotes an electron source substrate;
Reference numeral 2 denotes an X-direction wiring, and 73 denotes a Y-direction wiring. 74 is an electron-emitting device, and 75 is a connection.

【0076】m本のX方向配線72は、Dx1,Dx
2,……,Dxmからなり、真空蒸着法、印刷法、スパ
ッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成するこ
とができる。配線の材料、膜厚、幅は適宜設計される。
Y方向配線73は、Dy1,Dy2……Dynのn本の
配線よりなり、X方向配線72と同様に形成される。こ
れらm本のX方向配線72とn本のY方向配線73との
間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を
電気的に分離している(m,nは、共に正の整数)。
The m X-direction wirings 72 are Dx1, Dx
2,..., Dxm, and can be formed of a conductive metal or the like formed using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The material, thickness and width of the wiring are appropriately designed.
The Y-directional wiring 73 includes n wirings Dy1, Dy2,..., Dyn, and is formed in the same manner as the X-directional wiring 72. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 72 and the n Y-directional wirings 73 to electrically separate them (m and n are both Positive integer).

【0077】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたSiO2 等で構成
される。例えば、X方向配線72を形成した基板71の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、X方向配
線72とY方向配線73の交差部の電位差に耐え得るよ
うに、膜厚、材料、製法が適宜設定される。X方向配線
72とY方向配線73は、それぞれ外部端子として引き
出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 71 on which the X-directional wiring 72 is formed. The material and the production method are appropriately set. The X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73 are respectively drawn out as external terminals.

【0078】電子放出素子74を構成する一対の素子電
極(不図示)は、それぞれm本のX方向配線72とn本
のY方向配線73に、導電性金属等からなる結線75に
よって電気的に接続されている。
A pair of device electrodes (not shown) constituting the electron-emitting device 74 are electrically connected to m X-directional wires 72 and n Y-directional wires 73 by a connection 75 made of a conductive metal or the like. It is connected.

【0079】配線72と配線73を構成する材料、結線
75を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、また夫々異なってもよい。これらの材料は、例えば
前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極を
構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子電
極に接続した配線は素子電極ということもできる。
The material forming the wiring 72 and the wiring 73, the material forming the connection 75, and the material forming the pair of element electrodes may be the same or different in some or all of the constituent elements. Good. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes. When the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.

【0080】X方向配線72には、X方向に配列した電
子放出素子74の行を選択するための走査信号を印加す
る不図示の走査信号印加手段が接続される。一方、Y方
向配線73には、Y方向に配列した電子放出素子74の
各列を入力信号に応じて変調するための、不図示の変調
信号発生手段が接続される。各電子放出素子に印加され
る駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信
号の差電圧として供給される。
The X-direction wiring 72 is connected to a scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the electron-emitting devices 74 arranged in the X-direction. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the electron-emitting devices 74 arranged in the Y direction according to an input signal is connected to the Y-direction wiring 73. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device.

【0081】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。
In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using a simple matrix wiring.

【0082】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図8と図9及び
図10を用いて説明する。図8は、画像形成装置の表示
パネルの一例を示す模式図であり、図9は、図8の画像
形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図10
は、NTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行うため
の駆動回路の一例を示すブロック図である。
An image forming apparatus configured using such an electron source having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 8, 9 and 10. FIG. FIG. 8 is a schematic view showing an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 9 is a schematic view of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a drive circuit for performing display according to an NTSC television signal.

【0083】図8において、71は電子放出素子を複数
配した電子源基板、81は電子源基板71を固定したリ
アプレート、86はガラス基板83の内面に蛍光膜84
とメタルバック85等が形成されたフェースプレートで
ある。82は支持枠であり、該支持枠82には、リアプ
レート81、フェースプレート86がフリットガラス等
を用いて接続されている。88は外囲器であり、例えば
大気中あるいは窒素中で、400〜500℃の温度範囲
で10分間以上焼成することで、封着して構成される。
In FIG. 8, reference numeral 71 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged; 81, a rear plate on which the electron source substrate 71 is fixed; 86, a fluorescent film 84 on the inner surface of a glass substrate 83;
And a face plate on which a metal back 85 and the like are formed. Reference numeral 82 denotes a support frame, and a rear plate 81 and a face plate 86 are connected to the support frame 82 using frit glass or the like. Reference numeral 88 denotes an envelope, which is sealed by firing at a temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the atmosphere or nitrogen, for example.

【0084】74は、図1に示したような電子放出素子
である。72,73は、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極と接続されたX方向配線及びY方向配線であ
る。
Reference numeral 74 denotes an electron-emitting device as shown in FIG. Reference numerals 72 and 73 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0085】外囲器88は、上述の如く、フェースプレ
ート86、支持枠82、リアプレート81で構成され
る。リアプレート81は主に基板71の強度を補強する
目的で設けられるため、基板71自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート81は不要とすることがで
きる。即ち、基板71に直接支持枠82を封着し、フェ
ースプレート86、支持枠82及び基板71で外囲器8
8を構成してもよい。一方、フェースプレート86とリ
アプレート81の間に、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、大気圧に対して十分な強
度をもつ外囲器88を構成することもできる。
The envelope 88 includes the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81 as described above. Since the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 71, if the substrate 71 itself has sufficient strength, the separate rear plate 81 can be unnecessary. That is, the support frame 82 is directly sealed to the substrate 71, and the envelope 8 is formed by the face plate 86, the support frame 82 and the substrate 71.
8 may be configured. On the other hand, by providing a support (not shown) called a spacer between the face plate 86 and the rear plate 81, the envelope 88 having sufficient strength against atmospheric pressure can be configured.

【0086】図9は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜84は、モノクロームの場合は蛍光体のみで構成する
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(図9(a))あるいはブ
ラックマトリクス(図9(b))等と呼ばれる黒色導電
材91と蛍光体92とから構成することができる。ブラ
ックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、
カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体
92間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たな
くすることと、蛍光膜84における外光反射によるコン
トラストの低下を抑制することにある。黒色導電材91
の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とす
る材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない
材料を用いることができる。
FIG. 9 is a schematic view showing a fluorescent film. The fluorescent film 84 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, a black conductive material 91 called a black stripe (FIG. 9A) or a black matrix (FIG. 9B) or the like and a fluorescent material 92 may be used depending on the arrangement of the fluorescent materials. it can. The purpose of providing a black stripe and black matrix is
In the case of color display, the color separation between the phosphors 92 of the necessary three primary color phosphors is made black so that color mixing and the like become inconspicuous, and the reduction in contrast due to reflection of external light on the phosphor film 84 is suppressed. It is in. Black conductive material 91
As the material of, other than a commonly used material containing graphite as a main component, a material having conductivity and low light transmission and reflection can be used.

【0087】ガラス基板83に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等
が採用できる。蛍光膜84の内面側には、通常メタルバ
ック85が設けられる。メタルバックを設ける目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート8
6側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、
電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用さ
せること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダ
メージから蛍光体を保護すること等である。メタルバッ
クは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
(通常、「フィルミング」と呼ばれる。)を行い、その
後Alを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製でき
る。
As a method of applying the phosphor on the glass substrate 83, a precipitation method or a printing method can be adopted regardless of monochrome or color. Usually, a metal back 85 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. The purpose of providing a metal back is
The light emitted from the phosphor toward the inner surface is converted into a face plate 8.
Improving the brightness by specular reflection on the 6 side,
The purpose is to function as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope. The metal back can be manufactured by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al using vacuum evaporation or the like.

【0088】フェースプレート86には、更に蛍光膜8
4の導電性を高めるため、蛍光膜84の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 86 further has the fluorescent film 8
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to increase the conductivity of the phosphor film 84.

【0089】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、十分
な位置合わせが不可欠となる。
When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, it is necessary to make each color phosphor correspond to the electron-emitting device, and sufficient alignment is indispensable.

【0090】図8に示した画像形成装置は、例えば以下
のようにして製造される。
The image forming apparatus shown in FIG. 8 is manufactured, for example, as follows.

【0091】外囲器88内は、適宜加熱しなから、イオ
ンポンプ、ソープションポンプ等のオイルを使用しない
排気装置により不図示の排気管を通じて排気し、10-5
Pa程度の真空度の有機物質の十分に少ない雰囲気にし
た後、封止が成される。外囲器88の封止後の真空度を
維持するために、ゲッター処理を行うこともできる。こ
れは、外囲器88の封止を行う直前あるいは封止後に、
抵抗加熱あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外
囲器88内の所定の位置に配置されたゲッター(不図
示)を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッター
は通常Ba等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用によ
り、例えば1×10-5Pa以上の真空度を維持するもの
である。ここで、電子放出素子のフォーミング処理以降
の工程は適宜設定できる。
While the inside of the envelope 88 is appropriately heated, it is evacuated through an exhaust pipe (not shown) by an exhaust device that does not use oil, such as an ion pump and a sorption pump, and is discharged at 10 −5.
After the atmosphere is made sufficiently low in the organic substance with a degree of vacuum of about Pa, sealing is performed. In order to maintain a vacuum degree after the envelope 88 is sealed, a getter process may be performed. This is, immediately before or after sealing the envelope 88,
This is a process of heating a getter (not shown) arranged at a predetermined position in the envelope 88 by heating using resistance heating, high-frequency heating, or the like to form a vapor deposition film. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and maintains a degree of vacuum of, for example, 1 × 10 −5 Pa or more by the adsorption action of the deposited film. Here, steps after the forming process of the electron-emitting device can be set as appropriate.

【0092】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、NTSC方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成例
について、図10を用いて説明する。図10において、
101は画像表示パネル、102は走査回路、103は
制御回路、104はシフトレジスタ、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及びVaは直流電圧源である。
Next, an example of the configuration of a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal on a display panel configured using electron sources in a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. . In FIG.
101 is an image display panel, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit, 104 is a shift register, 105 is a line memory, 106 is a synchronization signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0093】表示パネル101は、端子Dox1乃至D
oxm、端子Doy1乃至Doyn及び高圧端子87を
介して外部の電気回路と接続している。端子Dox1乃
至Doxmには、表示パネル101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1行(n素子)づつ順次駆動する為
の走査信号が印加される。端子Doy1乃至Doynに
は、前記走査信号により選択された1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87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
のに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
The display panel 101 has terminals Dox1 to Dox1
oxm, terminals Doy1 to Doyn, and a high voltage terminal 87 are connected to an external electric circuit. Terminals Dox1 to Doxm are used to sequentially drive electron sources provided in the display panel 101, that is, electron emission element groups arranged in a matrix of m rows and n columns, one row (n elements) at a time. A scanning signal is applied. To the terminals Doy1 to Doyn, 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 87 is supplied with a DC voltage of, for example, 10 kV from a DC voltage source Va. This is for applying sufficient energy to the electron beam emitted from the electron-emitting device to excite the phosphor. Is the accelerating voltage.

【0094】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(図中、S1乃至S
mで模式的に示している)を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、直流電圧電源Vxの出力電圧もしくは
0[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、
表示パネル101の端子Dox1乃至Doxmと電気的
に接続される。各スイッチング素子S1乃至Smは、制
御回路103が出力する制御信号Tscanに基づいて
動作するものであり、例えばFETのようなスイッチン
グ素子を組み合わせることにより構成することができ
る。
Next, the scanning circuit 102 will be described. The circuit includes m switching elements (S1 to S
m is schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage power supply Vx or 0 [V] (ground level),
It is electrically connected to terminals Dox1 to Doxm of the display panel 101. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on a control signal Tscan output from the control circuit 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0095】直流電圧源Vxは、本例の場合には電子放
出素子の特性(電子放出閾値電圧)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閾値電圧
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 non-scanned 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.

【0096】制御回路103は、外部より入力される画
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,Tsft及びT
mry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 an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 103 controls the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 106.
, Tscan, Tsft and T
mry control signals are generated.

【0097】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ための回路で、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は、便宜上DATA信
号と表した。このDATA信号は、シフトレジスタ10
4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 represented as a DATA signal for convenience. This DATA signal is output to the shift register 10
4 is input.

【0098】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い換えてもよ
い。)。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
のデータ(電子放出素子n素子分の駆動データに相当)
は、Id1乃至Idnのn固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. (In other words, the control signal Tsft may be rephrased as a shift clock of the shift register 104). Data for one line of serial / parallel converted image (equivalent to drive data for n electron-emitting devices)
Are output from the shift register 104 as n parallel signals of Id1 to Idn.

【0099】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Id1乃至Idnの内容を記憶する。記憶され
た内容は、Id’1乃至Id’nとして出力され、変調
信号発生器107に入力される。
The line memory 105 is a storage device for storing data of one line of an image for a required time only, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 103. The stored contents are output as Id′1 to Id′n and input to the modulation signal generator 107.

【0100】変調信号発生器107は、画像データI
d’1乃至Id’n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乃至Doynを通じて表示パネル1
01内の電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 107 outputs the image data I
A signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices in accordance with each of d'1 to Id'n, and an output signal thereof is supplied to the display panel 1 through terminals Doy1 to Doyn.
01 is applied to the electron-emitting device.

【0101】前述したように、本発明の電子放出素子は
放出電流Ieに関して以下の基本特性を有している。即
ち、電子放出には明確な閾値電圧Vthがあり、Vth
以上の電圧が印加された時のみ電子放出が生じる。電子
放出閾値以上の電圧に対しては、素子への印加電圧の変
化に応じて放出電流も変化する。このことから、本素子
にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出閾値
電圧以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電
子放出閾値電圧以上の電圧を印加する場合には電子ビー
ムが出力される。その際、パルスの波高値Vmを変化さ
せることにより、出力電子ビームの強度を制御すること
が可能である。また、パルスの幅Pwを変化させること
により、出力される電子ビームの電荷の総量を制御する
ことが可能である。
As described above, the electron-emitting device of the present invention has the following basic characteristics regarding the emission current Ie. That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth, and Vth
Electron emission occurs only when the above voltage is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. From this, when a pulse-like voltage is applied to this element, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold voltage is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold voltage is applied, electrons are not emitted. A beam is output. At that time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the peak value Vm of the pulse. Further, by changing the pulse width Pw, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.

【0102】従って、入力信号に応じて電子放出素子を
変調する方式としては、電圧変調方式とパルス幅変調方
式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器107としては、一定長さの電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パル
スの波高値を変調できるような電圧変調方式の回路を用
いることができる。パルス幅変調方式を実施するに際し
ては、変調信号発生器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。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be adopted. When implementing the voltage modulation method, the modulation signal generator 107 generates a voltage pulse of a fixed length, and a voltage modulation circuit capable of appropriately modulating the peak value of the voltage pulse according to input data. Can be used. When implementing the pulse width modulation method, the modulation signal generator 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.

【0103】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でもアナログ信号式のもの
でも採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や
記憶が所定の速度で行な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.

【0104】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路106の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要かあるが、これには同期信号分離回路106の
出力部にA/D変換器を設ければ良い。これに関連して
ラインメモリ105の出力信号がデジタル信号かアナロ
グ信号かにより、変調信号発生器107に用いられる回
路が若干異なったものとなる。即ち、デジタル信号を用
いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器107には、
例えばD/A変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等
を付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
107には、例えば高速の発振器及び発振器の出力する
波数を計数する計数器(カウンタ)及び計数器の出力値
と前記メモリの出力値を比較する比較器(コンパレー
タ)を組み合わせた回路を用いる。必要に応じて、比較
器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放出素
子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加す
ることもできる。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 106 into a digital signal. For this purpose, an A / D converter is provided at the output of the synchronization signal separation circuit 106. Just do it. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 107 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 105 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 107 includes:
For example, a D / A conversion circuit is used, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. (Comparator) is used. If necessary, an amplifier for amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0105】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器107には、例えばオペアンプ等を
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場
合には、例えば電圧制御型発振回路(VCO)を採用で
き、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増
幅するための増幅器を付加することもできる。
In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 107, and a level shift circuit or the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage controlled oscillator (VCO) can be employed, and an amplifier for amplifying the voltage up to the driving voltage of the electron-emitting device can be added as necessary.

【0106】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Do
x1乃至Doxm、Doy1乃至Doynを介して電圧
を印加することにより、電子放出が生じる。高圧端子8
7を介してメタルバック85あるいは透明電極(不図
示)に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速され
た電子は、蛍光膜84に衝突し、発光が生じて画像が形
成される。
In the image forming apparatus of the present invention which can have such a configuration, each of the electron-emitting devices is provided with an external terminal Do.
By applying a voltage via x1 to Doxm and Doy1 to Doyn, electron emission occurs. High voltage terminal 8
A high voltage is applied to the metal back 85 or the transparent electrode (not shown) via the, and the electron beam is accelerated. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 84 and emit light to form an image.

【0107】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明の画像形成装置の一例であり、本発明の技術思想に基
づいて種々の変形が可能である。入力信号についてはN
TSC方式を挙げたが、入力信号はこれに限られるもの
ではなく、PAL、SECAM方式等の他、これらより
も多数の走査線からなるTV信号(例えば、MUSE方
式をはじめとする高品位TV)方式をも採用できる。
The configuration of the image forming apparatus described here is an example of the image forming apparatus of the present invention, and various modifications are possible based on the technical idea of the present invention. N for input signal
Although the TSC system has been described, the input signal is not limited to this, and a PAL, SECAM system, or other TV signal including a larger number of scanning lines (eg, a high-quality TV including the MUSE system). A method can also be adopted.

【0108】次に、前述の梯子型配置の電子源及び画像
形成装置について、図11及び図12を用いて説明す
る。
Next, an electron source and an image forming apparatus having the above-mentioned ladder arrangement will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG.

【0109】図11は、梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図11において、110は電子源基
板、111は電子放出素子である。112は、電子放出
素子111を接続するための共通配線Dx1〜Dx10
であり、これらは外部端子として引き出されている。電
子放出素子111は、基板110上に、X方向に並列に
複数個配置されている(これを素子行と呼ぶ)。この素
子行が複数個配置されて、電子源を構成している。各素
子行の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素子
行を独立に駆動させることができる。即ち、電子ビーム
を放出させたい素子行には、電子放出閾値以上の電圧を
印加し、電子ビームを放出させたくない素子行には、電
子放出閾値以下の電圧を印加する。各素子行間に位置す
る共通配線Dx2〜Dx9は、例えばDx2とDx3、
Dx4とDx5、Dx6とDx7、Dx8とDx9とを
夫々一体の同一配線とすることもできる。
FIG. 11 is a schematic view showing an example of a ladder type electron source. In FIG. 11, reference numeral 110 denotes an electron source substrate, and 111 denotes an electron-emitting device. 112 denotes common wirings Dx1 to Dx10 for connecting the electron-emitting devices 111.
These are drawn out as external terminals. A plurality of electron-emitting devices 111 are arranged on the substrate 110 in parallel in the X direction (this is called an element row). A plurality of the element rows are arranged to constitute an electron source. By applying a drive voltage between the common wires of each element row, each element row can be driven independently. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied to an element row in which an electron beam is to be emitted, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied to an element row in which an electron beam is not desired to be emitted. The common wirings Dx2 to Dx9 located between the element rows are, for example, Dx2 and Dx3,
Dx4 and Dx5, Dx6 and Dx7, and Dx8 and Dx9 may be formed as one and the same wiring.

【0110】図12は、梯子型配置の電子源を備えた画
像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図であ
る。120はグリッド電極、121は電子が通過するた
めの開口、Dox1乃至Doxmは容器外端子、G1乃
至Gnはグリッド電極120と接続された容器外端子で
ある。110は各素子行間の共通配線を同一配線とした
電子源基板である。図12においては、図8、図11に
示した部位と同じ部位には、これらの図に付したのと同
一の符号を付している。ここに示した画像形成装置と、
図8に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大
きな違いは、電子源基板110とフェースプレート86
の間にグリッド電極120を備えているか否かである。
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a panel structure in an image forming apparatus having a ladder-type electron source. Reference numeral 120 denotes a grid electrode, 121 denotes an opening through which electrons pass, Dox1 to Doxm denote external terminals, and G1 to Gn denote external terminals connected to the grid electrode 120. Reference numeral 110 denotes an electron source substrate in which the common wiring between each element row is the same wiring. In FIG. 12, the same portions as those shown in FIGS. 8 and 11 are denoted by the same reference numerals as those shown in these drawings. An image forming apparatus shown here;
The major difference from the image forming apparatus having the simple matrix arrangement shown in FIG.
Between the grid electrodes 120.

【0111】図12においては、基板110とフェース
プレート86の間には、グリッド電極120が設けられ
ている。グリッド電極120は、電子放出素子111か
ら放出された電子ビームを変調するためのものであり、
梯子型配置の素子行と直交して設けられたストライプ状
の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に対応し
て1個ずつ円形の開口121が設けられている。グリッ
ド電極の形状や配置位置は、図11に示したものに限定
されるものではない。例えば、開口としてメッシュ状に
多数の通過口を設けることもでき、グリッド電極を電子
放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。
In FIG. 12, a grid electrode 120 is provided between the substrate 110 and the face plate 86. The grid electrode 120 is for modulating the electron beam emitted from the electron-emitting device 111,
In order to allow an electron beam to pass through stripe-shaped electrodes provided orthogonally to the ladder-type element rows, one circular opening 121 is provided for each element. The shape and arrangement position of the grid electrodes are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of passage openings can be provided in a mesh shape as openings, and a grid electrode can be provided around or near the electron-emitting device.

【0112】容器外端子Dox1乃至Doxm及びグリ
ッド容器外端子G1乃至Gnは、不図示の制御回路と電
気的に接続されている。
The external terminals Dox1 to Doxm and the external terminals G1 to Gn are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0113】本例の画像形成装置では、素子行を1列ず
つ順次駆動(走査)して行くのと同期してグリッド電極
列に画像1ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
により、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像
を1ラインずつ表示することができる。
In the image forming apparatus of this embodiment, a modulation signal for one line of an image is simultaneously applied to the grid electrode rows in synchronization with sequentially driving (scanning) the element rows one by one. This makes it possible to control the irradiation of each electron beam to the phosphor and display an image one line at a time.

【0114】以上説明した本発明の画像形成装置は、テ
レビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコン
ピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて
構成された光プリンターとしての画像形成装置等として
も用いることができる。
The image forming apparatus of the present invention described above is a display apparatus for a television broadcast, a display apparatus such as a video conference system or a computer, and an image forming apparatus as an optical printer using a photosensitive drum or the like. Etc. can also be used.

【0115】[0115]

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素の
置換や設計変更がなされたものをも包含する。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these examples, and the present invention is not limited to these examples. This includes the case where the element is replaced or the design is changed.

【0116】[実施例1]本実施例に係る電子放出素子
の基本的な構成は、図1と同様である。図13は、図2
と同様の電子放出素子を10個配置した基体である。ま
た、本実施例における電子放出素子の製造法は、基本的
には図2及び図3と同様である。以下、図1〜図3及び
図13を用いて、本実施例における電子放出素子の製造
方法を順をおって説明する。
[Embodiment 1] The basic structure of an electron-emitting device according to this embodiment is the same as that of FIG. FIG. 13 shows FIG.
This is a substrate on which ten similar electron-emitting devices are arranged. The method for manufacturing the electron-emitting device according to the present embodiment is basically the same as that shown in FIGS. Hereinafter, the manufacturing method of the electron-emitting device according to the present embodiment will be sequentially described with reference to FIGS.

【0117】工程−a 清浄化した青板ガラス基体1上に、メチルフェニルポリ
シランを重量濃度で3%溶解したトルエン溶液をピエゾ
ジェット方式のインクジェット装置(キヤノン(株) 製
ピエゾジェットプリンタ FP510)により付与し、
90℃で20分間のプリベークを行って樹脂組成物層3
2を形成した。樹脂組成物層32は、素子電極2,3と
導電性膜4とを形成すべき領域よりも広くなるように、
上記溶液を基体1の同一箇所に8回付与して形成した
(図2(a)(b))。
Step-a A toluene solution in which 3% by weight of methylphenylpolysilane was dissolved by weight was applied to a cleaned blue plate glass substrate 1 by a piezo jet type ink jet apparatus (a piezo jet printer FP510 manufactured by Canon Inc.). ,
Pre-baking is performed at 90 ° C. for 20 minutes to form a resin composition layer 3
2 was formed. The resin composition layer 32 is wider than a region where the device electrodes 2 and 3 and the conductive film 4 are to be formed.
The solution was applied to the same portion of the substrate 1 eight times to form the solution (FIGS. 2A and 2B).

【0118】工程−b 素子電極2,3が形成されるべき部分の樹脂組成物層3
2にパターン露光を行い(図2(c))、露光部分34
に後述する組成の水溶液の液滴をバブルジェット方式の
インクジェット装置(キヤノン(株)製バブルジェット
プリンタヘッドBC−01)によって、同一箇所に4回
付与し(図2(d)(e))、90℃で10分間のイン
ク乾燥を行った。なお、素子電極間隔Lが30μmとな
るようにパターン露光し液滴を付与した。
Step-b: Resin composition layer 3 in a portion where device electrodes 2 and 3 are to be formed
2 is subjected to pattern exposure (FIG. 2C), and an exposed portion 34 is formed.
Drops of an aqueous solution having a composition described later are applied to the same portion four times by a bubble jet type ink jet apparatus (Bubble Jet Printer Head BC-01 manufactured by Canon Inc.) (FIGS. 2D and 2E). The ink was dried at 90 ° C. for 10 minutes. In addition, pattern exposure was performed so that the element electrode interval L became 30 μm, and droplets were applied.

【0119】上記水溶液の組成は、ポリビニルアルコー
ルを重量濃度0.05%、2−プロパノールを重量濃度
15%、グリセリンを重量濃度1%を溶解した水溶液
に、テトラモノエタノールアミン−白金酢酸(Pt(N
2 CH2 CH2 OH)4 (CH3 COO)2 )を白金
重量濃度が約0.75%となるように溶解した溶液であ
る。
The aqueous solution was prepared by dissolving polyvinyl alcohol in a concentration of 0.05% by weight, 2-propanol in a concentration of 15% in weight, and glycerin in a concentration of 1% in a solution of tetramonoethanolamine-platinum acetic acid (Pt ( N
This is a solution in which H 2 CH 2 CH 2 OH) 4 (CH 3 COO) 2 ) is dissolved such that the platinum concentration by weight is about 0.75%.

【0120】工程−c 導電性膜4が形成されるべき部分の樹脂組成物層32に
パターン露光を行い(図3(f))、露光部分36に後
述する組成の水溶液の液滴をバブルジェット方式のイン
クジェット装置(キヤノン( 株) 製バブルジェットプリ
ンタヘッド BC−01)によって、同一箇所に4回付
与し(図(g))、90℃で10分間のインク乾燥を行
った。
Step-c Pattern exposure is performed on the resin composition layer 32 where the conductive film 4 is to be formed (FIG. 3 (f)), and a droplet of an aqueous solution having a composition described later is bubble-jetted onto the exposed portion 36. The ink was applied four times to the same spot by a system type ink jet apparatus (bubble jet printer head BC-01 manufactured by Canon Inc.) (FIG. (G)), and the ink was dried at 90 ° C. for 10 minutes.

【0121】上記水溶液の組成は、ポリビニルアルコー
ルを重量濃度0.05%、2−プロパノールを重量濃度
15%、グリセリンを重量濃度1%を溶解した水溶液
に、テトラモノエタノールアミン−パラジウム酢酸(P
d(NH2 CH2 CH2 OH)4 (CH3 COO)2
をパラジウム重量濃度が約0.15%となるように溶解
した溶液である。
The aqueous solution was prepared by dissolving polyvinyl alcohol in a concentration of 0.05% by weight, 2-propanol in a concentration of 15% by weight, and glycerin in a concentration of 1% in a solution of tetramonoethanolamine-palladium acetic acid (P
d (NH 2 CH 2 CH 2 OH) 4 (CH 3 COO) 2)
Is dissolved so that the weight concentration of palladium becomes about 0.15%.

【0122】工程−d 工程−cで作成した試料を、480℃で大気中焼成し
た。こうして形成されたPtからなる素子電極2,3と
PdOからなる導電性膜4を形成した。以上の工程によ
り基体1上に、素子電極2,3、導電性膜4を形成し
た。
Step-d The sample prepared in step-c was fired at 480 ° C. in the air. The device electrodes 2 and 3 made of Pt and the conductive film 4 made of PdO were formed. Through the above steps, the device electrodes 2 and 3 and the conductive film 4 were formed on the base 1.

【0123】次に、工程dを終えた本実施例の基体を図
5の真空処理装置に設置した。真空ポンプにて1.3×
10-6Paの真空度まで排気した。
Next, the substrate of this example after the step d was set in the vacuum processing apparatus of FIG. 1.3 × with vacuum pump
Evacuation was performed to a degree of vacuum of 10 −6 Pa.

【0124】この真空処理装置はフォーミング工程、活
性化工程及び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。
This vacuum processing apparatus can perform not only the forming step, the activation step, and the stabilization step, but also has a function as a measurement evaluation apparatus.

【0125】図5において、55は真空容器であり、5
6は排気ポンプである。真空容器55内には電子放出素
子が配されている。1は電子放出素子を構成する基体で
あり、2及び3は素子電極、4は導電性膜、5は電子放
出部である。51は電子放出素子に素子電圧Vfを印加
するための電源、50は素子電極2,3間の導電性膜4
を流れる素子電流Ifを測定するための電流計、54は
電子放出部より放出される放出電流Ieを捕捉するため
のアノード電極である。53はアノード電極54に電圧
を印加するための高圧電源、52は電子放出部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。
In FIG. 5, reference numeral 55 denotes a vacuum vessel;
Reference numeral 6 denotes an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 55. Reference numeral 1 denotes a base constituting an electron-emitting device, 2 and 3 denote device electrodes, 4 denotes a conductive film, and 5 denotes an electron-emitting portion. Reference numeral 51 denotes a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, and 50 denotes a conductive film 4 between the device electrodes 2 and 3.
Is an ammeter for measuring the device current If flowing through the device, and 54 is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion. Reference numeral 53 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and reference numeral 52 denotes an ammeter for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission section 5.

【0126】一例として、アノード電極の電圧を1kV
〜10kVの範囲とし、アノード電極と電子放出素子と
の距離Hを2mm〜8mmの範囲として、測定を行うこ
とができる。また、57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。
As an example, the voltage of the anode electrode is 1 kV
The measurement can be performed with the range of 10 to 10 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device of 2 mm to 8 mm. Reference numeral 57 denotes an organic gas generation source used when performing the activation step.

【0127】真空容器55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56は、ターポポンプ、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。
In the vacuum vessel 55, there are provided devices 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 56 was constituted by an ultrahigh vacuum device system including a terpo 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).

【0128】工程−e 続いて、図5の真空処理装置内でフオーミング工程を施
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0.1V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1msec、10mse
cとした矩形波とした。通電フォーミング処理の終了
は、導電性膜の抵抗値が1MΩ以上を示したときとし
た。
Step-e Subsequently, a forming step was performed in the vacuum processing apparatus shown in FIG. When current was applied between the device electrodes 2 and 3, a crack was formed at the portion of the conductive film 4. The voltage waveform of the energization forming was a pulse waveform, and a voltage pulse for increasing the pulse peak value from 0 V in 0.1 V steps was applied. The pulse width and pulse interval of the voltage waveform are 1 msec and 10 msec, respectively.
The rectangular wave was c. The energization forming process was terminated when the resistance value of the conductive film showed 1 MΩ or more.

【0129】図14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. 14 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.

【0130】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。前述したように、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及び放出電流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. As described above, 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.

【0131】活性化工程は、アセトンガスを測定装置へ
1.3×10-1Paまで導入し、パルス波高値15V、
パルス幅1msec、パルス間隔10msecとした矩
形波のパルスの印加を20分間繰返した。
In the activation step, acetone gas was introduced into the measuring apparatus to 1.3 × 10 −1 Pa, and the pulse peak value was 15 V,
Application of a rectangular pulse having a pulse width of 1 msec and a pulse interval of 10 msec was repeated for 20 minutes.

【0132】図15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. 15 shows a pulse waveform used in the activation step. In this embodiment, the low and high potentials are applied to the device electrodes 2 and 3 alternately at every pulse interval.

【0133】工程−g 続いて、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及び放出
電流Ieを安定させる工程である。真空容器全体を25
0℃で加熱して、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1.3
×10-6Paであった。
Step-g Subsequently, a stabilization 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 exhausted. At this time, the degree of vacuum was 1.3.
× 10 −6 Pa.

【0134】その後、この真空度で電子放出素子の特性
を測定した。電子放出特性は、素子電流Ifが1.5m
Aで、放出電流Ieが1.3μAであった。
Thereafter, the characteristics of the electron-emitting device were measured at this degree of vacuum. The electron emission characteristics are such that the device current If is 1.5 m
At A, the emission current Ie was 1.3 μA.

【0135】[実施例2]本実施例は、画像形成装置を
作成した例である。図16(a)は電子源の一部の平面
図を示す模式図であり、(b)は一部の電子放出素子を
示す断面図である。図16において、191は基体、1
98はDxmに対応する行方向配線、199ははDyn
に対応する列方向配線、194は導電性膜、192及び
193は素子電極、197は層間絶縁層である。本実施
例の画像形成装置は図8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 2] This embodiment is an example in which an image forming apparatus is manufactured. FIG. 16A is a schematic diagram showing a plan view of a part of the electron source, and FIG. 16B is a cross-sectional view showing a part of the electron-emitting device. In FIG. 16, reference numeral 191 denotes a base, 1
98 is a row direction wiring corresponding to Dxm, 199 is Dyn
, 194 is a conductive film, 192 and 193 are device electrodes, and 197 is an interlayer insulating layer. The image forming apparatus of this embodiment is the same as that of FIG. 8, 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.

【0136】次に、画像形成装置の製造方法を工程順に
従って具体的に説明する。
Next, a method of manufacturing the image forming apparatus will be specifically described in the order of steps.

【0137】工程−1 清浄化した青板ガラス基体1上に列配線199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197をスクリーン印刷法により作成した。さら
に、行配線198を印刷した。
Step-1 Column wirings 199 were formed on the cleaned blue glass substrate 1 by screen printing. Next, an interlayer insulating layer 197 having a thickness of 1.0 μm was formed by a screen printing method. Further, the row wiring 198 was printed.

【0138】工程−2 配線を形成した青板ガラス1上に、素子電極2,3と導
電性膜4を形成すべき領域よりも広くなるようにメチル
フェニルポリシランを重量濃度で3%溶解したトルエン
溶液をピエゾジェット方式のインクジェット装置(キヤ
ノン(株)製ピエゾジェットプリンタ FP−510)
により付与し、90℃で20分間のプリベークを行って
樹脂組成物層32を形成した。樹脂組成物層32は素子
電極2,3と導電性膜4を形成すべき領域よりも広くな
るように、上記溶液を基体の同一箇所に8回付与して形
成した(図2(a)(b))。
Step-2 A toluene solution containing 3% by weight of methylphenylpolysilane dissolved on a blue plate glass 1 on which wirings are formed, so as to be wider than regions where the device electrodes 2 and 3 and the conductive film 4 are to be formed. Is a piezo jet type ink jet apparatus (Piezo jet printer FP-510 manufactured by Canon Inc.)
And prebaked at 90 ° C. for 20 minutes to form a resin composition layer 32. The resin composition layer 32 was formed by applying the above solution eight times to the same portion of the substrate so as to be wider than the regions where the device electrodes 2 and 3 and the conductive film 4 were to be formed (FIG. 2A). b)).

【0139】工程−3 素子電極2,3が形成されるべき部分の樹脂組成物層3
2にパターン露光を行い(図2(c))、露光部分34
に後述する組成の水溶液の液滴をバブルジェット方式の
インクジェット装置(キヤノン(株)製バブルジェット
プリンタヘッドBC−01)によって、同一箇所に4回
付与し(図2(d)(e))、90℃で10分間のイン
ク乾燥を行った。なお、素子電極間隔Lは20μm、素
子電極の幅Wは125μmとなるようにパターン露光し
液滴を付与した。
Step-3 Resin composition layer 3 in the portion where device electrodes 2 and 3 are to be formed
2 is subjected to pattern exposure (FIG. 2C), and an exposed portion 34 is formed.
Drops of an aqueous solution having a composition described later are applied to the same portion four times by a bubble jet type ink jet apparatus (Bubble Jet Printer Head BC-01 manufactured by Canon Inc.) (FIGS. 2D and 2E). The ink was dried at 90 ° C. for 10 minutes. In addition, pattern exposure was performed so that the element electrode interval L was 20 μm and the element electrode width W was 125 μm, and droplets were applied.

【0140】上記水溶液の組成は、ポリビニルアルコー
ルを重量濃度0.05%、2−プロパノールを重量濃度
15%、グリセリンを重量濃度1%を溶解した水溶液
に、テトラモノエタノールアミン−白金酢酸(Pt(N
2 CH2 CH2 OH)4 (CH3 COO)2 )を白金
重量濃度が約0.75%となるように溶解した溶液であ
る。
The composition of the above aqueous solution was prepared by dissolving polyvinyl alcohol in a concentration of 0.05% by weight, 2-propanol in a concentration of 15% in weight, and glycerin in a concentration of 1% in a solution of tetramonoethanolamine-platinum acetic acid (Pt ( N
This is a solution in which H 2 CH 2 CH 2 OH) 4 (CH 3 COO) 2 ) is dissolved such that the platinum concentration by weight is about 0.75%.

【0141】工程−4 導電性膜4が形成されるべき部分の樹脂組成物層32に
パターン露光を行い(図3(f))、露光部分36に後
述する組成の水溶液の液滴をバブルジェット方式のイン
クジェット装置(キヤノン(株)製バブルジェットプリ
ンタヘッド BC−01)によって、同一箇所に4回付
与し(図3(g))、90℃で10分間のインク乾燥を
行った。
Step-4 Pattern exposure is performed on the resin composition layer 32 where the conductive film 4 is to be formed (FIG. 3F), and a droplet of an aqueous solution having a composition described later is bubble-jetted onto the exposed portion 36. The ink was applied four times to the same spot by an ink-jet apparatus (Bubble Jet Printer Head BC-01 manufactured by Canon Inc.) (FIG. 3 (g)), and the ink was dried at 90 ° C. for 10 minutes.

【0142】上記水溶液の組成は、ポリビニルアルコー
ルを重量濃度0.05%、2−プロパノールを重量濃度
15%、グリセリンを重量濃度1%を溶解した水溶液
に、テトラモノエタノールアミン−パラジウム酢酸(P
d(NH2 CH2 CH2 OH)4 (CH3 COO)2
をパラジウム重量濃度が約0.15%となるように溶解
した溶液である。
The aqueous solution was prepared by dissolving polyvinyl alcohol in a concentration of 0.05% by weight, 2-propanol in a concentration of 15% in weight, and glycerin in a concentration of 1% in a solution of tetramonoethanolamine-palladium acetic acid (P
d (NH 2 CH 2 CH 2 OH) 4 (CH 3 COO) 2)
Is dissolved so that the weight concentration of palladium becomes about 0.15%.

【0143】工程−5 工程−4で作成した試料を、480℃で大気中焼成し
た。こうして形成されたPtからなる素子電極2,3と
PdOからなる導電性膜4を形成した。以上の工程によ
り基体1上に、素子電極2,3、導電性膜4などを形成
した。
Step-5 The sample prepared in step-4 was fired at 480 ° C. in the air. The device electrodes 2 and 3 made of Pt and the conductive film 4 made of PdO were formed. Through the above steps, the device electrodes 2 and 3 and the conductive film 4 were formed on the base 1.

【0144】工程−6 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-6 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. The arrangement of the phosphors is
A black stripe between the three primary color phosphors was 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.

【0145】工程−7 工程−1〜5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-7 A face plate was sealed via a support frame using the base formed in steps-1 to 5 as a rear plate. An exhaust pipe used for air passage and exhaust was previously bonded to the support frame.

【0146】工程−8 1.3×10-5Paまで排気後、各配線Dxm、Dyn
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
1と同様である。
Step-8 After evacuation to 1.3 × 10 −5 Pa, each wiring Dxm, Dyn
Forming was performed line by line with a manufacturing apparatus capable of supplying a voltage to each element. The forming conditions are the same as in the first embodiment.

【0147】工程−9 1.3×10-5Paまで排気後、アセトンを1.3×1
-1Paまで排気管から導入し、各配線Dxm、Dyn
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1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、各ラインとも素子電流が平均で3m
Aになったとき、活性化工程を終了した。
Step-9 After evacuating to 1.3 × 10 −5 Pa, acetone was added to 1.3 × 1 −5 Pa.
0 -1 Pa from the exhaust pipe, and each wiring Dxm, Dyn
In a manufacturing apparatus capable of supplying a voltage to each element, a voltage was applied such that a pulse voltage similar to that in Example 1 was applied to each element in the line sequential scanning, and an activation step was performed. A voltage is applied for 25 minutes for each line, and the element current is 3 m on average for each line.
When it became A, the activation step was completed.

【0148】工程−10 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-10 Subsequently, the air was sufficiently exhausted from the exhaust pipe, and then 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.

【0149】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は、前記図10において説明し
た通りである。
The image forming apparatus constructed by using the electron sources of the simple matrix arrangement prepared as described above has the NTS
A configuration example of a drive circuit for performing television display based on a C-system television signal is as described with reference to FIG.

【0150】[実施例3]図17は、ディスプレイパネ
ル(図8)に、例えばテレビジョン放送を初めとする種
々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるよ
うに構成した本発明の画像形成装置の一例を示す図であ
る。
[Embodiment 3] FIG. 17 shows an image according to the present invention which is configured so that image information provided from various image information sources such as a television broadcast can be displayed on a display panel (FIG. 8). It is a figure showing an example of a forming device.

【0151】図中201はディスプレイパネル、100
1はディスプレイパネルの駆動回路、1002はディス
プレイコントローラ、1003はマルチプレクサ、10
04はデコーダ、1005は入出カインターフェース回
路、1006はCPU、1007は画像生成回路、10
08及び1009及び1010は画像メモリーインター
フェース回路、1011は画像入カインターフェース回
路、1012及び1013はTV信号受信回路、101
4は入力部である。
In the figure, reference numeral 201 denotes a display panel;
1 is a display panel driving circuit, 1002 is a display controller, 1003 is a multiplexer, 10
04 is a decoder, 1005 is an input / output interface circuit, 1006 is a CPU, 1007 is an image generation circuit, 10
08, 1009 and 1010 are image memory interface circuits, 1011 is an image input interface circuit, 1012 and 1013 are TV signal receiving circuits, 101
Reference numeral 4 denotes an input unit.

【0152】尚、本画像形成装置は、例えばテレビジョ
ン信号のように、映像情報と音声情報の両方を含む信号
を受信する場合には当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声
情報の受信、分離、再生、処理、記憶等に関する回路や
スピーカー等については説明を省略する。
When the present image forming apparatus receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like related to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that are not directly related to the features of the present invention are omitted.

【0153】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。
Hereinafter, the function of each section will be described along the flow of the image signal.

【0154】まず、TV信号受信回路1013は、例え
ば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送
されるTV信号を受信するための回路である。
First, the TV signal receiving circuit 1013 is a circuit for receiving a TV signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.

【0155】受信するTV信号の方式は特に限られるも
のではなく、例えばNTSC方式、PAL方式、SEC
AM方式等、いずれの方式でもよい。また、これらより
更に多数の走査線よりなるTV信号、例えばMUSE方
式を初めとする所謂高品位TVは、大面積化や大画素数
化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに
好適な信号源である。
The format of the received TV signal is not particularly limited. For example, NTSC, PAL, SEC
Any method such as the AM method may be used. Further, a TV signal comprising a larger number of scanning lines than these, for example, a so-called high-definition TV including the MUSE system is a signal suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Source.

【0156】TV信号受信回路1013で受信されたT
V信号は、デコーダ1004に出力される。
T received by TV signal receiving circuit 1013
The V signal is output to the decoder 1004.

【0157】TV信号受信回路1012は、例えば同軸
ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系を用いて
伝送されるTV信号を受信するための回路である。前記
TV信号受信回路1013と同様に、受信するTV信号
の方式は特に限られるものではなく、また本回路で受信
されたTV信号もデコーダ1004に出力される。
The TV signal receiving circuit 1012 is a circuit for receiving a TV signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similarly to the TV signal receiving circuit 1013, the system of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 1004.

【0158】画像入カインターフェース回路1011
は、例えばTVカメラや画像読み取りスキャナーなどの
画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための
回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ1004に出
力される。
Image input interface circuit 1011
Is a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner. The captured image signal is output to the decoder 1004.

【0159】画像メモリーインターフェース回路101
0は、ビデオテープレコーダー(以下VTRと略す)に
記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り
込まれた画像信号はデコーダ1004に出力される。
Image memory interface circuit 101
Reference numeral 0 denotes a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR). The captured image signal is output to a decoder 1004.

【0160】画像メモリーインターフェース回路100
9は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り
込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ1
004に出力される。
Image memory interface circuit 100
Reference numeral 9 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk.
004 is output.

【0161】画像メモリーインターフェース回路100
8は、静止画ディスクのように、静止画像データを記憶
している装置から画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた静止画像データはデコーダ1004に入力さ
れる。
Image memory interface circuit 100
Reference numeral 8 denotes a circuit for taking in an image signal from a device storing still image data, such as a still image disk. The taken still image data is input to the decoder 1004.

【0162】入出カインターフェース回路1005は、
本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュー
タネットワークもしくはプリンターなどの出力装置とを
接続するための回路である。画像データや文字・図形情
報の入出力を行うのは勿論のこと、場合によっては本画
像形成装置の備えるCPU1006と外部との間で制御
信号や数値データの入出力などを行うことも可能であ
る。
The input / output interface circuit 1005
A circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. In addition to inputting and outputting image data and character / graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 1006 of the image forming apparatus and the outside in some cases. .

【0163】画像生成回路1007は、前記入出カイン
ターフェース回路1005を介して外部から入力される
画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU100
6より出力される画像データや文字・図形情報に基づ
き、表示用画像データを生成するための回路である。本
回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を
蓄積するための書き換え可能メモリーや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メ
モリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等を初め
として、画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
The image generation circuit 1007 is provided with image data and character / graphic information input from outside via the input / output interface circuit 1005, or the CPU 100.
6 is a circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 6. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory storing an image pattern corresponding to a character code, a processor for performing image processing, etc. And other circuits necessary for generating an image.

【0164】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ1004に出力されるが、場合によっては
前記入出カインターフェース回路1005を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンターに出力するこ
とも可能である。
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 1004. In some cases, the display image data can be output to an external computer network or a printer via the input / output interface circuit 1005. .

【0165】CPU1006は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業
を行う。
The CPU 1006 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image.

【0166】例えば、マルチプレクサ1003に制御信
号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を
適宜選択したり組み合わせたりする。その際には表示す
る画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ1
002に対して制御信号を発生し、画面表示周波数や走
査方法(例えばインターレースかノンインターレース
か)や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。また、前記画像生成回路1007に対して画像
データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは前
記入出カインターフェース回路1005を介して外部の
コンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文
字・図形情報を入力する。
For example, a control signal is output to the multiplexer 1003, and image signals to be displayed on the display panel are appropriately selected or combined. In that case, the display panel controller 1
A control signal is generated for 002 to appropriately control the operation of the display device such as the screen display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), and the number of scanning lines on one screen. Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 1007, or image data or character / graphic information is accessed by accessing an external computer or memory via the input / output interface circuit 1005. Enter

【0167】尚、CPU1006は、これ以外の目的の
作業にも関わるものであってよい。例えば、パーソナル
コンピュータやワードプロセッサ等のように、情報を生
成したり処理する機能に直接関わってもよい。あるいは
前述したように、入出カインターフェース回路1005
を介して外部のコンピュータネットワークと接続し、例
えば数値計算等の作業を外部機器と協同して行ってもよ
い。
Note that the CPU 1006 may be involved in work for other purposes. For example, it may directly relate to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, the input / output interface circuit 1005
The computer may be connected to an external computer network via a computer, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【0168】入力部1014は、前記CPU1006に
使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力
するためのものであり、例えばキーボードやマウスの
他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識
装置等の多様な入力機器を用いることが可能である。
The input unit 1014 is used by a user to input commands, programs, data, and the like to the CPU 1006. For example, in addition to a keyboard and a mouse, various inputs such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device. Input devices can be used.

【0169】デコーダ1004は、前記1007ないし
1013より入力される種々の画像信号を3原色信号、
又は輝度信号とI信号、Q信号に逆変換するための回路
である。尚、図中に点線で示すように、デコーダ100
4は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。これ
は、例えばMUSE方式を初めとして、逆変換するに際
して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。
A decoder 1004 converts various image signals input from the above 1007 to 1013 into three primary color signals,
Alternatively, it is a circuit for inversely converting a luminance signal into an I signal and a Q signal. As shown by the dotted line in FIG.
4 preferably has an image memory inside. This is for handling a television signal that requires an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method.

【0170】画像メモリーを備える事により、静止画の
表示が容易になる。あるいは前記画像生成回路1007
及びCPU1006と協同して、画像の間引き、補間、
拡大、縮小、合成を初めとする画像処理や編集が容易に
なるという利点が得られる。
The provision of the image memory facilitates the display of a still image. Alternatively, the image generation circuit 1007
And cooperate with the CPU 1006 to perform image thinning, interpolation,
There is an advantage that image processing and editing including enlargement, reduction, and composition become easy.

【0171】マルチプレクサ1003は、前記CPU1
006より入力される制御信号に基づき、表示画像を適
宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ1003
はデコーダ1004から入力される逆変換された画像信
号の内から所望の画像信号を選択して駆動回路1001
に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信
号を切り換えて選択することにより、所謂多画面テレビ
のように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異
なる画像を表示することも可能である。
The multiplexer 1003 is connected to the CPU 1
A display image is appropriately selected based on a control signal input from 006. That is, the multiplexer 1003
Selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 1004 and selects a driving circuit 1001
Output to In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is also possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .

【0172】ディスプレイパネルコントローラ1002
は、前記CPU1006より入力される制御信号に基づ
き、駆動回路1001の動作を制御するための回路であ
る。
Display panel controller 1002
Is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 1001 based on a control signal input from the CPU 1006.

【0173】ディスプレイパネルの基本的な動作に関わ
るものとして、例えばディスプレイパネルの駆動用電源
(図示せず)の動作シーケンスを制御するための信号を
駆動回路1001に対して出力する。ディスプレイパネ
ルの駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波
数や走査方法(例えばインターレースかノンインターレ
ースか)を制御するための信号を駆動回路1001に対
して出力する。また、場合によっては、表示画像の輝度
やコントラストや色調やシャープネスといった画質の調
整に関わる制御信号を駆動回路1001に対して出力す
る場合もある。
As a signal related to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling an operation sequence of a drive power source (not shown) for the display panel is output to the drive circuit 1001. For example, a signal for controlling a screen display frequency and a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced) is output to the driving circuit 1001 as a signal related to the display panel driving method. In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as luminance, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the driving circuit 1001.

【0174】駆動回路1001は、ディスプレイパネル
201に印加する駆動信号を発生するための回路であ
り、前記マルチプレクサ1003から入力される画像信
号と、前記ディスプレイパネルコントローラ1002よ
り入力される制御信号に基づいて動作するものである。
The drive circuit 1001 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 201, based on an image signal input from the multiplexer 1003 and a control signal input from the display panel controller 1002. It works.

【0175】以上、各部の機能を説明したが、図17に
例示した構成により、本画像形成装置においては多様な
画像情報源より入力される画像情報をディスプレイパネ
ル201に表示することが可能である。即ち、テレビジ
ョン放送を初めとする各種の画像信号は、デコーダ10
04におて逆変換された後、マルチプレクサ1003に
おいて適宜選択され、駆動回路1001に入力される。
一方、デイスプレイコントローラ1002は、表示する
画像信号に応じて駆動回路1001の動作を制御するた
めの制御信号を発生する。駆動回路1001は、上記画
像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル201
に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネ
ル201において画像が表示される。これらの一連の動
作は、CPU1006により統括的に制御される。
The function of each unit has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 17, in the present image forming apparatus, image information input from various image information sources can be displayed on the display panel 201. . That is, various image signals including television broadcasting are transmitted to the decoder 10.
After the inverse conversion in 04, the signal is appropriately selected in the multiplexer 1003 and input to the drive circuit 1001.
On the other hand, the display controller 1002 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 1001 according to an image signal to be displayed. The drive circuit 1001 controls the display panel 201 based on the image signal and the control signal.
Is applied with a drive signal. Thus, an image is displayed on the display panel 201. These series of operations are totally controlled by the CPU 1006.

【0176】本画像形成装置においては、前記デコーダ
1004に内蔵する画像メモリや、画像生成回路100
7及び情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回
転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の
縦横比変換等を初めとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ換え、嵌め込み等を初めとする画像編集を行う
ことも可能である。また、本実施例の説明では特に触れ
なかったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情
報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設け
てもよい。
In the present image forming apparatus, the image memory built in the decoder 1004, the image generation circuit 100
7 and information selected from the information, as well as, for example, enlargement, reduction, rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, etc., for the image information to be displayed. It is also possible to perform image processing such as initial image processing and image editing such as combining, erasing, connecting, exchanging, and fitting. Although not specifically mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【0177】従って、本画像形成装置は、テレビジョン
放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び
動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、
ワードプロセッサを初めとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present image forming apparatus can be used for a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device,
It can be equipped with the functions of a word processor and other office terminal equipment, game machines, and the like, and has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0178】図17に示した表示装置は、本発明の技術
的思想に基づいて種々の変形が可能である。例えば図1
7の構成要素の内、使用目的上必要のない機能に関わる
回路は省いても差し支えない。また、これとは逆に、使
用目的によっては更に構成要素を追加してもよい。例え
ば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む
送受信回路等を構成要素に追加するのが好適である。
The display device shown in FIG. 17 can be variously modified based on the technical concept of the present invention. For example, FIG.
Circuits related to functions unnecessary for the purpose of use may be omitted from the seven components. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied as a videophone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【0179】本表示装置においては、とりわけ電子放出
素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルの薄型化
が容易であるため、表示装置の奥行きを小さくすること
ができる。それに加えて、大面積化が容易で輝度が高く
視野角特性にも優れるため、臨場感あふれ迫力に富んだ
画像を視認性良く表示することが可能である。また、均
一な特性を有する多数の電子放出素子を備える電子源を
用いたことにより、従来の表示装置と比較して非常に均
一で明るい高品位なカラーフラットテレビが実現され
た。
In the present display device, in particular, it is easy to reduce the thickness of a display panel using an electron-emitting device as an electron beam source, so that the depth of the display device can be reduced. In addition, since it is easy to increase the area, the brightness is high, and the viewing angle characteristics are excellent, it is possible to display an image full of presence and full of power with good visibility. Further, by using an electron source having a large number of electron-emitting devices having uniform characteristics, a high-quality color flat television that is very uniform and bright compared to a conventional display device has been realized.

【0180】[0180]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大面積にわたって微細な導電性膜および素子電極パター
ンを低コストで形成することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Fine conductive films and element electrode patterns can be formed over a large area at low cost.

【0181】また、多数の電子放出素子を配列形成し、
入力信号に応じて電子を放出する電子源においては、安
定で、且つ、歩留りよく作製できる。
Also, a large number of electron-emitting devices are arranged and formed,
An electron source that emits electrons in response to an input signal can be manufactured stably and with high yield.

【0182】さらに、かかる電子源を用いた画像形成装
置においては、低電流で明るい高品位な画像形成装置、
例えばカラーフラットテレビが実現される。
Further, in an image forming apparatus using such an electron source, a bright, high-quality image forming apparatus with a low current can be obtained.
For example, a color flat television is realized.

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

【図1】本発明に係る電子放出素子の一例を示す模式図
である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an electron-emitting device according to the present invention.

【図2】本発明の電子放出素子の製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention.

【図3】本発明の電子放出素子の製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 3 is a view illustrating a method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention.

【図4】本発明の電子放出素子の製造に際して採用でき
る通電処理における電圧波形の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a voltage waveform in an energization process that can be employed in manufacturing the electron-emitting device of the present invention.

【図5】本発明の電子放出素子の製造に用いることので
きる真空処理装置(測定評価装置)の一例を示す概略構
成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of a vacuum processing apparatus (measurement evaluation apparatus) that can be used for manufacturing the electron-emitting device of the present invention.

【図6】本発明の電子放出素子の電子放出特性を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing the electron emission characteristics of the electron-emitting device of the present invention.

【図7】本発明の単純マトリクス配置の電子源の一例を
示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of an electron source having a simple matrix arrangement according to the present invention.

【図8】本発明の画像形成装置の表示パネルの一例を示
す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus of the present invention.

【図9】表示パネルにおける蛍光膜の一例を示す模式図
である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a fluorescent film in a display panel.

【図10】本発明の画像形成装置にNTSC方式のテレ
ビ信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例を示す
ブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a drive circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal in the image forming apparatus of the present invention.

【図11】本発明の梯子型配置の電子源の一例を示す模
式図である。
FIG. 11 is a schematic view showing an example of an electron source having a ladder-type arrangement according to the present invention.

【図12】本発明の画像形成装置の表示パネルの一例を
示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus of the present invention.

【図13】実施例1における基体上に配置した電子放出
素子を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic view showing an electron-emitting device arranged on a substrate in Example 1.

【図14】実施例1のフォーミング処理における電圧波
形を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a voltage waveform in a forming process according to the first embodiment.

【図15】実施例1の活性化処理における電圧波形を示
す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a voltage waveform in an activation process according to the first embodiment.

【図16】実施例2の電子源の一部を示す模式図であ
る。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a part of the electron source according to the second embodiment.

【図17】実施例3の画像表示装置のブロック図であ
る。
FIG. 17 is a block diagram of an image display device according to a third embodiment.

【図18】従来例の表面伝導型電子放出素子の模式図で
ある。
FIG. 18 is a schematic view of a conventional surface conduction electron-emitting device.

【符号の説明】 1 基板 2,3 素子電極 4 導電性膜 5 電子放出部 31 インクジェットノズル 32 樹脂組成物層 33 フォトマスク 34 露光部分 35 電極用金属組成物 36 露光部分 37 導電性膜用金属組成物 50 素子電流Ifを測定するための電流計 51 電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための電
源 52 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 53 アノード電極54に電圧を印加するための高圧電
源 54 電子放出部5より放出される電子を捕捉するため
のアノード電極 55 真空容器 56 排気ポンプ 71 電子源基板 72 X方向配線 73 Y方向配線 74 電子放出素子 75 結線 81 リアプレート 82 支持枠 83 ガラス基板 84 蛍光膜 85 メタルバック 86 フェースプレート 87 高圧端子 88 外囲器 91 黒色導電材 92 蛍光体 101 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 110 電子源基板 111 電子放出素子 112 電子放出素子を配線するための共通配線 120 グリッド電極 121 電子が通過するための開口 191 基体 192,193 素子電極 194 導電性膜 197 層間絶縁層 198 Dxmに対応する行方向配線 199 Dynに対応する行方向配線 201 ディスプレイパネル 1001 ディスプレイパネルの駆動回路 1002 ディスプレイコントローラ 1003 マルチプレクサ 1004 デコーダ 1005 入出力インターフェース回路 1006 CPU 1007 画像生成回路 1008、1009、1010 画像メモリーインター
フェース回路 1011 画像入力インターフェース回路 1012、1013 TV信号受信回路 1014 入力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2, 3 Device electrode 4 Conductive film 5 Electron emission part 31 Ink jet nozzle 32 Resin composition layer 33 Photomask 34 Exposed part 35 Electrode metal composition 36 Exposed part 37 Metal composition for conductive film Object 50 Ammeter for measuring device current If 51 Power supply for applying device voltage Vf to electron-emitting device 52 Ammeter for measuring emission current Ie emitted from electron-emitting portion 5 53 Anode electrode 54 High voltage power supply for applying voltage 54 Anode electrode 55 for capturing electrons emitted from electron emitting section 5 55 Vacuum container 56 Exhaust pump 71 Electron source substrate 72 X direction wiring 73 Y direction wiring 74 Electron emission element 75 Connection 81 Rear plate 82 Support frame 83 Glass substrate 84 Fluorescent film 85 Metal back 86 Face plate 87 Compression terminal 88 Enclosure 91 Black conductive material 92 Phosphor 101 Display panel 102 Scan circuit 103 Control circuit 104 Shift register 105 Line memory 106 Synchronous signal separation circuit 107 Modulation signal generator Vx, Va DC voltage source 110 Electron source substrate 111 Electron Emitting element 112 Common wiring for wiring electron emitting element 120 Grid electrode 121 Opening for passing electrons 191 Base 192, 193 Element electrode 194 Conductive film 197 Interlayer insulating layer 198 Row wiring corresponding to Dxm 199 Dyn Corresponding row direction wiring 201 display panel 1001 display panel driving circuit 1002 display controller 1003 multiplexer 1004 decoder 1005 input / output interface circuit 1006 CPU 1007 Forming circuit 1008,1009,1010 image input memory interface circuit 1011 image input interface circuit 1012 and 1013 TV signal receiving circuit 1014 input

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板表面に、光照射または光照射と加熱
により、光照射部分の親水性を増加させるとともに、金
属組成物溶液の吸収性を増加させる樹脂組成物層を形成
する工程と、 樹脂組成物層の一部に光照射または光照射と加熱を施す
工程と、 樹脂組成物層の光照射部に金属組成物溶液を付与する工
程と、 樹脂組成物層および金属組成物を熱分解して、素子電極
および導電性膜を形成する工程と、 導電性膜に電子放出部を形成するフォーミング工程とを
有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
1. a step of forming a resin composition layer on a substrate surface by light irradiation or light irradiation and heating to increase the hydrophilicity of a light irradiation part and increase the absorbability of a metal composition solution; A step of applying light irradiation or light irradiation and heating to a part of the composition layer; a step of applying a metal composition solution to a light irradiation portion of the resin composition layer; and thermally decomposing the resin composition layer and the metal composition. And forming a device electrode and a conductive film, and a forming step of forming an electron-emitting portion in the conductive film.
【請求項2】 前記金属組成物溶液を付与する工程が、
インクジェット法によりなされることを特徴とする電子
放出素子の製造方法。
2. The step of applying the metal composition solution,
A method for manufacturing an electron-emitting device, which is performed by an inkjet method.
【請求項3】 インクジェット法が、熱エネルギーを利
用して溶液に気泡を発生させて吐出させるバブルジェッ
ト方式であることを特徴とする請求項2に記載の電子放
出素子の製造方法
3. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 2, wherein the ink-jet method is a bubble-jet method in which bubbles are generated in the solution using thermal energy and the solution is ejected.
【請求項4】 インクジェット方式が、力学的エネルギ
ーを利用して溶液を吐出させるピエゾジェット方式であ
ることを特徴とする請求項2に記載の電子放出素子の製
造方法。
4. The method according to claim 2, wherein the ink jet method is a piezo jet method that discharges a solution using mechanical energy.
【請求項5】 フォーミング工程の後に、フォーミング
工程より高い真空度下で電子放出素子に電圧を印加する
安定化工程を有することを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の電子放出素子の製造方法。
5. The electron-emitting device according to claim 1, further comprising, after the forming step, a stabilizing step of applying a voltage to the electron-emitting element under a higher degree of vacuum than the forming step. Manufacturing method.
【請求項6】 フォーミング工程の後に、有機物質の存
在下で電子放出素子に電圧を印加する活性化工程を有す
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電
子放出素子の製造方法。
6. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, further comprising an activation step of applying a voltage to the electron-emitting device in the presence of an organic substance after the forming step. Method.
【請求項7】 活性化工程の後に、フォーミング工程及
び活性化工程より高い真空度下で電子放出素子に電圧を
印加する安定化工程を有することを特徴とする請求項6
に記載の電子放出素子の製造方法。
7. The method according to claim 6, further comprising, after the activation step, a stabilizing step of applying a voltage to the electron-emitting device under a higher degree of vacuum than the forming step and the activation step.
3. The method for manufacturing an electron-emitting device according to 1.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の方法で
製造されたことを特徴とする電子放出素子。
8. An electron-emitting device manufactured by the method according to claim 1.
【請求項9】 電子放出素子が、表面伝導型電子放出素
子であることを特徴とする請求項8に記載の電子放出素
子。
9. The electron-emitting device according to claim 8, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【請求項10】 入力信号に応じて電子を放出する電子
源であって、基体上に、請求項8又は9に記載の電子放
出素子を複数配置したことを特徴とする電子源。
10. An electron source that emits electrons in response to an input signal, wherein a plurality of the electron-emitting devices according to claim 8 are arranged on a substrate.
【請求項11】 前記複数の電子放出素子が、マトリク
ス状に配線されていることを特徴とする請求項10に記
載の電子源。
11. The electron source according to claim 10, wherein the plurality of electron-emitting devices are wired in a matrix.
【請求項12】 前記複数の電子放出素子が、梯子状に
配線されていることを特徴とする請求項10に記載の電
子源。
12. The electron source according to claim 10, wherein the plurality of electron-emitting devices are wired in a ladder shape.
【請求項13】 請求項10〜12のいずれかに記載の
電子源を製造する方法であって、複数個の電子放出素子
を請求項1〜7のいずれかに記載の方法により製造する
ことを特徴とする電子源の製造方法。
13. A method for manufacturing an electron source according to claim 10, wherein a plurality of electron-emitting devices are manufactured by the method according to claim 1. Description: Characteristic method of manufacturing an electron source.
【請求項14】 入力信号に基づいて画像を形成する装
置であって、少なくとも、請求項10〜12のいずれか
に記載の電子源と、該電子源から放出される電子線の照
射により画像を形成する画像形成部材とを有することを
特徴とする画像形成装置。
14. An apparatus for forming an image based on an input signal, wherein at least the electron source according to claim 10 and an electron beam emitted from the electron source are irradiated with the image. An image forming apparatus, comprising: an image forming member to be formed.
【請求項15】 請求項14に記載の画像形成装置を製
造する方法であって、電子源を請求項13に記載の方法
により製造することを特徴とする画像形成装置の製造方
法。
15. A method for manufacturing an image forming apparatus according to claim 14, wherein the electron source is manufactured by the method according to claim 13.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100426465C (en) * 2004-09-01 2008-10-15 佳能株式会社 Film pattern producing method and uses

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