JP2000021305A - Manufacture of image display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子放出素子を利用
した画像表示装置に関し、特に画像装置内に板状の電極
板を具備する画像表示装置を精度良く製造する方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device using an electron-emitting device, and more particularly to a method for accurately manufacturing an image display device having a plate-like electrode plate in the image device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より電子放出素子には大別して熱陰
極電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた2種類の
ものが知られている。このうち冷陰極電子放出素子では
表面伝導型電子放出素子や電界放出型電子放出素子(以
下、「FE型」と記す。)や、金属/絶縁層/金属型電
子放出素子(以下、「MIM型」と記す。)等が知られ
ている。表面伝導型電子放出素子型の例としては、M.
I.Elinson,Radio Eng.Elect
ron Phys.,10,1290(1965)等に
開示されたものや後述する他の例がある。表面伝導型電
子放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に膜面
に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等
によるSnO2薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:ThinSolid Film
s,9,317(1972)]、In2O3/SnO2
薄膜によるもの[M.Hartwell and C.
G.Fonstad:IEEE Trans.ED C
onf.,519(1975)]、カーボン薄膜による
もの[荒木久 他:真空、第26巻、第1号、22頁
(1983)]等が報告されている。これらの表面伝導
型電子放出素子の典型的な例として前述のM.ハートウ
ェルの素子構成を図17に模式的に示す。同図において
001は基板である。004は導電性薄膜で、H型形状
のパターンにスパッタで形成された金属酸化物薄膜等か
らなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理に
より電子放出部005が形成される。尚、図中の素子電
極間隔L1は0.5〜1mm、W’は0.1mmで設定
されている。従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜004を予め
通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出
部005を形成するのが一般的であった。即ち、通電フ
ォーミングとは前記導電性薄膜004両端に直流電圧あ
るいは非常にゆっくりとした昇電圧を印加通電し、導電
性薄膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気
的に高抵抗な状態にした電子放出部005を形成するこ
とである。尚、電子放出部005は導電性薄膜004の
一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行われ
る。前記通電フォーミング処理をした表面伝導型電子放
出素子は、上述導電性薄膜004に電圧を印加し、素子
に電流を流すことにより上述の電子放出部005より電
子を放出せしめるものである。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices using a hot cathode electron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device are known. Among them, cold-cathode electron-emitting devices include surface-conduction electron-emitting devices and field-emission electron-emitting devices (hereinafter referred to as “FE-type”), and metal / insulating layer / metal-type electron-emitting devices (hereinafter “MIM-type”). ").) And the like. As an example of the surface conduction electron-emitting device type, see,
I. Elinson, Radio Eng. Elect
ron Phys. , 10, 1290 (1965), and other examples described later. The surface conduction electron-emitting device emits electrons when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film [G. Dittmer: ThinSolid Film
s, 9, 317 (1972)], In2O3 / SnO2
By a thin film [M. Hartwell and C.M.
G. FIG. Fonstad: IEEE Trans. ED C
onf. , 519 (1975)], and a method using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22, p. 22 (1983)] and the like have been reported. As a typical example of these surface conduction electron-emitting devices, the aforementioned M.I. FIG. 17 schematically shows the element configuration of the Hartwell. In the figure, 001 is a substrate. Reference numeral 004 denotes a conductive thin film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering in an H-shaped pattern. The electron emitting portion 005 is formed by an energization process called energization forming described below. In the drawing, the element electrode interval L1 is set to 0.5 to 1 mm, and W 'is set to 0.1 mm. Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, it has been general that the electron-emitting portion 005 is formed beforehand by performing an energization process called energization forming on the conductive thin film 004 before electron emission. That is, energization forming means applying a direct current voltage or a very slowly increasing voltage to both ends of the conductive thin film 004 and applying current to locally destroy, deform or alter the conductive thin film, thereby bringing the conductive thin film into an electrically high-resistance state. Is to form the electron emitting portion 005. In the electron emitting portion 005, a crack is generated in a part of the conductive thin film 004, and electrons are emitted from the vicinity of the crack. In the surface conduction type electron-emitting device subjected to the energization forming process, a voltage is applied to the conductive thin film 004 and a current is caused to flow through the device to cause the electron-emitting portion 005 to emit electrons.
【0003】またFE型の例としては、例えばW.P.
Dyke & W.W.Doran”Field Em
ission”,Advance in Electr
onPhysics,8,89(1956)や、あるい
はC.A.Spindt”Physical Prop
erties of thin−film field
emission cathodes with m
olybdenium cones”,J.Appl.
Phys.,47,5248(1976)等が知られて
いる。FE型の素子構成の典型的な例として、図10に
前述のC.A.Spindt(USP3453478)
らによる素子の断面図を示す。同図において601は電
子源基板で602は導電性材料によるエミッタ配線、6
05はエミッタコーン、603は絶縁層、604はゲー
ト電極である。本素子はエミッタコーン605とゲート
電極604の間に適宜の電圧を印加することにより、エ
ミッタコーン605の先端部より電界放出を起こさせる
ものである。また、FE型の他の素子構成として図10
のような積層構造ではなく、基板上の基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。[0003] As an example of the FE type, for example, W.M. P.
Dyke & W. W. Doran's Field Em
issue ", Advance in Electr
on Physics, 8, 89 (1956), or C.I. A. Spindt "Physical Prop
artists of thin-film field
Emission cathodes with m
olybdenium cones ", J. Appl.
Phys. , 47, 5248 (1976). As a typical example of the FE type device configuration, FIG. A. Spindt (US Pat. No. 3,453,478)
1 shows a cross-sectional view of an element according to the present invention. In the figure, reference numeral 601 denotes an electron source substrate; 602, an emitter wiring made of a conductive material;
05 is an emitter cone, 603 is an insulating layer, and 604 is a gate electrode. In this element, an appropriate voltage is applied between the emitter cone 605 and the gate electrode 604 to cause field emission from the tip of the emitter cone 605. FIG. 10 shows another element configuration of the FE type.
There is also an example in which the emitter and the gate electrode are arranged substantially in parallel with the substrate plane on the substrate instead of the laminated structure as described above.
【0004】またMIM型の例としては、例えばC.
A.Mead,”Operationof Tunne
l−Emission Devices”,J.App
l.Phys.,32,646(1961)等に開示さ
れたものが知られている。MIM型の素子構成の典型的
な例を図11に示す。同図は断面図であり、図11にお
いて701は電子源基板で、702は金属よりなる下電
極、703は厚さ100オングストローム程度の薄い絶
縁層、704は厚さ80〜300オングストローム程度
の金属よりなる上電極である。MIM型においては、上
電極704と下電極702の間に適宜の電圧を印加する
ことにより、上電極704の表面より電子放出をおこさ
せるものである。As an example of the MIM type, for example, C.I.
A. Mead, “Operation of Tune
1-Emission Devices ", J. App.
l. Phys. , 32, 646 (1961). FIG. 11 shows a typical example of the MIM type element configuration. FIG. 11 is a cross-sectional view. In FIG. 11, reference numeral 701 denotes an electron source substrate; 702, a lower electrode made of a metal; 703, a thin insulating layer having a thickness of about 100 angstroms; 704, a metal having a thickness of about 80 to 300 angstroms. Upper electrode. In the MIM type, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 704 by applying an appropriate voltage between the upper electrode 704 and the lower electrode 702.
【0005】上述の冷陰極電子放出素子は、熱陰極電子
放出素子と比較して低温で電子放出を得ることができる
ため加熱用ヒーターを必要としない。したがって熱陰極
電子放出素子よりも構造が単純であり、微細な素子を作
成可能である。また基板上に多数の素子を高い密度で配
置しても、電子源基板の熱溶融などの問題が発生しにく
い。また、熱陰極電子放出素子がヒーターの加熱により
動作するため応答速度が遅いのとは異なり、冷陰極電子
放出素子の場合には応答速度が速いという利点もある。[0005] The above-mentioned cold cathode electron-emitting device does not require a heating heater because it can obtain electrons at a lower temperature than a hot cathode electron-emitting device. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode electron-emitting device, and a fine device can be manufactured. Further, even if a large number of elements are arranged on the substrate at a high density, problems such as thermal melting of the electron source substrate hardly occur. In addition, unlike the hot cathode electron emitting device, which operates by heating the heater, the response speed is slow. In contrast, the cold cathode electron emitting device has an advantage that the response speed is fast.
【0006】このため、冷陰極電子放出素子を応用する
ための研究が盛んに行われてきている。例えば、表面伝
導型電子放出素子は、冷陰極電子放出素子の中でも特に
構造が単純で製造も容易であることから、大面積にわた
り多数の素子を形成できる利点がある。For this reason, research for applying the cold cathode electron-emitting device has been actively conducted. For example, the surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area because the structure is particularly simple and the manufacturing is easy among the cold cathode electron-emitting devices.
【0007】また、表面伝導型電子放出素子の応用につ
いては、例えば、画像表示装置、画像記録装置等の画像
表示装置や荷電ビーム源、等が研究されている。特に画
像表示装置への応用としては表面伝導型電子放出素子と
電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合わせ
て用いた画像表示装置が研究されている。表面伝導型電
子放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装
置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性
が期待されている。例えば近年普及してきた液晶表示装
置と比較しても、自発光型であるためバックライトを必
要としない点や、視野角が広い点が優れているといえ
る。For applications of the surface conduction electron-emitting device, for example, image display devices such as image display devices and image recording devices, and charged beam sources have been studied. In particular, as an application to an image display device, an image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor that emits light upon irradiation with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it is a self-luminous type and does not require a backlight and has a wide viewing angle.
【0008】また、FE型を画像表示装置に応用した例
として、例えば、R.Meyerらにより報告された平
板型表示装置が知られている[R.Meyer”Rec
ent Development on Microt
ips Display at LETI”,Tec
h.Digest of 4th Int.Vacuu
m Microelectronics Conf.,
Nagahama,pp.6〜9(1991)] したがって、複数の電子放出素子を配線したマルチ電子
源はいろいろな応用可能性があり、例えば画像情報に応
じた電気信号を適宜印加すれば、画像表示装置用の電子
源として好適に用いることができる。Further, as an example in which the FE type is applied to an image display device, for example, R.F. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known [R. Meyer "Rec
ent Development on Microt
ips Display at LETI ", Tec
h. Digest of 4th Int. Vacuu
m Microelectronics Conf. ,
Nagahama, pp. 6 to 9 (1991)] Therefore, a multi-electron source in which a plurality of electron-emitting devices are wired has various applications. For example, if an electric signal corresponding to image information is appropriately applied, an electron source for an image display device is used. Can be suitably used.
【0009】前記、電子源を用いた画像表示装置におい
ては、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出させる
ための電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光す
る蛍光体等の画像形成部材、電子を画像形成部材に向け
て加速するための加速電極および高圧電源が必要であ
る。また平面型画像表示装置の、耐大気圧構造体として
支持柱(スペーサ)を用いる場合もある。In the above-mentioned image display apparatus using an electron source, an image forming apparatus such as an envelope for maintaining a vacuum atmosphere, an electron source for emitting electrons and its driving circuit, and a phosphor emitting light by collision of electrons. A member, an accelerating electrode for accelerating electrons toward the image forming member, and a high voltage power supply are required. In some cases, a support column (spacer) is used as an atmospheric pressure resistant structure of the flat panel display.
【0010】しかし、真空雰囲気内にガス等が残留する
と、使用時に残留ガス等が電離され、その正イオンが上
記加速電極により電子源側に飛翔し、電子放出素子に衝
突し、特に電子放出部を劣化させてしまうという問題が
生じる場合がある。そこで、上記正イオン等の荷電粒子
が電子放出素子に直接衝突しないように、電子放出素子
が形成された基板から絶縁性の支持体で所定距離だけ離
し、該電子放出素子の電子放出部を覆うように、電子通
過孔を有する電極板を配置することで電子源を保護し、
電子源の高寿命化をはかる場合がある(特開昭52−1
21454又は、特開平7−235257)。However, when gas or the like remains in the vacuum atmosphere, the residual gas or the like is ionized during use, and the positive ions fly toward the electron source by the accelerating electrode and collide with the electron-emitting device. May be degraded. In order to prevent the charged particles such as the positive ions from directly colliding with the electron-emitting device, the substrate is separated from the substrate on which the electron-emitting device is formed by a predetermined distance with an insulating support to cover the electron-emitting portion of the electron-emitting device. Like, to protect the electron source by arranging an electrode plate having an electron passage hole,
In some cases, the life of an electron source is extended (Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-1).
21454 or JP-A-7-235257).
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この電極板
にたわみやうねりがあると、電界分布が不均一になり電
子放出素子から放出された電子の軌道が変化してしまう
ため、電極板の取付に当たっては、接着時のたわみ、う
ねり等を排除した上、高さ、位置共に高精度に行う必要
がある。また、前述したような耐大気圧構造としての支
持柱(スペーサ)を必要とする場合、そのスペーサを絶
縁性の支持体の上に取り付けられた電極板の上に固定す
る場合もあるので、その該電極板は絶縁性支持体を土台
として形状変化の無い、高精度で頑強な固定が必要とさ
れる。しかしながら従来の製造方法では、支持体を接着
剤で形成し、電子源基板からの支持と固定を同時に行っ
ていたため、接着剤の厚みむらによって電極板の高精度
の位置決めおよび固定がなされないという問題があっ
た。However, if the electrode plate is bent or undulated, the electric field distribution becomes non-uniform and the trajectory of the electrons emitted from the electron-emitting device changes. In this case, it is necessary to eliminate bending, undulation, and the like at the time of bonding, and to perform the processing with high accuracy in both height and position. When a support column (spacer) having an atmospheric pressure resistant structure as described above is required, the spacer may be fixed on an electrode plate mounted on an insulating support. The electrode plate is required to be fixed with high precision and high rigidity without a change in shape, based on an insulating support. However, in the conventional manufacturing method, the support is formed with an adhesive, and the support and the fixing from the electron source substrate are performed at the same time. Therefore, the problem that the electrode plate is not accurately positioned and fixed due to uneven thickness of the adhesive. was there.
【0012】本発明は、上記の問題点を解決すべくなさ
れたものであり、電子源基板と電極板との間隔むらがな
く、均一で高精度な固定を行うことによって、表示品質
が高く、同時にスペーサを強固に固定することで十分な
耐大気圧構造を有する画像表示装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has high display quality by performing uniform and high-precision fixing without unevenness between the electron source substrate and the electrode plate. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing an image display device having a sufficient atmospheric pressure resistant structure by firmly fixing a spacer.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、電子放出
素子が形成された電子源基板と、該電子源基板と対向し
て配置され、前記電子放出素子から放出される電子線の
照射により画像が形成される画像形成部材が形成されて
いるフェースプレート基板と、前記電子源基板と前記フ
ェースプレート基板の間の周囲にある支持枠と、前記電
子源基板上に形成された支持体によって該電子源基板か
ら所定の距離を保って支持される電極板とを具備する画
像表示装置の製造方法において、前記支持体を形成した
後に、前記電極板を前記電子源基板に接着して所定の距
離に固定することを特徴とする画像表示装置の製造方法
に関する。That is, the present invention is directed to an electron source substrate having an electron-emitting device formed thereon, and an electron beam emitted from the electron-emitting device which is disposed to face the electron source substrate. A face plate substrate on which an image forming member on which an image is formed is formed, a support frame around the electron source substrate and the face plate substrate, and a support formed on the electron source substrate. An electrode plate supported at a predetermined distance from the electron source substrate, wherein after the support is formed, the electrode plate is adhered to the electron source substrate for a predetermined distance. To a method for manufacturing an image display device, wherein
【0014】前記電極板は、電子透過孔を有する板状の
導電体を用いることが好ましく、前記電子放出素子は表
面伝導型電子放出素子であることが好ましい。Preferably, the electrode plate is made of a plate-shaped conductor having electron transmission holes, and the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
【0015】本発明では、支持体の形成と電極板の固定
を別個の工程で行う。そうすると、支持体の形成と電極
板の固定を接着剤(フリット等)で同時に行う場合と異
なり、最初に高さの均一な支持体が形成されるので、次
に柔らかい接着剤(フリットガラス等)を用いてもこの
支持体が基板からの距離を規定するため、電極板と基板
との距離を均一に保つことができる。このため、電極板
のたわみやうねりによる電界分布への影響を極めて小さ
くすることができる。また、スペーサを使用する場合
も、電極板の高さが均一であるので、精度よく確実にス
ペーサの固定ができるので、十分な耐大気圧構造とする
ことができる。In the present invention, the formation of the support and the fixing of the electrode plate are performed in separate steps. Then, unlike the case where the formation of the support and the fixing of the electrode plate are performed simultaneously with an adhesive (frit or the like), the support having a uniform height is formed first, and then the soft adhesive (frit glass or the like) is formed. The distance between the electrode plate and the substrate can be kept uniform since the support defines the distance from the substrate even when the substrate is used. For this reason, the influence on the electric field distribution due to the deflection or undulation of the electrode plate can be extremely reduced. Also, when a spacer is used, since the height of the electrode plate is uniform, the spacer can be fixed accurately and reliably, so that a sufficient atmospheric pressure resistant structure can be achieved.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明を
説明する。図1は、本発明の画像表示装置の一例を示す
模式図である。尚、ここでは表面伝導型電子放出素子を
用いた例について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the image display device of the present invention. Here, an example using a surface conduction electron-emitting device will be described.
【0017】図1において、001は基板、002及び
003は素子電極でそれぞれ後述するX、Y方向配線と
接続している。004は電子放出部を含む薄膜であり素
子電極002、003と電気的に接続している。73は
Y方向配線、72はX方向配線であり、11の絶縁膜に
より絶縁されている。Y方向配線73、X方向配線7
2、絶縁膜11の膜厚は数μm〜数十μmの範囲であ
る。14は電極板であり、電子放出素子の電子放出部、
すなわち電子放出部を含む薄膜上に、電子放出部を覆う
ように形成されている。この材料としては銅、ニッケル
等の金属材料および合金が望ましいが、絶縁体表面を導
体でコーティングした部材を用いることも可能である。
電極板の厚みは数十μm〜数百μmのものが通常用いら
れる。19は電子開口部であり、電子放出部より放出さ
れた電子が通過する開口部が形成されている。In FIG. 1, reference numeral 001 denotes a substrate, and reference numerals 002 and 003 denote device electrodes, which are connected to X and Y-direction wirings to be described later. Reference numeral 004 denotes a thin film including an electron emitting portion, which is electrically connected to the device electrodes 002 and 003. Reference numeral 73 denotes a Y-direction wiring, and 72 denotes an X-direction wiring, which are insulated by 11 insulating films. Y direction wiring 73, X direction wiring 7
2. The thickness of the insulating film 11 is in the range of several μm to several tens μm. Reference numeral 14 denotes an electrode plate, which is an electron-emitting portion of the electron-emitting device;
That is, it is formed on the thin film including the electron emitting portion so as to cover the electron emitting portion. As this material, a metal material such as copper or nickel and an alloy are preferable, but a member having an insulator surface coated with a conductor can also be used.
The thickness of the electrode plate is usually several tens μm to several hundred μm. Reference numeral 19 denotes an electron opening, which has an opening through which electrons emitted from the electron emitting portion pass.
【0018】この開口部の形状及びサイズに関しては画
像表示装置の形態に合わせて最適な形状を用いることが
でき、矩形だけでなく円形、楕円形状、多角形等の形態
をとることができる。また、開口部の大きさについても
電子放出素子から放出された電子ビームのビーム径等を
考慮し、最適な値を選ぶことができる。Regarding the shape and size of the opening, an optimum shape can be used in accordance with the form of the image display device, and not only a rectangle but also a form such as a circle, an ellipse, and a polygon can be used. Also, an optimal value of the size of the opening can be selected in consideration of the beam diameter of the electron beam emitted from the electron-emitting device.
【0019】13は支持体である。この支持体の高さ
(電子源基板からの距離)は画像表示装置の形態に合わ
せて最適な値をとることができる。好ましくは数十μm
〜数百μmの範囲である。この支持体の材料は、後の工
程で電極板を固定する際に支持体がつぶれたり、変形し
ないようなものであれば特に制限は無く、例えば絶縁ペ
ーストをスクリーン印刷等により塗布した後、焼成して
形成することができる。また、支持体は、電子放出素子
近傍に配置されるので放出電子等でチャージアップしな
い様に、所望の導電性を持たせるようにしてもよい。Reference numeral 13 denotes a support. The height of the support (distance from the electron source substrate) can have an optimal value according to the form of the image display device. Preferably several tens μm
~ Several hundred μm. The material of the support is not particularly limited as long as the support does not collapse or deform when the electrode plate is fixed in a later step. For example, after applying an insulating paste by screen printing or the like, firing is performed. Can be formed. Further, since the support is disposed near the electron-emitting device, the support may have a desired conductivity so as not to be charged up by emitted electrons or the like.
【0020】22は電極板14と支持体13を固定する
ための接着材である。接着材としては接着強度、耐熱
性、使用温度、脱ガス性、塗布方法等を考慮し選択され
主にフリットガラスが用いられる。ガラスフリット等の
溶融性の接着剤を用いる場合は、支持体の軟化温度より
低いものを用いるのが好ましい。Reference numeral 22 denotes an adhesive for fixing the electrode plate 14 and the support 13. The adhesive is selected in consideration of the adhesive strength, heat resistance, operating temperature, degassing property, coating method and the like, and frit glass is mainly used. When a fusible adhesive such as glass frit is used, it is preferable to use one that is lower than the softening temperature of the support.
【0021】図2にしたがって本発明の画像表示装置の
製造方法を詳細に説明する。まず、良く洗浄された基板
001上にフォトリソグラフィー法、印刷法等によっ
て、素子電極002、003からなる素子電極を形成す
る。本電極は後述の導電性薄膜と配線の電気的接触を良
好にするために設けられるものである。通常電子放出部
を含む薄膜は配線用の導体層と比べて著しく薄い膜であ
るため、濡れ性、段差保持性等の問題を回避するために
設けられているものである。したがってスパッタリング
法等により配線用の導体層を薄膜にて構成する場合は、
素子電極の形成は必ずしも個別に行う必要はなく、配線
導体と同時に形成することが可能である。電極の形成方
法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ
CVD法等の真空系を用いる方法やビヒクルに金属成分
およびガラス成分を混合した厚膜ペーストを印刷、焼成
することにより形成する厚膜印刷法がある。Referring to FIG. 2, a method for manufacturing the image display device of the present invention will be described in detail. First, a device electrode including the device electrodes 002 and 003 is formed on a well-cleaned substrate 001 by photolithography, printing, or the like. This electrode is provided to improve the electrical contact between the conductive thin film described later and the wiring. Usually, the thin film including the electron-emitting portion is a film that is extremely thin as compared with the conductor layer for wiring, and is provided to avoid problems such as wettability and step-retention. Therefore, when the conductor layer for wiring is formed of a thin film by a sputtering method or the like,
The device electrodes need not always be formed individually, but can be formed simultaneously with the wiring conductors. Examples of the method of forming the electrode include a method using a vacuum system such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and a plasma CVD method, and a thick film printing method in which a thick film paste in which a metal component and a glass component are mixed in a vehicle is printed and fired. There is a law.
【0022】次にY方向配線73、絶縁膜11、X方向
配線72をマトリックス状に形成する。これらの配線は
電気抵抗を低減した方が有利であるため、膜厚を厚く形
成できる厚膜印刷法を用いるのが好適である。このた
め、スクリーン印刷法で導電性ペーストを用い、配線を
形成することが好ましい。このとき各素子電極と各配線
を接続させる。また、絶縁膜としては、絶縁性向上のた
め多層に形成するほうがよい。Next, the Y-direction wiring 73, the insulating film 11, and the X-direction wiring 72 are formed in a matrix. Since it is more advantageous to reduce the electric resistance of these wirings, it is preferable to use a thick film printing method which can form a thick film. Therefore, it is preferable to form the wiring by using a conductive paste by a screen printing method. At this time, each element electrode is connected to each wiring. Further, it is better to form the insulating film in multiple layers in order to improve the insulating property.
【0023】次に導電性薄膜004を形成し、必要なら
ばその後ホトリソグラフィー等によってパターニングを
おこなうことで導電性薄膜004を形成する。(図2
(a))。次に、このように完成した電子源基板71を
用いて、図2(b)のように支持体13を形成する。こ
の支持体は表示の妨げにならないようにX方向配線上に
形成するのが好ましい。この支持体形成のパターンは、
電極板と直接接して電子源基板からの高さを規定する部
分があればよく、特に限定されるものではないが、図2
(b)のようにX方向配線上に接着剤を形成する場所残
しておくか、または接着剤を収納する溝等を合わせ持つ
形状が好ましい。また、支持体は絶縁ペーストを用いた
スクリーン印刷法等により形成することができる。また
電子源基板全面にわたり高精度の均一性を必要とする場
合、この支持体形成後にその頭頂を研磨して均一な高さ
に揃える方法もとることができる。Next, a conductive thin film 004 is formed, and thereafter, if necessary, patterned by photolithography or the like to form the conductive thin film 004. (Figure 2
(A)). Next, using the electron source substrate 71 completed in this way, a support 13 is formed as shown in FIG. This support is preferably formed on the X-direction wiring so as not to hinder display. The pattern of this support formation is
It is sufficient that there is a portion directly in contact with the electrode plate to define the height from the electron source substrate, and the portion is not particularly limited.
It is preferable to leave a place where the adhesive is formed on the X-direction wiring as shown in FIG. The support can be formed by a screen printing method using an insulating paste or the like. In the case where high precision uniformity is required over the entire surface of the electron source substrate, a method may be employed in which the top of the support is polished after the support is formed to make the height uniform.
【0024】次に、基板上のX方向配線上で、支持体1
3が形成されていない部分に接着材を塗布充填する(図
2(c))。塗布方法は印刷法、ディスペンサーによる
塗布等、特に限定されるものではなく、接着材を所望の
量だけ塗布、形成できればよい。また、接着材の塗布
は、支持体間全てに行う必要はなく、接着強度が取れれ
ば良い。また特に接着材としてフリットガラスを用いた
場合、ペースト状での塗布の後、乾燥、仮焼成を順次行
う。仮焼成はフリットガラスをペーストとして用いた場
合の溶剤及びバインダーを焼成させるために行われるも
のであり、300〜400℃の温度で通常行う。Next, the support 1 is placed on the X-direction wiring on the substrate.
An adhesive is applied and filled in portions where no 3 is formed (FIG. 2C). The application method is not particularly limited, such as a printing method and application using a dispenser, and it is sufficient that the adhesive can be applied and formed in a desired amount. The application of the adhesive does not need to be performed between all the supports, as long as the adhesive strength can be obtained. In particular, when frit glass is used as the adhesive, drying and calcination are sequentially performed after application in paste form. Preliminary firing is performed for firing a solvent and a binder when frit glass is used as a paste, and is usually performed at a temperature of 300 to 400 ° C.
【0025】次に支持体13の上に、レーザーあるいは
エッチング等による微細穴あけ加工、あるいは電鋳等に
より形成された電子通過用開口部を有している電極板1
4をのせ、電子源基板71と電極板14を位置合わせし
た後、電極板全面にわたって均一に圧力をかけ接着を行
う(図2(d))。接着剤によって接着時の処理は異な
るが、例えばフリットガラスを用いた場合400〜50
0℃の焼成を行う。Next, an electrode plate 1 having an electron passage opening formed on a support 13 by fine drilling by laser or etching, or by electroforming.
4, after the electron source substrate 71 and the electrode plate 14 are aligned, pressure is applied uniformly over the entire surface of the electrode plate to perform bonding (FIG. 2D). Although the processing at the time of bonding differs depending on the adhesive, for example, 400 to 50 when frit glass is used.
Baking at 0 ° C. is performed.
【0026】上記の様に、電子源基板上に電極板を形成
した電子源を画像表示装置に適用した場合について図3
を用いて説明する。図中001は基板であり、005は
電子放出部、13は支持体、14は電極板である。また
86はフェースプレート、84は蛍光体、85はメタル
バックである。電子源基板とフェースプレートを支持枠
82を挟んで対向配置させ、内部を真空にすることによ
り、画像表示装置が形成できる。図示していない駆動回
路を用いて電子放出素子を駆動させると、電子放出部1
5より電子が放出され、電子開口部を通りフェースプレ
ートに到達し蛍光体を発光させることで画像を表示でき
る。メタルバックには電子を加速させるために数kVの
電圧がかけられる。尚、本発明の電極板に所望の電位を
印加することで、グリッドとしての機能をもたせること
も可能である。FIG. 3 shows a case where an electron source having an electrode plate formed on an electron source substrate is applied to an image display device as described above.
This will be described with reference to FIG. In the figure, 001 is a substrate, 005 is an electron-emitting portion, 13 is a support, and 14 is an electrode plate. 86 is a face plate, 84 is a phosphor, and 85 is a metal back. The image display device can be formed by arranging the electron source substrate and the face plate to face each other with the support frame 82 interposed therebetween and evacuating the inside. When the electron-emitting device is driven using a driving circuit (not shown), the electron-emitting portion 1
Electrons are emitted from 5 and reach the face plate through the electron openings to cause the phosphor to emit light, whereby an image can be displayed. A voltage of several kV is applied to the metal back to accelerate electrons. In addition, it is also possible to provide a function as a grid by applying a desired potential to the electrode plate of the present invention.
【0027】本発明では、特に電子放出部を覆うように
電極板を形成することにより、正イオンから電子放出素
子を保護することができる。本発明に用いることのでき
る表面伝導型電子放出素子の基本的な構成には大別し
て、平面型及び垂直型の2つがあるが、平面型表面伝導
型電子放出素子の場合、図3のように電子が放物線の軌
跡を描き、電子放出部の上を電極板で効果的に覆うこと
が可能となるので特に好ましい。In the present invention, the electron-emitting device can be protected from positive ions by forming the electrode plate so as to particularly cover the electron-emitting portion. The basic configuration of the surface conduction electron-emitting device that can be used in the present invention is roughly classified into two types, a planar type and a vertical type. In the case of the planar surface conduction electron-emitting device, as shown in FIG. This is particularly preferable because the electrons draw a parabolic trajectory, and the electron emission portion can be effectively covered with the electrode plate.
【0028】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。図6は、平面型表面伝導型電子放出素子
の構成を示す模式図であり、図6(a)は平面図、図6
(b)は断面図である。図6において001は基板、0
02と003は素子電極、004は導電性薄膜、005
は電子放出部である。基板001としては、石英ガラ
ス、Na等の不純物含有量を低減させたガラス、青板ガ
ラス、スパッタ法等によりSiO2を堆積させたガラス
基板及びアルミナ等のセラミックス基板等を用いること
ができる。対向する素子電極002、003の材料とし
ては、一般的な導電材料を用いることができ、Ni,C
r,Au,Mo,W,Pt,Ti,Al,Cu,Pd等
の金属或は合金及びPd,As,Ag,Au,RuO
2,Pd−Ag等の金属或は金属酸化物とガラス等から
構成される印刷導体、In2O3−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選択す
ることができる。素子電極間隔L1、素子電極長さW
2、導電性薄膜004の形状等は、応用される形態等を
考慮して、設計される。素子電極間隔L1は、好ましく
は数千オングストロームから数百マイクロメートルの範
囲であり、より好ましくは素子電極間に印加する電圧等
を考慮して1マイクロメートルから100マイクロメー
トルの範囲である。素子電極長さW2は、電極の抵抗
値、電子放出特性を考慮して、数マイクロメートルから
数百マイクロメートルの範囲である。素子電極002,
003の膜厚dは、100オングストロームから1マイ
クロメートルの範囲である。なお、図6に示した構成だ
けでなく、基板001上に、導電性薄膜004、対向す
る素子電極002、003の順に積層した構成とするこ
ともできる。First, the plane type surface conduction electron-emitting device will be described. 6A and 6B are schematic views showing the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device. FIG. 6A is a plan view and FIG.
(B) is a sectional view. In FIG. 6, 001 is a substrate, 0
02 and 003 are device electrodes, 004 is a conductive thin film, 005
Denotes an electron emission portion. As the substrate 001, quartz glass, glass with a reduced impurity content such as Na, blue plate glass, a glass substrate on which SiO2 is deposited by a sputtering method or the like, a ceramic substrate such as alumina, or the like can be used. As a material of the opposing element electrodes 002 and 003, a general conductive material can be used.
Metals or alloys such as r, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd and Pd, As, Ag, Au, RuO
2, a printed conductor composed of a metal such as Pd-Ag or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In2O3-SnO2, a semiconductor conductor material such as polysilicon, or the like. Device electrode interval L1, device electrode length W
2. The shape and the like of the conductive thin film 004 are designed in consideration of an applied form and the like. The device electrode interval L1 is preferably in the range of several thousand angstroms to several hundred micrometers, and more preferably in the range of one micrometer to 100 micrometers in consideration of the voltage applied between the device electrodes. The device electrode length W2 is in the range of several micrometers to several hundred micrometers in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics. Device electrode 002,
The thickness d of 003 ranges from 100 angstroms to 1 micrometer. In addition to the structure shown in FIG. 6, a structure in which a conductive thin film 004 and opposing element electrodes 002 and 003 are stacked in this order on the substrate 001 can be employed.
【0029】導電性薄膜004には良好な電子放出特性
を得るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるの
が好ましい。その膜厚は素子電極302,303へのス
テップカバレージ、素子電極002、003間の抵抗値
及び後述するフォーミング条件等を考慮して適宜設定さ
れるが、通常は数オングストロームから数千オングスト
ロームの範囲とするのが好ましく、より好ましくは10
オングストロームより500オングストロームの範囲と
するのがよい。その抵抗値は、Rsが102から107
Ωの値である。なおRsは、厚さがt、幅がwで長さが
lの薄膜の抵抗Rを、R=Rs(l/w)とおいたとき
に現れる値で、薄膜材料の抵抗率をρとするとRs=ρ
/tで表される。本願明細書において、フォーミング処
理について通電処理を例に挙げて説明するが、フォーミ
ング処理はこれに限られるものではなく、膜に亀裂を生
じさせて高抵抗状態を形成する方法であればいかなる方
法でもよい。It is preferable to use a fine particle film composed of fine particles for the conductive thin film 004 in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of the step coverage of the device electrodes 302 and 303, the resistance value between the device electrodes 002 and 003, forming conditions to be described later, and the like, but is usually in the range of several Å to several thousand Å. And more preferably 10
It is preferable that the thickness be in the range of 500 Å from Å. The resistance value of Rs is 102 to 107.
Is the value of Ω. Note that Rs is a value that appears when the resistance R of a thin film having a thickness t, a width w, and a length 1 is R = Rs (l / w). = Ρ
/ T. In the specification of the present application, the energization process will be described as an example of the forming process, but the forming process is not limited to this, and any method may be used as long as it forms a high resistance state by causing a crack in the film. Good.
【0030】導電性薄膜004を構成する材料は、P
d,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,C
r,Fe,Zn,Sn,Ta,W,Pd等の金属、Pd
O,SnO2,In2O3,PbO,Sb2O3等の酸
化物、HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,YB
4,GdB4等の硼化物、TiC,ZrC,HfC,T
aC,SiC,WC等の炭化物、TiN,ZrN,Hf
N等の窒化物、Si,Ge等の半導体、カーボン等の中
から適宜選択される。The material forming the conductive thin film 004 is P
d, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, C
metals such as r, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pd, Pd
Oxides such as O, SnO2, In2O3, PbO, Sb2O3, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB
Borides such as 4, GdB4, TiC, ZrC, HfC, T
carbides such as aC, SiC, WC, TiN, ZrN, Hf
It is appropriately selected from nitrides such as N, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.
【0031】ここで述べる微粒子膜とは複数の微粒子が
集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に分
散配置した状態あるいは微粒子が互いに隣接、あるいは
重なり合った状態(いくつかの微粒子が集合し、全体と
して島状構造を形成している場合も含む)をとってい
る。微粒子の粒径は、数オングストロームから1マイク
ロメートルの範囲、好ましくは10オングストロームか
ら200オングストロームの範囲である。The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and has a fine structure in a state where the fine particles are individually dispersed and arranged or in a state where the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (some fine particles are aggregated). And an island-like structure as a whole). The particle size of the microparticles ranges from a few Angstroms to 1 micrometer, preferably from 10 Angstroms to 200 Angstroms.
【0032】電子放出部005は、導電性薄膜004の
一部に形成された高抵抗の亀裂により構成され、導電性
薄膜004の膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォー
ミング等の手法等に依存したものとなる。電子放出部0
05の内部には、1000オングストローム以下の粒径
の導電性微粒子を含む場合もある。この導電性微粒子
は、導電性薄膜004を構成する材料の元素の一部、あ
るいは全ての元素を含有するものとなる。電子放出部0
05及びその近傍の導電性薄膜004には、炭素あるい
は炭素化合物を含む場合もある。The electron-emitting portion 005 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 004, and depends on the thickness, film quality, material, and method of energization forming and the like of the conductive thin film 004 described later. It will be. Electron emission unit 0
05 may contain conductive fine particles having a particle size of 1000 angstroms or less. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive thin film 004. Electron emission unit 0
05 and the conductive thin film 004 in the vicinity thereof may contain carbon or a carbon compound.
【0033】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。図5は、本発明の垂直型表面伝導型電子
放出素子の一例を示す模式図である。Next, a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the vertical surface conduction electron-emitting device of the present invention.
【0034】図5においては、図6において示した部位
と同じ部位には図6に付した符号と同一の符号を付して
いる。21は段差形成部である。基板001、素子電極
002及び003、導電性薄膜004、電子放出部00
5は、前述した平面型表面伝導型電子放出素子の場合と
同様の材料で構成することができる。段差形成部21
は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成されたS
iO2等の絶縁性材料で構成することができる。段差形
成部21の膜厚は、先に述べた平面型表面伝導型電子放
出素子の素子電極間隔L1に対応し、数千オングストロ
ームから数十マイクロメートルの範囲とすることができ
る。この膜厚は、段差形成部の製法及び素子電極間に印
加する電圧等を考慮して設定されるが、数百オングスト
ロームから数マイクロメートルの範囲が好ましい。In FIG. 5, the same parts as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 21 is a step forming part. Substrate 001, device electrodes 002 and 003, conductive thin film 004, electron emitting section 00
5 can be made of the same material as in the case of the above-mentioned flat surface conduction electron-emitting device. Step forming part 21
Is S formed by vacuum deposition, printing, sputtering, etc.
It can be made of an insulating material such as iO2. The film thickness of the step forming portion 21 corresponds to the device electrode interval L1 of the flat surface conduction electron-emitting device described above, and can be in the range of several thousand angstroms to several tens of micrometers. This film thickness is set in consideration of the manufacturing method of the step forming portion, the voltage applied between the device electrodes, and the like, but is preferably in the range of several hundred angstroms to several micrometers.
【0035】導電性薄膜004は、素子電極002及び
003と段差形成部21作成後に、該素子電極002,
003の上に積層される。電子放出部005は、図5に
おいては、段差形成部21に形成されているが、作成条
件、フォーミング条件等に依存し、形状、位置ともこれ
に限られるものではない。The conductive thin film 004 is formed after the device electrodes 002 and 003 and the step forming portion 21 are formed.
003. Although the electron-emitting portion 005 is formed in the step forming portion 21 in FIG. 5, the shape and position are not limited to this depending on the forming conditions, forming conditions and the like.
【0036】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法があるが、その一例を図7に模式的
に示す。There are various methods for manufacturing the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, one example of which is schematically shown in FIG.
【0037】以下、図6及び図7を参照しながら製造方
法の一例について説明する。図7においても図6に示し
た部位と同じ部位には図6に付した符号と同一の符号を
付している。 1)基板001を洗剤、純水及び有機溶剤等を用いて十
分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電極
材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー技術を用い
て基板001上に素子電極002,003を形成する
(図7(a))。 2)素子電極002、003を設けた基板001に、有
機金属溶液を塗布して、有機金属薄膜を形成する。有機
金属溶液には、前述の導電性薄膜004の材料の金属を
主元素とする有機金属化合物の溶液を用いることができ
る。有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッ
チング等によりパターニングし、導電性薄膜004を形
成する(図7(b))。ここでは、有機金属溶液の塗布
法を挙げて説明したが、導電性薄膜004の形成法はこ
れに限られるものでなく、真空蒸着法、スパッタ法、化
学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング法、スピン
ナー法等を用いることもできる。 3)続いて、フォーミング処理を施す。このフォーミン
グ処理方法の一例として通電処理による方法を説明す
る。素子電極002、003間に、不図示の電源を用い
て、通電を行うと、導電性薄膜004の部位に、構造の
変化した電子放出部005が形成される(図7
(c))。通電フォーミングによれば導電性薄膜004
に局所的に破壊、変形もしくは変質等の構造変化した部
位が形成される。該部位が電子放出部005となる。通
電フォーミングの電圧波形の例を図8に示す。Hereinafter, an example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS. In FIG. 7, the same parts as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1) The substrate 001 is sufficiently washed with a detergent, pure water, an organic solvent, or the like, and a device electrode material is deposited by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like. , 003 (FIG. 7A). 2) An organic metal solution is applied to the substrate 001 provided with the device electrodes 002 and 003 to form an organic metal thin film. As the organic metal solution, a solution of an organic metal compound containing the metal of the material of the conductive thin film 004 as a main element can be used. The organic metal thin film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, or the like to form a conductive thin film 004 (FIG. 7B). Here, the method of applying the organometallic solution has been described, but the method of forming the conductive thin film 004 is not limited to this, and a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, A dipping method, a spinner method, or the like can also be used. 3) Subsequently, a forming process is performed. As an example of the forming processing method, a method by an energization processing will be described. When a current is applied between the device electrodes 002 and 003 using a power supply (not shown), an electron-emitting portion 005 having a changed structure is formed at the portion of the conductive thin film 004.
(C)). According to the energization forming, the conductive thin film 004
Locally, a site having a structural change such as destruction, deformation or alteration is locally formed. The portion becomes the electron emitting portion 005. FIG. 8 shows an example of the voltage waveform of the energization forming.
【0038】電圧波形は、パルス波形が好ましい。これ
にはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加
する図8aに示した手法とパルス波高値を増加させなが
ら、電圧パルスを印加する図8bに示した手法がある。The voltage waveform is preferably a pulse waveform. For this purpose, there are a method shown in FIG. 8A for continuously applying a pulse having a pulse peak value at a constant voltage, and a method shown in FIG. 8B for applying a voltage pulse while increasing the pulse peak value.
【0039】図8aにおけるT1及びT2は電圧波形の
パルス幅とパルス間隔である。通常T1は1マイクロ秒
〜10ミリ秒、T2は10マイクロ秒〜100ミリ秒の
範囲で設定される。三角波の波高値(通電フォーミング
時のピーク電圧)は、表面伝導型電子放出素子形態に応
じて適宜選択される。このような条件のもと、例えば、
数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は三角波
に限定されるものではなく、矩形波等所望の波形を採用
することができる。In FIG. 8A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Usually, T1 is set in the range of 1 microsecond to 10 milliseconds, and T2 is set in the range of 10 microseconds to 100 milliseconds. The peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device. Under these conditions, for example,
The voltage is applied for several seconds to several tens minutes. The pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted.
【0040】図8bにおけるT1及びT2は、図8aに
示したのと同様とすることができる。三角波の波高値
(通電フォーミング時のピーク電圧)は、例えば0.1
Vステップ程度ずつ増加させることができる。通電フォ
ーミング処理の終了は、パルス間隔T2中に、導電性薄
膜を局所的に破壊、変形しない程度の電圧を印加し、電
流を測定して検知することができる。例えば0.1V程
度の電圧印加により流れる素子電流を測定し、抵抗値を
求めて、1Mオーム以上の抵抗を示したとき、通電フォ
ーミングを終了させる。T1 and T2 in FIG. 8b can be similar to those shown in FIG. 8a. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is, for example, 0.1
It can be increased by about V steps. The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally destroy or deform the conductive thin film during the pulse interval T2, and measuring the current. For example, the element current flowing when a voltage of about 0.1 V is applied is measured, and the resistance value is calculated. When the resistance indicates 1 M ohm or more, the energization forming is terminated.
【0041】4)フォーミングを終えた素子には活性化
処理を施すのが好ましい。活性化処理を施すことによ
り、素子電流If、放出電流Ieが著しく変化する。活
性化処理は、例えば有機物質のガスを含有する雰囲気下
で、通電フォーミングと同様に、パルスの印加を繰り返
すことで行うことができる。この雰囲気は、例えば油拡
散ポンプやロータリーポンプ等を用いて真空容器内を排
気した場合に雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形
成することができる他、イオンポンプ等により一旦十分
に排気した真空中に適当な有機物質のガスを導入するこ
とによっても得られる。このときの好ましい有機物質の
ガス圧は、前述の応用の形態、真空容器の形状や、有機
物質の種類等により異なるため場合に応じ適宜設定され
る。適当な有機物質としては、アルカン、アルケン、ア
ルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコ
ール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノー
ル、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸類等を挙げるこ
とができ、具体的には、メタン、エタン、プロパン等C
nH2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロ
ピレン等CnH2n等の組成式で表される不飽和炭化水
素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノー
ル、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。この処
理により雰囲気中に存在する有機物質から炭素あるいは
炭素化合物が素子上に堆積し、素子電流If、放出電流
Ieが、著しく変化する。活性化工程の終了判定は、素
子電流Ifと放出電流Ieを測定しながら行う。なおパ
ルス幅、パルス間隔、パルス波高値等は適宜設定され
る。4) It is preferable to perform an activation process on the element after the forming. By performing the activation process, the device current If and the emission current Ie change significantly. The activation treatment can be performed, for example, by repeating the application of a pulse in an atmosphere containing a gas of an organic substance, similarly to the energization forming. This atmosphere can be formed using an organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump, or is sufficiently evacuated once by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum. The preferable gas pressure of the organic substance at this time varies depending on the above-described application form, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case. Suitable organic substances include alkane, alkene, alkyne aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, phenols, carboxylic acids, and organic acids such as sulfonic acids. And specific examples thereof include C such as methane, ethane, and propane.
saturated hydrocarbons represented by nH2n + 2, unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as ethylene, propylene and the like CnH2n, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, Formic acid, acetic acid, propionic acid and the like can be used. As a result of the treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from the organic substance existing in the atmosphere, and the device current If and the emission current Ie are significantly changed. The end of the activation step is determined while measuring the device current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.
【0042】炭素あるいは炭素化合物とは、HOPG
(Highly Oriented Pyrolytic Graphite),PG(Pyrol
ytic Graphite ),GC(Glassy Carbon)等のグラファ
イトが挙げられる(HOPGはほぼ完全な結晶構造をも
つグラファイト、PGは結晶粒が200オングストロー
ム程度で結晶構造がやや乱れたグラファイト、GCは結
晶粒が20オングストローム程度で結晶構造の乱れがさ
らに大きくなったものを指す。)、非晶質カーボン(ア
モルファスカーボン及びアモルファスカーボンと前記グ
ラファイトの微結晶の混合物を含むカーボン)であり、
その膜厚は500オングストローム以下にするのが好ま
しく、300オングストローム以下であればより好まし
い。The carbon or carbon compound is HOPG
(Highly Oriented Pyrolytic Graphite), PG (Pyrol
graphite such as ytic Graphite) and GC (Glassy Carbon) (HOPG is graphite having a substantially complete crystal structure, PG is graphite having a crystal grain of about 200 angstroms and the crystal structure is slightly disordered, and GC is a graphite having a crystal grain of 20 or less. An amorphous carbon (a carbon containing amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the above-mentioned graphite microcrystals).
The thickness is preferably 500 Å or less, and more preferably 300 Å or less.
【0043】5)活性化工程を経て得られた電子放出素
子は、安定化処理を行うことが好ましい。この処理は真
空容器内の有機物質の分圧が、1×10−8torr以
下、望ましくは1×10−10torr以下で行うのが
よい。真空容器内の圧力は、10−6.5〜10−7t
orrが好ましく、特に1×10−8torr以下が好
ましい。真空容器を排気する真空排気装置は、装置から
発生するオイルが素子の特性に影響を与えないように、
オイルを使用しないものを用いるのが好ましい。具体的
にはソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装
置を挙げることができる。さらに真空容器内を排気する
ときには、真空容器全体を加熱して真空容器内壁や電子
放出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくするの
が好ましい。このときの加熱した状態での真空排気条件
は、80〜200℃で5時間以上が望ましいが、特にこ
の条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形状、
電子放出素子の構成等の諸条件により変化する。なお、
上記有機物質の分圧測定は質量分析装置により質量数が
10〜200の炭素と水素を主成分とする有機分子の分
圧を測定し、それらの分圧を積算することにより求め
る。5) The electron-emitting device obtained through the activation step is preferably subjected to a stabilization treatment. This treatment is preferably performed at a partial pressure of the organic substance in the vacuum vessel of 1 × 10 −8 torr or less, preferably 1 × 10 −10 torr or less. The pressure in the vacuum vessel is 10-6.5 to 10-7t
orr is preferable, and particularly preferably 1 × 10 −8 torr or less. The evacuation device that evacuates the vacuum container is designed so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element.
It is preferable to use one that does not use oil. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump and an ion pump can be used. Further, when the inside of the vacuum vessel is evacuated, it is preferable that the entire vacuum vessel is heated so that the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device are easily evacuated. The vacuum evacuation condition in the heated state at this time is desirably 5 hours or more at 80 to 200 ° C., but is not particularly limited to this condition.
It changes depending on various conditions such as the configuration of the electron-emitting device. In addition,
The partial pressure of the organic substance is measured by measuring the partial pressure of organic molecules having a mass number of 10 to 200 and mainly composed of carbon and hydrogen using a mass spectrometer, and integrating the partial pressures.
【0044】安定化工程を経た後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な
特性を維持することができる。このような真空雰囲気を
採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の
堆積を抑制でき、結果として素子電流If、放出電流I
eが安定する。電子放出素子の配列については種々のも
のが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子を多数
個配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方向(列
方向と呼ぶ)で該電子放出素子の上方に配した制御電極
(グリッドとも呼ぶ。本発明の支持体により支持される
電極板を制御電極として用いることができる。)によ
り、電子放出素子から電子を制御駆動するはしご状配置
のものがある。これとは別に、電子放出素子をX方向及
びY方向に行列状に複数個配し、同じ行に配された複数
の電子放出素子の電極の一方を、X方向の配線に共通に
接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子の電極の
他方を、Y方向の配線に共通に接続するものが挙げられ
る。このようなものは所謂単純マトリックス配置であ
る。The atmosphere at the time of driving after the stabilization step is preferably the same as that at the end of the stabilization treatment, but is not limited to this. If the organic substance is sufficiently removed, Even if the degree of vacuum itself is slightly reduced, sufficiently stable characteristics can be maintained. By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or carbon compound can be suppressed, and as a result, the device current If and the emission current I
e becomes stable. Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted. As an example, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, a large number of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction), and the electrons are arranged in a direction perpendicular to the wiring (referred to as a column direction). A control electrode (also referred to as a grid; an electrode plate supported by the support of the present invention can be used as a control electrode) disposed above the emission element to control and drive electrons from the electron emission element in a ladder-like arrangement. There is something. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. One example is one in which the other of the electrodes of a plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to a wiring in the Y direction. Such is the so-called simple matrix arrangement.
【0045】まず単純マトリックス配置について以下に
詳述する。本発明の電子放出素子を複数個マトリックス
状に配して得られる電子源基板について、図9を用いて
説明する。図9において、71は基板、72はX方向配
線、73はY方向配線である。74は表面伝導型電子放
出素子、75は結線である。なお、表面伝導型電子放出
素子74は、前述した平面型あるいは垂直型のどちらで
あってもよい。First, the simple matrix arrangement will be described in detail below. An electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices of the present invention in a matrix will be described with reference to FIG. In FIG. 9, 71 is a substrate, 72 is an X-direction wiring, and 73 is a Y-direction wiring. 74 is a surface conduction electron-emitting device, and 75 is a connection. Note that the surface conduction electron-emitting device 74 may be of the above-described flat type or vertical type.
【0046】m本のX方向配線72は、Dx1,Dx
2,・・・・,Dxmからなり、真空蒸着法、印刷法、
スパッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成す
ることができる。配線の材料、膜厚、巾は、適宜設計さ
れる。Y方向配線73は、Dy1,Dy2,・・・,D
ynのn本の配線よりなり、X方向配線72と同様に形
成される。これらm本のX方向配線72とn本のY方向
配線73との間には、不図示の層間絶縁層が設けられて
おり、両者を電気的に分離している(m,nは共に正の
整数)。The m X-direction wirings 72 are Dx1, Dx
2, ... Dxm, vacuum deposition method, printing method,
It can be made of a conductive metal or the like formed by a sputtering method or the like. The material, thickness, and width of the wiring are appropriately designed. , Dy1, Dy2,..., D
It is composed of n yn wirings and is formed similarly to the X-directional wiring 72. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 72 and the n Y-directional wirings 73 to electrically separate them (m and n are both positive. Integer).
【0047】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたSiO2等で構成
される。例えば、X方向配線72を形成した基板71の
全面あるいは一部に所望の形状で形成され、特にX方向
配線72とY方向配線73の交差部の電位差に耐え得る
ように膜厚、材料、製法が設定される。X方向配線72
とY方向配線73は、それぞれ外部端子として引き出さ
れる。The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, the substrate is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 71 on which the X-directional wiring 72 is formed, and the film thickness, the material, and the manufacturing method are set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-directional wiring 72 and the Y-directional wiring 73. Is set. X direction wiring 72
And the Y-direction wiring 73 are drawn out as external terminals.
【0048】表面伝導型放出素子74を構成する一対の
電極(不図示)は、m本のX方向配線72とn本のY方
向配線73と導電性金属等からなる結線75によって電
気的に接続されている。A pair of electrodes (not shown) constituting the surface conduction electron-emitting device 74 are electrically connected to m X-directional wires 72 and n Y-directional wires 73 by a connection 75 made of a conductive metal or the like. Have been.
【0049】配線72と配線73を構成する材料、結線
75を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、またそれぞれ異なってもよい。これら材料は、例え
ば前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極
を構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子
電極に接続した配線は素子電極ということもできる。The material forming the wiring 72 and the wiring 73, the material forming the connection 75, and the material forming the pair of element electrodes may be partially or entirely the same or different. Good. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes. When the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.
【0050】X方向配線72には、X方向に配列した表
面伝導型放出素子74の行を、選択するための走査信号
を印加する不図示の走査信号印加手段が接続される。一
方、Y方向配線73にはY方向に配列した表面伝導型放
出素子74の各列を入力信号に応じて、変調するための
不図示の変調信号発生手段が接続されている。各電子放
出素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される
走査信号と変調信号の差電圧として供給される。A scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the X direction is connected to the X-direction wiring 72. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices 74 arranged in the Y direction according to an input signal is connected to the Y-direction wiring 73. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device.
【0051】上記構成において、単純なマトリックス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using simple matrix wiring.
【0052】このような単純マトリックス配置の電子源
を形成した電子源基板に、本発明により電極板をとりつ
けた画像表示装置について、図1、図3、図12、図1
3及び図14を用いて説明する。図12は画像表示装置
の表示パネルの一例を示す模式図であり、この図では画
像表示装置の説明を簡略化するため、図1、図2の支持
体、電極板を図示していない。図13は、図12の画像
表示装置に使用される蛍光膜の模式図である。図14は
NTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆
動回路の一例を示すブロック図である。An image display device in which an electrode plate is attached to an electron source substrate on which an electron source having such a simple matrix arrangement is formed according to the present invention is shown in FIGS. 1, 3, 12, and 1.
3 and FIG. FIG. 12 is a schematic view showing an example of the display panel of the image display device. In this figure, the support and the electrode plate of FIGS. 1 and 2 are not shown in order to simplify the description of the image display device. FIG. 13 is a schematic diagram of a fluorescent film used in the image display device of FIG. FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a driving circuit for performing display in accordance with an NTSC television signal.
【0053】図12において71は電子放出素子を複数
配した電子源基板、81は電子源基板71を固定したリ
アプレート、86はガラス基板83の内面に蛍光膜84
とメタルバック85が形成されたフェースプレートであ
る。82は、支持枠でありこの支持枠にはリアプレー
ト、フェースプレートがフリットガラス等を用いて接続
されている。88は外囲器であり、例えば大気中あるい
は窒素中で400〜500℃の温度範囲で10分以上焼
成され、封着される。In FIG. 12, reference numeral 71 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged; 81, a rear plate on which the electron source substrate 71 is fixed; 86, a fluorescent film 84 on the inner surface of a glass substrate 83;
And a face plate on which a metal back 85 is formed. Reference numeral 82 denotes a support frame to which a rear plate and a face plate are connected using frit glass or the like. Reference numeral 88 denotes an envelope which is fired and sealed in a temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the atmosphere or nitrogen, for example.
【0054】74は、図5における電子放出部に相当す
る。72、73は、表面伝導型電子放出素子の一対の素
子電極と接続されたX方向配線及びY方向配線である。Reference numeral 74 corresponds to the electron-emitting portion in FIG. Reference numerals 72 and 73 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.
【0055】外囲器88は、上述のごとく、フェースプ
レート86、支持枠82、リアプレート81で構成され
る。リアプレートは主として電子源基板71の強度を補
強する目的で設けられるため、電子源基板自体が十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレートは不要とすること
ができる。従って、電子源基板に直接支持枠を封着し、
フェースプレート、支持枠および電子源基板で外囲器を
構成しても良い。また、フェースプレートとリアプレー
ト間にスペーサ(耐大気圧支持部材)を設置して大気圧
に対して十分な強度を持つ外囲器を構成することもでき
る。The envelope 88 is composed of the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81 as described above. Since the rear plate is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 71, if the electron source substrate itself has sufficient strength, a separate rear plate can be unnecessary. Therefore, the support frame is sealed directly to the electron source substrate,
The envelope may be constituted by the face plate, the support frame, and the electron source substrate. In addition, a spacer (atmospheric pressure resistant support member) may be provided between the face plate and the rear plate to form an envelope having sufficient strength against atmospheric pressure.
【0056】図13は、図12のフェースプレートに形
成された蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜84はモノ
クロームの場合は蛍光体のみから構成することができ
る。カラーの蛍光膜の場合は蛍光体の配列によりブラッ
クストライプあるいはブラックマトリックス等と呼ばれ
る黒色部材91と蛍光体92とから構成することができ
る。ブラックストライプ、ブラックマトリックスを設け
る目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体
の各蛍光体92間の塗り分け部を黒くすることで混色等
を目立たなくすることと、外光反射によるコントラスト
の低下を抑制することにある。FIG. 13 is a schematic diagram showing a fluorescent film formed on the face plate of FIG. The fluorescent film 84 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, it can be composed of a black member 91 called a black stripe or a black matrix and a fluorescent material 92 depending on the arrangement of the fluorescent materials. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color separation between the phosphors 92 of the necessary three primary color phosphors black in color display to make color mixing less noticeable, and to provide contrast due to external light reflection. Is to suppress the decrease in the temperature.
【0057】図12に示したガラス基板83に蛍光体を
塗布する方法は、モノクローム、カラーによらず、沈澱
法、印刷法等が採用できる。蛍光膜84の内面側には、
通常メタルバック85が設けられる。メタルバックを設
ける目的は、蛍光体の発光のうち内面側への光をフェー
スプレート86側へ鏡面反射させることにより輝度を向
上させること、電子ビーム加速電圧を印加するための電
極として作用させること、外囲器内で発生した負イオン
の衝突によるダメージから蛍光体を保護すること等であ
る。メタルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表
面の平滑化処理(通常、「フィルミング」と呼ばれ
る。)を行い、その後Alを真空蒸着等を用いて堆積さ
せることで作製できる。As a method of applying a phosphor to the glass substrate 83 shown in FIG. 12, a precipitation method, a printing method, etc. can be adopted regardless of monochrome or color. On the inner surface side of the fluorescent film 84,
Usually, a metal back 85 is provided. The purpose of providing the metal back is to improve the brightness by mirror-reflecting light toward the inner surface side of the phosphor emission toward the face plate 86 side, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, The purpose is to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope. The metal back can be manufactured by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al using vacuum evaporation or the like.
【0058】フェースプレート86には、さらに蛍光膜
84の導電性を高めるために、蛍光膜の外側(ガラス基
板83側)に透明電極を設けても良い。The face plate 86 may be provided with a transparent electrode outside the fluorescent film (on the glass substrate 83 side) in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 84.
【0059】前述の封着を行う際には、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、
十分な位置合わせが不可欠となる。When performing the above-mentioned sealing, in the case of color, it is necessary to make each color phosphor correspond to the electron-emitting device.
Sufficient alignment is essential.
【0060】図12に示した画像表示装置は、例えば以
下のようにして製造される。外囲器88は、前述の安定
化工程と同様に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソ
ープションポンプ等のオイルを使用しない排気装置によ
り不図示の排気管を通じて排気し、1×10−7tor
r程度の真空度の有機物質の十分少ない雰囲気にした
後、封止される。外囲器88の封止後の真空度を維持す
るために、ゲッター処理を行うこともできる。これは、
外囲器88の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器8
8内の所定の位置(不図示)に配置されたゲッターを加
熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常B
a等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例え
ば1×10−5乃至は1×10−7torrの真空度を
維持するものである。The image display device shown in FIG. 12 is manufactured, for example, as follows. The envelope 88 is evacuated through an exhaust pipe (not shown) by an exhaust device that does not use oil, such as an ion pump and a sorption pump, while appropriately heating, as in the above-described stabilization step, and is 1 × 10 −7 torr.
After setting the atmosphere to a sufficiently low level of an organic substance having a degree of vacuum of about r, sealing is performed. In order to maintain a vacuum degree after the envelope 88 is sealed, a getter process may be performed. this is,
Immediately before or after sealing of the envelope 88, the envelope 8 is heated by resistance heating or high-frequency heating.
This is a process of heating a getter disposed at a predetermined position (not shown) in the step 8 to form a vapor deposition film. Getter is usually B
a is a main component, and maintains a vacuum degree of, for example, 1 × 10 −5 to 1 × 10 −7 torr by the adsorption action of the deposited film.
【0061】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、NTSC方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成
例について、図14を用いて説明する。図14におい
て、101は表示パネル、102は走査回路、103は
制御回路、104はシフトレジスタである。105はラ
インメモリ、106は同期信号分離回路、107は変調
信号発生器、Vx及びVaは直流電圧源である。Next, an example of the configuration of a driving circuit for performing television display based on NTSC television signals on a display panel configured using electron sources in a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. . In FIG. 14, 101 is a display panel, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit, and 104 is a shift register. 105 is a line memory, 106 is a synchronization signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.
【0062】表示パネル101は、端子Dox1乃至D
oxm、端子Doy1乃至Doyn、及び高圧端子Hv
を介して外部の電気回路と接続している。端子Dox1
乃至Doxmには、表示パネル内に設けられている電子
源、すなわち、M行N列の行列状にマトリックス配線さ
れた表面伝導型電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順
次駆動するための走査信号が印加される。The display panel 101 has terminals Dox1 to Dox1
oxm, terminals Doy1 to Doyn, and high voltage terminal Hv
Connected to an external electric circuit via Terminal Dox1
Scanning for sequentially driving electron sources provided in the display panel, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns, one row at a time (N elements). A signal is applied.
【0063】端子Doy1乃至Doynには、前記走査
信号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の
各素子の出力電子ビームを制御するための変調信号が印
加される。高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例
えば10k[V]の直流電圧が供給されるが、これは表
面伝導型電子放出素子から放出される電子ビームに蛍光
体を励起するのに十分なエネルギーを付与するための加
速電圧である。To the terminals Doy1 to Doyn, a modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting device in one row selected by the scanning signal is applied. The high-voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 kV from a DC voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor into an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. It is an accelerating voltage for applying energy.
【0064】走査回路102について説明する。同回路
は、内部にM個のスイッチング素子を備えたもので(図
中、S1乃至Smで模式的に示している)ある。各スイ
ッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしくは0
[V](グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表
示パネル101の端子Dox1乃至Doxmと電気的に
接続される。S1乃至Smの各スイッチング素子は、制
御回路103が出力する制御信号Tscanに基づいて
動作するものであり、例えばFETのようなスイッチン
グ素子を組み合わせることにより構成することができ
る。The scanning circuit 102 will be described. This circuit includes M switching elements inside (in the drawing, S1 to Sm are schematically shown). Each switching element is connected to the output voltage of the DC voltage source Vx or 0
[V] (ground level) is selected, and is electrically connected to terminals Dox1 to Doxm of the display panel 101. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.
【0065】直流電圧源Vxは、本例の場合には表面伝
導型電子放出素子の特性(電子放出しきい値電圧)に基
づき走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子
放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力する
よう設定されている。In the case of this example, the DC voltage source Vx uses a driving voltage applied to an element that is not scanned based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting element. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the voltage.
【0066】制御回路103は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動作
を整合させる機能を有する。制御回路103は、同期信
号分離回路106より送られる同期信号Tsyncに基
づいて、各部に対してTscan及びTsft及びTm
ryの各制御信号を発生する。The control circuit 103 has a function of matching the operation of each unit so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 103 sends Tscan, Tsft, and Tm to each unit based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 106.
ry control signals are generated.
【0067】同期信号分離回路106は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝
度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波数
分離(フィルター)回路等を用いて構成できる。同期信
号分離回路106により分離された同期信号は、垂直同
期信号と水平同期信号よりなるが、ここでは説明の便宜
上Tsync信号として図示した。前記テレビ信号から
分離された画像の輝度信号成分は便宜上DATA信号と
表した。該DATA信号はシフトレジスタ104に入力
される。The synchronizing signal separating circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 106 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is shown here as a Tsync signal for convenience of explanation. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. The DATA signal is input to the shift register 104.
【0068】シフトレジスタ104は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路103より送られる制御信号Tsftに基づいて
動作する。(すなわち、制御信号Tsftは、シフトレ
ジスタ104のシフトクロックであるということもでき
る)。シリアル/パラレル変換された画像1ライン分
(電子放出素子N素子分の駆動データに相当)のデータ
は、Idl乃至IdnのN個の並列信号として前記シフ
トレジスタ104より出力される。The shift register 104 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal Tsft sent from the control circuit 103. Works. (That is, it can be said that the control signal Tsft is a shift clock of the shift register 104). The data for one line of the serial-parallel-converted image (corresponding to drive data for N electron-emitting devices) is output from the shift register 104 as N parallel signals Idl to Idn.
【0069】ラインメモリ105は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路103より送られる制御信号Tmryにし
たがって適宜Idl乃至Idnの内容を記憶する。記憶
された内容は、I’dl乃至I’dnとして出力され、
変調信号発生器107に入力される。The line memory 105 is a storage device for storing data of one line of an image for a required time only, and stores the contents of Idl to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 103. The stored contents are output as I'dl to I'dn,
The signal is input to modulation signal generator 107.
【0070】変調信号発生器107は、画像データI’
dl乃至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ための信号源であり、そ
の出力信号は、端子Doy1乃至Doynを通じて表示
パネル101内の表面伝導型電子放出素子に印加され
る。The modulation signal generator 107 outputs the image data I '
dl to I'dn are signal sources for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices in accordance with each of the surface conduction electron-emitting devices in the display panel 101 through terminals Doy1 to Doyn. Applied to the emitting element.
【0071】本発明の電子放出素子は放出電流Ieに対
して以下の基本特性を有している。すなわち、電子放出
には明確なしきい値電圧Vthがあり、Vth以上の電
圧を印加されたときのみ電子放出が生じる。電子放出し
きい値以上の電圧に対しては、素子への印加電圧の変化
に応じて放出電流も変化する。このことから、本素子に
パルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出しきい
値以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電子
放出しきい値以上の電圧を印加する場合には電子ビーム
が出力される。その際、パルスの波高値Vmを変化させ
ることにより出力電子ビームの強度を制御することが可
能である。また、パルスの幅Pwを変化させることによ
り出力される電子ビームの電荷の総量を制御することが
可能である。したがって、入力信号に応じて、電子放出
素子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅
変調方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際
しては、変調信号発生器107として、一定長さの電圧
パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルス
の波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる
ことができる。The electron-emitting device of the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth, and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. Therefore, when a pulse-like voltage is applied to the device, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold is applied. Outputs an electron beam. At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw. Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be employed. When implementing the voltage modulation method, a circuit of a voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 107. be able to.
【0072】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器107として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ことができる。When implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 107, a pulse width modulation type circuit that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data can be used.
【0073】シフトレジスタ104やラインメモリ10
5は、デジタル信号式のものをもアナログ信号式のもの
をも採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や
記憶が所定の速度で行われればよいからである。The shift register 104 and the line memory 10
5 can be either a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.
【0074】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路106の出力信号DATAをデジタル信号化
する必要があるが、これには106の出力部にA/D変
換器を設ければよい。これに関連してラインメモリ10
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107に用いられる回路が若干異なった
ものとなる。すなわち、デジタル信号を用いた電圧変調
方式の場合、変調信号発生器107には、例えばD/A
変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付加する。
パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器107には、
例えば高速の発振器及び発振器の出力する波数を計数す
る計数器(カウンタ)及び計数器の出力値と前記メモリ
の出力値を比較する比較器(コンパレータ)を組み合わ
せた回路を用いる。必要に応じて、比較器の出力するパ
ルス幅変調された変調信号を表面伝導型電子放出素子の
駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加するこ
ともできる。When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronizing signal separation circuit 106 into a digital signal. For this purpose, an A / D converter may be provided at the output of the synchronization signal separation circuit 106. In connection with this, the line memory 10
Depending on whether the output signal of 5 is a digital signal or an analog signal,
The circuit used for modulation signal generator 107 is slightly different. That is, in the case of a voltage modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 107 includes, for example, D / A
A conversion circuit is used, and an amplification circuit and the like are added as necessary.
In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 includes:
For example, a circuit that combines a high-speed oscillator, a counter that counts the number of waves output from the oscillator, and a comparator that compares the output value of the counter with the output value of the memory is used. If necessary, an amplifier for amplifying the voltage of the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added.
【0075】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器107には、例えばオペアンプ等を
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場
合には、例えば、電圧制御型発振回路(VCO)を採用
でき、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧
まで電圧増幅するための増幅器を付加することもでき
る。In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 107, and a level shift circuit or the like can be added as needed. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage-controlled oscillation circuit (VCO) can be employed, and an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added as necessary.
【0076】このような構成をとり得る本発明の画像表
示装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Do
x1乃至Doxm、Doy1乃至Doynを介して電圧
を印加することにより、電子放出が生ずる。高圧端子H
vを介してメタルバック85、あるいは透明電極(不図
示)に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速され
た電子は、蛍光膜84に衝突し、発光が生じて画像が形
成される。In the image display device of the present invention which can take such a configuration, each of the electron-emitting devices is provided with an external terminal Do.
By applying a voltage via x1 to Doxm and Doy1 to Doyn, electron emission occurs. High voltage terminal H
A high voltage is applied to the metal back 85 or a transparent electrode (not shown) via v to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 84 and emit light to form an image.
【0077】ここで述べた画像表示装置の構成例は一例
であり、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能
である。入力信号については、NTSC方式を挙げたが
入力信号はこれに限られるものではなく、PAL,SE
CAM方式等や、これよりも多数の走査線からなるTV
信号(例えば、MUSE方式をはじめとする高品位T
V)方式をも採用できる。The configuration example of the image display device described here is merely an example, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. For the input signal, the NTSC system has been described, but the input signal is not limited to this, and PAL, SE
CAM system or TV with more scanning lines
Signal (for example, high quality T including MUSE method)
V) system can also be adopted.
【0078】次に、本発明をはしご型配置の電子源及び
画像表示装置について適用した場合について図15及び
図16を用いて説明する。Next, a case where the present invention is applied to a ladder-type electron source and an image display device will be described with reference to FIGS.
【0079】図15は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図15において、110は電子基
板、111は電子放出素子である。112、Dx1〜D
x10は、電子放出素子111に接続する共通配線であ
る。電子放出素子111は、基板110上に、X方向に
並列に複数個配されている(これを素子行と呼ぶ)。こ
の素子行が複数個配されて、電子源を構成している。各
素子行の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素
子行を独立に駆動させることができる。すなわち、電子
ビームを放出させたい素子行には、電子放出しきい値以
上の電圧を、電子ビームを放出しない素子行には、電子
放出しきい値以下の電圧を印加する。各素子行間の共通
配線Dx2〜Dx9を、例えばDx2,Dx3を同一配
線とすることもできる。FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of a ladder-type arrangement of electron sources. In FIG. 15, reference numeral 110 denotes an electronic substrate, and 111 denotes an electron-emitting device. 112, Dx1-D
x10 is a common wiring connected to the electron-emitting device 111. A plurality of electron-emitting devices 111 are arranged on the substrate 110 in parallel in the X direction (this is called an element row). A plurality of the element rows are arranged to constitute an electron source. By applying a drive voltage between the common wires of each element row, each element row can be driven independently. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied to an element row that wants to emit an electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied to an element row that does not emit an electron beam. The common wirings Dx2 to Dx9 between the element rows, for example, Dx2 and Dx3 may be the same wiring.
【0080】図16は、はしご型配置の電子源を備えた
画像表示装置におけるパネルの構造の一例を示す模式図
である。120はグリッド電極、121は電子が通過す
るための空孔、122はDox1,Dox2,・・・D
oxmよりなる容器外端子である。123は、グリッド
電極120と接続されたG1,G2,・・・・,Gnか
らなる容器外端子、110は各素子行間の共通配線を同
一配線とした電子源基板である。図16においては、図
12、図15に示した部位と同じ部位には、これらの図
に付したのと同一の符号を付している。ここに示した画
像表示装置と、図12に示した単純マトリックス配置の
画像表示装置の大きな違いは、電子源基板110とフェ
ースプレート86の間にグリッド電極120を備えてい
るか否かである。FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the structure of a panel in an image display device having a ladder-type electron source. 120 is a grid electrode, 121 is a hole for passing electrons, 122 is Dox1, Dox2,.
oxm. Reference numeral 123 denotes an external terminal composed of G1, G2,..., Gn connected to the grid electrode 120, and 110 denotes an electron source substrate in which the common wiring between the element rows is the same. In FIG. 16, the same portions as those shown in FIGS. 12 and 15 are denoted by the same reference numerals as those shown in these drawings. The major difference between the image display device shown here and the image display device having the simple matrix arrangement shown in FIG. 12 is whether or not a grid electrode 120 is provided between the electron source substrate 110 and the face plate 86.
【0081】図15においては、基板110とフェース
プレート86の間には、グリッド電極120が設けられ
ている。グリッド電極120は、表面伝導型電子放出素
子から放出された電子ビームを変調するものであり、は
しご型配置の素子行と直交して設けられたストライプ状
の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に対応し
て1個ずつ円形の開口121が設けられている。グリッ
ドの形状や設置位置は図15に示したものに限定される
ものではない。例えば、開口としてメッシュ状に多数の
通過口を設けることもでき、グリッドを表面伝導型電子
放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。In FIG. 15, a grid electrode 120 is provided between the substrate 110 and the face plate 86. The grid electrode 120 modulates the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. In order to allow the electron beam to pass through a stripe-shaped electrode provided orthogonal to the ladder-type arrangement element row, One circular opening 121 is provided for each element. The shape and installation position of the grid are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of passage openings may be provided in the form of a mesh as openings, and a grid may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device.
【0082】本発明よって製造される電極板は、電子源
基板から均一な高さで固定できるので上記のグリッド電
極としても好適に使用できる。Since the electrode plate manufactured according to the present invention can be fixed at a uniform height from the electron source substrate, it can be suitably used as the above-mentioned grid electrode.
【0083】容器外端子122及びグリッド容器外端子
123は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。The outer container terminal 122 and grid outer terminal 123 are electrically connected to a control circuit (not shown).
【0084】本例の画像表示装置では素子行を1列ずつ
順次駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極列
に画像の1ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
により、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像
を1ラインずつ表示することができる。本発明の画像表
示装置は、テレビジョンン放送の表示装置、テレビ会議
システムやコンピュータ等の表示装置の他、感光性ドラ
ム等を用いて構成された光プリンターとしての画像表示
装置としても用いることができる。In the image display device of this embodiment, a modulation signal for one line of an image is simultaneously applied to the grid electrode rows in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one by one. This makes it possible to control the irradiation of each electron beam to the phosphor and display an image one line at a time. The image display device of the present invention can be used as an image display device as an optical printer configured using a photosensitive drum or the like, in addition to a display device of a television broadcast, a display device of a video conference system, a computer, or the like. it can.
【0085】[0085]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples.
【0086】(実施例1)図2に示した手順で図1に示
した構成を有する電子源基板を作製した。まず、良く洗
浄された青板ガラスよりなる基板001にスパッタリン
グ法により金属薄膜を形成した後、フォトリソエッチン
グ法により素子電極002、003を形成した。材質は
厚さ50AのTiを下引きとした厚さ1000A゜のN
i薄膜であり、素子電極間隔は2μmとした。(Example 1) An electron source substrate having the structure shown in FIG. 1 was manufactured according to the procedure shown in FIG. First, a metal thin film was formed by a sputtering method on a well-cleaned substrate 001 made of blue sheet glass, and then device electrodes 002 and 003 were formed by a photolithographic etching method. The material is 1000A ゜ N with a thickness of 50A Ti.
i-thin film, and the element electrode interval was 2 μm.
【0087】次に素子電極003と接続するようにY方
向配線73を形成した。Y方向配線73は銀ペーストを
用い、スクリーン印刷法でパターン化した後、最高温度
550℃で10分焼成したもので幅は100μm、厚さ
10μmであった。次に絶縁膜11をガラスを主成分と
するペーストで印刷後、最高温度550℃で10分焼成
することで形成した。また、上下間の絶縁性を良くする
ために絶縁膜は2層刷りで形成し、印刷焼成後の膜厚は
30μmであった。次にX方向配線72を絶縁膜11上
に素子電極002と接続するように形成した。形成方法
はY方向配線と同様な手段を用い、幅300μm、厚さ
20μmであった。Next, a Y-direction wiring 73 was formed so as to be connected to the device electrode 003. The Y-direction wiring 73 was formed by patterning by a screen printing method using a silver paste and then baked at a maximum temperature of 550 ° C. for 10 minutes. The width was 100 μm and the thickness was 10 μm. Next, the insulating film 11 was formed by printing with a paste containing glass as a main component, followed by baking at a maximum temperature of 550 ° C. for 10 minutes. The insulating film was formed by two-layer printing in order to improve the insulating property between the upper and lower sides, and the film thickness after printing and firing was 30 μm. Next, an X-direction wiring 72 was formed on the insulating film 11 so as to be connected to the device electrode 002. The forming method was the same as that for the Y-direction wiring, and the width was 300 μm and the thickness was 20 μm.
【0088】次にPdOからなる薄膜を有機金属溶液の
塗布焼成により形成し、その後フォトリソグラフィー等
によってパターニングを行うことで導電性薄膜004を
形成し電子源基板が完成する。次に絶縁性の支持体13
を、X方向配線上にスクリーン印刷法を用いて図2に示
すパターンに絶縁ペーストを用いて塗布した後、焼成し
て形成した。スクリーン印刷は多層刷りを行い、幅は2
00μm、高さ150μmの形状に仕上げた。電極板は
厚さ50μmのCuフィルムを電子開口部を長辺220
μm、短辺110μmの長方形に加工したものを用い
た。Next, a thin film made of PdO is formed by applying and firing an organic metal solution, and thereafter, patterning is performed by photolithography or the like to form a conductive thin film 004, thereby completing the electron source substrate. Next, the insulating support 13
Was applied to the pattern shown in FIG. 2 using an insulating paste on the X-direction wiring by screen printing, and then baked. Screen printing is multi-layer printing, width is 2
It was finished in a shape of 00 μm and height of 150 μm. The electrode plate is made of a 50 μm-thick Cu film with an electronic opening formed on the long side 220
A rectangular shape with a short side of 110 μm was used.
【0089】電極板の固定は、絶縁性支持体の接着剤収
納溝に充填したフリットガラス22で行った。フリット
ガラスは結晶性のフリットガラスをバインダーと混合し
たビークルと混ぜ作成したペーストとして用い、充填に
はディスペンサーを用いて行った。フリットガラスペー
ストは、充填後、乾燥、そして溶剤およびバインダーを
飛ばすための300〜400℃での焼成(仮焼成)を施
した。次に電極板を絶縁性支持体上にのせ、電極板が電
子放出部を覆い隠しかつ電子開口部を電子が通過できる
ように電子源基板と電極板を位置合わせを行った。位置
合わせを行った電子源基板と電極板はずれないように治
具により固定した後、電極板に均一に荷重を掛けながら
450〜500℃で焼成し接着剤22による電子源基板
と電極板の固定を完了した。このように電極板の固定に
際し、その土台となる絶縁性支持体上に間隔規定部分と
接着固定用部分である接着剤収納溝を設けた事で電極板
と電子源基板の高さを全面にわたって均一に精度良く、
そして確実に行うことができるようになった。The fixing of the electrode plate was carried out with the frit glass 22 filled in the adhesive accommodating groove of the insulating support. The frit glass was used as a paste prepared by mixing a crystalline frit glass with a vehicle in which a binder was mixed, and filling was performed using a dispenser. After filling, the frit glass paste was dried and baked (temporary baked) at 300 to 400 ° C. to remove the solvent and the binder. Next, the electrode plate was placed on an insulating support, and the electron source substrate and the electrode plate were aligned so that the electrode plate covered the electron-emitting portion and allowed electrons to pass through the electron opening. After fixing the electron source substrate and the electrode plate so as not to be displaced by a jig, baking at 450 to 500 ° C. while uniformly applying a load to the electrode plate, and fixing the electron source substrate and the electrode plate by the adhesive 22 Completed. As described above, when fixing the electrode plate, the height of the electrode plate and the electron source substrate is increased over the entire surface by providing the gap defining portion and the adhesive accommodating groove which is the portion for bonding and fixing on the insulating support serving as the base. Uniformly and accurately,
And it became possible to do it reliably.
【0090】(実施例2)電極板の固定部分である絶縁
性支持体と接着剤塗布部のパターンを図4(a)のよう
なパターンで形成した。それ以外は実施例1と同様な方
法で電子源基板を作製した。この結果、実施例1と同様
の効果を確認できた。(Example 2) The pattern of the insulating support and the adhesive application portion, which are the fixed portions of the electrode plate, was formed in a pattern as shown in FIG. Otherwise, an electron source substrate was manufactured in the same manner as in Example 1. As a result, the same effect as in Example 1 was confirmed.
【0091】(実施例3)電極板の固定部分である絶縁
性支持体と接着剤塗布部のパターンを図4(a)のよう
なパターンで形成した。それ以外は実施例1と同様な方
法で電子源基板を作製した。この結果、実施例1と同様
の効果を確認できた。(Example 3) The pattern of the insulating support and the adhesive application portion, which are the fixed portions of the electrode plate, was formed in a pattern as shown in FIG. Otherwise, an electron source substrate was manufactured in the same manner as in Example 1. As a result, the same effect as in Example 1 was confirmed.
【0092】(実施例4)次に実施例1に示した方法で
作製した電子源基板を用いて画像表示装置を構成した例
を、図3を用いて説明する。実施例1で作製したフォー
ミング前の表面伝導型電子放出素子を多数作製した電子
源基板31の5mm上方に、蛍光面上にメタルバックを
形成したフェースプレート86を支持枠82を介し配置
し、フェースプレート、支持枠、電子源基板の接合部に
フリットガラスをペースト状とし塗布、乾燥し300〜
400℃で仮焼成を施した後、400〜500℃で焼成
することで封着した。蛍光膜84はストライプ形状の黒
色部材(以下ブラックストライプ)上にスラリー法にて
蛍光体を塗布することで作製した。また蛍光膜上には通
常メタルバック85が設けられる。メタルバックは蛍光
膜作製後、表面にフィルミング(平面化処理)を行い、
その上にAlを真空蒸着し、最後に焼成を行うことで作
製した。(Embodiment 4) Next, an example in which an image display device is formed using the electron source substrate manufactured by the method shown in Embodiment 1 will be described with reference to FIG. A face plate 86 having a metal back formed on a phosphor screen is disposed 5 mm above the electron source substrate 31 on which a large number of surface conduction electron-emitting devices before forming formed in Example 1 were formed via a support frame 82. Frit glass is applied in paste form to the joint between the plate, the support frame, and the electron source substrate, dried and dried.
After provisional baking at 400 ° C., baking was performed at 400 to 500 ° C. to seal. The phosphor film 84 was formed by applying a phosphor on a black member having a stripe shape (hereinafter, black stripe) by a slurry method. A metal back 85 is usually provided on the fluorescent film. After the fluorescent film is formed, the metal back is filmed (flattened) on the surface,
It was manufactured by vacuum-depositing Al thereon and finally firing.
【0093】前述の封着に際しては、カラーの場合、R
GB各色の蛍光体と電子放出素子との対応が必要なため
高精度な位置合わせを行った。以上のように完成した容
器内の雰囲気を排気管(図示せず)を通し真空ポンプに
て排気し、十分な真空度に達した後、容器外まで引き出
したX方向配線及びY方向配線を通じ、電子放出素子の
素子電極間に電圧を印加し電子放出部形成用薄膜を通電
処理(フォーミング処理)することにより、電子放出部
を作成した。フォーミング処理の電圧波形は図8(b)
に示す通りである。図8中T1およびT2は電圧波形の
パルス幅とパルス間隔であり、本実施例ではT1を1m
s、T2を10msとし、三角波の波高値(フォーミン
グ時のピーク電圧)は14Vとし、フォーミング処理は
約1×10−6[Torr]の真空雰囲気中で60秒行
った。At the time of the above-mentioned sealing, in the case of a color,
Since the correspondence between the phosphor of each color of GB and the electron-emitting device is required, high-precision alignment was performed. The atmosphere in the container 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 X-direction wiring and the Y-direction wiring drawn out of the container are used. A voltage was applied between the device electrodes of the electron-emitting device, and the thin film for forming an electron-emitting portion was subjected to an energization process (forming process) to form an electron-emitting portion. The voltage waveform of the forming process is shown in FIG.
As shown in FIG. In FIG. 8, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and in this embodiment, T1 is 1 m
s and T2 were set to 10 ms, the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) was set to 14 V, and the forming process was performed in a vacuum atmosphere of about 1 × 10 −6 [Torr] for 60 seconds.
【0094】次に10−6[Torr]程度の真空度
で、排気管(図示せず)をガスバーナで熱する事で溶着
し外囲器の封止を行った。最後に封止後の容器内の真空
度を維持するために、ゲッター処理を行った。これは封
止を行う直前、或は封止後に抵抗加熱もしくは高周波加
熱等の加熱処理により画像表示装置内に配置したゲッタ
ー(図示せず)を加熱し、蒸着膜を形成処理させ、該蒸
着膜のガス吸着作用で真空度を維持させるものである。Next, at a degree of vacuum of about 10-6 [Torr], an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner to seal the envelope. Finally, a getter process was performed to maintain the degree of vacuum in the container after sealing. This is done by heating a getter (not shown) disposed in the image display device by a heating process such as resistance heating or high-frequency heating immediately before or after sealing to form a deposited film. Is to maintain the degree of vacuum by the gas adsorption action.
【0095】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各表面伝導型電子放出素子には、X方向配
線、Y方向配線を通じて、走査信号及び変調信号を信号
発生手段により各々印加することにより電子放出させ、
メタルバックに5kV以上の高圧を印加し、電子ビーム
を加速して、蛍光膜に衝突させ、励起、発光させる事で
画像を表示した。なお電極板は不図示の配線手段により
150V電位に維持され、電界の乱れが生じないように
した。このように本発明により作製された画像表示装置
は、以上のように高精度で均一に電極板が固定されてお
り、荷電粒子による電子放出素子へのダメージを防ぐこ
とができ、高寿命化、高画質化を実現できた。In the image display device of the present invention completed as described above, a scanning signal and a modulation signal are applied to each surface conduction electron-emitting device by the signal generation means through the X-direction wiring and the Y-direction wiring. To emit electrons,
An image was displayed by applying a high voltage of 5 kV or more to the metal back, accelerating the electron beam, colliding with the fluorescent film, exciting and emitting light. The electrode plate was maintained at a potential of 150 V by wiring means (not shown) to prevent electric field disturbance. As described above, the image display device manufactured according to the present invention has the electrode plate fixed with high precision and uniformity as described above, and can prevent damage to the electron-emitting device due to charged particles. High image quality was realized.
【0096】[0096]
【発明の効果】本発明によれば、電極板を、電子源基板
との間隔むらがなく、均一で高精度な固定を行うことが
できる。従って、電子放出素子へのダメージを防いで画
像表示装置の高寿命化を図りながら、高画質化を達成す
ることができる。また、電極板上にスペーサを強固に固
定できるので、十分な耐大気圧構造を有する画像表示装
置の製造方法を提供することができる。According to the present invention, the electrode plate can be fixed uniformly and with high accuracy without unevenness between the electrode plate and the electron source substrate. Accordingly, high image quality can be achieved while preventing damage to the electron-emitting devices and extending the life of the image display device. Further, since the spacer can be firmly fixed on the electrode plate, it is possible to provide a method for manufacturing an image display device having a sufficient atmospheric pressure resistant structure.
【図1】本発明により製造される電子源基板の斜視図FIG. 1 is a perspective view of an electron source substrate manufactured according to the present invention.
【図2】本発明の電子源基板の製造方法FIG. 2 shows a method of manufacturing an electron source substrate according to the present invention.
【図3】本発明の画像表示装置の断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of the image display device of the present invention.
【図4】実施例2、実施例3に示される電極板支持体の
模式図FIG. 4 is a schematic view of an electrode plate support shown in Examples 2 and 3.
【図5】本発明に用いられる垂直型表面伝導型電子放出
素子の模式図FIG. 5 is a schematic view of a vertical surface conduction electron-emitting device used in the present invention.
【図6】本発明に用いられる平面型表面伝導型電子放出
素子の模式図FIG. 6 is a schematic view of a flat surface conduction electron-emitting device used in the present invention.
【図7】本発明に用いられる平面型表面伝導型電子放出
素子の製造方法を示す模式図FIG. 7 is a schematic view showing a method for manufacturing a flat surface conduction electron-emitting device used in the present invention.
【図8】本発明に用いられる平面型表面伝導型電子放出
素子の製造に際して採用できる通電フォーミング処理に
おける電圧波形の一例を示す模式図FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a voltage waveform in an energization forming process that can be employed in manufacturing the flat surface conduction electron-emitting device used in the present invention.
【図9】本発明で製造されるマトリクス配置型の電子源
基板の一例を示す模式図FIG. 9 is a schematic view showing an example of a matrix arrangement type electron source substrate manufactured by the present invention.
【図10】従来のFE型電子放出素子の模式的平面図FIG. 10 is a schematic plan view of a conventional FE type electron-emitting device.
【図11】従来のMIM型電子放出素子の断面図FIG. 11 is a sectional view of a conventional MIM type electron-emitting device.
【図12】本発明で製造される画像表示装置の表示パネ
ルの一例を示す模式図FIG. 12 is a schematic view illustrating an example of a display panel of an image display device manufactured according to the present invention.
【図13】蛍光膜の一例を示す模式図FIG. 13 is a schematic view illustrating an example of a fluorescent film.
【図14】画像表示装置にNTSC方式のテレビ信号に
応じて表示を行うための駆動回路の一例を示すブロック
図FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a drive circuit for performing display on an image display device in accordance with an NTSC television signal.
【図15】本発明で製造される梯子配置型電子源基板の
一例を示す模式図FIG. 15 is a schematic view showing an example of a ladder-positioned electron source substrate manufactured by the present invention.
【図16】本発明で製造される画像表示装置の表示パネ
ルの一例を示す模式図FIG. 16 is a schematic view illustrating an example of a display panel of an image display device manufactured according to the present invention.
【図17】従来の表面伝導型電子放出素子の模式図FIG. 17 is a schematic view of a conventional surface conduction electron-emitting device.
001 基板 002、003 素子電極 004 導電性薄膜 005 電子放出部 11 絶縁層 13 支持体 14 電極板 19 電子開口部 21 段差形成部 22 接着材 71 電子源基板 72 X方向配線 73 Y方向配線 74 表面伝導型電子放出素子 75 結線 81 リヤプレート 82 支持枠 83 ガラス基板 84 蛍光膜 85 メタルバック 86 フェースプレート 87 高圧端子 88 外囲器 91 黒色部材 92 蛍光体 101 表示パネル 102 走査回路 103 制御回路 104 シフトレジスタ 105 ラインメモリ 106 同期信号分離回路 107 変調信号発生器 Vx、Va 直流電圧源 110 電子源基板 111 電子放出素子 112 Dx1〜Dx10は前記電子放出素子を配線
するための共通配線 120 グリッド電極 121 電子が通過するための開孔 122 Dox1、Dox2、・・・Doxmよりな
る容器外端子001 Substrate 002, 003 Device electrode 004 Conductive thin film 005 Electron emitting portion 11 Insulating layer 13 Support 14 Electrode plate 19 Electron opening 21 Step forming portion 22 Adhesive 71 Electron source substrate 72 X direction wiring 73 Y direction wiring 74 Surface conduction Type electron-emitting device 75 Connection 81 Rear plate 82 Support frame 83 Glass substrate 84 Phosphor film 85 Metal back 86 Face plate 87 High voltage terminal 88 Envelope 91 Black member 92 Phosphor 101 Display panel 102 Scanning circuit 103 Control circuit 104 Shift register 105 Line memory 106 Synchronous signal separation circuit 107 Modulation signal generator Vx, Va DC voltage source 110 Electron source substrate 111 Electron emission elements 112 Dx1 to Dx10 are common wiring for wiring the electron emission elements 120 Grid electrode 121 Electrons pass through Apertures 122 Dox1, Dox2, vessel terminals consisting · · · Doxm for
Claims (4)
と、該電子源基板と対向して配置され、前記電子放出素
子から放出される電子線の照射により画像が形成される
画像形成部材が形成されているフェースプレート基板
と、前記電子源基板と前記フェースプレート基板の間の
周囲にある支持枠と、前記電子源基板上に形成された支
持体によって該電子源基板から所定の距離を保って支持
される電極板とを具備する画像表示装置の製造方法にお
いて、 前記支持体を形成した後に、前記電極板を前記電子源基
板に接着して所定の距離に固定することを特徴とする画
像表示装置の製造方法。An electron source substrate on which an electron-emitting device is formed, and an image forming member disposed to face the electron source substrate and on which an image is formed by irradiation of an electron beam emitted from the electron-emitting device. A predetermined distance from the electron source substrate is maintained by the formed face plate substrate, a support frame around the electron source substrate and the face plate substrate, and a support formed on the electron source substrate. A method of manufacturing an image display device, comprising: an electrode plate supported by a substrate; and forming the support, bonding the electrode plate to the electron source substrate and fixing the electrode plate at a predetermined distance. A method for manufacturing a display device.
導電体を用いる請求項1記載の画像表示装置の製造方
法。2. The method for manufacturing an image display device according to claim 1, wherein said electrode plate uses a plate-shaped conductor having an electron transmission hole.
素子である請求項1または2に記載の画像表示装置の製
造方法。3. The method according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
面伝導型電子放出素子であることを特徴とする請求項3
記載の画像表示装置の製造方法。4. The device according to claim 3, wherein the surface conduction electron-emitting device is a flat surface conduction electron-emitting device.
A manufacturing method of the image display device described in the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10186139A JP2000021305A (en) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | Manufacture of image display device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP10186139A JP2000021305A (en) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | Manufacture of image display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000021305A true JP2000021305A (en) | 2000-01-21 |
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ID=16183068
Family Applications (1)
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JP10186139A Pending JP2000021305A (en) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | Manufacture of image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000021305A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6713947B2 (en) | 2001-05-16 | 2004-03-30 | Hitachi, Ltd. | Display device and method of manufacturing the same |
US6717352B2 (en) | 2001-05-09 | 2004-04-06 | Hitachi, Ltd. | Display device |
US6936958B2 (en) | 2001-05-09 | 2005-08-30 | Hitachi, Ltd. | Display device |
US7190107B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-03-13 | Hitachi Displays, Ltd. | Display devices provided with an arrangement of electron sources and control electrodes |
-
1998
- 1998-07-01 JP JP10186139A patent/JP2000021305A/en active Pending
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US6713947B2 (en) | 2001-05-16 | 2004-03-30 | Hitachi, Ltd. | Display device and method of manufacturing the same |
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