JPH08162012A - Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof - Google Patents
Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereofInfo
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- JPH08162012A JPH08162012A JP32400294A JP32400294A JPH08162012A JP H08162012 A JPH08162012 A JP H08162012A JP 32400294 A JP32400294 A JP 32400294A JP 32400294 A JP32400294 A JP 32400294A JP H08162012 A JPH08162012 A JP H08162012A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像形成装置等の電子源として用いられる表
面伝導型電子放出素子の製造方法を提供する。
【構成】 素子電極4,5を連絡する導電性薄膜3に電
子放出部2が設けられた表面伝導型電子放出素子の製造
方法において、導電性薄膜3の形成の際に、基板1上に
有機金属溶液をノズルより噴霧して塗布する工程を有す
ることを特徴とする。
【効果】 従来のスピンナー法やディッピング法に比べ
均一性の高い薄膜を形成でき、多数の素子を同時に形成
した場合、各素子間の特性のバラツキを低減できる。
(57) [Summary] [Object] To provide a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device used as an electron source of an image forming apparatus or the like. In a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device in which an electron emitting portion 2 is provided in a conductive thin film 3 that connects device electrodes 4 and 5, an organic film is formed on a substrate 1 when a conductive thin film 3 is formed. The method is characterized by having a step of spraying and applying a metal solution from a nozzle. [Effect] A thin film having higher uniformity can be formed as compared with the conventional spinner method or dipping method, and when a large number of elements are formed at the same time, variations in characteristics between the elements can be reduced.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、表面伝導型電子放出素
子と、該素子を複数備えた電子源、及び該電子源を用い
て構成した表示装置や露光装置等の画像形成装置に関わ
り、特に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 a surface conduction electron-emitting device, an electron source provided with a plurality of such devices, and an image forming apparatus such as a display device and an exposure device configured by using the electron source. In particular, it relates to a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性の基
板上に形成された導電性薄膜に、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。2. Description of the Related Art A surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is passed through a conductive thin film formed on an insulating substrate in parallel with the film surface.
【0003】表面伝導型電子放出素子の典型的な構成例
としては、絶縁性の基板上に設けた一対の素子電極間を
連絡する金属酸化物等の導電性薄膜に、予めフォーミン
グと称される通電処理により電子放出部を形成したもの
が挙げられる。フォーミングは、導電性薄膜の両端に、
電圧を印加通電することで通常行われ、導電性薄膜を局
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を形成する処理であ
る。電子放出は、上記電子放出部が形成された導電性薄
膜に電圧を印加して電流を流すことにより、電子放出部
に発生した亀裂付近から行われる。As a typical example of the structure of the surface conduction electron-emitting device, a conductive thin film such as a metal oxide which connects between a pair of device electrodes provided on an insulating substrate is referred to as forming in advance. The thing which formed the electron emission part by the electricity supply process is mentioned. Forming is done at both ends of the conductive thin film.
It is usually done by applying a voltage and energizing, locally destroying, deforming or altering the conductive thin film to change the structure,
This is a process of forming an electron emitting portion having a high electrical resistance. The electron emission is performed from the vicinity of the crack generated in the electron emitting portion by applying a voltage to the conductive thin film in which the electron emitting portion is formed and flowing a current.
【0004】上記表面伝導型電子放出素子は、構造が単
純で製造も比較的容易であることから、大面積にわたり
多数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。Since the surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is relatively easy to manufacture, it has an advantage that many arrays can be formed over a large area. Therefore, various applications for utilizing this feature are being researched. For example, it can be used for an image forming apparatus such as a charged beam source and a display device.
【0005】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)にて各々結線した
行を多数行配列(梯型配置とも呼ぶ)した電子源が挙げ
られる(特開昭64−31332号公報、特開平1−2
83749号公報、特開平2−257552号公報)。Conventionally, as an example in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are formed in an array, surface conduction electron-emitting devices are arranged in parallel and both ends (both device electrodes) of each surface conduction electron-emitting device are wired. An electron source may be an electron source in which a plurality of rows (also referred to as a common wiring) are arranged in rows (also referred to as a ladder arrangement) (JP-A-64-31332 and JP-A-1-2).
No. 83749, Japanese Patent Laid-Open No. 2-257552).
【0006】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)。Further, particularly in the case of the display device, a surface conduction electron emission device can be used as a self-luminous display device which can be a flat panel display device similar to the display device using liquid crystal and does not require a backlight. A display device has been proposed (US Pat. No. 5,066,883) in which an electron source in which a large number of elements are arranged and a phosphor which emits visible light when irradiated with an electron beam from the electron source are combined.
【0007】表面伝導型電子放出素子の前記導電性薄膜
の材料としては、金属酸化物等の金属化合物に限らず金
属やカーボンをはじめとし、多くの物が使用可能であ
る。なかでも、金属酸化物を用いる場合の製造方法とし
て、有機金属薄膜を形成後、大気中で加熱焼成し金属酸
化物膜を形成する方法が、他の薄膜形成技術と比較し
て、生産技術の利点が大きい事などから、研究が進めら
れている。The material of the conductive thin film of the surface conduction electron-emitting device is not limited to metal compounds such as metal oxides, and many materials such as metal and carbon can be used. Among them, as a manufacturing method in the case of using a metal oxide, a method of forming a metal oxide film by heating and baking in the air after forming an organometallic thin film is a production technique compared to other thin film forming techniques. Research is progressing because of its great advantages.
【0008】ここで、有機金属溶液を塗布して有機金属
薄膜を形成した後、加熱焼成をする手法を例に取り、従
来用いられてきた表面伝導型電子放出素子の製造方法に
ついて、図22を用いて概説する。尚、以下の工程a〜
hは同図の(a)〜(h)に対応する。FIG. 22 shows a conventional method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device, taking as an example the method of applying an organic metal solution to form an organic metal thin film and then heating and baking it. Use to outline. The following steps a to
h corresponds to (a) to (h) in the figure.
【0009】工程a:基板1上に素子電極4,5を形成
する。Step a: The device electrodes 4 and 5 are formed on the substrate 1.
【0010】工程b:有機金属溶液をスピンナー法ある
いはディッピング法により塗布して有機金属薄膜を形成
し、300℃の炉内で10分間程度の加熱焼成処理をし
て金属酸化物膜2201を形成する。Step b: An organometallic solution is applied by a spinner method or a dipping method to form an organometallic thin film, which is heated and baked in a furnace at 300 ° C. for about 10 minutes to form a metal oxide film 2201. .
【0011】工程c:この上にレジスト2202を形成
する。Step c: A resist 2202 is formed on this.
【0012】工程d:導電性薄膜のパターンを有するフ
ォトマスク2203を用いて露光する。Step d: Exposure is performed using a photomask 2203 having a conductive thin film pattern.
【0013】工程e:レジスト2202を現像する。Step e: Develop the resist 2202.
【0014】工程f:Arガスを用いて導電性薄膜とな
る領域以外の金属酸化物膜2201をドライエッチす
る。Step f: The metal oxide film 2201 other than the region to be the conductive thin film is dry-etched using Ar gas.
【0015】工程g:UV/O3 を用いてレジスト22
02を除去して導電性薄膜3を得る。Step g: resist 22 using UV / O 3
02 is removed to obtain the conductive thin film 3.
【0016】工程h:前記フォーミング処理を施し、導
電性薄膜3に電子放出部2を形成する。Step h: The forming process is performed to form the electron emitting portion 2 on the conductive thin film 3.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の製造方法に
おいては、次のような問題が有った。The above-mentioned conventional manufacturing method has the following problems.
【0018】(1)工程bにおいてスピンナー法で形成
した有機金属薄膜を加熱焼成して得られた金属酸化物膜
2201は、素子電極4,5の形状等の影響で膜質が不
均一になり易く、該金属酸化物膜2201をパターニン
グして得られる導電性薄膜3をフォーミング処理して形
成される電子放出部2の形状等にもバラツキが生じ易
い。この導電性薄膜3の膜質及び電子放出部2の形状等
は、表面伝導型電子放出素子の電子放出特性に大きく影
響するため、多数の表面伝導型電子放出素子を形成した
場合、各素子特性間にバラツキが生じ易かった。(1) The metal oxide film 2201 obtained by heating and baking the organometallic thin film formed by the spinner method in step b is likely to have nonuniform film quality due to the shape of the device electrodes 4 and 5. Also, the shape of the electron emitting portion 2 formed by forming the conductive thin film 3 obtained by patterning the metal oxide film 2201 is likely to vary. Since the film quality of the conductive thin film 3 and the shape of the electron emission portion 2 have a great influence on the electron emission characteristics of the surface conduction electron emission element, when a large number of surface conduction electron emission elements are formed, the characteristics of each element are It was easy for variations to occur.
【0019】(2)スピンナー法で作製した膜は、基板
1や素子電極4,5との密着性があまり良好ではなく、
例えば導電性薄膜3上に素子電極4,5を形成するとい
ったような素子構成上の自由度が低い。(2) The film produced by the spinner method does not have very good adhesion to the substrate 1 and the device electrodes 4 and 5,
For example, the degree of freedom in device configuration such as forming the device electrodes 4 and 5 on the conductive thin film 3 is low.
【0020】(3)スピンナー法あるいはディッピング
法により有機金属溶液を塗布すると、有機金属薄膜は基
板1の全面に形成されてしまうため、所望のパターン形
状を有する導電性薄膜3を得るためには、エッチング等
の方法によりパターニングを行い不要部分を除去する工
程が必要となり、工程が複雑になる。特に、多数の表面
伝導型電子放出素子を表示装置等の電子源として用いる
場合には、各素子の不良発生率を低減し、歩留りを高め
ることが重要であるが、この不良発生率を低減するに
は、より少ない工程数で素子の製造が可能であれば、そ
の達成を期待できる。また、製造コストの低減を図るう
えでも、工程数を減少させることは効果が期待できる。(3) When the organometallic solution is applied by the spinner method or the dipping method, the organometallic thin film is formed on the entire surface of the substrate 1. Therefore, in order to obtain the conductive thin film 3 having a desired pattern shape, A step of patterning by a method such as etching to remove an unnecessary portion is required, which complicates the step. In particular, when a large number of surface conduction electron-emitting devices are used as an electron source for a display device or the like, it is important to reduce the defect occurrence rate of each element and increase the yield, but to reduce this defect occurrence rate. Therefore, if the device can be manufactured with a smaller number of steps, the achievement can be expected. Also, in order to reduce the manufacturing cost, reducing the number of steps can be expected to be effective.
【0021】(4)大面積の電子源あるいは画像形成装
置を作製する際には、大判の基板を用いる必要がある
が、スピンナー法を用いて基板に有機金属溶液の塗布を
行おうとすると、この様な大判の基板を高速で回転させ
る必要があり、非常に大掛かりな装置が必要となる。ま
た、この様な作業を行うことは、非常な危険を伴う。(4) When manufacturing a large-area electron source or an image forming apparatus, it is necessary to use a large-sized substrate, but if an organometallic solution is applied to the substrate by using the spinner method, It is necessary to rotate such a large-sized substrate at a high speed, and a very large-scale device is required. Further, performing such work is extremely dangerous.
【0022】本発明の目的は、電子放出部が設けられた
導電性薄膜を有する表面伝導型電子放出素子及びそれを
用いた電子源並びに画像形成装置において、導電性薄膜
の均一性及び密着性を向上し、素子特性のバラツキを低
減し得る製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to improve the uniformity and adhesion of a conductive thin film in a surface conduction electron-emitting device having a conductive thin film provided with an electron emitting portion, an electron source using the same, and an image forming apparatus. An object of the present invention is to provide a manufacturing method which can improve and reduce variations in element characteristics.
【0023】また、本発明の目的は、上記表面伝導型電
子放出素子及びそれを用いた電子源並びに画像形成装置
において、工程数を低減でき、簡易な装置で安全且つ安
価に製造でき、大面積化に向いた製造方法を提供するこ
とにある。Another object of the present invention is to reduce the number of steps in the surface conduction electron-emitting device, the electron source using the same, and the image forming apparatus, which can be manufactured safely and inexpensively with a simple apparatus and have a large area. It is to provide a manufacturing method suitable for commercialization.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために成された本発明は、一対の素子電極を連絡す
る導電性薄膜に電子放出部が設けられた表面伝導型電子
放出素子、或は該表面伝導型電子放出素子を基板上に複
数備えた電子源、或は該電子源とそれから放出される電
子線の照射により画像を形成する画像形成部材を有する
画像形成装置の製造方法において、上記導電性薄膜を形
成する工程が、基板上に、該導電性薄膜の構成元素を含
む溶液をノズルより噴霧する工程を有することを特徴と
するものである。The present invention, which has been made to achieve the above object, provides a surface conduction electron-emitting device in which an electron-emitting portion is provided in a conductive thin film that connects a pair of device electrodes. Alternatively, in a method of manufacturing an image forming apparatus having an electron source including a plurality of the surface conduction electron-emitting devices on a substrate, or an image forming member for forming an image by irradiation of the electron sources and electron beams emitted from the electron source. The step of forming the conductive thin film has a step of spraying a solution containing a constituent element of the conductive thin film onto a substrate from a nozzle.
【0025】本発明は、さらにその特徴として、前記導
電性薄膜の構成元素を含む溶液をノズルより噴霧する工
程において、前記基板上に該導電性薄膜のパターン形状
の開口を有する遮蔽部材を配置しておくこと、前記溶液
をノズルより噴霧する工程が、スプレー塗布の工程であ
ること、前記溶液をノズルより噴霧する工程が、エアレ
ススプレー塗布の工程であること、前記溶液をノズルよ
り噴霧する工程が、静電スプレー塗布の工程であるこ
と、前記溶液をノズルより噴霧する工程が、静電スプレ
ー塗布とエアレススプレー塗布の工程であること、前記
溶液をノズルより噴霧する工程が静電スプレー塗布の工
程であり、該工程の後に該溶液のスピンナー塗布の工程
を有すること、前記溶液が、有機パラジウム溶液である
ことをも含む。The present invention is further characterized in that, in the step of spraying a solution containing a constituent element of the conductive thin film from a nozzle, a shielding member having a pattern-shaped opening of the conductive thin film is arranged on the substrate. That is, the step of spraying the solution from the nozzle is a spray coating step, the step of spraying the solution from the nozzle is an airless spray coating step, and the step of spraying the solution from the nozzle is An electrostatic spray coating step, spraying the solution from a nozzle is an electrostatic spray coating and airless spray coating step, spraying the solution from a nozzle is an electrostatic spray coating step It also includes having a step of spinner coating of the solution after the step, and the solution being an organic palladium solution.
【0026】また本発明は、上記本発明の製造方法によ
り得られた電子放出素子、或は電子源、或は画像形成装
置にある。The present invention also resides in an electron-emitting device, an electron source, or an image forming apparatus obtained by the manufacturing method of the present invention.
【0027】本発明に関わる表面伝導型電子放出素子の
基本的な構成は、図1に示すようなものであり、図中1
は基板、2は電子放出部、3は電子放出部を含む導電性
薄膜、4と5は素子電極である。また、本発明に関わる
表面伝導型電子放出素子は、素子電極4,5と、導電性
薄膜3の上下関係が図1の素子構成と逆の構成であって
もよい。The basic structure of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention is as shown in FIG.
Is a substrate, 2 is an electron emitting portion, 3 is a conductive thin film including an electron emitting portion, and 4 and 5 are device electrodes. Further, the surface conduction electron-emitting device according to the present invention may have a configuration in which the device electrodes 4, 5 and the conductive thin film 3 are arranged in a vertical relationship opposite to the device configuration shown in FIG.
【0028】基板1としては、例えば石英ガラス、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等が挙げられる。The substrate 1 is, for example, quartz glass or Na.
Examples thereof include glass having a reduced content of impurities such as blue glass, soda lime glass, a laminated body obtained by laminating SiO 2 on soda lime glass by a sputtering method, and ceramics such as alumina.
【0029】対向する素子電極4,5の材料としては、
一般的導体材料が用いられ、例えばNi,Cr,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、In2 O3 −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。As the material of the device electrodes 4 and 5 facing each other,
Common conductor materials are used, such as Ni, Cr, Au,
Metal or alloy such as Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu and Pd, and printed conductor composed of metal or metal oxide such as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag and glass. , In 2 O 3 —SnO 2 and other transparent conductors, and polysilicon and other semiconductor conductor materials.
【0030】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
薄膜3の形状等は、応用される形態等によって、適宜設
計される。The element electrode spacing L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 3 and the like are appropriately designed according to the applied form and the like.
【0031】素子電極間隔Lは、数百Å〜数百μmであ
ることが好ましく、より好ましくは、素子電極4,5間
に印加する電圧と電子放出し得る電界強度等により、数
μm〜数十μmである。The device electrode interval L is preferably several hundred Å to several hundred μm, and more preferably several μm to several depending on the voltage applied between the device electrodes 4 and 5 and the electric field strength capable of emitting electrons. It is 10 μm.
【0032】素子電極長さWは、電極の抵抗値や電子放
出特性を考慮すると、好ましくは数μm〜数百μmであ
り、また素子電極厚dは、数百Å〜数μmである。The device electrode length W is preferably several μm to several hundreds μm, and the device electrode thickness d is several hundred Å to several μm, considering the resistance value of the electrodes and the electron emission characteristics.
【0033】導電性薄膜3は、良好な電子放出特性を得
るためには、微粒子で構成された微粒子膜であるのが特
に好ましく、その膜厚は、素子電極4,5へのステップ
カバレージ、素子電極4,5間の抵抗値及び後述するフ
ォーミング条件等によって、適宜設定される。この導電
性薄膜3の膜厚は、好ましくは数Å〜数千Åで、特に好
ましくは10Å〜500Åであり、その抵抗値は、10
3 〜107 Ω/□のシート抵抗値である。In order to obtain good electron emission characteristics, the conductive thin film 3 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles, and the thickness of the conductive thin film 3 depends on the step coverage to the device electrodes 4 and 5 and the device. It is appropriately set depending on the resistance value between the electrodes 4 and 5 and the forming conditions described later. The thickness of the conductive thin film 3 is preferably several Å to several thousand Å, particularly preferably 10 Å to 500 Å, and its resistance value is 10
The sheet resistance value is 3 to 10 7 Ω / □.
【0034】導電性薄膜3を構成する材料としては、例
えばPd,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,C
u,Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金
属、PdO,SnO2 ,In2 O3 ,PbO,Sb2 O
3 等の酸化物、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,CeB
6 ,YB4 ,GdB4 等の硼化物、TiC,ZrC,H
fC,TaC,SiC,WC等の炭化物、TiN,Zr
N,HfN等の窒化物、Si,Ge等の半導体、カーボ
ン等が挙げられる。As the material for forming the conductive thin film 3, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, C are used.
Metals such as u, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W and Pb, PdO, SnO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O
Oxides such as 3 HfB 2 , ZrB 2 , LaB 6 , CeB
Borides such as 6 , YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC, H
Carbides such as fC, TaC, SiC, WC, TiN, Zr
Examples include nitrides such as N and HfN, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.
【0035】尚、上記微粒子膜とは、複数の微粒子が集
合した膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に
分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あ
るいは重なり合った状態(島状も含む)の膜を指す。微
粒子膜である場合、微粒子の粒径は、数Å〜数千Åであ
るのが好ましく、特に好ましくは10Å〜200Åであ
る。The fine particle film is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only in a state where the fine particles are individually dispersed and arranged but also in a state where the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (island shape). (Including)). In the case of a fine particle film, the particle diameter of the fine particles is preferably several Å to several thousand Å, particularly preferably 10 Å to 200 Å.
【0036】電子放出部2には亀裂が含まれており、電
子放出はこの亀裂付近から行われる。この亀裂を含む電
子放出部2及び亀裂自体は、導電性薄膜3の膜厚、膜
質、材料及び後述するフォーミング条件等の製法に依存
して形成される。従って、電子放出部2の位置及び形状
は図1に示されるような位置及び形状に特定されるもの
ではない。A crack is included in the electron emitting portion 2, and the electron is emitted from the vicinity of the crack. The electron emitting portion 2 including the crack and the crack itself are formed depending on the film thickness of the conductive thin film 3, the film quality, the material, the forming conditions described later, and the like. Therefore, the position and shape of the electron emitting portion 2 are not limited to the position and shape as shown in FIG.
【0037】亀裂は、数Å〜数百Åの粒径の導電性微粒
子を有することもある。この導電性微粒子は、導電性薄
膜3を構成する材料の元素の一部、あるいは全てと同様
の物である。また、亀裂を含む電子放出部2及びその近
傍の導電性薄膜3は炭素及び炭素化合物を有することも
ある。The crack may have conductive fine particles having a particle diameter of several Å to several hundred Å. The conductive fine particles are the same as some or all of the elements of the material forming the conductive thin film 3. Further, the electron emitting portion 2 including a crack and the conductive thin film 3 in the vicinity thereof may contain carbon and a carbon compound.
【0038】図1に示した構成の表面伝導型電子放出素
子を例に、図2の製造工程図に基づいて本発明の製造方
法の一例を以下に説明する。尚、以下に示す工程a〜d
は図2の(a)〜(d)に対応する。An example of the manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the manufacturing process chart of FIG. 2 by taking the surface conduction electron-emitting device having the structure shown in FIG. 1 as an example. In addition, steps a to d shown below
Corresponds to (a) to (d) of FIG.
【0039】工程a:基板1を洗剤、純水および有機溶
剤により十分に洗浄した後、真空蒸着法,スパッタ法等
により素子電極材料を堆積させた後、フォトリソグラフ
ィー技術により、あるいはリフトオフ法等により、基板
1の面上に所望のパターンを有する素子電極4,5を形
成する。Step a: After the substrate 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water and an organic solvent, a device electrode material is deposited by a vacuum deposition method, a sputtering method or the like, and then by a photolithography technique or a lift-off method or the like. The device electrodes 4 and 5 having a desired pattern are formed on the surface of the substrate 1.
【0040】工程b:素子電極4,5を設けた基板1上
に、前述した導電性薄膜3の構成元素を含む有機金属溶
液をノズル(不図示)より噴霧して有機金属薄膜を形成
後、大気中で加熱焼成処理し、金属酸化物の微粒子から
なる薄膜21を形成する。Step b: On the substrate 1 provided with the device electrodes 4 and 5, the organometallic solution containing the constituent elements of the electroconductive thin film 3 is sprayed from a nozzle (not shown) to form an organometallic thin film. The film is heated and baked in the atmosphere to form a thin film 21 made of metal oxide fine particles.
【0041】工程c:薄膜21のうち導電性薄膜3とな
る領域をレジストでマスクし、それ以外の領域をArガ
ス等によるドライエッチングにてエッチアウトした後、
レジストをUV/O3 アッシングで除去して、所望のパ
ターン形状を有する金属酸化物の微粒子からなる導電性
薄膜3を形成する。Step c: A region of the thin film 21 which becomes the conductive thin film 3 is masked with a resist, and the other region is etched out by dry etching using Ar gas or the like,
The resist is removed by UV / O 3 ashing to form a conductive thin film 3 made of metal oxide fine particles having a desired pattern shape.
【0042】工程d:続いて、フォーミングと呼ばれる
通電処理を施す。素子電極4,5間に不図示の電源より
通電すると、導電性薄膜3の部位に構造の変化した電子
放出部2が形成される。この通電処理により導電性薄膜
3を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造の変
化した部位が電子放出部2である。Step d: Subsequently, an energization process called forming is performed. When electricity is applied between the device electrodes 4 and 5 from a power source (not shown), the electron emitting portion 2 having a changed structure is formed at the portion of the conductive thin film 3. By this energization treatment, the conductive thin film 3 is locally destroyed, deformed or altered, and the electron-emissive portion 2 is a portion whose structure is changed.
【0043】本発明は、前記工程bにおいて導電性薄膜
3の構成元素を含む有機金属溶液をノズルより噴霧して
有機金属薄膜を形成することにより、従来のスピンナー
法のように素子電極4,5の形状等の影響を受けにくく
なり、より均一な膜が得られるものである。According to the present invention, in the step b, the organometallic solution containing the constituent elements of the conductive thin film 3 is sprayed from the nozzle to form the organometallic thin film, so that the device electrodes 4, 5 are formed as in the conventional spinner method. The film is less likely to be affected by the shape and the like, and a more uniform film can be obtained.
【0044】上記各種スプレー法の特徴についてのべ
る。The characteristics of the various spraying methods will be described.
【0045】スプレー塗布法は、通常のエアスプレー塗
布法のことで、エアーで加圧し、液体を噴霧する方法
で、小面積を塗布する場合は、比較的均一に塗布できる
が、大面積の場合は、不均一になってしまう。The spray coating method is an ordinary air spray coating method, which is a method of pressurizing with air and spraying a liquid. When a small area is coated, it can be coated relatively uniformly, but when it is a large area. Will be non-uniform.
【0046】エアレススプレー塗布法は、上記のような
エアー加圧せずに噴霧する方式で、粒子は塗布される基
板上にソフトランディングするため、通常のスプレー塗
布法よりもより均一に塗布される。このため大面積均一
塗布には適しているが、基板と塗布膜との密着性はあま
りよくない。The airless spray coating method is a method of spraying without pressurizing air as described above, and since particles softly land on the substrate to be coated, they are more uniformly coated than the ordinary spray coating method. . Therefore, it is suitable for uniform coating on a large area, but the adhesion between the substrate and the coating film is not so good.
【0047】一方、静電スプレー塗布法は噴霧する粒子
に電荷を与え、基板側を逆電荷にすることで、静電的に
粒子を塗布する方法であり、前者のスプレー塗布法の欠
点をカバーし、大面積にわたり均一に塗布する方法であ
る。しかし基板が絶縁性をもつ場合は、場合により均一
にならないときもある。On the other hand, the electrostatic spray coating method is a method of electrostatically coating particles by giving an electric charge to the particles to be sprayed and making the substrate side oppositely charged, and covers the drawbacks of the former spray coating method. It is a method of uniformly coating over a large area. However, if the substrate has an insulating property, it may not be uniform in some cases.
【0048】本発明において、有機金属溶液をノズルよ
り噴霧する方法としては、スプレー塗布法,エアレスス
プレー塗布法,静電スプレー塗布法、或はそれらを組み
合わせて用いることができる。これらの中でも、静電ス
プレー塗布法は、より一層基板との密着性が高い膜を得
ることができ、好適である。In the present invention, the method of spraying the organometallic solution from the nozzle may be a spray coating method, an airless spray coating method, an electrostatic spray coating method, or a combination thereof. Among these, the electrostatic spray coating method is preferable because it can obtain a film having higher adhesion to the substrate.
【0049】図13を用いて静電スプレー塗布法につい
て説明する。The electrostatic spray coating method will be described with reference to FIG.
【0050】図13は静電スプレー塗布法の原理を示す
ものであり、図中131は有機金属溶液を噴霧するノズ
ル、132は有機金属溶液を微粒子化するジェネレー
タ、133は有機金属溶液を貯蔵しておくタンク、13
4はジェネレータ132で微粒子化した有機金属を−1
0kV〜−100kV程度に帯電させる高圧直流電源、
135は基板1を載せる支持台である。ノズル131は
基板1の上面を2次元的に一定速度で走査することがで
きる。また、基板1はアースされている。FIG. 13 shows the principle of the electrostatic spray coating method. In the figure, 131 is a nozzle for spraying an organometallic solution, 132 is a generator for atomizing the organometallic solution, and 133 is a reservoir for the organometallic solution. Storage tank, 13
4 is -1 for the organic metal atomized by the generator 132
A high-voltage DC power supply that charges 0 kV to -100 kV,
Reference numeral 135 is a support table on which the substrate 1 is placed. The nozzle 131 can scan the upper surface of the substrate 1 two-dimensionally at a constant speed. The substrate 1 is grounded.
【0051】上記構成において、マイナスに帯電された
有機金属微粒子はノズル131から噴霧され、アースさ
れた基板1に向かって加速されて堆積する。このため、
通常のスプレー塗布法に比べ、より密着性の高い膜が得
られるものである。In the above structure, the negatively charged organometallic fine particles are sprayed from the nozzle 131 and are accelerated and deposited toward the grounded substrate 1. For this reason,
A film having higher adhesiveness can be obtained as compared with the usual spray coating method.
【0052】このように静電スプレー塗布法は電位分布
により微粒子を加速しながら堆積させるため、この電位
分布が不均一な場合には、膜の均一性が疎外される。例
えば、前記素子電極4,5のパターン形成をリフトオフ
法で行うと、素子電極4,5のエッジ部にバリが生じ易
く、電位分布が該エッジ部で不連続となり、図14に示
すように素子電極4,5のエッジ近傍に有機金属薄膜1
41が形成されない場合がある。このような場合には、
静電スプレー塗布法と従来用いていたスピンナー法或は
エアレススプレー塗布法等を組み合わせるのが好まし
い。As described above, in the electrostatic spray coating method, the fine particles are deposited while being accelerated by the potential distribution. Therefore, if the potential distribution is not uniform, the uniformity of the film is lost. For example, when the pattern formation of the device electrodes 4 and 5 is performed by a lift-off method, burrs are apt to occur at the edge portions of the device electrodes 4 and 5, and the potential distribution becomes discontinuous at the edge portions, and as shown in FIG. Organometallic thin film 1 near the edges of electrodes 4 and 5
41 may not be formed. In such cases,
It is preferable to combine the electrostatic spray coating method with the conventionally used spinner method or airless spray coating method.
【0053】図2に示した製造工程では、所望のパター
ンを有する導電性薄膜3の形成するために、有機金属薄
膜を基板1の全面に形成した後に加熱焼成して薄膜21
を形成し(工程b)、該薄膜21をパターニングしてい
る(工程c)が、図3に示されるように、導電性薄膜3
のパターン形状の開口31を有する遮蔽部材32により
マスキングした基板1上に、ノズル33より有機金属溶
液34を噴霧することもできる。この場合にも、ノズル
33と遮蔽部材32の間に電圧を印加することで、ノズ
ル33より噴霧した有機金属溶液の微細な液滴を−10
kV〜−100kV程度に帯電させて加速し、基板1に
吹きつけることで、より密着性が高く緻密で均一な膜と
することができる。上記のような遮蔽部材32で基板1
上をマスキングしておくことにより、前述したパターニ
ング工程が不要となり、製造工程数を削減することがで
きる。In the manufacturing process shown in FIG. 2, in order to form a conductive thin film 3 having a desired pattern, an organic metal thin film is formed on the entire surface of the substrate 1 and then heated and baked to form the thin film 21.
Is formed (step b), and the thin film 21 is patterned (step c). However, as shown in FIG.
It is also possible to spray the organometallic solution 34 from the nozzle 33 onto the substrate 1 masked by the shielding member 32 having the pattern-shaped opening 31. Also in this case, by applying a voltage between the nozzle 33 and the shielding member 32, the fine droplets of the organometallic solution sprayed from the nozzle 33 are -10.
By charging to a voltage of about kV to −100 kV, accelerating, and spraying onto the substrate 1, it is possible to form a dense and uniform film having higher adhesion. Substrate 1 with shielding member 32 as described above
By masking the upper part, the patterning process described above becomes unnecessary, and the number of manufacturing processes can be reduced.
【0054】また、本発明の製造方法では表面伝導型電
子放出素子の導電性薄膜3の形成における有機金属溶液
の塗布に際して、ノズルより噴霧する方法を採用してい
るため、従来用いていたスピンナー法のように基板1を
回転させる必要がなく、特に表面伝導型電子放出素子を
大面積に渡って多数配列した電子源を製造する際に効果
的である。すなわち、大判の基板1を回転させるといっ
た危険を回避できると共に、簡易な装置で安価に大面積
の電子源、及びこの電子源を用いた画像形成装置を作製
できる。Further, in the manufacturing method of the present invention, the method of spraying from the nozzle at the time of applying the organometallic solution in the formation of the conductive thin film 3 of the surface conduction electron-emitting device is adopted. It is not necessary to rotate the substrate 1 as described above, and it is particularly effective when manufacturing an electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged over a large area. That is, the danger of rotating the large-sized substrate 1 can be avoided, and a large-area electron source and an image forming apparatus using this electron source can be manufactured with a simple device at low cost.
【0055】次に、前述したフォーミング工程(図2
(d)参照)について更に詳しく説明する。Next, the above-mentioned forming process (see FIG. 2)
(See (d)) will be described in more detail.
【0056】図4に、素子電極4,5間に印加するフォ
ーミングの電圧波形の例を示す。FIG. 4 shows an example of the voltage waveform of the forming applied between the device electrodes 4 and 5.
【0057】電圧波形は、特にパルス波形が好ましく、
パルス波高値を定電圧とした電圧パルスを連続的に印加
する場合(図4(a))と、パルス波高値を増加させな
がら電圧パルスを印加する場合(図4(b))がある。The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform,
There are a case where a voltage pulse whose pulse peak value is a constant voltage is continuously applied (FIG. 4A) and a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value (FIG. 4B).
【0058】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて説明する。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り、例えば、T1を
1μ秒〜10m秒、T2を10μ秒〜100m秒とし、
波高値(フォ−ミング時のピ−ク電圧)を前述した表面
伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択して、適当
な真空度、例えば1×10-5Torr程度の真空雰囲気
下で、数秒から数十分印加する。尚、印加する電圧波形
は、図示される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用いることができる。First, the case where the pulse peak value is a constant voltage will be described. In FIG. 4A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, for example, T1 is 1 μsec to 10 msec, T2 is 10 μsec to 100 msec,
The peak value (peak voltage at the time of forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device described above, and a suitable vacuum degree, for example, in a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −5 Torr. Apply for several seconds to several tens of minutes. The voltage waveform to be applied is not limited to the illustrated triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be used.
【0059】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説明する。図4(b)に
おけるT1及びT2は図4(a)と同様であり、波高値
(フォ−ミング時のピ−ク電圧)を、例えば0.1Vス
テップ程度づつ増加させ、図4(a)の説明と同様の適
当な真空雰囲気下で印加する。Next, the case where the voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value will be described. T1 and T2 in FIG. 4 (b) are the same as those in FIG. 4 (a), and the peak value (peak voltage during forming) is increased by, for example, about 0.1 V step, and FIG. The application is performed under an appropriate vacuum atmosphere similar to the description of 1.
【0060】尚、パルス間隔T2中で、導電性薄膜3
(図1参照)を局所的に破壊、変形もしくは変質させな
い程度の電圧、例えば0.1V程度の電圧で素子電流を
測定して抵抗値を求め、例えば1Mオーム以上の抵抗を
示した時にフォーミングを終了することができる。In the pulse interval T2, the conductive thin film 3
(See FIG. 1) The element current is measured at a voltage that does not locally destroy, deform, or alter the properties, for example, a voltage of about 0.1 V to obtain a resistance value. For example, when a resistance of 1 M ohm or more is exhibited, forming is performed. Can be finished.
【0061】更に活性化工程を施すことが好ましい。It is preferable to further perform an activation step.
【0062】活性化工程とは、例えば10-4〜10-5T
orr程度の真空度で、フォーミング工程での説明と同
様に、パルス波高値を定電圧としたパルスの印加を繰り
返す処理のことをいい、真空雰囲気中に存在する有機物
質から炭素及び炭素化合物を電子放出部2(図1参照)
に堆積させることで、素子電流、放出電流の状態を著し
く向上させることができる工程である。この活性化工程
は、例えば素子電流や放出電流を測定しながら行って、
例えば放出電流が飽和した時点で終了するようにすれば
効果的であるので好ましい。また、活性化工程でのパル
ス波高値は、好ましくは素子を駆動する際に印加する駆
動電圧の波高値である。The activation step is, for example, 10 −4 to 10 −5 T.
As with the description in the forming step, it means a process of repeating the application of pulses with a pulse peak value of a constant voltage at a degree of vacuum of about orr, which is used to remove carbon and carbon compounds from an organic substance existing in a vacuum atmosphere. Discharge part 2 (see FIG. 1)
This is a process in which the state of device current and emission current can be remarkably improved by depositing on. This activation process is performed while measuring the device current and the emission current, for example,
For example, it is effective to end the emission current when saturated, which is preferable. The pulse peak value in the activation step is preferably the peak value of the drive voltage applied when driving the element.
【0063】尚、上記炭素及び炭素化合物とは、グラフ
ァイト(単結晶及び多結晶の双方を指す)、非晶質カー
ボン(非晶質カーボン及びこれと多結晶グラファイトと
の混合物を指す)である。また、その堆積膜厚は、好ま
しくは500Å以下、より好ましくは300Å以下であ
る。The carbon and the carbon compound are graphite (both single crystal and polycrystal) and amorphous carbon (amorphous carbon and a mixture of polycrystal graphite and amorphous carbon). The deposited film thickness is preferably 500 Å or less, more preferably 300 Å or less.
【0064】このようにして得られる本発明の表面伝導
型電子放出素子の基本特性を以下に説明する。The basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the present invention thus obtained will be described below.
【0065】図5は、表面伝導型電子放出素子の電子放
出特性を測定するための測定評価系の一例を示す概略構
成図で、まずこの測定評価系を説明する。FIG. 5 is a schematic block diagram showing an example of a measurement / evaluation system for measuring the electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device. First, the measurement / evaluation system will be described.
【0066】図5において、図1と同じ符号は同じ部材
を示す。また、51は素子に素子電圧Vfを印加するた
めの電源、50は素子電極4,5間の導電性薄膜3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2より放出される放出電流Ieを捕捉するための
アノ−ド電極、53はアノ−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、55は真空装
置、56は排気ポンプである。5, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same members. Further, 51 is a power supply for applying a device voltage Vf to the device, 50 is an ammeter for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 3 between the device electrodes 4 and 5, and 54 is an electron emitting portion 2. An anode electrode for trapping the emission current Ie generated, 53 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and 52 is a measurement of the emission current Ie emitted from the electron emission portion 5. An ammeter, 55 is a vacuum device, and 56 is an exhaust pump.
【0067】表面伝導型電子放出素子及びアノ−ド電極
54等は真空装置55内に設置され、この真空装置55
には不図示の真空計等の必要な機器が具備されており、
所望の真空下で表面伝導型電子放出素子の測定評価がで
きるようになっている。The surface conduction electron-emitting device, the anode electrode 54, etc. are installed in a vacuum device 55.
Is equipped with necessary equipment such as a vacuum gauge (not shown),
The surface conduction electron-emitting device can be measured and evaluated under a desired vacuum.
【0068】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から構成されている。
また、真空装置55全体及び表面伝導型電子放出素子の
基板1は、ヒーターにより200℃程度まで加熱できる
ようになっている。尚、この測定評価系は、後述するよ
うな表示パネル(図8における201参照)の組み立て
段階において、表示パネル及びその内部を真空装置55
及びその内部として構成することで、前述のフォーミン
グ工程及び活性化工程における測定評価及び処理に応用
することができるものである。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 device 55 and the substrate 1 of the surface conduction electron-emitting device can be heated up to about 200 ° C. by a heater. It should be noted that this measurement / evaluation system uses a vacuum device 55 for the display panel and the inside thereof at the stage of assembling the display panel (see 201 in FIG. 8) as described later.
And the inside thereof, it can be applied to the measurement evaluation and processing in the above-mentioned forming step and activation step.
【0069】以下に述べる表面伝導型電子放出素子の基
本特性は、上記測定評価系のアノ−ド電極54の電圧を
1kV〜10kVとし、アノ−ド電極54と表面伝導型
電子放出素子の距離Hを2mm〜8mmとして通常測定
を行う。The basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device described below are that the voltage of the anode electrode 54 of the measurement and evaluation system is 1 kV to 10 kV and the distance H between the anode electrode 54 and the surface conduction electron-emitting device is H. Is usually set to 2 mm to 8 mm, and the normal measurement is performed.
【0070】まず、放出電流Ie及び素子電流Ifと、
素子電圧Vfの関係の典型的な例を図6(図中の実線)
に示す。尚、図6において、放出電流Ieは素子電流I
fに比べて著しく小さいので、任意単位で示されてい
る。First, the emission current Ie and the device current If,
FIG. 6 (solid line in the figure) shows a typical example of the relationship of the element voltage Vf.
Shown in In FIG. 6, the emission current Ie is the device current Ie.
Since it is significantly smaller than f, it is shown in arbitrary units.
【0071】図6から明らかなように、表面伝導型電子
放出素子は、放出電流Ieに対する次の3つの特徴的特
性を有する。As is apparent from FIG. 6, the surface conduction electron-emitting device has the following three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie.
【0072】まず第1に、表面伝導型電子放出素子はあ
る電圧(しきい値電圧と呼ぶ:図6中のVth)以上の
素子電圧Vfを印加すると急激に放出電流Ieが増加
し、一方、しきい値電圧Vth以下では放出電流Ieが
殆ど検出されない。即ち、放出電流Ieに対する明確な
しきい値電圧Vthを持った非線形素子である。First, in the surface conduction electron-emitting device, when a device voltage Vf higher than a certain voltage (called threshold voltage: Vth in FIG. 6) is applied, the emission current Ie rapidly increases, while At the threshold voltage Vth or less, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.
【0073】第2に、放出電流Ieが素子電圧Vfに対
して単調増加する特性(MI特性と呼ぶ)を有するた
め、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。Secondly, since the emission current Ie has a characteristic of monotonically increasing with respect to the element voltage Vf (referred to as MI characteristic), the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.
【0074】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。即ち、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 emitted charges captured by the anode electrode 54 (see FIG. 5) depend on the time for applying the device voltage Vf. That is, the amount of charges captured by the anode electrode 54 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.
【0075】図6に実線で示した特性は、放出電流Ie
が素子電圧Vfに対してMI特性を有すると同時に、素
子電流Ifも素子電圧Vfに対してMI特性を有してい
るが、図6に破線で示すように、素子電流Ifは素子電
圧Vfに対して電圧制御型負性抵抗特性(VCNR特性
と呼ぶ)を示す場合もある。いずれの特性を示すかは、
素子の製法及び測定時の測定条件等に依存する。但し、
素子電流Ifが素子電圧Vfに対してVCNR特性を有
する素子でも、放出電流Ieは素子電圧Vfに対してM
I特性を有する。The characteristic shown by the solid line in FIG. 6 is the emission current Ie.
Has an MI characteristic with respect to the element voltage Vf, and at the same time, the element current If also has an MI characteristic with respect to the element voltage Vf. However, as indicated by a broken line in FIG. 6, the element current If becomes the element voltage Vf. On the other hand, it may exhibit a voltage control type negative resistance characteristic (called a VCNR characteristic). Which characteristic is exhibited is
It depends on the manufacturing method of the device and the measurement conditions at the time of measurement. However,
Even if the device current If has a VCNR characteristic with respect to the device voltage Vf, the emission current Ie is M with respect to the device voltage Vf.
It has the I characteristic.
【0076】以上のような本発明の表面伝導型電子放出
素子の特徴的特性のため、複数の素子を配置した電子源
や画像形成装置等でも、入力信号に応じて、容易に放出
電子量を制御することができることとなり、多方面への
応用ができる。Due to the characteristic characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the present invention as described above, even in an electron source or an image forming apparatus in which a plurality of devices are arranged, the amount of emitted electrons can be easily adjusted according to an input signal. Since it can be controlled, it can be applied to various fields.
【0077】次に、本発明の電子源における表面伝導型
電子放出素子の配列について説明する。Next, the arrangement of the surface conduction electron-emitting devices in the electron source of the present invention will be described.
【0078】本発明の電子源における表面伝導型電子放
出素子の配列方式としては、従来の技術の項で述べたよ
うな梯型配置の他、m本のX方向配線の上にn本のY方
向配線を層間絶縁層を介して設置し、表面伝導型電子放
出素子の一対の素子電極に各々X方向配線、Y方向配線
を接続した配列方式が挙げられる。これを以後単純マト
リクス配置と呼ぶ。まず、この単純マトリクス配置につ
いて詳述する。As a method of arranging the surface conduction electron-emitting devices in the electron source of the present invention, in addition to the ladder-type arrangement as described in the section of the prior art, n Ys are arranged on m X-direction wirings. There is an arrangement method in which directional wirings are provided via an interlayer insulating layer and an X-direction wiring and a Y-direction wiring are connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device. This is hereinafter referred to as a simple matrix arrangement. First, this simple matrix arrangement will be described in detail.
【0079】前述した表面伝導型電子放出素子の基本的
特性によれば、印加される素子電圧Vfがしきい値電圧
Vthを超える場合には、印加するパルス状電圧の波高
値とパルス幅で電子放出量を制御できる。一方、しきい
値電圧Vth以下では、殆ど電子の放出はされない。従
って、多数の表面伝導型電子放出素子を配置した場合に
おいても、単純なマトリクス配線だけで入力信号に応じ
て制御したパルス状電圧を印加し、個々の素子を選択し
て独立に駆動可能となる。According to the basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device described above, when the applied device voltage Vf exceeds the threshold voltage Vth, the electron is generated at the peak value and pulse width of the applied pulsed voltage. The amount of release can be controlled. On the other hand, below the threshold voltage Vth, almost no electrons are emitted. Therefore, even when a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, it becomes possible to apply a pulsed voltage controlled according to an input signal only by simple matrix wiring, select individual devices and drive them independently. .
【0080】単純マトリクス配置は上記原理に基づくも
のであり、本発明の電子源の一例である単純マトリクス
配置の電子源の構成について、図7に基づいて更に説明
する。The simple matrix arrangement is based on the above principle, and the structure of the electron source of the simple matrix arrangement, which is an example of the electron source of the present invention, will be further described with reference to FIG.
【0081】図7において、基板1は既に説明したよう
なガラス板等であり、この基板1上に配列された表面伝
導型電子放出素子104の個数及び形状は用途に応じて
適宜設定されるものである。In FIG. 7, the substrate 1 is a glass plate or the like as described above, and the number and shape of the surface conduction electron-emitting devices 104 arranged on the substrate 1 are appropriately set according to the application. Is.
【0082】m本のX方向配線102は、各々外部端子
DX1,DX2,・・・DXmを有するもので、基板1
上に、真空蒸着法,印刷法,スパッタ法等で形成した導
電性金属等である。また、多数の表面伝導型電子放出素
子104にほぼ均等に電圧が供給されるように、材料、
膜厚、配線幅が設定されている。The m X-direction wirings 102 have external terminals DX1, DX2, ... DXm, respectively.
A conductive metal or the like formed on the upper surface by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. In addition, the material, so that the voltage is supplied almost evenly to the large number of surface conduction electron-emitting devices 104,
The film thickness and wiring width are set.
【0083】n本のY方向配線103は、各々外部端子
DY1,DY2,・・・DYnを有するもので、X方向
配線102と同様に作成される。The n Y-direction wirings 103 each have external terminals DY1, DY2, ... DYn, and are formed similarly to the X-direction wirings 102.
【0084】これらm本のX方向配線102とn本のY
方向配線103間には、不図示の層間絶縁層が設置さ
れ、電気的に分離されて、マトリクス配線を構成してい
る。尚、このm,nは共に正の整数である。These m X-direction wirings 102 and n Y-wirings
An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the directional wirings 103 and electrically separated to form a matrix wiring. In addition, both m and n are positive integers.
【0085】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法,印刷
法,スパッタ法等で形成されたSiO2 等であり、X方
向配線102を形成した基板1の全面或は一部に所望の
形状で形成され、特に、X方向配線102とY方向配線
103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。また、X方向配線102と
Y方向配線103は各々外部端子として引き出されてい
る。The interlayer insulating layer (not shown) is SiO 2 or the like formed by a vacuum evaporation method, a printing method, a sputtering method or the like, and has a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 1 on which the X-direction wiring 102 is formed. In particular, the film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 102 and the Y-direction wiring 103. The X-direction wiring 102 and the Y-direction wiring 103 are drawn out as external terminals.
【0086】更に、表面伝導型電子放出素子104の対
向する素子電極(不図示)が、m本のX方向配線102
と、n本のY方向配線103と、真空蒸着法,印刷法,
スパッタ法等で形成された導電性金属等からなる結線1
05によって電気的に接続されているものである。Furthermore, the opposing device electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 104 are m number of X-direction wirings 102.
And n Y-direction wirings 103, a vacuum deposition method, a printing method,
Connection 1 made of a conductive metal or the like formed by a sputtering method or the like
05 are electrically connected.
【0087】ここで、m本のX方向配線102と、n本
のY方向配線103と、結線105と、対向する素子電
極とは、その構成元素の一部あるいは全部が同一であっ
ても、またそれぞれ異なっていてもよく、前述の素子電
極の材料等より適宜選択される。これら素子電極への配
線は、素子電極と材料が同一である場合には、素子電極
と総称する場合もある。また、表面伝導型電子放出素子
104は、基板1あるいは不図示の層間絶縁層上どちら
に形成してもよい。Here, the m number of X-direction wirings 102, the n number of Y-direction wirings 103, the connection 105, and the opposing element electrodes may have the same or partial constituent elements. Further, they may be different from each other, and are appropriately selected from the above-mentioned material of the device electrode and the like. The wiring to these element electrodes may be generically referred to as an element electrode when the same material as the element electrode is used. The surface conduction electron-emitting device 104 may be formed either on the substrate 1 or on an interlayer insulating layer (not shown).
【0088】また、詳しくは後述するが、前記X方向配
線102には、X方向に配列された表面伝導型電子放出
素子104の行を入力信号に応じて走査するために、走
査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が電気的に
接続されている。Further, as will be described later in detail, a scanning signal is applied to the X-direction wiring 102 in order to scan the rows of the surface conduction electron-emitting devices 104 arranged in the X-direction according to an input signal. A scanning signal applying means (not shown) is electrically connected.
【0089】一方、Y方向配線103には、Y方向に配
列された表面伝導型電子放出素子104の列の各列を入
力信号に応じて変調するために、変調信号を印加する不
図示の変調信号印加手段が電気的に接続されている。各
表面伝導型電子放出素子104に印加される駆動電圧
は、当該表面伝導型電子放出素子に印加される走査信号
と変調信号の差電圧として供給されるものである。On the other hand, a modulation signal (not shown) is applied to the Y-direction wiring 103 in order to modulate each row of the surface conduction electron-emitting devices 104 arranged in the Y-direction according to an input signal. The signal applying means is electrically connected. The drive voltage applied to each surface conduction electron-emitting device 104 is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the surface conduction electron-emitting device.
【0090】次に、以上のような単純マトリクス配置の
本発明の電子源を用いた本発明の画像形成装置の一例
を、図8〜図10を用いて説明する。尚、図8は表示パ
ネル201の基本構成図であり、図9は蛍光膜114を
示す図であり、図10は図8の表示パネル201でNT
SC方式のテレビ信号に応じてテレビジョン表示を行う
ための駆動回路の一例を示すブロック図である。Next, an example of the image forming apparatus of the present invention using the electron source of the present invention having the above simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 8 is a basic configuration diagram of the display panel 201, FIG. 9 is a diagram showing the fluorescent film 114, and FIG. 10 is the display panel 201 of FIG.
It is a block diagram showing an example of a drive circuit for performing a television display according to an SC system television signal.
【0091】図8において、1は上述のようにして表面
伝導型電子放出素子を配置した電子源の基板、111は
基板1を固定したリアプレ−ト、116はガラス基板1
13の内面に画像形成部材であるところの蛍光膜114
とメタルバック115等が形成されたフェ−スプレ−
ト、112は支持枠である。リアプレ−ト111,支持
枠112及びフェ−スプレ−ト116は、これらの接合
部分にフリットガラス等を塗布し、大気中あるいは窒素
雰囲気中で400℃〜500℃で10分間以上焼成する
ことで封着して、外囲器118を構成している。In FIG. 8, 1 is a substrate of an electron source in which the surface conduction electron-emitting devices are arranged as described above, 111 is a rear plate to which the substrate 1 is fixed, and 116 is a glass substrate 1.
The fluorescent film 114, which is an image forming member, is formed on the inner surface of 13.
And a face spray formed with a metal back 115 and the like.
Reference numeral 112 is a support frame. The rear plate 111, the support frame 112, and the face plate 116 are sealed by applying frit glass or the like to their joints and firing at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more in the air or a nitrogen atmosphere. Then, the outer envelope 118 is constructed.
【0092】図8において、102,103は表面伝導
型電子放出素子104の一対の素子電極4,5(図1参
照)に接続されたX方向配線及びY方向配線で、各々外
部端子Dx1ないしDxm、Dy1ないしDynを有し
ている。In FIG. 8, reference numerals 102 and 103 denote X-direction wirings and Y-direction wirings connected to the pair of device electrodes 4 and 5 (see FIG. 1) of the surface conduction electron-emitting device 104, which are external terminals Dx1 to Dxm, respectively. , Dy1 to Dyn.
【0093】外囲器118は、上述の如く、フェ−スプ
レ−ト116、支持枠112、リアプレ−ト111で構
成されている。しかし、リアプレ−ト111は主に基板
1の強度を補強する目的で設けられるものであり、基板
1自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレ−ト1
11は不要であり、基板1に直接支持枠112を封着
し、フェ−スプレ−ト116、支持枠112、基板1に
て外囲器118を構成しても良い。また、フェースプレ
ート116とリアプレート111の間に、スペーサーと
呼ばれる不図示の支持体を更に設置することで、大気圧
に対して十分な強度を有する外囲器118とすることも
できる。The envelope 118 is composed of the face plate 116, the support frame 112, and the rear plate 111 as described above. However, the rear plate 111 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 1, and when the substrate 1 itself has sufficient strength, the rear plate 1 is a separate body.
11, the support frame 112 may be directly sealed to the substrate 1, and the face plate 116, the support frame 112, and the substrate 1 may constitute the envelope 118. Further, by further installing a support body (not shown) called a spacer between the face plate 116 and the rear plate 111, it is possible to form the envelope 118 having sufficient strength against atmospheric pressure.
【0094】蛍光膜114は、モノクロ−ムの場合は蛍
光体122のみから成るが、カラ−の場合は、蛍光体1
22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121と、蛍光体122とで構成される。
ブラックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的
は、カラ−表示の場合必要となる三原色の各蛍光体12
2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114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である。黒色導電材12
1の材料としては、通常よく用いられている黒鉛を主成
分とする材料だけでなく、導電性があり、光の透過及び
反射が少ない材料であれば他の材料を用いることもでき
る。In the case of monochrome, the fluorescent film 114 is composed of only the phosphor 122, but in the case of color, the phosphor 1 is used.
22 stripes, black stripes (Fig. 9 (a))
Alternatively, it is composed of a black conductive material 121 called a black matrix (FIG. 9B) and the like, and a phosphor 122.
The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to provide each of the three primary color phosphors 12 required for color display.
It is to make the color-mixed portions between the two black so as to make the color mixture inconspicuous and to suppress the deterioration of the contrast due to the reflection of external light on the fluorescent film 114. Black conductive material 12
As the material of No. 1, not only a commonly used material containing graphite as a main component, but also another material can be used as long as it is a material having conductivity and little transmission and reflection of light.
【0095】ガラス基板113に蛍光体122を塗布す
る方法としては、モノクロ−ム、カラ−によらず、沈殿
法や印刷法が用いられる。As a method of applying the phosphor 122 to the glass substrate 113, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color.
【0096】また、図8に示されるように、蛍光膜11
4の内面側には通常メタルバック115が設けられる。
メタルバック115の目的は、蛍光体122(図9参
照)の発光のうち内面側への光をフェ−スプレ−ト11
6側へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、高
圧端子Hvから電子ビ−ム加速電圧を印加するための電
極として作用すること、外囲器118内で発生した負イ
オンの衝突によるダメ−ジからの蛍光体122の保護等
である。メタルバック115は、蛍光膜114の作製
後、蛍光膜114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
等で堆積することで作製できる。Further, as shown in FIG.
A metal back 115 is usually provided on the inner surface side of 4.
The purpose of the metal back 115 is to allow the light emitted from the phosphor 122 (see FIG. 9) toward the inner surface side to face the face plate 11.
6 to improve the brightness by specular reflection, to act as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage from the high voltage terminal Hv, and to prevent damage due to collision of negative ions generated in the envelope 118. For example, protection of the fluorescent substance 122 from the light. The metal back 115 can be manufactured by performing smoothing processing (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 114 after manufacturing the fluorescent film 114, and then depositing Al by vacuum vapor deposition or the like.
【0097】フェ−スプレ−ト116には、更に蛍光膜
114の導電性を高めるため、蛍光膜114の外面側に
透明電極(不図示)を設けてもよい。The face plate 116 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 114 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 114.
【0098】前述の封着を行う際、カラ−の場合は各色
蛍光体122と表面伝導型電子放出素子104とを対応
させなくてはいけないため、十分な位置合わせを行う必
要がある。When the above-mentioned sealing is performed, in the case of a color, the phosphors 122 of the respective colors have to correspond to the surface conduction electron-emitting devices 104, so that it is necessary to perform sufficient alignment.
【0099】外囲器118内は、不図示の排気管を通
じ、10-7Torr程度の真空度にされ、封止される。
また、外囲器118の封止を行う直前あるいは封止後
に、ゲッタ−処理を行う場合もある。これは、抵抗加熱
あるいは高周波加熱等の加熱法により、外囲器118内
の所定の位置に配置したゲッタ−(不図示)を加熱し、
蒸着膜を形成する処理である。ゲッタ−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10
-5〜10-7Torrの真空度を維持するためのものであ
る。The inside of the envelope 118 is sealed through a vacuum degree of about 10 −7 Torr through an exhaust pipe (not shown).
Further, the getter process may be performed immediately before or after the envelope 118 is sealed. This is to heat a getter (not shown) arranged at a predetermined position in the envelope 118 by a heating method such as resistance heating or high frequency heating.
This is a process of forming a vapor deposition film. The getter usually contains Ba or the like as a main component.
This is for maintaining a vacuum degree of -5 to 10 -7 Torr.
【0100】尚、前述したフォーミング及びこれ以降の
表面伝導型電子放出素子の製造工程は、通常、外囲器1
18の封止直前又は封止後に行われるもので、その内容
は前述の通りである。Incidentally, the above-mentioned forming process and the subsequent manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device are usually performed in the envelope 1.
It is performed immediately before or after the sealing of 18, and the content thereof is as described above.
【0101】上述の表示パネル201は、例えば図10
に示されるような駆動回路で駆動することができる。
尚、図10において、201は前記表示パネルであり、
202は走査回路、203は制御回路、204はシフト
レジスタ、205はラインメモリ、206は同期信号分
離回路、207は変調信号発生器、Vx及びVaは直流
電圧源である。The display panel 201 described above is shown in FIG.
It can be driven by a driving circuit as shown in FIG.
In FIG. 10, 201 is the display panel,
202 is a scanning circuit, 203 is a control circuit, 204 is a shift register, 205 is a line memory, 206 is a sync signal separation circuit, 207 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.
【0102】図10に示されるように、表示パネル20
1は、外部端子Dx1ないしDxm、外部端子Dy1な
いしDyn、及び高圧端子Hvを介して外部の電気回路
と接続されている。このうち、外部端子Dx1ないしD
xmには、前記表示パネル201内に設けられている表
面伝導型電子放出素子、すなわちm行n列の行列状にマ
トリクス配置された表面伝導型電子放出素子群を1行
(n素子)づつ順次駆動して行くための走査信号が印加
される。As shown in FIG. 10, the display panel 20
1 is connected to an external electric circuit via the external terminals Dx1 to Dxm, the external terminals Dy1 to Dyn, and the high-voltage terminal Hv. Of these, the external terminals Dx1 to Dx
In xm, a surface conduction electron-emitting device provided in the display panel 201, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of m rows and n columns is sequentially arranged for each row (n elements). A scanning signal for driving is applied.
【0103】一方、外部端子Dy1ないしDynには、
前記走査信号により選択された1行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。また、高
圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例えば10kV
の直流電圧が供給される。これは表面伝導型電子放出素
子より出力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。On the other hand, the external terminals Dy1 to Dyn are connected to
A modulation signal for controlling the output electron beam of each element in one row selected by the scanning signal is applied. Further, the high voltage terminal Hv is, for example, 10 kV from the DC voltage source Va.
DC voltage is supplied. This is an accelerating voltage for giving enough energy to excite the phosphor to the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device.
【0104】走査回路202は、内部にm個のスイッチ
ング素子(図10中、S1ないしSmで模式的に示す)
を備えるもので、各スイッチング素子S1〜Smは、直
流電圧源Vxの出力電圧もしくは0V(グランドレベ
ル)のいずれか一方を選択して、表示パネル201の外
部端子Dx1ないしDxmと電気的に接続するものであ
る。各スイッチング素子S1〜Smは、制御回路203
が出力する制御信号Tscanに基づいて動作するもの
で、実際には、例えばFETのようなスイッチング機能
を有する素子を組み合わせることにより容易に構成する
ことが可能である。The scanning circuit 202 has therein m switching elements (schematically shown by S1 to Sm in FIG. 10).
Each of the switching elements S1 to Sm selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0V (ground level) and is electrically connected to the external terminals Dx1 to Dxm of the display panel 201. It is a thing. Each of the switching elements S1 to Sm includes a control circuit 203.
It operates on the basis of the control signal Tscan output from the device, and in fact, it can be easily configured by combining elements having a switching function such as an FET.
【0105】本例における前記直流電圧源Vxは、前記
表面伝導型電子放出素子の特性(しきい値電圧)に基づ
き、走査されていない表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる駆動電圧がしきい値電圧以下となるような一定電圧
を出力するよう設定されている。In the DC voltage source Vx in this example, the drive voltage applied to the unscanned surface conduction electron-emitting device is based on the characteristics (threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device. It is set to output a constant voltage that is less than or equal to the value voltage.
【0106】制御回路203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
動作を整合させる働きをもつものである。次に説明する
同期信号分離回路206より送られる同期信号Tsyn
cに基づいて、各部に対してTscan、Tsft及び
Tmryの各制御信号を発生する。The control circuit 203 has a function of matching the operation of each part so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The synchronization signal Tsyn sent from the synchronization signal separation circuit 206 described below
Based on c, Tscan, Tsft, and Tmry control signals are generated for each unit.
【0107】同期信号分離回路206は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離する為の回路で、良く知られてい
るように、周波数分離(フィルター)回路を用いれば、
容易に構成できるものである。同期信号分離回路206
により分離された同期信号は、これも良く知られるよう
に、垂直同期信号と水平同期信号より成る。ここでは説
明の便宜上、Tsyncとして図示する。一方、前記テ
レビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上D
ATA信号と図示する。このDATA信号はシフトレジ
スタ204に入力される。The sync signal separation circuit 206 is a circuit for separating a sync signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal inputted from the outside, and as is well known, a frequency separation (filter ) Using a circuit,
It can be easily constructed. Sync signal separation circuit 206
The synchronizing signal separated by means of a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal are also well known. Here, for convenience of explanation, it is shown as Tsync. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as D for convenience.
This is shown as an ATA signal. This DATA signal is input to the shift register 204.
【0108】シフトレジスタ204は、時系列的にシリ
アル入力される前記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203より送られる制御信号Tsftに基づいて動
作する。この制御信号Tsftは、シフトレジスタ20
4のシフトクロックであると言い換えても良い。また、
シリアル/パラレル変換された画像1ライン分(表面伝
導型電子放出素子のn素子分の駆動データに相当する)
のデータは、Id1ないしIdnのn個の並列信号とし
て前記シフトレジスタ204より出力される。The shift register 204 is for serially / parallel converting the DATA signal serially input in time series for each line of the image, and based on the control signal Tsft sent from the control circuit 203. Operate. The control signal Tsft is supplied to the shift register 20.
In other words, it may be said that the shift clock is four. Also,
One line of serial / parallel converted image (corresponding to driving data for n elements of the surface conduction electron-emitting device)
Data is output from the shift register 204 as n parallel signals Id1 to Idn.
【0109】ラインメモリ205は、画像1ライン分の
データを必要時間だけ記憶する為の記憶装置であり、制
御回路203より送られる制御信号Tmryに従って適
宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記憶された内
容は、I’d1ないしI’dnとして出力され、変調信
号発生器207に入力される。The line memory 205 is a storage device for storing data for one line of the image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn in accordance with the control signal Tmry sent from the control circuit 203. The stored contents are output as I′d1 to I′dn and input to the modulation signal generator 207.
【0110】変調信号発生器207は、前記画像データ
I’d1ないしI’dnの各々に応じて、表面伝導型電
子放出素子の各々を適切に駆動変調する為の信号線で、
その出力信号は、外部端子Dy1ないしDynを通じて
表示パネル201内の表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる。The modulation signal generator 207 is a signal line for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data I'd1 to I'dn.
The output signal is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 201 through the external terminals Dy1 to Dyn.
【0111】前述したように、表面伝導型電子放出素子
は電子放出に明確なしきい値電圧を有しており、しきい
値電圧を超える電圧が印加された場合にのみ電子放出が
生じる。また、しきい値電圧を超える電圧に対しては、
表面伝導型電子放出素子への印加電圧の変化に応じて放
出電流も変化して行く。表面伝導型電子放出素子の材料
や構成、製造方法を変える事により、しきい値電圧の値
や、印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のような事が言え
る。As described above, the surface conduction electron-emitting device has a clear threshold voltage for electron emission, and electron emission occurs only when a voltage exceeding the threshold voltage is applied. For voltages exceeding the threshold voltage,
The emission current also changes according to the change in the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device. The value of the threshold voltage and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed by changing the material, structure, and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device. I can say things.
【0112】即ち、表面伝導型電子放出素子にパルス状
の電圧を印加する場合、例えばしきい値電圧以下の電圧
を印加しても電子放出は生じないが、しきい値電圧を超
える電圧を印加する場合には電子放出を生じる。その
際、第1には電圧パルスの波高値を変化させることによ
り、出力される電子ビームの強度を制御することが可能
である。第2には、電圧パルスの幅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。That is, when a pulsed voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device, electron emission does not occur even if a voltage below the threshold voltage is applied, but a voltage exceeding the threshold voltage is applied. If it does, electron emission occurs. At that time, firstly, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value of the voltage pulse. Secondly, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the width of the voltage pulse.
【0113】従って、入力信号に応じて表面伝導型電子
放出素子を変調する方式としては、電圧変調方式とパル
ス幅変調方式とが挙げられる。電圧変調方式を行う場
合、変調信号発生器207としては、一定の長さの電圧
パルスを発生するが、入力されるデータに応じて適宜パ
ルスの波高値を変調できる電圧変調方式の回路を用い
る。また、パルス幅変調方式を行う場合、変調信号発生
器207としては、一定の波高値の電圧パルスを発生す
るが、入力されるデータに応じて適宜パルス幅を変調で
きるパルス幅変調方式の回路を用いる。Therefore, as a method of modulating the surface conduction electron-emitting device according to an input signal, there are a voltage modulation method and a pulse width modulation method. In the case of performing the voltage modulation method, the modulation signal generator 207 uses a voltage modulation method circuit that generates a voltage pulse of a constant length, but can appropriately modulate the pulse peak value according to the input data. In the case of performing the pulse width modulation method, the modulation signal generator 207 generates a voltage pulse having a constant peak value, but a circuit of the pulse width modulation method capable of appropriately modulating the pulse width according to the input data is used. To use.
【0114】シフトレジスタ204やラインメモリ20
5は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもの
でもよく、画像信号のシリアル/パラレル変換や記憶が
所定の速度で行えるものであればよい。The shift register 204 and the line memory 20
5 may be of a digital signal type or an analog signal type as long as it can perform serial / parallel conversion and storage of an image signal at a predetermined speed.
【0115】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路206の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要がある。これは同期信号分離回路206の出力
部にA/D変換器を設けることで行える。When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 206 into a digital signal. This can be done by providing an A / D converter at the output of the sync signal separation circuit 206.
【0116】また、これと関連して、ラインメモリ20
5の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かにより、
変調信号発生器207に設けられる回路が若干異なるも
のとなる。Also in connection with this, the line memory 20
Depending on whether the output signal of 5 is a digital signal or an analog signal,
The circuit provided in the modulation signal generator 207 is slightly different.
【0117】即ち、デジタル信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器207には、例えば良く知られてい
るD/A変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付
け加えればよい。また、デジタル信号でパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器207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
ことで容易に構成することができる。更に、必要に応じ
て、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を表
面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するた
めの増幅器を付け加えてもよい。That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 207, and an amplification circuit or the like may be added if necessary. Further, in the case of a pulse width modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 207, for example, a high-speed oscillator and a counter (counter) that counts the number of waves output by the oscillator, and the output value of the counter and the output value of the memory. It can be easily configured by using a circuit in which comparators for comparison are combined. Further, if necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.
【0118】一方、アナログ信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器207には、例えばよく知られてい
るオペアンプ等を用いた増幅回路を用いればよく、必要
に応じてレベルシフト回路等を付け加えてもよい。ま
た、アナログ信号でパルス幅変調方式の場合、例えばよ
く知られている電圧制御型発振回路(VCO)を用いれ
ばよく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電
圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよ
い。On the other hand, in the case of the voltage modulation method using analog signals, the modulation signal generator 207 may be, for example, an amplifier circuit using a well-known operational amplifier or the like, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. May be. Further, in the case of the pulse width modulation method using an analog signal, for example, a well-known voltage controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and the voltage is amplified to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device as necessary. May be added.
【0119】以上のような表示パネル201及び駆動回
路を有する本発明の画像形成装置は、外部端子Dx1〜
Dxm及びDy1〜Dynから電圧を印加することによ
り、任意の電子放出素子104から電子を放出させるこ
とができ、高圧端子Hvを通じてメタルバック115あ
るいは透明電極(不図示)に高電圧を印加して電子ビ−
ムを加速し、加速した電子ビームを蛍光膜114に衝突
させることで生じる励起・発光によって、NTSC方式
のテレビ信号に応じてテレビジョン表示を行うことがで
きるものである。The image forming apparatus of the present invention having the display panel 201 and the driving circuit as described above has the external terminals Dx1 to Dx1.
By applying a voltage from Dxm and Dy1 to Dyn, an electron can be emitted from any electron-emitting device 104, and a high voltage is applied to the metal back 115 or a transparent electrode (not shown) through the high-voltage terminal Hv. Bee
A television display can be performed according to an NTSC television signal by excitation / light emission caused by accelerating the beam and causing the accelerated electron beam to collide with the fluorescent film 114.
【0120】尚、以上説明した構成は、表示等に用いら
れる本発明の画像形成装置を得る上で必要な概略構成で
あり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述の内容
に限られるものではなく、画像形成装置の用途に適する
よう、適宜選択されるものである。また、入力信号例と
してNTSC方式を挙げたが、本発明の画像形成装置は
これに限られるものではなく、PAL,SECAM方式
等の他の方式でもよく、更には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方式でもよい。The above-described structure is a schematic structure necessary for obtaining the image forming apparatus of the present invention used for display or the like, and the detailed parts such as the material of each member are limited to the above contents. However, it is appropriately selected so as to suit the purpose of the image forming apparatus. Further, although the NTSC system has been taken as an example of the input signal, the image forming apparatus of the present invention is not limited to this, and other systems such as PAL and SECAM systems may be used, and more scanning lines than these may be used. The TV signal may be a high-definition TV system such as the MUSE system.
【0121】次に、前述の梯型配置の電子源及びこれを
用いた本発明の画像形成装置の一例について、図11及
び図12を用いて説明する。Next, an example of the above-mentioned ladder-type electron source and an image forming apparatus of the present invention using the electron source will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
【0122】図11において、1は基板、104は表面
伝導型電子放出素子、304は表面伝導型電子放出素子
104を接続する共通配線で10本設けられており、各
々外部端子D1〜D10を有している。In FIG. 11, 1 is a substrate, 104 is a surface conduction electron-emitting device, and 304 is a common wiring for connecting the surface conduction electron-emitting device 104. Ten common wirings are provided, each having external terminals D1 to D10. are doing.
【0123】表面伝導型電子放出素子104は、基板1
上に並列に複数個配置される。これを素子行と呼ぶ。そ
してこの素子行が複数行配置されて電子源を構成してい
る。The surface conduction electron-emitting device 104 is the substrate 1
A plurality of them are arranged in parallel on the top. This is called an element row. A plurality of these element rows are arranged to form an electron source.
【0124】各素子行の共通配線304(例えば外部端
子D1とD2の共通配線304)間に適宜の駆動電圧を
印加することで、各素子行を独立に駆動することが可能
である。即ち、電子ビームを放出させたい素子行にはし
きい値電圧を超える電圧を印加し、電子ビームを放出さ
せたくない素子行にはしきい値電圧以下の電圧を印加す
るようにすればよい。このような駆動電圧の印加は、各
素子行間に位置する共通配線D2〜D9について、各々
相隣接する共通配線304、即ち相隣接する外部端子D
2とD3,D4とD5,D6とD7,D8とD9の共通
配線304を一体の同一配線としても行うことができ
る。Each element row can be independently driven by applying an appropriate drive voltage between the common wiring 304 of each element row (for example, the common wiring 304 of the external terminals D1 and D2). That is, a voltage exceeding the threshold voltage may be applied to the element row where the electron beam is desired to be emitted, and a voltage lower than the threshold voltage may be applied to the element row where the electron beam is not desired to be emitted. The application of such a driving voltage is performed on the common wirings D2 to D9 located between the element rows by the common wirings 304 adjacent to each other, that is, the external terminals D adjacent to each other.
The common wiring 304 of 2 and D3, D4 and D5, D6 and D7, and D8 and D9 can also be formed as an integrated same wiring.
【0125】図12は、上記梯型配置の電子源を備えた
表示パネル301の構造を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the structure of a display panel 301 having the above-mentioned ladder-type electron sources.
【0126】図12において、302はグリッド電極、
303は電子が通過するための開口、D1〜Dmは各表
面伝導型電子放出素子に電圧を印加するための外部端
子、G1〜Gnはグリッド電極302に接続された端子
である。また、各素子行間の共通配線304は一体の同
一配線として基板1上に形成されている。In FIG. 12, 302 is a grid electrode,
Reference numeral 303 is an opening through which electrons pass, D1 to Dm are external terminals for applying a voltage to each surface conduction electron-emitting device, and G1 to Gn are terminals connected to the grid electrode 302. Further, the common wiring 304 between each element row is formed on the substrate 1 as an integrated single wiring.
【0127】尚、図12において図8と同じ符号は同じ
部材を示すものであり、図8に示される単純マトリクス
配置の電子源を用いた表示パネル201との大きな違い
は、基板1とフェースプレート116の間にグリッド電
極302を備えている点である。In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIG. 8 indicate the same members, and a big difference from the display panel 201 using the electron source of the simple matrix arrangement shown in FIG. The point is that the grid electrode 302 is provided between 116.
【0128】基板1とフェースプレート116の間に
は、上記のようにグリッド電極302が設けられてい
る。このグリッド電極302は、表面伝導型電子放出素
子104から放出された電子ビームを変調することがで
きるもので、梯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に、
各表面伝導型電子放出素子104に対応して1個づつ円
形の開口303を設けたものとなっている。The grid electrode 302 is provided between the substrate 1 and the face plate 116 as described above. The grid electrode 302 is capable of modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device 104, and the electron beam is applied to the stripe-shaped electrodes provided orthogonally to the device rows in the ladder type arrangement. To pass
A circular opening 303 is provided for each of the surface conduction electron-emitting devices 104.
【0129】グリッド電極302の形状や配置位置は、
必ずしも図12に示すようなものでなくともよく、開口
303をメッシュ状に多数設けることもあり、またグリ
ッド電極302を、例えば表面伝導型電子放出素子10
4の周囲や近傍に設けてもよい。The shape and arrangement position of the grid electrode 302 are
The shape is not necessarily shown in FIG. 12, and a large number of openings 303 may be provided in a mesh shape, and the grid electrode 302 may be provided, for example, in the surface conduction electron-emitting device 10.
It may be provided around 4 or in the vicinity thereof.
【0130】外部端子D1〜Dm及びG1〜Gnは不図
示の駆動回路に接続されている。そして、素子行を1列
づつ順次駆動(走査)していくのと同期して、グリッド
電極302の列に画像1ライン分の変調信号を印加する
ことにより、各電子ビームの蛍光膜114への照射を制
御し、画像を1ラインづつ表示することができる。The external terminals D1 to Dm and G1 to Gn are connected to a drive circuit (not shown). Then, in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one column at a time, a modulation signal for one line of the image is applied to the columns of the grid electrode 302, so that each electron beam is applied to the fluorescent film 114. The irradiation can be controlled and the image can be displayed line by line.
【0131】以上のように、本発明の画像形成装置は、
単純マトリクス配置及び梯型配置のいずれの本発明の電
子源を用いても得ることができ、上述したテレビジョン
放送の表示装置のみならず、テレビ会議システム、コン
ピューター等の表示装置として好適な画像形成装置が得
られる。更には、感光ドラム等とで構成した光プリンタ
−の露光装置としても用いることができるものである。As described above, the image forming apparatus of the present invention is
An image formation that can be obtained by using the electron source of the present invention in either a simple matrix arrangement or a trapezoidal arrangement and is suitable not only as a display device for the television broadcast described above but also as a display device for a video conference system, a computer, or the like. The device is obtained. Further, it can also be used as an exposure device of an optical printer constituted by a photosensitive drum and the like.
【0132】[0132]
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明す
る。EXAMPLES The present invention will be further described with reference to the following examples.
【0133】[実施例1]本実施例は、図2の(a),
(b)に示した工程を実施し、薄膜21の形状を観察し
た例である。以下の工程a,bは図2の(a)〜(b)
に対応する。[Embodiment 1] This embodiment is based on FIG.
This is an example in which the shape of the thin film 21 is observed by performing the step shown in (b). The following steps a and b are shown in FIGS.
Corresponding to.
【0134】工程a:基板1として石英基板を用い、こ
れを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板1上に、真空
蒸着法により、厚さ50ÅのTi、厚さ1000ÅのN
iを順次堆積した。その後、フォトリソグラフィー技術
によりパターニングして素子電極間隔Lが3μm、幅W
が300μmの素子電極4,5を形成した。Step a: A quartz substrate is used as the substrate 1, which is thoroughly washed with an organic solvent, and then on the substrate 1 is formed a vacuum vapor deposition method with a thickness of 50 Å Ti and a thickness of 1000 Å N.
i were sequentially deposited. After that, patterning is performed by a photolithography technique, and an element electrode interval L is 3 μm and a width W
To form device electrodes 4 and 5 having a thickness of 300 μm.
【0135】工程b:素子電極4,5を形成した基板1
上に、有機パラジウム(奥野製薬(株)製;ccp−4
230)含有溶液をエアレススプレー法にて塗布した
後、クリーンオーブン中大気下にて300℃,10分間
の焼成を行い、酸化パラジウム(PdO)微粒子(平均
粒径:60Å)からなる薄膜21を形成した。Step b: Substrate 1 on which device electrodes 4 and 5 are formed
Organic palladium (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd .; ccp-4)
230) After applying the containing solution by the airless spray method, the thin film 21 made of palladium oxide (PdO) fine particles (average particle size: 60Å) is formed by baking at 300 ° C. for 10 minutes in the atmosphere in a clean oven. did.
【0136】上記のようにして作製した薄膜21の形状
をFE−SEMにて観察したところ、従来のように有機
パラジウム含有溶液をスピンナー塗布して形成した薄膜
に比べ、全体的に膜の均一性が高かった。The shape of the thin film 21 produced as described above was observed by FE-SEM. As a result, it was found that the film was generally more uniform than a thin film formed by spinner coating of an organic palladium-containing solution as in the prior art. Was high.
【0137】[実施例2]本実施例では、実施例1の工
程bにおいて、エアレススプレー法に代えて静電スプレ
ー法により有機パラジウム含有溶液を塗布した以外は、
実施例1と同様にして薄膜21を形成した。Example 2 In this example, except that in step b of Example 1, the organopalladium-containing solution was applied by the electrostatic spray method instead of the airless spray method,
A thin film 21 was formed in the same manner as in Example 1.
【0138】上記のようにして作製した薄膜21の形状
をFE−SEMにて観察したところ、実施例1と同様、
全体的に膜の均一性が高かった。また、本実施例で作製
した薄膜21は、基板1及び素子電極4,5との密着性
が向上していた。When the shape of the thin film 21 produced as described above was observed with an FE-SEM, the same as in Example 1 was obtained.
The uniformity of the film was high overall. Further, the thin film 21 produced in this example had improved adhesion to the substrate 1 and the device electrodes 4 and 5.
【0139】[実施例3]本実施例は、図2の(a),
(b)に示した工程を実施し、薄膜21の形状を観察し
た例である。以下の工程a,bは図2の(a)〜(b)
に対応する。[Embodiment 3] This embodiment is based on FIG.
This is an example in which the shape of the thin film 21 is observed by performing the step shown in (b). The following steps a and b are shown in FIGS.
Corresponding to.
【0140】工程a:基板1として石英基板を用い、こ
れを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板1上に、所望
の電極形状開口を有するパターンをホトレジスト(RD
−2000N−41・日立化成社製)で形成し、真空蒸
着法により、厚さ50ÅのTi、厚さ1000ÅのNi
を順次堆積した。その後、リフトオフ法により、素子電
極間隔Lが3μm、幅Wが300μmの素子電極4,5
を形成した。Step a: A quartz substrate is used as the substrate 1. After thoroughly washing the substrate with an organic solvent, a pattern having a desired electrode-shaped opening is formed on the substrate 1 with a photoresist (RD).
-2000N-41, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and by vacuum deposition method, Ti with a thickness of 50Å and Ni with a thickness of 1000Å.
Were sequentially deposited. Then, by the lift-off method, the device electrodes 4, 5 having a device electrode interval L of 3 μm and a width W of 300 μm.
Was formed.
【0141】工程b:素子電極4,5を形成した基板1
上に、有機パラジウム(奥野製薬(株)製;ccp−4
230)含有溶液を静電スプレー法にて塗布した後、更
にその上に同じ有機パラジウム含有溶液をスピンナー法
にて塗布し、その後、クリーンオーブン中大気下にて3
00℃,10分間の焼成を行い、酸化パラジウム(Pd
O)微粒子(平均粒径:60Å)からなる薄膜21を形
成した。Process b: Substrate 1 on which device electrodes 4 and 5 are formed
Organic palladium (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd .; ccp-4)
230) After the containing solution is applied by the electrostatic spray method, the same organopalladium containing solution is further applied thereon by the spinner method, and then, in a clean oven under air.
After firing at 00 ° C for 10 minutes, palladium oxide (Pd
O) A thin film 21 made of fine particles (average particle diameter: 60 Å) was formed.
【0142】上記のようにして作製した薄膜21の形状
をFE−SEMにて観察したところ、全体的に膜の均一
性が高かった。また、本実施例で作製した薄膜21は、
基板1及び素子電極4,5との密着性も高かった。When the shape of the thin film 21 produced as described above was observed by FE-SEM, the uniformity of the film as a whole was high. In addition, the thin film 21 produced in this example is
The adhesion to the substrate 1 and the device electrodes 4 and 5 was also high.
【0143】比較のために、上記工程bにおいて、有機
パラジウム含有溶液の塗布を、スピンナー法のみで行っ
たもの、静電スプレー法のみで行ったものについても、
同様に薄膜の観察を行った。その結果、スピンナー法の
みを用いて形成した薄膜は膜の均一性に劣り、密着性も
低かった。また、静電スプレー法のみを用いて形成した
薄膜は密着性は高かったものの、素子電極4,5エッジ
部のバリの影響と思われるが、電極エッジ部近傍に膜が
形成されていない部分が有った。For comparison, in the step b, the coating of the organopalladium-containing solution was performed only by the spinner method or the electrostatic spray method.
Similarly, the thin film was observed. As a result, the thin film formed using only the spinner method was inferior in film uniformity and adhesion. Further, although the thin film formed only by the electrostatic spraying method had high adhesion, it seems that the burrs at the edges of the device electrodes 4 and 5 affect the area. There was
【0144】本実施例のように、素子電極にバリ等の形
状欠陥が発生している場合には、有機金属含有溶液の塗
布に、静電スプレー法とスピンナー法等を組み合わせる
ことは、薄膜21の均一性及び密着性に有効であること
が明らかになった。When a shape defect such as a burr is generated in the device electrode as in the present embodiment, it is not possible to combine the electrostatic spray method and the spinner method in the application of the organic metal-containing solution. It was revealed that it is effective for the uniformity and the adhesion.
【0145】[実施例4]本実施例の表面伝導型電子放
出素子として、図1に示した表面伝導型電子放出素子を
作製した。図1(a)は表面伝導型電子放出素子の平面
図を、図1(b)は断面図を示している。なお、図中の
Wは素子電極4,5の幅、Lは素子電極4,5間の間
隔、dは素子電極の厚さを表している。Example 4 As the surface conduction electron-emitting device of this example, the surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 1 was manufactured. FIG. 1A is a plan view of the surface conduction electron-emitting device, and FIG. 1B is a sectional view. In the figure, W represents the width of the device electrodes 4 and 5, L represents the distance between the device electrodes 4 and 5, and d represents the thickness of the device electrodes.
【0146】図2を用いて、本実施例の表面伝導型電子
放出素子の製造方法を述べる。尚、以下の工程a〜dは
図2の(a)〜(d)に対応する。A method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG. The following steps a to d correspond to (a) to (d) in FIG.
【0147】工程a:基板1として石英基板を用い、こ
れを有機溶剤により充分に洗浄後、該基板1上に真空蒸
着法によりPtを堆積し、素子電極間隔Lが3μm、幅
Wが500μm、厚さdが300Åの素子電極4,5を
形成した。Step a: A quartz substrate is used as the substrate 1, which is thoroughly washed with an organic solvent, and then Pt is deposited on the substrate 1 by a vacuum vapor deposition method to have a device electrode interval L of 3 μm and a width W of 500 μm. Element electrodes 4 and 5 having a thickness d of 300 Å were formed.
【0148】工程b:素子電極4,5を形成した基板1
上の全面に有機パラジウム(奥野製薬(株)製;ccp
−4230)含有溶液を静電スプレー法にて塗布した
後、クリーンオーブンで300℃,10分間の大気焼成
を行い、酸化パラジウム(PdO)微粒子(平均粒径:
60Å)からなる薄膜21を形成した。この薄膜21の
膜厚は0.02μm、シート抵抗は2×104 Ω/□で
あった。Step b: Substrate 1 on which device electrodes 4 and 5 are formed
Organopalladium (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd .; ccp
-4230) containing solution is applied by electrostatic spray method, and then air baking is performed in a clean oven at 300 ° C. for 10 minutes to obtain fine particles of palladium oxide (PdO) (average particle diameter:
A thin film 21 of 60Å) was formed. The film thickness of this thin film 21 was 0.02 μm, and the sheet resistance was 2 × 10 4 Ω / □.
【0149】工程c:導電性薄膜3となる領域(200
μm×300μm)の薄膜21上をOMRレジストにて
マスクした後、Arガスにて余分なPdO微粒子をドラ
イエッチングして除去し、その後UV/O3 アッシャー
にて上記レジストを除去して、導電性薄膜3とした。Step c: Region (200 to be the conductive thin film 3)
(μm × 300 μm) thin film 21 is masked with an OMR resist, and then excess PdO fine particles are removed by dry etching with Ar gas, and then the resist is removed with a UV / O 3 asher to obtain a conductive film. The thin film 3 was used.
【0150】工程d:次に、素子電極4,5及び導電性
薄膜3等を形成した上記基板1を図5の測定評価系の真
空装置55内に設置し、排気ポンプ56にて排気して、
真空装置55内を約10-6Torrの真空度とした。こ
の後、素子電圧Vfを印加するための電源51により素
子電極4,5間に電圧を印加し、フォ−ミング処理する
ことにより、電子放出部2を形成した。フォ−ミング処
理には図4(a)に示した電圧波形を用いた。Step d: Next, the substrate 1 on which the element electrodes 4 and 5 and the conductive thin film 3 are formed is placed in the vacuum device 55 of the measurement and evaluation system of FIG. ,
The inside of the vacuum device 55 was set to a vacuum degree of about 10 −6 Torr. After that, a voltage was applied between the device electrodes 4 and 5 by a power source 51 for applying the device voltage Vf, and a forming process was performed to form the electron emitting portion 2. The voltage waveform shown in FIG. 4A was used for the forming process.
【0151】本実施例では、図4(a)中のT1を1m
秒、T2を10m秒とし、波高値(フォ−ミング時のピ
−ク電圧)は5Vとし、約60秒間のフォーミング処理
を行った。In this embodiment, T1 in FIG. 4A is set to 1 m.
Seconds, T2 was set to 10 msec, the peak value (peak voltage during forming) was set to 5 V, and the forming treatment was performed for about 60 seconds.
【0152】以上のようにして作製した表面伝導型電子
放出素子の電子放出特性の測定を、上述の測定評価系を
用いて行った。The electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device manufactured as described above were measured using the above-described measurement evaluation system.
【0153】尚、測定条件は、アノ−ド電極54と表面
伝導型電子放出素子の距離Hを4mm、アノ−ド電極5
4の電位を1kV、電子放出特性測定時の真空装置55
内の真空度を約1×10-6.5Torrとした。The measurement conditions were that the distance H between the anode electrode 54 and the surface conduction electron-emitting device was 4 mm and the anode electrode 5 was 5 mm.
The potential of 4 is 1 kV, the vacuum device 55 at the time of measuring electron emission characteristics
The degree of vacuum inside was about 1 × 10 −6.5 Torr.
【0154】その結果、本実施例における製造工程を経
た素子は、数回の作製に対して、図6中の実線で示した
ような電流−電圧特性が得られ、素子毎のバラツキも小
さかった。本実施例の代表的な素子は、素子電圧8V程
度から急激に放出電流Ieが増加し、素子電圧14Vで
素子電流Ifが2.2mA、放出電流Ieが1.1μA
となり、電子放出効率η=Ie/If(%)は0.05
%であった。As a result, the element which has undergone the manufacturing process in this example has obtained the current-voltage characteristics as shown by the solid line in FIG. 6 even if it is manufactured several times, and the variations among the elements are small. . In the typical element of the present embodiment, the emission current Ie rapidly increases from the element voltage of about 8V, the element current If is 2.2mA and the emission current Ie is 1.1µA at the element voltage 14V.
And the electron emission efficiency η = Ie / If (%) is 0.05.
%Met.
【0155】[実施例5]本実施例では、多数の表面伝
導型電子放出素子を単純マトリクス配置した図7に示し
たような電子源を用いて、図8に示したような画像形成
装置を作製した例を説明する。[Embodiment 5] In this embodiment, an image forming apparatus as shown in FIG. 8 is used by using an electron source as shown in FIG. 7 in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix. The produced example will be described.
【0156】電子源の一部の平面図を図15に示す。ま
た、図中のA−A’断面図を図16に示す。但し、図
7,図8,図15,図16において同じ符号は同じ部材
を示す。A plan view of a part of the electron source is shown in FIG. 16 is a sectional view taken along the line AA ′ in the figure. However, the same reference numerals in FIG. 7, FIG. 8, FIG. 15 and FIG. 16 indicate the same members.
【0157】ここで、1は基板、102はX方向配線
(下配線とも呼ぶ)、103はY方向配線(上配線とも
呼ぶ)、3は導電性薄膜、4,5は素子電極、401は
層間絶縁層、402は素子電極4と下配線102との電
気的接続のためのコンタクトホ−ルである。Here, 1 is a substrate, 102 is an X-direction wiring (also called lower wiring), 103 is a Y-direction wiring (also called upper wiring), 3 is a conductive thin film, 4 and 5 are element electrodes, and 401 is an interlayer. An insulating layer 402 is a contact hole for electrically connecting the device electrode 4 and the lower wiring 102.
【0158】まず、電子源の製造方法を図17を用いて
工程順に従って具体的に説明する。尚、以下の工程a〜
jは、図17の(a)〜(j)に対応する。First, a method for manufacturing an electron source will be specifically described in the order of steps with reference to FIG. The following steps a to
j corresponds to (a) to (j) in FIG.
【0159】工程a:清浄化した石英基板1上に、真空
蒸着により厚さ50ÅのCr、厚さ6000ÅのAuを
順次積層した後、ホトレジスト(AZ1370 ヘキス
ト社製)をスピンナ−により回転塗布、ベ−クした後、
ホトマスク像を露光、現像して、下配線102のレジス
トパタ−ンを形成し、Au/Cr堆積膜をウエットエッ
チングして、所望の形状の下配線102を形成した。Step a: Cr having a thickness of 50 Å and Au having a thickness of 6000 Å were sequentially laminated on the cleaned quartz substrate 1 by vacuum evaporation, and then a photoresist (made by AZ1370 Hoechst) was spin-coated by a spinner, followed by coating. -After
The photomask image was exposed and developed to form a resist pattern for the lower wiring 102, and the Au / Cr deposited film was wet-etched to form the lower wiring 102 having a desired shape.
【0160】工程b:次に、厚さ0.5μmのシリコン
酸化膜からなる層間絶縁層401をRFスパッタ法によ
り堆積した。Step b: Next, an interlayer insulating layer 401 made of a silicon oxide film having a thickness of 0.5 μm was deposited by the RF sputtering method.
【0161】工程c:工程bで堆積したシリコン酸化膜
にコンタクトホ−ル402を形成するためのホトレジス
トパタ−ンを作り、これをマスクとして層間絶縁層40
1をエッチングしてコンタクトホ−ル402を形成し
た。エッチングはCF4 とH2ガスを用いたRIE(R
eactive Ion Etching)法によっ
た。Step c: A photoresist pattern for forming a contact hole 402 is formed on the silicon oxide film deposited in step b, and this is used as a mask to form the interlayer insulating layer 40.
1 was etched to form a contact hole 402. The etching is performed by RIE using CF 4 and H 2 gas (R
The active Ion Etching method was used.
【0162】工程d:その後、素子電極4,5と素子電
極間ギャップGとなるべきパタ−ンをホトレジスト(R
D−2000N−41 日立化成社製)で形成し、真空
蒸着法により、厚さ50ÅのTi、厚さ1000ÅのN
iを順次堆積した。ホトレジストパタ−ンを有機溶剤で
溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電極間
隔Lが3μm、幅Wが300μmの素子電極4,5を形
成した。Step d: After that, a pattern for forming the gap G between the device electrodes 4 and 5 and the device electrodes is formed by a photoresist (R).
D-2000N-41 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 50Å Ti and a thickness of 1000ÅN.
i were sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes 4 and 5 having a device electrode interval L of 3 μm and a width W of 300 μm.
【0163】工程e:素子電極4,5の上に上配線10
3のホトレジストパタ−ンを形成した後、厚さ50Åの
Ti,厚さ5000ÅのAuを順次真空蒸着により堆積
し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形
状の上配線103を形成した。Process e: Upper wiring 10 on the device electrodes 4 and 5
After forming the photoresist pattern No. 3, Ti with a thickness of 50Å and Au with a thickness of 5000Å are sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions are removed by lift-off to form the upper wiring 103 of a desired shape. .
【0164】工程f:コンタクトホール402部分以外
にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真空蒸
着により厚さ50ÅのTi,厚さ5000ÅのAuを順
次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除去するこ
とにより、コンタクトホール402を埋め込んだ。Step f: A pattern was formed such that a resist was applied to portions other than the contact hole 402, and Ti having a thickness of 50Å and Au having a thickness of 5000Å were sequentially deposited by vacuum evaporation. Contact holes 402 were buried by removing unnecessary portions by lift-off.
【0165】工程g:上記基板全面に実施例4と同様の
方法でPdO微粒子からなる薄膜21を形成した。Step g: A thin film 21 made of PdO fine particles was formed on the entire surface of the substrate by the same method as in Example 4.
【0166】工程h:素子電極ギャップ間の領域の薄膜
21上に、OMRレジスト403をパターン形成した。Step h: An OMR resist 403 was patterned on the thin film 21 in the region between the device electrode gaps.
【0167】工程i:Arガスを用いてエッチングし、
OMRレジスト403を形成した領域以外のPdO微粒
子を除去した。Step i: Etching using Ar gas,
The PdO fine particles other than the region where the OMR resist 403 was formed were removed.
【0168】工程j:UV/O3 アッシングによりOM
Rレジスト403を剥離して、所望のパターンを有する
PdO微粒子膜からなる導電性薄膜3を得た。Process j: OM by UV / O 3 ashing
The R resist 403 was peeled off to obtain a conductive thin film 3 made of a PdO fine particle film having a desired pattern.
【0169】以上の工程により、基板1上に下配線10
2、層間絶縁層401、上配線103、素子電極4,
5、導電性薄膜3等を形成した。Through the above steps, the lower wiring 10 is formed on the substrate 1.
2, interlayer insulating layer 401, upper wiring 103, device electrode 4,
5, the conductive thin film 3 and the like were formed.
【0170】以上のようにして未フォ−ミングの表面伝
導型電子放出素子を同一基板上に多数個同時に作製した
電子源において、各表面伝導型電子放出素子の素子抵抗
のバラツキをみたところ、従来の作製法で作製した電子
源と比較して、そのバラツキが3分の1以下に抑えられ
ていた。In an electron source in which a large number of unformed surface conduction electron-emitting devices were simultaneously manufactured on the same substrate as described above, the variation in device resistance of each surface conduction electron-emitting device was observed. The variation was suppressed to one third or less as compared with the electron source manufactured by the manufacturing method.
【0171】次に、上記の未フォ−ミングの電子源を用
いて画像形成装置を作製した。作製手順を図8及び図9
を参照して以下に説明する。Next, an image forming apparatus was manufactured using the above-mentioned unformed electron source. The manufacturing procedure is shown in FIGS.
Will be described below.
【0172】まず、未フォ−ミングの電子源の基板1を
リアプレ−ト111に固定した後、基板1の5mm上方
に、フェ−スプレ−ト116(ガラス基板113の内面
に画像形成部材であるところの蛍光膜114とメタルバ
ック115が形成されて構成される。)を支持枠112
を介し配置し、フェ−スプレ−ト116、支持枠11
2、リアプレ−ト111の接合部にフリットガラスを塗
布し、大気中で400℃で10分焼成することで封着し
た。また、リアプレ−ト111への基板1の固定もフリ
ットガラスで行った。First, after fixing the substrate 1 of the unformed electron source to the rear plate 111, the face plate 116 (image forming member on the inner surface of the glass substrate 113 is located 5 mm above the substrate 1). The fluorescent film 114 and the metal back 115 are formed.) The support frame 112
Through the face plate 116, the support frame 11
2. Frit glass was applied to the joint portion of the rear plate 111, and baked at 400 [deg.] C. for 10 minutes in the air for sealing. Further, the frit glass was also used to fix the substrate 1 to the rear plate 111.
【0173】画像形成部材であるところの蛍光膜114
は、モノクロ−ムの場合は蛍光体のみから成るが、本実
施例では蛍光体はストライプ形状(図9(a)参照)を
採用し、先に黒色導電材121でブラックストライプを
形成し、その間隙部にスラリー法により各色蛍光体12
2を塗布して蛍光膜114を作製した。黒色導電材12
1としては、通常よく用いられている黒鉛を主成分とす
る材料を用いた。Fluorescent film 114 which is an image forming member
In the case of monochrome, it is composed of only the phosphor, but in this embodiment, the phosphor has a stripe shape (see FIG. 9A), and a black stripe is first formed with the black conductive material 121. Each color phosphor 12 is formed in the gap by the slurry method.
2 was applied to produce a fluorescent film 114. Black conductive material 12
As 1, a commonly used material containing graphite as a main component was used.
【0174】また、蛍光膜114の内面側にはメタルバ
ック115を設けた。メタルバック115は、蛍光膜1
14の作製後、蛍光膜114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、A
lを真空蒸着することで作製した。A metal back 115 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 114. The metal back 115 is the fluorescent film 1.
After producing 14, the inner surface of the fluorescent film 114 is smoothed (usually called filming), and then A
1 was vacuum-deposited.
【0175】フェ−スプレ−ト116には、更に蛍光膜
114の導電性を高めるため、蛍光膜114の外面側に
透明電極が設けられる場合もあるが、本実施例では、メ
タルバック115のみで十分な導電性が得られたので省
略した。The face plate 116 may be provided with a transparent electrode on the outer surface side of the fluorescent film 114 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 114, but in this embodiment, only the metal back 115 is used. It was omitted because sufficient conductivity was obtained.
【0176】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体122と電子放出素子104とを対応させなくて
はいけないため、十分な位置合わせを行った。When performing the above-mentioned sealing, in the case of color, the phosphors 122 of the respective colors must correspond to the electron-emitting devices 104, so that sufficient alignment was performed.
【0177】以上のようにして完成した外囲器118内
の雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dx1ないし
DxmとDy1ないしDynを通じ、実施例4に示した
要領で電子放出素子104の素子電極4,5間に電圧を
印加し、前述のフォ−ミング処理を行い、電子放出部2
を形成した。The atmosphere in the envelope 118 completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dy1 to Dy1. A voltage is applied between the device electrodes 4 and 5 of the electron-emitting device 104 through Dyn in the same manner as in Example 4 to perform the above-mentioned forming process, and the electron-emitting unit 2
Was formed.
【0178】この後、不図示の排気管を通じ、外囲器1
18内を10-7Torr程度の真空度とし、該排気管を
ガスバ−ナで熱することで溶着し、外囲器118の封止
を行った。最後に、封止後の真空度を維持するために、
高周波加熱法でゲッタ−処理を行った。ゲッターはBa
を主成分とした。After this, the envelope 1 is passed through an exhaust pipe (not shown).
The inside of 18 was evacuated to a degree of vacuum of about 10 -7 Torr, and the exhaust pipe was heated by a gas burner to be welded to seal the envelope 118. Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing,
Getter processing was performed by a high frequency heating method. Getter is Ba
Was the main component.
【0179】以上のようにして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201(図8参照)に
おいて、容器外端子Dx1ないしDxmとDy1ないし
Dynを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発
生手段により各々電子放出素子104に印加することに
より電子放出させると共に、高圧端子Hvを通じてメタ
ルバック115に数kV以上の高圧を印加して、電子ビ
−ムを加速し、蛍光膜114に衝突させ、励起・発光さ
せることで画像の表示を行なった。その結果、本実施例
で作製した電子源は各表面伝導型電子放出素子の特性間
のバラツキが小さいことから、良好な表示画像が得られ
た。In the display panel 201 (see FIG. 8) constructed by using the electron sources having the simple matrix arrangement as described above, the scanning signal and the modulation signal are not shown through the terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn outside the container. Electrons are emitted by applying each to the electron-emitting devices 104 by the signal generating means, and a high voltage of several kV or more is applied to the metal back 115 through the high-voltage terminal Hv to accelerate the electron beam and collide with the fluorescent film 114. Then, an image was displayed by exciting and emitting light. As a result, the electron source manufactured in this example has a small variation between the characteristics of the surface conduction electron-emitting devices, so that a good display image was obtained.
【0180】[実施例6]本実施例では、実施例5と同
様に多数の表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス配
置した図7に示したような電子源を用いて、図8に示し
たような画像形成装置を作製した別の例を説明する。[Embodiment 6] In this embodiment, an electron source as shown in FIG. 7 in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix is used as shown in FIG. Another example of manufacturing such an image forming apparatus will be described.
【0181】本実施例は、表面伝導型電子放出素子の導
電性薄膜3(図1参照)のパターンを形成するために、
遮蔽部材を用いた点が実施例5と大きく異なる。In this embodiment, in order to form the pattern of the conductive thin film 3 (see FIG. 1) of the surface conduction electron-emitting device,
The point that a shielding member is used is greatly different from the fifth embodiment.
【0182】まず、電子源の製造方法を図18を用いて
工程順に従って具体的に説明する。尚、以下の工程a〜
gは、図18の(a)〜(g)に対応する。First, a method of manufacturing the electron source will be specifically described in the order of steps with reference to FIG. The following steps a to
g corresponds to (a) to (g) of FIG.
【0183】工程a:清浄化した青板ガラス上に厚さ
0.5μmのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基
板1上に、真空蒸着により厚さ50ÅのCr、厚さ60
00ÅのAuを順次積層した後、ホトレジスト(AZ1
370 ヘキスト社製)をスピンナ−により回転塗布、
ベ−クした後、ホトマスク像を露光、現像して、下配線
102のレジストパタ−ンを形成し、Au/Cr堆積膜
をウエットエッチングして、所望の形状の下配線102
を形成した。Step a: Cr having a thickness of 50 Å and 60 having a thickness of 60 by vacuum deposition on a substrate 1 in which a silicon oxide film having a thickness of 0.5 μm is formed on a cleaned soda-lime glass by a sputtering method.
After sequentially stacking 00Å Au, the photoresist (AZ1
370 Hoechst) is spin coated with a spinner,
After baking, the photomask image is exposed and developed to form a resist pattern of the lower wiring 102, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to form the lower wiring 102 having a desired shape.
Was formed.
【0184】工程b:次に、厚さ1.0μmのシリコン
酸化膜からなる層間絶縁層401をRFスパッタ法によ
り堆積した。Step b: Next, an interlayer insulating layer 401 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm was deposited by the RF sputtering method.
【0185】工程c:工程bで堆積したシリコン酸化膜
にコンタクトホ−ル402を形成するためのホトレジス
トパタ−ンを作り、これをマスクとして層間絶縁層40
1をエッチングしてコンタクトホ−ル402を形成し
た。エッチングはCF4 とH2ガスを用いたRIE(R
eactive Ion Etching)法によっ
た。Step c: A photoresist pattern for forming a contact hole 402 is formed on the silicon oxide film deposited in step b, and the interlayer insulating layer 40 is formed using this as a mask.
1 was etched to form a contact hole 402. The etching is performed by RIE using CF 4 and H 2 gas (R
The active Ion Etching method was used.
【0186】工程d:その後、素子電極4,5と素子電
極間ギャップGとなるべきパタ−ンをホトレジスト(R
D−2000N−41 日立化成社製)で形成し、真空
蒸着法により、厚さ50ÅのTi、厚さ1000ÅのN
iを順次堆積した。ホトレジストパタ−ンを有機溶剤で
溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電極間
隔Lが3μm、幅Wが300μmの素子電極4,5を形
成した。Step d: After that, a pattern for forming the gap G between the device electrodes 4 and 5 and the device electrodes is formed by a photoresist (R).
D-2000N-41 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 50Å Ti and a thickness of 1000ÅN.
i were sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes 4 and 5 having a device electrode interval L of 3 μm and a width W of 300 μm.
【0187】工程e:素子電極4,5の上に上配線10
3のホトレジストパタ−ンを形成した後、厚さ50Åの
Ti,厚さ5000ÅのAuを順次真空蒸着により堆積
し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形
状の上配線103を形成した。Process e: Upper wiring 10 on the device electrodes 4 and 5
After forming the photoresist pattern No. 3, Ti with a thickness of 50Å and Au with a thickness of 5000Å are sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions are removed by lift-off to form the upper wiring 103 of a desired shape. .
【0188】工程f:図19に本工程に関わる前記導電
性薄膜3のパターンを形成するために用いた遮蔽部材3
2の平面図の一部を示す。該遮蔽部材32は素子電極
4,5間のギャップL1及びこの近傍に開口31を有す
る金属製の薄板である。Step f: The shielding member 3 used for forming the pattern of the conductive thin film 3 relating to this step in FIG.
2 shows a part of the plan view of FIG. The shielding member 32 is a thin metal plate having a gap L1 between the device electrodes 4 and 5 and an opening 31 in the vicinity thereof.
【0189】図20に、上述の遮蔽部材32を用いて所
望の位置に導電性薄膜3を形成する工程の詳細図を示
す。図中、33はノズル、34はノズルより噴霧した有
機金属溶液の霧である。FIG. 20 shows a detailed view of the step of forming the conductive thin film 3 at a desired position by using the above-mentioned shielding member 32. In the figure, 33 is a nozzle, and 34 is a mist of the organometallic solution sprayed from the nozzle.
【0190】この遮蔽部材32を素子電極等を形成した
基板1上で位置合わせをして、基板1上に載せて固定し
た。その上から有機Pd(奥野製薬(株)製、ccp−
4230)を酢酸ブチルで稀釈した溶液をノズル33よ
り噴霧し、塗布した。この際、ノズル33と基板1を相
対的に走査し、溶液が均一に塗布されるようにした。そ
の後、遮蔽部材32を取り外し、300℃で10分間の
加熱焼成処理をし、所望のパターンの導電性薄膜3を得
た。The shielding member 32 was aligned on the substrate 1 on which the element electrodes and the like were formed, and placed and fixed on the substrate 1. Organic Pd (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., ccp-
A solution obtained by diluting 4230) with butyl acetate was sprayed from a nozzle 33 and applied. At this time, the nozzle 33 and the substrate 1 were relatively scanned so that the solution was uniformly applied. After that, the shielding member 32 was removed, and heating and baking treatment was performed at 300 ° C. for 10 minutes to obtain the conductive thin film 3 having a desired pattern.
【0191】以上のようにして形成されたPdを主元素
とする微粒子からなる導電性薄膜3の膜厚は100Å、
シート抵抗値は5×104 Ω/□であった。The conductive thin film 3 made of fine particles containing Pd as a main element, formed as described above, has a film thickness of 100Å,
The sheet resistance value was 5 × 10 4 Ω / □.
【0192】工程g:コンタクトホール402部分以外
にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真空蒸
着により厚さ50ÅのTi,厚さ5000ÅのAuを順
次堆積した。リフトオフにより不要の部分を除去するこ
とにより、コンタクトホール402を埋め込んだ。Step g: A pattern was formed such that a resist was applied to portions other than the contact hole 402 portion, and Ti having a thickness of 50Å and Au having a thickness of 5000Å were sequentially deposited by vacuum evaporation. Contact holes 402 were buried by removing unnecessary portions by lift-off.
【0193】以上の工程により、基板1上に下配線10
2、層間絶縁層401、上配線103、素子電極4,
5、導電性薄膜3等を形成し、本実施例の電子源を得
た。Through the above steps, the lower wiring 10 is formed on the substrate 1.
2, interlayer insulating layer 401, upper wiring 103, device electrode 4,
5, the conductive thin film 3 and the like were formed to obtain the electron source of this example.
【0194】以上のようにして得られた未フォ−ミング
の電子源を用いて、実施例6と全く同様にして画像形成
装置を作製し画像の表示を行なったところ、各表面伝導
型電子放出素子の特性間のバラツキが少なく良好な表示
画像が得られた。Using the unformed electron source obtained as described above, an image forming apparatus was prepared in the same manner as in Example 6 and an image was displayed. A good display image was obtained with little variation between the device characteristics.
【0195】本実施例では、実施例5に比べて電子源の
製造工程を簡略化できた。In this embodiment, the manufacturing process of the electron source can be simplified as compared with the fifth embodiment.
【0196】[実施例7]実施例6で説明した工程fに
おいて、図20のノズル34より有機金属溶液を噴霧す
る際に、基板1を接地し、ノズル34部分にパルス的に
−60kVの高電圧を印加した以外は、実施例6と全く
同様にして電子源を作製した。尚、上記パルスのON,
OFFは100ms毎に行なった。[Embodiment 7] In step f described in Embodiment 6, when the organometallic solution is sprayed from the nozzle 34 of FIG. 20, the substrate 1 is grounded and the nozzle 34 portion is pulsed to a high voltage of −60 kV. An electron source was produced in exactly the same manner as in Example 6 except that voltage was applied. In addition, when the above pulse is ON,
It was turned off every 100 ms.
【0197】以上のようにして得られた未フォ−ミング
の電子源を用いて、実施例6と全く同様にして画像形成
装置を作製し画像の表示を行なったところ、各表面伝導
型電子放出素子の特性間のバラツキが少なく良好な表示
画像が得られた。また、長時間連続して画像表示を行っ
ても、表面伝導型電子放出素子の素子特性の劣化が観察
されず、安定して画像表示を続けることができた。Using the unformed electron source obtained as described above, an image forming apparatus was prepared in the same manner as in Example 6 and an image was displayed. A good display image was obtained with little variation between the device characteristics. Further, even when images were displayed continuously for a long time, deterioration of the device characteristics of the surface conduction electron-emitting device was not observed, and stable image display could be continued.
【0198】[実施例8]図21は、実施例5〜7の表
示パネル(ディスプレイパネル)201(図8参照)
を、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像
情報源より提供される画像情報を表示できるように構成
した本発明の画像表示装置の一例を示す図である。[Embodiment 8] FIG. 21 shows a display panel (display panel) 201 of Embodiments 5 to 7 (see FIG. 8).
FIG. 3 is a diagram showing an example of an image display device of the present invention configured so that it can display image information provided from various image information sources such as television broadcasting.
【0199】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は入出力インターフェース回
路、1006はCPU、1007は画像生成回路、10
08,1009及び1010は画像メモリインターフェ
ース回路、1011は画像入力インターフェース回路、
1012及び1013はTV信号受信回路、1014は
入力部である。In the figure, 201 is a display panel, 100
1 is a display panel drive circuit, 1002 is a display controller, 1003 is a multiplexer, 10
Reference numeral 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 are image input interface circuits,
Reference numerals 1012 and 1013 are TV signal receiving circuits and 1014 is an input unit.
【0200】尚、本表示装置は、例えばテレビジョン信
号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信
する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生する
ものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声情報
の受信、分離、再生、処理、記憶などに関する回路やス
ピーカーなどについては説明を省略する。When the display device receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces audio at the same time as displaying video. Descriptions of circuits, speakers, etc. relating to reception, separation, reproduction, processing, and storage of audio information that are not directly related to the features of the invention will be omitted.
【0201】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。Each section will be described below along the flow of the image signal.
【0202】先ず、TV信号受信回路1013は、例え
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるTV画像信号を受信するための回路である。First, the TV signal receiving circuit 1013 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.
【0203】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、SE
CAM方式などの諸方式でも良い。また、これらよりさ
らに多数の走査線よりなるTV信号、例えばMUSE方
式をはじめとするいわゆる高品位TVは、大面積化や大
画素数化に適した前記ディスプレイパネル201の利点
を生かすのに好適な信号源である。The TV signal system to be received is not particularly limited, and examples thereof include NTSC system, PAL system and SE.
Various methods such as a CAM method may be used. Further, a TV signal including a larger number of scanning lines than these, for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system is suitable for taking advantage of the display panel 201 suitable for a large area and a large number of pixels. It is a signal source.
【0204】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 the TV signal receiving circuit 1013
The V signal is output to the decoder 1004.
【0205】画像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などのような有線伝送系を
用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路で
ある。前記TV信号受信回路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 image TV signal receiving circuit 1012 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similar 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.
【0206】画像入力インターフェース回路1011
は、例えばTVカメラや画像読取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, and the captured image signal is output to the decoder 1004.
【0207】画像メモリインターフェース回路1010
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 1010
Is a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR), and the captured image signal is output to the decoder 1004.
【0208】画像メモリインターフェース回路1009
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10
04に出力される。Image memory interface circuit 1009
Is a circuit for capturing the image signal stored in the video disc.
It is output to 04.
【0209】画像メモリ−インターフェース回路100
8は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像デー
タを記憶している装置から画像信号を取り込むための回
路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ1004
に出力される。Image memory-interface circuit 100
Reference numeral 8 denotes a circuit for capturing an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disc. The captured still image data is decoded by a decoder 1004.
Is output to
【0210】入出力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、コンピュータネッ
トワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続する
ための回路である。画像データや文字・図形情報の入出
力を行なうのはもちろんのこと、場合によっては本表示
装置の備える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なうことも可能である。The input / output interface circuit 1005 is
It is a circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. It is of course possible to input / output image data and character / graphic information, and in some cases, input / output control signals and numerical data between the CPU 1006 of the display device and the outside.
【0211】画像生成回路1007は、前記入出力イン
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、或いはCPU1006
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や、
画像処理を行なうためのプロセッサなどをはじめとして
画像の生成に必要な回路が組み込まれている。The image generation circuit 1007 receives image data, character / graphic information, or CPU 1006 input from the outside via the input / output interface circuit 1005.
It is a circuit for generating display image data based on image data and character / graphic information output from the output. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for accumulating image data and character / graphic information, a read-only memory that stores image patterns corresponding to character codes,
The circuits necessary for image generation, such as a processor for image processing, are incorporated.
【0212】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
前記入出力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, but in some cases, it can be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 1005.
【0213】CPU1006は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる作業
を行なう。The CPU 1006 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image.
【0214】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201に表示する画像
信号を適宜選択したり組み合わせたりする。また、その
際には表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコ
ントローラ1002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、
或いは前記入出力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 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the display panel 201. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 1002 according to the image signal to be displayed, and the screen display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines in one screen, etc. are displayed. The operation of the device is controlled appropriately. In addition, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 1007,
Alternatively, the external computer or memory is accessed through the input / output interface circuit 1005 to input image data or character / graphic information.
【0215】尚、CPU1006は、むろんこれ以外の
目的の作業にも関わるものであっても良い。例えば、パ
ーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのよう
に、情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良
い。或いは前述したように、入出力インターフェース回
路1005を介して外部のコンピューターネットワーク
と接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協同
して行なっても良い。It should be noted that the CPU 1006 may of course be involved in work for purposes other than this. For example, it may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 1005, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.
【0216】入力部1014は、前記CPU1006に
使用者が命令やプログラム、或いはデータなどを入力す
るためのものであり、例えばキーボードやマウスの他、
ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識装置
など多様な入力機器を用いることが可能である。The input unit 1014 is used by the user to input commands, programs, data, etc. to the CPU 1006. For example, in addition to a keyboard and a mouse,
It is possible to use various input devices such as a joystick, a bar code reader, and a voice recognition device.
【0217】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、
または輝度信号とI信号、Q信号に逆変換するための回
路である。尚、同図中に点線で示すように、デコーダ1
004は内部に画像メモリを備えるのが望ましい。これ
は、例えばMUSE方式をはじめとして、逆変換するに
際して画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。The decoder 1004 converts various image signals input from the above 1007 to 1013 into three primary color signals,
Alternatively, it is a circuit for inverse conversion into a luminance signal, an I signal, and a Q signal. In addition, as shown by a dotted line in FIG.
It is desirable that 004 has an image memory inside. This is to handle a television signal that requires an image memory for reverse conversion, such as the MUSE method.
【0218】画像メモリを備えることにより、静止画の
表示が容易になる。或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、合成をはじ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 makes it easy to display a still image. Alternatively, the image processing circuit 1007 and the CPU 1006 cooperate with each other to obtain an advantage of facilitating image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition.
【0219】マルチプレクサ1003は前記CPU10
06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
うち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、いわゆる多画面テレ
ビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によって
異なる画像を表示することも可能である。The multiplexer 1003 is the CPU 10
The display image is appropriately selected on the basis of the control signal input from 06. That is, the multiplexer 1003 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 1004 and outputs it to the drive circuit 1001. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .
【0220】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.
【0221】ディスプレイパネル201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201
の駆動用電源(不図示)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201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、コントラスト、色調、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10
01に対して出力する場合もある。As ones related to the basic operation of the display panel 201, for example, the display panel 201
A signal for controlling the operation sequence of the driving power source (not shown) is output to the driving circuit 1001. As a signal relating to the driving method of the display panel 201, for example, a signal for controlling a screen display frequency and a scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 1001. In some cases, the drive circuit 10 outputs control signals relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image.
It may be output to 01.
【0222】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, and based on the image signal input from the multiplexer 1003 and the control signal input from the display panel controller 1002. It works.
【0223】以上、各部の機能を説明したが、図21に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル2
01に表示することが可能である。即ち、テレビジョン
放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ1004
において逆変換された後、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、ディ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. 21, the display panel 2 displays image information input from various image information sources in this display device.
01 can be displayed. That is, various image signals such as television broadcasts are transmitted to the decoder 1004.
After being inversely converted in, the signal is appropriately selected in the multiplexer 1003 and input to the driving 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 the image signal to be displayed. The drive circuit 1001 applies a drive signal to the display panel 201 based on the image signal and the control signal. As a result, the image is displayed on the display panel 201. These series of operations are centrally controlled by the CPU 1006.
【0224】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CPU1006が関与することにより、単に複数
の画像情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回
転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の
縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成、消
去、接続、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行なうことも可能である。また、本実施例の説明
では、特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と
同様に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための
専用回路を設けても良い。In the present image forming apparatus, the image memory built in the decoder 1004 and the image generation circuit 100.
7 and the CPU 1006 are involved not only to display one selected from a plurality of image information but also to enlarge, reduce, rotate, move, edge emphasize, thin out, and interpolate the displayed image information. It is also possible to perform image processing such as color conversion and aspect ratio conversion of images, and image editing such as combining, erasing, connecting, replacing, and fitting. Although not particularly mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for performing processing and editing on audio information may be provided as in the above-mentioned image processing and image editing.
【0225】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、コンピューターの端末機
器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、
産業用或いは民生用として極めて応用範囲が広い。Therefore, the present image forming apparatus is a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It is possible to combine the functions of a game console etc. with one unit,
It has an extremely wide range of applications for industrial or consumer use.
【0226】尚、図21は、表面伝導型電子放出素子を
電子ビーム源とする表示パネルを用いた画像形成装置と
する場合の構成の一例を示したに過ぎず、本発明の画像
形成装置がこれのみに限定されるものでないことは言う
までもない。Note that FIG. 21 shows only an example of the configuration in the case of an image forming apparatus using a display panel having a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source. It goes without saying that the present invention is not limited to this.
【0227】例えば図21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
を追加しても良い。例えば、本画像形成装置をテレビ電
話機として応用する場合には、テレビカメラ、音声マイ
ク、照明機、モデムを含む送受信回路などを構成要素に
追加するのが好適である。For example, among the constituent elements shown in FIG. 21, circuits relating to functions unnecessary for the purpose of use may be omitted.
On the contrary, the constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example, when the image forming apparatus is applied as a videophone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the constituent elements.
【0228】本画像形成装置においては、とりわけ本発
明によるディスプレイパネル201の薄型化が容易なた
め、表示装置の奥行きを小さくすることができる。それ
に加えて、大画面化が容易で輝度が高く視野角特性にも
優れるため、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。In this image forming apparatus, since the display panel 201 according to the present invention can be easily thinned, the depth of the display apparatus can be reduced. In addition, since it is easy to make a large screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics, it is possible to display a highly realistic image with high power and good visibility.
【0229】[0229]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば以下の効果を奏する。As described above, the manufacturing method of the present invention has the following effects.
【0230】1)表面伝導型電子放出素子の電子放出用
の膜となる導電性薄膜3の均一性を高めることができ、
多数の表面伝導型電子放出素子を形成した場合におい
て、各素子特性間のバラツキを低減することができる。1) It is possible to improve the uniformity of the conductive thin film 3 which is a film for electron emission of the surface conduction electron-emitting device,
When a large number of surface conduction electron-emitting devices are formed, it is possible to reduce variations among the device characteristics.
【0231】2)上記導電性薄膜3のパターンを形成す
る際に、所望の開口を有する遮蔽部材32を用いた場合
には、製造工程を大幅に簡略化できる。特に多数の表面
伝導型電子放出素子を配列し、大面積に亘って素子を形
成する場合に有効であり、大画面の画像形成装置におい
て、画像欠陥の発生の防止、ひいては製造歩留りの大幅
な向上が可能となる。2) When the pattern of the conductive thin film 3 is formed, if the shielding member 32 having a desired opening is used, the manufacturing process can be greatly simplified. Particularly, it is effective when a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged to form the devices over a large area. In a large-screen image forming apparatus, the occurrence of image defects is prevented, and the manufacturing yield is greatly improved. Is possible.
【0232】3)上記導電性薄膜3の形成に静電スプレ
ー塗布法を採用した場合には、導電性薄膜3と基板1及
び電極との密着性が高く、素子の安定性が増す。また、
素子設計の自由度が高まる。3) When the electrostatic spray coating method is used to form the conductive thin film 3, the conductive thin film 3 and the substrate 1 and the electrodes have high adhesion, and the stability of the device is increased. Also,
The degree of freedom in device design is increased.
【0233】4)上記導電性薄膜3の形成法として、各
種スプレー塗布法とスピンナー塗布法を組み合わせるこ
ともできるが、電極等の形成も含めてスピンナー塗布法
を用いることなく、表面伝導型電子放出素子及び電子源
並びに画像形成装置を製造することができる。これによ
り、特に大面積に渡って表面伝導型電子放出素子を多数
配列した電子源を製造する際に、大判の基板を高速回転
させる必要がなく、簡易な装置で、安全に且つ安価に上
述の電子源、及びこの電子源を用いた画像形成装置を製
造できる。4) Various spray coating methods and spinner coating methods can be combined as the method for forming the conductive thin film 3. However, surface conduction electron emission is performed without using the spinner coating method including formation of electrodes and the like. An element, an electron source, and an image forming apparatus can be manufactured. Accordingly, when manufacturing an electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged over a large area, it is not necessary to rotate a large-sized substrate at a high speed, and a simple device can be used safely and inexpensively. An electron source and an image forming apparatus using this electron source can be manufactured.
【図1】本発明の基本的な表面伝導型電子放出素子の一
構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a basic surface conduction electron-emitting device of the present invention.
【図2】図1の表面伝導型電子放出素子の製造方法の一
例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of FIG.
【図3】遮蔽部材を用いた本発明の製造方法を説明する
ための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the manufacturing method of the present invention using a shielding member.
【図4】フォーミング処理に用いる電圧波形の一例であ
る。FIG. 4 is an example of a voltage waveform used in forming processing.
【図5】表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を測定
するための測定評価系の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a measurement evaluation system for measuring electron emission characteristics of a surface conduction electron-emitting device.
【図6】本発明の表面伝導型電子放出素子の、放出電流
Ie及び素子電流Ifと、素子電圧Vfの関係の典型的
な例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf of the surface conduction electron-emitting device of the present invention.
【図7】単純マトリクス配置の電子源の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of an electron source with a simple matrix arrangement.
【図8】単純マトリクス配置の電子源を備えた表示パネ
ルの概略構成を示す部分切り欠き斜視図である。FIG. 8 is a partially cutaway perspective view showing a schematic configuration of a display panel provided with an electron source having a simple matrix arrangement.
【図9】表示パネルに用いる蛍光膜の構成例を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a fluorescent film used in a display panel.
【図10】NTSC方式のテレビ信号に応じて画像表示
を行う画像形成装置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 showing an example of a drive circuit of an image forming apparatus that displays an image in accordance with an NTSC television signal.
【図11】梯型配置の電子源の概略図である。FIG. 11 is a schematic view of a ladder-type electron source.
【図12】梯型配置の電子源を備えた表示パネルの概略
構成を示す部分切り欠き斜視図である。FIG. 12 is a partial cutaway perspective view showing a schematic configuration of a display panel provided with a trapezoidal arrangement of electron sources.
【図13】本発明に関わる静電スプレー塗布法を説明す
るための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the electrostatic spray coating method according to the present invention.
【図14】バリを有する素子電極上に、静電スプレー塗
布法により有機金属薄膜を形成した状態を示す断面図で
ある。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which an organometallic thin film is formed on a device electrode having burrs by an electrostatic spray coating method.
【図15】実施例5〜7にて示す単純マトリクス配置の
電子源の部分平面図である。FIG. 15 is a partial plan view of an electron source having a simple matrix arrangement shown in Examples 5 to 7.
【図16】図15の電子源の部分断面図である。16 is a partial cross-sectional view of the electron source of FIG.
【図17】実施例5にて示す図15の電子源の製造工程
を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining a manufacturing process of the electron source of FIG. 15 shown in the fifth embodiment.
【図18】実施例6にて示す図15の電子源の製造方法
を説明するための図である。FIG. 18 is a drawing for explaining the manufacturing method for the electron source in FIG. 15 shown in the sixth embodiment.
【図19】実施例6にて示す電子源の製造工程で用いた
遮蔽部材の部分平面図である。FIG. 19 is a partial plan view of the shielding member used in the manufacturing process of the electron source shown in the sixth embodiment.
【図20】実施例6にて示す有機金属溶液の噴霧状態を
説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a sprayed state of the organometallic solution shown in Example 6.
【図21】実施例8にて示す画像形成装置のブロック図
である。FIG. 21 is a block diagram of the image forming apparatus shown in Embodiment 8.
【図22】従来の表面伝導型電子放出素子の製造方法を
説明するための図である。FIG. 22 is a diagram illustrating a conventional method for manufacturing a surface conduction electron-emitting device.
1 基板 2 電子放出部 3 導電性薄膜 4,5 素子電極 21 金属酸化物を含む薄膜 31 開口 32 遮蔽部材 33 ノズル 34 有機金属溶液の霧 50 導電性薄膜3を流れる素子電流Ifを測定するた
めの電流計 51 表面伝導型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2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2より放出される電子を捕捉するため
のアノ−ド電極 55 真空装置 56 排気ポンプ 102 X方向配線 103 Y方向配線 104 表面伝導型電子放出素子 105 結線 111 リアプレ−ト 112 支持枠 113 ガラス基板 114 蛍光膜 115 メタルバック 116 フェ−スプレ−ト Hv 高圧端子 118 外囲器 121 黒色導電材 122 蛍光体 131 ノズル 132 ジェネレータ 133 タンク 134 高圧直流電源 135 基板支持台 141 有機金属薄膜 201 表示パネル 202 走査回路 203 制御回路 204 シフトレジスタ 205 ラインメモリ 206 同期信号分離回路 207 変調信号発生器 Va 直流電圧源 Vx 直流電圧源 301 表示パネル 302 グリッド電極 303 電子が通過するための開口 304 表面伝導型電子放出素子104を配線する共通
配線 401 層間絶縁層 402 コンタクトホール 403 レジスト 1001 ディスプレイパネル201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 2201 金属酸化物膜 2202 レジスト 2203 フォトマスクDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Electron emission part 3 Conductive thin film 4,5 Element electrode 21 Thin film containing metal oxide 31 Opening 32 Shielding member 33 Nozzle 34 Fog of organic metal solution 50 For measuring device current If flowing through conductive thin film 3 Ammeter 51 Power supply for applying the device voltage Vf to the surface conduction electron-emitting device 52 Ammeter 53 for measuring the emission current Ie emitted from the electron-emitting portion 2 High voltage for applying a voltage to the anode electrode 54 Power supply 54 Anode electrode for trapping electrons emitted from the electron emission unit 55 Vacuum device 56 Exhaust pump 102 X-direction wiring 103 Y-direction wiring 104 Surface conduction electron-emitting device 105 Connection 111 Rear plate 112 Support frame 113 glass substrate 114 fluorescent film 115 metal back 116 face plate Hv high voltage terminal 118 envelope 121 Black Conductive Material 122 Phosphor 131 Nozzle 132 Generator 133 Tank 134 High Voltage DC Power Supply 135 Substrate Support 141 Organic Metal Thin Film 201 Display Panel 202 Scanning Circuit 203 Control Circuit 204 Shift Register 205 Line Memory 206 Synchronous Signal Separation Circuit 207 Modulation Signal Generator Va DC voltage source Vx DC voltage source 301 Display panel 302 Grid electrode 303 Electron passage opening 304 Common wiring for wiring the surface conduction electron-emitting device 104 401 Interlayer insulating layer 402 Contact hole 403 Resist 1001 Display panel 201 drive Circuit 1002 Display Controller 1003 Multiplexer 1004 Decoder 1005 Input / Output Interface Circuit 1006 CPU 1007 Image Generation Circuit 1 08,1009,1010 image memory interface circuit 1011 image input interface circuit 1012 and 1013 TV signal receiving circuit 1014 input unit 2201 metal oxide film 2202 resist 2203 photomask
Claims (31)
電子放出部が設けられた表面伝導型電子放出素子の製造
方法において、 上記導電性薄膜を形成する工程が、 基板上に、該導電性薄膜の構成元素を含む溶液をノズル
より噴霧する工程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 method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device, wherein an electron-emitting portion is provided on a conductive thin film that connects a pair of device electrodes. In the method of forming a conductive thin film, the conductive thin film is formed on a substrate. A method for manufacturing an electron-emitting device, comprising a step of spraying a solution containing a constituent element of a conductive thin film from a nozzle.
ノズルより噴霧する工程において、前記基板上に該導電
性薄膜のパターン形状の開口を有する遮蔽部材を配置し
ておくことを特徴とする請求項1に記載の電子放出素子
の製造方法。2. In the step of spraying a solution containing a constituent element of the conductive thin film from a nozzle, a shielding member having a pattern-shaped opening of the conductive thin film is arranged on the substrate. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1.
スプレー塗布の工程である請求項1又は2に記載の電子
放出素子の製造方法。3. A step of spraying the solution from a nozzle,
The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, which is a spray coating step.
エアレススプレー塗布の工程である請求項1又は2に記
載の電子放出素子の製造方法。4. The step of spraying the solution from a nozzle comprises:
The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, which is a step of airless spray coating.
静電スプレー塗布の工程である請求項1又は2に記載の
電子放出素子の製造方法。5. The step of spraying the solution from a nozzle comprises:
The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, which is a process of electrostatic spray coating.
静電スプレー塗布とエアレススプレー塗布の工程である
請求項1又は2に記載の電子放出素子の製造方法。6. The step of spraying the solution from a nozzle comprises:
The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the steps are electrostatic spray coating and airless spray coating.
電スプレー塗布の工程であり、該工程の後に該溶液のス
ピンナー塗布の工程を有する請求項1又は2に記載の電
子放出素子の製造方法。7. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is an electrostatic spray coating step, and the step of applying a spinner coating of the solution is performed after the step. .
ことを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載の電子放
出素子の製造方法。8. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the solution is an organic palladium solution.
により得られた電子放出素子。9. An electron-emitting device obtained by the manufacturing method according to claim 1.
に電子放出部が設けられた表面伝導型電子放出素子を、
基板上に複数備えた電子源の製造方法において、 上記複数の電子放出素子の導電性薄膜を形成する工程
が、 基板上に、該導電性薄膜の構成元素を含む溶液をノズル
より噴霧する工程を有することを特徴とする電子源の製
造方法。10. A surface conduction electron-emitting device having an electron-emitting portion on a conductive thin film that connects a pair of device electrodes,
In the method of manufacturing a plurality of electron sources provided on a substrate, the step of forming the conductive thin films of the plurality of electron-emitting devices includes the step of spraying a solution containing the constituent elements of the conductive thin films on the substrate from a nozzle. A method of manufacturing an electron source, which comprises:
をノズルより噴霧する工程において、前記基板上に該導
電性薄膜のパターン形状の開口を有する遮蔽部材を配置
しておくことを特徴とする請求項10に記載の電子源の
製造方法。11. A step of spraying a solution containing a constituent element of the conductive thin film from a nozzle, wherein a shielding member having a pattern-shaped opening of the conductive thin film is arranged on the substrate. The method for manufacturing an electron source according to claim 10.
が、スプレー塗布の工程である請求項10又は11に記
載の電子源の製造方法。12. The method of manufacturing an electron source according to claim 10, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is a spray coating step.
が、エアレススプレー塗布の工程である請求項10又は
11に記載の電子源の製造方法。13. The method of manufacturing an electron source according to claim 10, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is an airless spray coating step.
が、静電スプレー塗布の工程である請求項10又は11
に記載の電子源の製造方法。14. The step of spraying the solution from a nozzle is a step of electrostatic spray coating.
The method for manufacturing an electron source according to.
が、静電スプレー塗布とエアレススプレー塗布の工程で
ある請求項10又は11に記載の電子源の製造方法。15. The method of manufacturing an electron source according to claim 10, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is a step of electrostatic spray coating and airless spray coating.
静電スプレー塗布の工程であり、該工程の後に該溶液の
スピンナー塗布の工程を有する請求項10又は11に記
載の電子源の製造方法。16. The method for producing an electron source according to claim 10, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is an electrostatic spray coating step, and the step has a spinner coating step of the solution after the step.
ることを特徴とする請求項10〜16いずれかに記載の
電子源の製造方法。17. The method of manufacturing an electron source according to claim 10, wherein the solution is an organic palladium solution.
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出
素子を駆動するための配線がマトリクス配置されている
ことを特徴とする請求項10〜17いずれかに記載の電
子源の製造方法。18. The electron source has at least one device row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting device are arranged in a matrix. Item 18. A method for manufacturing an electron source according to any one of Items 10 to 17.
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出
素子を駆動するための配線が梯状配置されていることを
特徴とする請求項10〜17いずれかに記載の電子源の
製造方法。19. The electron source has at least one device row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting device are arranged in a ladder shape. A method for manufacturing an electron source according to claim 10.
造方法により得られた電子源。20. An electron source obtained by the manufacturing method according to claim 10.
に電子放出部が設けられた表面伝導型電子放出素子を基
板上に複数備えた電子源と、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を有する
画像形成装置の製造方法において、 上記複数の電子放出素子の導電性薄膜を形成する工程
が、 基板上に、該導電性薄膜の構成元素を含む溶液をノズル
より噴霧する工程を有することを特徴とする画像形成装
置の製造方法。21. An electron source having a plurality of surface conduction electron-emitting devices, each of which has an electron-emitting portion provided on a conductive thin film that connects a pair of device electrodes, on a substrate, and an electron beam emitted from the electron source. In the method of manufacturing an image forming apparatus having an image forming member that forms an image by irradiation, the step of forming a conductive thin film of the plurality of electron-emitting devices includes forming a solution containing a constituent element of the conductive thin film on a substrate. A method for manufacturing an image forming apparatus, comprising a step of spraying from a nozzle.
をノズルより噴霧する工程において、前記基板上に該導
電性薄膜のパターン形状の開口を有する遮蔽部材を配置
しておくことを特徴とする請求項22に記載の画像形成
装置の製造方法。22. In the step of spraying a solution containing a constituent element of the conductive thin film from a nozzle, a shielding member having a pattern-shaped opening of the conductive thin film is arranged on the substrate. The method for manufacturing an image forming apparatus according to claim 22.
が、スプレー塗布の工程である請求項21又は22に記
載の画像形成装置の製造方法。23. The method of manufacturing an image forming apparatus according to claim 21, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is a spray coating step.
が、エアレススプレー塗布の工程である請求項21又は
22に記載の画像形成装置の製造方法。24. The method of manufacturing an image forming apparatus according to claim 21, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is an airless spray coating step.
が、静電スプレー塗布の工程である請求項21又は22
に記載の画像形成装置の製造方法。25. The process of spraying the solution from a nozzle is a process of electrostatic spray coating.
A method for manufacturing an image forming apparatus according to item 1.
が、静電スプレー塗布とエアレススプレー塗布の工程で
ある請求項21又は22に記載の画像形成装置の製造方
法。26. The method of manufacturing an image forming apparatus according to claim 21, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is a step of electrostatic spray coating and airless spray coating.
静電スプレー塗布の工程であり、該工程の後に該溶液の
スピンナー塗布の工程を有する請求項21又は22に記
載の画像形成装置の製造方法。27. The method of manufacturing an image forming apparatus according to claim 21, wherein the step of spraying the solution from a nozzle is an electrostatic spray coating step, and the step has a spinner coating step of the solution after the step. .
ることを特徴とする請求項21〜27いずれかに記載の
画像形成装置の製造方法。28. The method of manufacturing an image forming apparatus according to claim 21, wherein the solution is an organic palladium solution.
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出
素子を駆動するための配線がマトリクス配置されている
ことを特徴とする請求項21〜28いずれかに記載の画
像形成装置の製造方法。29. The electron source has at least one device row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting device are arranged in a matrix. Item 29. A method for manufacturing an image forming apparatus according to any one of Items 21 to 28.
配列した素子列を少なくとも1列以上有し、各電子放出
素子を駆動するための配線が梯状配置されていることを
特徴とする請求項21〜28いずれかに記載の画像形成
装置の製造方法。30. The electron source has at least one device row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each electron-emitting device are arranged in a ladder shape. A method for manufacturing an image forming apparatus according to claim 21.
造方法により得られた画像形成装置。31. An image forming apparatus obtained by the manufacturing method according to claim 21.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32400294A JP2946182B2 (en) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Electron emitting element, electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002535482A (en) * | 1999-01-15 | 2002-10-22 | インペリアル カレッジ オブ サイエンス, テクノロジー アンド メディシン | Material production |
| US6802753B1 (en) | 1999-01-19 | 2004-10-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing electron beam device, method for manufacturing image forming apparatus, electron beam device and image forming apparatus manufactured those manufacturing methods, method and apparatus for manufacturing electron source, and apparatus for manufacturing image forming apparatus |
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1994
- 1994-12-02 JP JP32400294A patent/JP2946182B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US6802753B1 (en) | 1999-01-19 | 2004-10-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing electron beam device, method for manufacturing image forming apparatus, electron beam device and image forming apparatus manufactured those manufacturing methods, method and apparatus for manufacturing electron source, and apparatus for manufacturing image forming apparatus |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2946182B2 (en) | 1999-09-06 |
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