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JP3382460B2 - Electron emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and characteristic recovery method - Google Patents

Electron emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and characteristic recovery method

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JP3382460B2
JP3382460B2 JP15743196A JP15743196A JP3382460B2 JP 3382460 B2 JP3382460 B2 JP 3382460B2 JP 15743196 A JP15743196 A JP 15743196A JP 15743196 A JP15743196 A JP 15743196A JP 3382460 B2 JP3382460 B2 JP 3382460B2
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electron
emitting device
thin film
image
image forming
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健夫 塚本
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子、該
電子放出素子を用いた電子源、該電子源を用いた画像形
成装置及びそれらの特性回復方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron-emitting device, an electron source using the electron-emitting device, an image forming apparatus using the electron source, and a method for restoring their characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
て熱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。冷陰極電子放出素子には電界放
出型(以下、「FE型」という。)、金属/絶縁層/金
属型(以下、「MIM型」という。)や表面伝導型電子
放出素子等がある。
2. Description of the Related Art Heretofore, two types of electron-emitting devices have been known, which are roughly classified into a thermoelectron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device. The cold cathode electron emission device includes a field emission type (hereinafter referred to as “FE type”), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as “MIM type”), a surface conduction type electron emission device, and the like.

【0003】FE型の例としては、W.P.Dyke
and W.W.Dolan,“Field Emis
sion”,Advance in Electron
Physics,8,89(1956)あるいはC.
A.Spindt,“Physical Proper
ties of thin−filmfield em
ission cathodes withmolyb
denum cones”,J.Appl.Phy
s.,47,5248(1976)等に開示されたもの
が知られている。
As an example of the FE type, W. P. Dyke
and W. W. Dolan, "Field Emis
“Sion”, Advance in Electron
Physics, 8, 89 (1956) or C.I.
A. Spindt, “Physical Proper
ties of thin-filmfield em
ision cathodes withmollyb
denum cones ", J. Appl. Phy
s. , 47, 5248 (1976) and the like are known.

【0004】MIM型の例としては、C.A.Mea
d,“Operation ofTunnel−Emi
ssion Devices”,J.Appl.Phy
s.,32,646(1961)等に開示されたものが
知られている。
An example of the MIM type is C.I. A. Mea
d, "Operation of Tunnel-Emi
session devices ”, J. Appl. Phy
s. , 32,646 (1961) and the like are known.

【0005】表面伝導型電子放出素子の例としては、
M.I.Elinson,RadioEng.Elec
tron Phys.,10,1290(1965)等
に開示されたものがある。
As an example of the surface conduction electron-emitting device,
M. I. Elinson, Radio Eng. Elec
tron Phys. , 10, 1290 (1965) and the like.

【0006】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上
に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流す
ことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものであ
る。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるSnO薄膜を用いたもの、Au薄膜によ
るもの[G.Dittmer:“ThinSolid
Films”,9,317(1972)]、In
/SnO薄膜によるもの[M.Hartwell a
nd C.G.Fonstad:“IEEE Tran
s.ED Conf.”,519(1975)]、カー
ボン薄膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第
1号、22頁(1983)]等が報告されている。
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is passed through a thin film having a small area formed on an insulating substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction electron-emitting device, one using the SnO 2 thin film by Erinson et al., One using the Au thin film [G. Dittmer: "ThinSolid
Films ", 9,317 (1972)] , In 2 O 3
/ SnO 2 thin film [M. Hartwell a
nd C.I. G. Fonstad: “IEEE Tran
s. ED Conf. , 519 (1975)], carbon thin films [Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983)] and the like.

【0007】表面伝導型電子放出素子の構成の典型的な
例として、本出願人により報告されている構成の一例を
図2に模式的に示す。図2(a)は平面図、図2(b)
は断面図である。図2において、1は基体、2,3は素
子電極、4は導電性薄膜、5は電子放出部である。基体
1上に素子電極2,3と導電性薄膜4を形成した後、通
電フォーミングと呼ばれる通電処理により、電子放出部
5が形成される。これは上記素子電極2,3間に電圧を
印加し、導電性薄膜に電流を流すことにより、導電性薄
膜4を局所的に破壊、変形もしくは変質させて、電気的
に高抵抗の状態にした電子放出部5を形成するもので、
導電性薄膜の一部に亀裂が形成され、素子電極間に電圧
を印加して電流を流すことにより、その亀裂付近から電
子放出が行われるものである。
As a typical example of the structure of the surface conduction electron-emitting device, an example of the structure reported by the present applicant is schematically shown in FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B.
Is a sectional view. In FIG. 2, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive thin film, and 5 is an electron emitting portion. After forming the device electrodes 2 and 3 and the conductive thin film 4 on the substrate 1, the electron-emitting portion 5 is formed by an energization process called energization forming. By applying a voltage between the element electrodes 2 and 3 and causing a current to flow through the conductive thin film, the conductive thin film 4 is locally destroyed, deformed or altered to have an electrically high resistance state. To form the electron emission portion 5,
A crack is formed in a part of the conductive thin film, and when a voltage is applied between the device electrodes to flow a current, electrons are emitted from the vicinity of the crack.

【0008】上記、素子電極、導電性薄膜の形成方法、
電子放出部を形成する通電フォーミング、その他の工程
については、例えば本出願人による出願、特開平7−2
35255号公報などに詳述されている。
The above-mentioned method for forming the device electrode and the conductive thin film,
Regarding the energization forming for forming the electron emitting portion and other steps, for example, an application by the applicant of the present application, JP-A-7-2
It is described in detail in Japanese Patent No. 35255.

【0009】また、上述の表面伝導型電子放出素子は、
構造が単純で製造が容易であることから、大面積にわた
り多数の素子を配列形成するのに適しているという利点
がある。そこでこの特性を活かし、例えば荷電ビーム
源、表示装置などへの応用が研究されている。多数の表
面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、後述
するように並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個
々の素子の両端をそれぞれの配線(共通配線とも呼ぶ)
にそれぞれ結線した素子行を多数配列した電子源が挙げ
られる(例えば、特開昭64−31332号公報、特開
平1−283749号公報、特開平2−257552公
報など)。
Further, the above surface conduction electron-emitting device is
Since the structure is simple and the manufacturing is easy, there is an advantage that it is suitable for arraying a large number of elements over a large area. Therefore, by utilizing this characteristic, application to, for example, a charged beam source and a display device has been studied. As an example in which a large number of surface-conduction type electron-emitting devices are formed in an array, as will be described later, surface-conduction type electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends of each element are respectively connected (also called common wiring).
An electron source in which a large number of element rows connected to each other are arranged (for example, JP-A-64-31332, JP-A-1-283749, JP-A-2-257552).

【0010】特に、表示装置などの画像形成装置として
は、近年、液晶を用いた平板型表示装置が、CRTに替
わって普及してきたが、自発光型でないためバックライ
トを装備しなければならないなどの問題点があり、自発
光型の表示装置の開発が望まれてきた。自発光型表示装
置としては、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電
子源と、電子源より放出された電子により、可視光を発
光せしめる蛍光体とを組み合わせた表示装置である画像
形成装置が挙げられる(例えば、米国特許5,066,
883号)。
In particular, as an image forming apparatus such as a display device, a flat panel display device using a liquid crystal has become popular in recent years instead of a CRT, but since it is not a self-luminous type, it must be equipped with a backlight. Therefore, the development of a self-luminous display device has been desired. As a self-luminous display device, an image forming device that is a display device in which an electron source in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged and a phosphor that emits visible light by electrons emitted from the electron source are combined is used. (Eg, US Pat. No. 5,066,
883).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】電子放出素子を実用に
供する場合、その電子放出特性が安定に長時間維持され
ることが必要である。
When the electron-emitting device is put to practical use, it is necessary that its electron-emitting property be stably maintained for a long time.

【0012】表面伝導型電子放出素子の場合、電子放出
特性として重要な要因は電子放出に伴う電流(以下「放
出電流」(Ie)と記す)の大きさと電子放出効率
(η)である。
In the case of the surface conduction electron-emitting device, the important factors for the electron emission characteristics are the magnitude of the current associated with electron emission (hereinafter referred to as "emission current" (Ie)) and the electron emission efficiency (η).

【0013】ここで電子放出効率とは、放出電流Ieの
素子電極間を流れる電流(以下「素子電流」Ifと記
す)に対する比を意味する。すなわち、η=Ie/If
である。
Here, the electron emission efficiency means the ratio of the emission current Ie to the current flowing between the device electrodes (hereinafter referred to as "device current" If). That is, η = Ie / If
Is.

【0014】表面伝導型電子放出素子を実用に供するに
当たっては、上記放出電流の強さと電子放出効率が安定
に長時間維持されることが求められるのはもちろん、特
性それ自体も放出電流が大きく、電子放出効率が高いこ
とが望ましい。
In practical use of the surface conduction electron-emitting device, it is required that the intensity of the emission current and the electron emission efficiency be stably maintained for a long period of time, and the characteristic itself has a large emission current. High electron emission efficiency is desirable.

【0015】例えば、表面伝導型電子放出素子を画像形
成装置に応用した場合、放出電流Ieが大きいことは、
明るい画像を得るために必要であり、電子放出効率ηが
高ければ、同じ明るさを得るための消費電力が小さくて
済み、駆動回路にかかる負担が軽減できるなど、全体と
してのコストを下げることが期待できる。
For example, when the surface conduction electron-emitting device is applied to an image forming apparatus, the large emission current Ie is
It is necessary to obtain a bright image, and if the electron emission efficiency η is high, the power consumption for obtaining the same brightness can be small and the load on the drive circuit can be reduced, thus lowering the overall cost. Can be expected.

【0016】しかしながら、従来の表面伝導型電子放出
素子においては、この点で必ずしも満足のゆくものが得
られておらず、放出電流Ieと電子放出効率ηの向上、
及び電子放出特性の安定性の向上が、さらに求められる
場合もある。
However, in the conventional surface conduction electron-emitting device, a satisfactory one has not been obtained in this respect, and the emission current Ie and the electron emission efficiency η are improved,
In some cases, further improvement in stability of electron emission characteristics may be required.

【0017】本発明の目的は、上述した課題を解決し、
電子放出特性の安定性が一層優れた表面伝導型電子放出
素子を提供することであり、さらには放出電流Ie及び
電子放出効率ηの良い表面伝導型電子放出素子を提供す
ることである。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a surface-conduction electron-emitting device having further excellent stability of electron emission characteristics, and further to provide a surface-conduction electron-emitting device having a good emission current Ie and electron emission efficiency η.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めになされた本発明は、以下の構成を有するものであ
る。
The present invention made to solve the above-mentioned problems has the following constitution.

【0019】即ち、本発明の第一は、基体上に、対向す
る一対の素子電極と、該一対の素子電極の両方に電気的
に接触した導電性薄膜と、該導電性薄膜の一部に形成さ
れた電子放出部を有する電子放出素子において、上記導
電性薄膜が、微粒子により形成され、主要構成元素であ
る第1の金属元素と、導電性薄膜表面に析出して、低仕
事関数材料部分を形成する1種ないし2種以上の第2の
金属元素とを含み、上記第1の金属元素の最も安定なイ
オンのイオン半径が、上記第2の金属元素の最も安定な
イオンのイオン半径よりも大きく、上記一対の素子電極
間に通電することにより、上記第2の金属元素が、導電
性薄膜内部から、導電性薄膜表面の少なくとも一部に移
動することを特徴とする電子放出素子にある。
That is, the first aspect of the present invention is that a pair of element electrodes facing each other, a conductive thin film in electrical contact with both of the pair of element electrodes, and a part of the conductive thin film are formed on the substrate. In the electron-emitting device having the formed electron-emitting portion, the conductive thin film is formed of fine particles and is deposited on the surface of the conductive metal and the first metal element which is a main constituent element to form a low work function material portion. one not forming a and a two or more second metallic elements, the most stable Yi of the first metal element
The ion radius of ON is the most stable of the above-mentioned second metal elements.
It is characterized in that the second metal element moves from the inside of the conductive thin film to at least a part of the surface of the conductive thin film by energizing between the pair of device electrodes , which is larger than the ionic radius of the ions. It is in an electron-emitting device.

【0020】上記本発明第一の電子放出素子は、更にそ
の特徴として、「上記導電性薄膜が、上記第1の金属元
素と、第2の金属元素を含む合金よりなる微粒子により
構成される」こと、「上記導電性薄膜が、実質的に上記
第1の金属元素よりなる微粒子と、実質的に上記第2の
金属元素よりなる微粒子を含む」こと、をも含むもので
ある。
The above-mentioned first electron-emitting device of the present invention is further characterized in that "the conductive thin film is composed of fine particles made of an alloy containing the first metal element and the second metal element". it, "the conductive thin film, and the fine particles consisting essentially of the first metal element, essentially comprising microparticles consisting of the second metal element" is intended to include the this, the.

【0021】また、本発明の第二は、基体上に、上記本
発明第一の電子放出素子の複数を一方向に配列した素子
行を、一列ないし複数列有し、該電子放出素子を駆動す
るための配線を有してなることを特徴とする電子源にあ
る。
According to a second aspect of the present invention, one or a plurality of element rows in which a plurality of the electron-emitting devices according to the first aspect of the present invention are arranged in one direction are provided on a substrate, and the electron-emitting devices are driven. An electron source is characterized in that it has a wiring for performing the operation.

【0022】上記本発明第二の電子源は、更にその特徴
として、「上記配線が、はしご型配線である」こと、
「上記配線が、マトリクス状に配線されている」こと、
をも含むものである。
The above-mentioned second electron source of the present invention is further characterized in that "the above-mentioned wiring is a ladder-type wiring".
"The above wiring is wired in a matrix",
Is also included.

【0023】また、本発明の第三は、真空容器内に、上
記本発明第二の電子源と、該電子源から放出された電子
ビームにより所望の画素を照射して発光させることによ
り画像を形成する画像形成部材とを内包してなることを
特徴とする画像形成装置にある。
Further, a third aspect of the present invention is to form an image by irradiating a desired pixel with the electron source of the second aspect of the present invention and an electron beam emitted from the electron source in a vacuum container to emit light. An image forming apparatus is characterized by including an image forming member to be formed.

【0024】また、本発明の第四は、真空容器内に、上
記本発明第二の電子源と、該電子源から放出された電子
ビームにより所望の画素を照射して発光させることによ
り画像を形成する画像形成部材と、入力信号に基づいて
該画像形成部材に照射される電子ビームを変調する電子
ビーム変調手段とを内包してなることを特徴とする画像
形成装置にある。
In a fourth aspect of the present invention, an image is formed by irradiating a desired pixel with the electron source of the second aspect of the present invention and an electron beam emitted from the electron source to emit light in a vacuum container. According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including an image forming member to be formed and an electron beam modulating unit that modulates an electron beam applied to the image forming member based on an input signal.

【0025】更に、本発明の第五は、上記本発明第一〜
第四の電子放出素子若しくは電子源若しくは画像形成装
置の特性を回復させる方法であって、上記電子放出素子
に、該電子放出素子の素子電流に対する閾値電圧よりも
高く、通常の電子放出駆動時の印加電圧よりも低い電圧
を印加することを特徴とする特性回復方法にある。
Further, a fifth aspect of the present invention is the above-mentioned first to third aspects of the present invention.
A fourth method for recovering the characteristics of an electron-emitting device, an electron source, or an image forming apparatus, wherein the electron-emitting device has a threshold voltage higher than a device current of the electron-emitting device, and A characteristic recovery method is characterized in that a voltage lower than the applied voltage is applied.

【0026】なお、本明細書では頻繁に「微粒子」とい
う言葉を用いるので、その意味について説明する。
The term "fine particles" is frequently used in this specification, and its meaning will be described.

【0027】小さな粒子を「微粒子」と呼び、これより
も小さなものを「超微粒子」と呼ぶ。「超微粒子」より
もさらに小さく、原子の数が数百個程度以下のものを
「クラスター」と呼ぶことは広く行われている。
Small particles are called "fine particles", and particles smaller than this are called "ultrafine particles". It is widely known that particles smaller than "ultrafine particles" and having a number of atoms of about several hundreds or less are called "clusters".

【0028】しかしながら、それぞれの境は厳密なもの
ではなく、どの様な性質に注目して分類するかにより変
化する。また「微粒子」と「超微粒子」を一括して「微
粒子」と呼ぶ場合もあり、本明細書中での記述はこれに
沿ったものである。
However, each boundary is not strict, and changes depending on what kind of property is focused on for classification. In addition, "fine particles" and "ultrafine particles" may be collectively referred to as "fine particles", and the description in this specification is in accordance with this.

【0029】例えば、「実験物理学講座14 表面・微
粒子」(木下是雄 編、共立出版1986年9月1日発
行)では、「本稿で微粒子と言うときにはその直径がだ
いたい2〜3μm程度から10nm程度までとし、特に
超微粒子というときは粒径が10nm程度から2〜3n
m程度までを意味することにする。両者を一括して単に
微粒子と書くこともあってけっして厳密なものではな
く、だいたいの目安である。粒子を構成する原子の数が
2個から数十〜数百個程度の場合はクラスターと呼
ぶ。」(195ページ 22〜26行目)と記述されて
いる。
For example, "Experimental physics course 14 Surfaces and fine particles" (edited by Yoshio Kinoshita, published by Kyoritsu Shuppan on Sep. 1, 1986) states that "fine particles in this paper have a diameter of about 2-3 μm to 10 nm. Up to about 10 nm, especially when referred to as ultrafine particles, the particle size is from about 10 nm to 2 to 3 n
It means up to about m. It is not a strict matter because both are collectively referred to as fine particles, but it is a rough guideline. When the number of atoms constituting a particle is from 2 to several tens to several hundreds, it is called a cluster. ("Page 195, lines 22-26").

【0030】付言すると、新技術開発事業団の“林・超
微粒子プロジェクト”での「超微粒子」の定義は、粒径
の下限はさらに小さく、次のようなものであった。
In addition, the definition of "ultrafine particles" in the "Hayashi / ultrafine particle project" of the New Technology Development Corporation has the following lower limit of the particle size.

【0031】「創造科学技術推進制度の“超微粒子プロ
ジェクト”(1981〜1986)では、粒子の大きさ
(径)がおよそ1〜100nmの範囲のものを“超微粒
子”(ultra fine particle)と呼
ぶことにした。すると1個の超微粒子はおよそ100〜
108 個くらいの原子の集合体という事になる。原子の
尺度でみれば超微粒子は大〜巨大粒子である。」(「超
微粒子−創造科学技術」林主税、上田良二、田崎明
編;三田出版 1988年 2ページ1〜4行目)/
「超微粒子よりさらに小さいもの、すなわち原子が数個
〜数百個で構成される1個の粒子は、ふつうクラスター
と呼ばれる」(同書2ページ12〜13行目)。
In the "Ultrafine particle project" (1981-1986) of the Creative Science and Technology Promotion System, particles having a size (diameter) in the range of about 1 to 100 nm are called "ultrafine particles". Then, one ultrafine particle is about 100-
It is a collection of about 10 8 atoms. On an atomic scale, ultrafine particles are large to huge particles. ("Ultrafine Particles-Creative Science and Technology" Hayashi Tax, Ryoji Ueda, Akira Tasaki
Edited by Mita Shuppan 1988, page 2, lines 1 to 4) /
"One that is smaller than ultrafine particles, that is, one particle composed of several to several hundred atoms is usually called a cluster" (ibid., Page 12, lines 13 to 13).

【0032】上記のような一般的な呼び方をふまえて、
本明細書において「微粒子」とは多数の原子・分子の集
合体で、粒径の下限は数Å〜1nm程度、上限は数μm
程度のものを指すこととする。
Based on the above general term,
In the present specification, "fine particles" are aggregates of a large number of atoms and molecules, the lower limit of the particle size is several Å to 1 nm, and the upper limit thereof is several μm.
I will refer to something of a degree.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】本発明に係る電子放出素子は、先
述したような冷陰極電子放出素子に分類されるもので、
電子放出機構の点から表面伝導型の電子放出素子と云え
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The electron-emitting device according to the present invention is classified into the cold cathode electron-emitting device as described above.
From the viewpoint of the electron emission mechanism, it can be called a surface conduction electron-emitting device.

【0034】以下、本発明の表面伝導型電子放出素子の
実施の形態について説明する。全体の構成は、従来の表
面伝導型電子放出素子と同様に、図2に示す構成をとる
ことができる。図1は、上記の第1の具体的な構成の場
合の、電子放出部付近の構造を説明するための模式図で
ある。(従って、図1は、本発明の電子放出素子の電子
放出部付近の形状をそのまま拡大したものではない。) 上記通電フォーミング処理により形成された電子放出部
を挟んで、低電位側及び高電位側の導電性薄膜が対峙し
ている。導電性薄膜は、上記合金を主成分とする微粒子
の集合体である。本発明者らは、鋭意検討の結果、ここ
に示す電子放出部からの電子放出の様子は以下のような
ものであろうと推定している。
Embodiments of the surface conduction electron-emitting device of the present invention will be described below. The overall configuration can be the configuration shown in FIG. 2, similar to the conventional surface conduction electron-emitting device. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the structure in the vicinity of the electron emitting portion in the case of the above-described first specific configuration. (Therefore, FIG. 1 is not an enlargement of the shape near the electron emitting portion of the electron emitting device of the present invention.) The low potential side and the high potential are sandwiched by the electron emitting portion formed by the energization forming process. The conductive thin films on the sides face each other. The conductive thin film is an aggregate of fine particles containing the above alloy as a main component. As a result of intensive studies, the present inventors presume that the state of electron emission from the electron emission portion shown here is as follows.

【0035】電子放出部から放出された電子は、高電位
側導電性薄膜と、図の上方にあるアノード電極(不図
示)の両方の影響を受け、一部はアノードに向かって飛
行し、他は高電位側導電性薄膜に入射する。入射した電
子の一部は、弾性散乱され、入射時と同じ運動エネルギ
ーを持って導電性薄膜の外に飛び出し、他の部分は導電
性薄膜に吸収される。
The electrons emitted from the electron emitting portion are affected by both the high-potential-side conductive thin film and the anode electrode (not shown) in the upper part of the drawing, part of which flies toward the anode and the other of which Is incident on the high potential side conductive thin film. A part of the incident electrons is elastically scattered, has the same kinetic energy as that at the time of incidence, and jumps out of the conductive thin film, and the other part is absorbed by the conductive thin film.

【0036】最終的にアノードに到達した電子が、放出
電流Ieとして観測され、高電位側の導電性薄膜に吸収
された電子は、素子電流Ifの一部として観測される。
The electrons finally reaching the anode are observed as the emission current Ie, and the electrons absorbed by the conductive thin film on the high potential side are observed as a part of the device current If.

【0037】この様な電子放出の仕組みを想定した場
合、導電性薄膜の表面の仕事関数が電子放出特性に与え
る影響は、次のように考えられる。
Assuming such a mechanism of electron emission, the influence of the work function of the surface of the conductive thin film on the electron emission characteristic is considered as follows.

【0038】電子放出部の仕事関数は、電子放出部から
放出される電子の量に影響を与える。この部分の仕事関
数が小さい方が、電子の放出量が増え、放出電流Ieを
増加させる効果が期待される。
The work function of the electron emitting portion affects the amount of electrons emitted from the electron emitting portion. The smaller the work function of this portion is, the more the amount of emitted electrons is increased, and the effect of increasing the emission current Ie is expected.

【0039】高電位側導電性薄膜表面の仕事関数は、入
射した電子が弾性散乱される確率に影響を与える。この
部分の仕事関数が低い方が電子が弾性散乱される確率が
高くなり、素子電流Ifに対する放出電流Ieの比、す
なわち電子放出効率ηが高くなることが期待される。
The work function of the high potential side conductive thin film surface affects the probability that incident electrons are elastically scattered. The lower the work function of this portion is, the higher the probability that electrons are elastically scattered becomes, and it is expected that the ratio of the emission current Ie to the device current If, that is, the electron emission efficiency η is increased.

【0040】従って、導電性薄膜の表面の仕事関数は低
い方が好ましいと言える。この状況を実現する手法とし
ては、低仕事関数の材料を導電性薄膜の表面に成膜する
事が考えられる。しかしながら、導電性薄膜の表面、特
に上述したような電子放出に関わる部分では、電流によ
るジュール熱の発生や、入射する電子のエネルギーによ
り局所的に温度が高くなっているため、低仕事関数材料
が比較的低い温度で蒸発してしまう場合は、蒸発などに
より低仕事関数材料の部分が短時間の内に失われてしま
い、電子放出特性を安定に維持することが困難であろ
う。
Therefore, it can be said that the work function of the surface of the conductive thin film is preferably low. As a method for realizing this situation, it is considered that a material having a low work function is formed on the surface of the conductive thin film. However, on the surface of the conductive thin film, especially on the part related to the electron emission as described above, the temperature is locally increased due to the generation of Joule heat due to the current and the energy of the incident electrons, so that the low work function material is In the case of evaporation at a relatively low temperature, the part of the low work function material will be lost within a short time due to evaporation or the like, and it will be difficult to maintain stable electron emission characteristics.

【0041】従って、上述の低仕事関数材料の部分を構
成する元素を、導電性薄膜に含有させ、これを上記低仕
事関数材料の部分の失われた部分に連続的に供給するこ
とで、電子放出特性を安定に維持する方法の実現が望ま
れていた。
Therefore, the element constituting the above-mentioned low work function material portion is contained in the conductive thin film, and this is continuously supplied to the lost portion of the above low work function material portion, whereby the electron It has been desired to realize a method for maintaining stable release characteristics.

【0042】本発明者は、予備的な検討により、適当な
条件を満たす合金の微粒子膜において、低仕事関数材料
を表面に拡散、析出させることが期待できる結果を得、
これを表面伝導型電子放出素子の導電性薄膜に応用し
て、所望の効果が得られることを見いだした。
The present inventor has obtained preliminary results that can be expected to diffuse and precipitate a low work function material on the surface of a fine particle film of an alloy satisfying appropriate conditions.
It was found that the desired effect can be obtained by applying this to the conductive thin film of the surface conduction electron-emitting device.

【0043】適当な条件とは、合金微粒子のなす合金の
主成分の金属元素と、低仕事関数材料部分を構成する金
属元素の最も安定な価数のイオンのイオン半径を比較し
たとき、後者の方が前者よりも小さい、という条件であ
る。
An appropriate condition is that the ionic radius of the ion with the most stable valence of the metal element of the main component of the alloy formed by the alloy fine particles and the metal element of the low work function material portion is compared. The condition is that it is smaller than the former.

【0044】予備的な検討は、微粒子膜を真空中で加熱
して、表面の組成変化を観察することによって行い、上
記の条件が満たされる場合、微粒子膜表面で、低仕事関
数材料部分を形成する元素の割合が時間とともに増加す
ることを見いだした。この様な現象が生ずる理由は良く
わかっていないが、低仕事関数を構成する元素が、加熱
により微粒子表面に析出し、その後微粒子膜内部の微粒
子表面を通って、微粒子膜表面まで拡散したのではない
かと推定する。上記低仕事関数材料部分を構成する元素
が、合金中から析出する現象は、合金の平衡状態図から
は期待されない場合もあるが、微粒子膜においては、表
面積が非常に大きく、この部分に特殊な状況があって、
何らかの役割を果たしているのではないかと推測してい
る。
A preliminary examination is carried out by heating the fine particle film in a vacuum and observing the composition change of the surface. When the above conditions are satisfied, a low work function material portion is formed on the fine particle film surface. It has been found that the proportion of elements that do increase with time. Although the reason why such a phenomenon occurs is not well understood, it is considered that the element constituting the low work function is deposited on the surface of the fine particles by heating and then diffuses through the fine particle surface inside the fine particle film to the fine particle film surface. It is estimated that there is. The phenomenon in which the elements constituting the low work function material portion are precipitated from the alloy may not be expected from the equilibrium diagram of the alloy, but in the fine particle film, the surface area is very large, and this portion is special. There is a situation,
I'm guessing it's playing some role.

【0045】なお、イオン半径について付言すると、各
種イオンに対するイオン半径の値は、複数の研究者によ
って報告されているが、イオンの存在する環境や、実測
データからイオン半径を求める方法などによって結果が
異なる。そのため、値そのものは絶対的なものではな
い。しかし、各種イオンの大小関係は、概ね一致してい
るため、上述のような条件を定めることが可能である。
In addition, regarding the ion radius, although the values of the ion radius for various ions have been reported by a plurality of researchers, the results may vary depending on the environment in which the ions are present, the method of determining the ion radius from the measured data, and the like. different. Therefore, the value itself is not absolute. However, since the magnitude relations of the various ions are almost the same, the conditions as described above can be set.

【0046】上記予備検討の結果を踏まえ、同様の合金
微粒子膜を導電性薄膜として用いた、表面伝導型電子放
出素子を作成した。この場合、予備的検討における加熱
処理の代わりに、素子に通電することにより、低仕事関
数材料部分を構成する金属元素の析出と拡散のエネルギ
ーを与えることができるものと思われる。なお、最初の
低仕事関数材料の部分の形成は、後述するように、低仕
事関数材料部分を構成する金属元素と同じ元素を含む金
属化合物の蒸気を含有する雰囲気中で、活性化処理を施
すことにより形成しても良い。
Based on the results of the above preliminary examination, a surface conduction electron-emitting device using the same alloy fine particle film as a conductive thin film was prepared. In this case, it is considered that the energy for precipitation and diffusion of the metal element forming the low work function material portion can be given by energizing the element instead of the heat treatment in the preliminary study. The formation of the first low work function material portion is performed by activation treatment in an atmosphere containing a vapor of a metal compound containing the same element as the metal element forming the low work function material portion, as described later. You may form by this.

【0047】上記合金微粒子膜の代わりに、主成分の金
属元素よりなる金属微粒子と、低仕事関数材料部分を構
成する金属元素よりなる金属微粒子の混合微粒子膜を用
いても同様の効果が得られる。この場合、上記の析出過
程がないことは当然で、前者の金属微粒子の表面上を、
後者の微粒子から低仕事関数材料部分を構成する金属元
素が、微粒子膜表面へ拡散してゆくのであろう。
The same effect can be obtained by using a mixed fine particle film of metal fine particles made of a metal element as a main component and metal fine particles made of a metal element constituting the low work function material portion instead of the alloy fine particle film. . In this case, it is natural that the above-mentioned precipitation process does not exist, and the former metal fine particles on the surface,
The metal elements constituting the low work function material portion from the latter fine particles are likely to diffuse to the fine particle film surface.

【0048】以上の条件を考慮して、主成分の金属元素
と、低仕事関数材料部分を構成する金属元素との組み合
わせとして可能なものを、表1に列挙する。
In consideration of the above conditions, Table 1 lists possible combinations of the metallic element as the main component and the metallic element constituting the low work function material portion.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】以上が、前述した本発明の表面伝導型電子
放出素子の具体的な形態についての想定される作用の説
明である。
The above is a description of the supposed operation of the specific embodiment of the surface conduction electron-emitting device of the present invention described above.

【0051】なお、表1に示されるように、各々の第1
の元素に対し、用いることのできる第2の元素は、多く
の場合1種類には限らず、2種類以上ある。従って、第
2の元素として2種類の元素を同時に用いることも可能
である。
As shown in Table 1, each of the first
In many cases, the number of the second element that can be used is not limited to one, but there are two or more. Therefore, it is possible to use two kinds of elements simultaneously as the second element.

【0052】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方
法について、図3を用いて説明する。
A method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of the present invention will be described with reference to FIG.

【0053】(1)基板1を洗剤、純水および有機溶剤
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、例えばフォトリソグラフィー
技術を用いてパターニングして素子電極2,3を形成す
る(図3(a))。
(1) The substrate 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water, an organic solvent, etc., and an element electrode material is deposited by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, etc., and patterned by, for example, a photolithography technique to produce an element. The electrodes 2 and 3 are formed (FIG. 3A).

【0054】(2)素子電極2,3を連絡するように、
合金微粒子膜または少なくとも2種類の金属微粒子の混
合微粒子膜よりなる、導電性薄膜4を形成する(図3
(b))。
(2) In order to connect the device electrodes 2 and 3,
A conductive thin film 4 composed of an alloy fine particle film or a mixed fine particle film of at least two kinds of metal fine particles is formed (FIG. 3).
(B)).

【0055】この方法としては、たとえば合金ターゲッ
トを用いたスパッタ法により上記基板上に合金膜を堆積
させる。このときスパッタリングガスの圧力を通常の成
膜の場合より高い適当な圧力にすると、通常の連続膜に
はならず、微粒子膜が推積する。また、蒸着法を用いる
場合も、蒸着装置内にアルゴンなどの不活性ガスを適当
な圧力になるように導入して薄膜を堆積させると、微粒
子膜を得ることができる。
As this method, for example, an alloy film is deposited on the substrate by a sputtering method using an alloy target. At this time, if the pressure of the sputtering gas is set to an appropriate pressure higher than that in the case of normal film formation, a normal continuous film is not formed, and a fine particle film accumulates. Also in the case of using the vapor deposition method, a fine particle film can be obtained by introducing an inert gas such as argon into the vapor deposition apparatus so as to have an appropriate pressure to deposit a thin film.

【0056】また、上記スパッタリングまたは蒸着によ
る薄膜堆積の際、2種類ないしそれ以上のターゲットま
たは蒸着源を用い、シャッターを開閉して交互にスパッ
タまたは蒸着を行うことにより、混合微粒子膜とするこ
とができる。
[0056] Further, when the thin film deposition by the sputtering or evaporation, using two or more targets or evaporation sources, by performing sputtering or vapor deposition alternately open and close the shutter, be a mixed fine particle film it can.

【0057】また、上記のような薄膜堆積法による以外
に、有機金属錯体溶液の塗布と加熱焼成処理により所望
の微粒子膜を得ることも可能である。
Besides the thin film deposition method as described above, it is also possible to obtain a desired fine particle film by applying an organic metal complex solution and heating and baking.

【0058】(3)続いて、フオーミング工程を施す。
このフォーミング工程の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2,3間に、不図示の電源
を用いて、通電を行うと、導電性薄膜4の部位に、構造
の変化した電子放出部5が形成される(図3(c))。
通電フォーミングによれば導電性薄膜4に局所的に破
壊、変形もしくは変質等の構造の変化した部位が形成さ
れる。該部位が電子放出部5を構成する。通電フォーミ
ングの電圧波形の例を図4に示す。
(3) Subsequently, a forming process is performed.
As an example of the method of this forming step, a method by energization will be described. When electricity is applied between the device electrodes 2 and 3 by using a power source (not shown), an electron emitting portion 5 having a changed structure is formed at the site of the conductive thin film 4 (FIG. 3C).
According to the energization forming, a site having a structural change such as breakage, deformation or alteration is locally formed in the conductive thin film 4. The portion constitutes the electron emitting portion 5. An example of the voltage waveform of energization forming is shown in FIG.

【0059】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4(a)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4(b)に示した手
法がある。
The voltage waveform is preferably a pulse waveform. For this, the method shown in FIG. 4 (a) in which a pulse having a constant pulse peak value is continuously applied and the method shown in FIG. 4 (b) in which a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value There is.

【0060】図4(a)におけるT1及びT2は電圧波
形のパルス幅とパルス間隔である。通常T1はlμse
c.〜10msec.、T2は、10μsec.〜10
msec.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
素子の形態に応じて適宜選択される。このような条件の
もと、例えば、数秒から数十分間電圧を印加する。パル
ス波形は三角波に限定されるものではなく、矩形波など
所望の波形を採用することができる。
In FIG. 4A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Usually T1 is lμse
c. -10 msec. , T2 is 10 μsec. -10
msec. It is set in the range of. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens of minutes. The pulse waveform is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted.

【0061】図4(b)におけるT1及びT2は、図4
(a)に示したのと同様とすることができる。三角波の
波高値(通電フォーミング時のピーク電圧)は、例えば
0.1V程度のステップで、徐々に増加させることがで
きる。
T1 and T2 in FIG.
It can be similar to that shown in (a). The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) can be gradually increased in steps of, for example, about 0.1V.

【0062】通電フォーミング処理の終了は、パルスの
休止期間中に、導電性薄膜4を局所的に破壊、変形しな
い程度のパルス電圧を挿入し、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、1MΩ以上の
抵抗を示した時、通電フォーミングを終了させる。
The end of the energization forming process can be detected by inserting a pulse voltage that does not locally destroy or deform the conductive thin film 4 during the pulse rest period and measure the current. For example, the device current flowing by applying a voltage of about 0.1 V is measured, the resistance value is obtained, and when the resistance is 1 MΩ or more, the energization forming is terminated.

【0063】(4)フォーミングを終えた素子には活性
化工程と呼ばれる処理を施す場合がある。活性化工程と
は、この工程により、素子電流If、放出電流Ieが、
著しく変化する工程である。
(4) In some cases, the element which has undergone forming is subjected to a treatment called an activation step. The activation process means that the device current If and the emission current Ie are
This is a process that changes significantly.

【0064】活性化工程は、例えば、上記低仕事関数材
料を構成する金属元素を含む金属化合物の蒸気を含有す
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。上記の雰囲気形
成に用いる化合物としては、当該金属のフッ化物、塩化
物、臭化物、ヨウ化物等の金属ハロゲン化物、メチル化
物、エチル化物、ベンジル化物などのアルキル金属類、
アセチルアセトナート、ジピバノイルメタナート、ヘキ
サフルオロアセチルアセトナート等の金属b−ジケトナ
ート類、アリル錯体、シクロペンタジエニル錯体等の金
属エニル錯体類、ベンゼン錯体等のアレーン錯体、金属
カルボニル類、金属アルコキシド類など及びこれらの複
合した化合物などを挙げることが出来る。
The activation step can be carried out, for example, by repeating the application of pulses in the same manner as the energization forming in an atmosphere containing a vapor of a metal compound containing a metal element that constitutes the low work function material. . Examples of the compound used for forming the atmosphere described above include metal halides such as fluoride, chloride, bromide, and iodide of the metal, alkyl compounds such as methylated compounds, ethylated compounds, and benzylated compounds,
Metal b-diketonates such as acetylacetonate, dipivanoylmethanate and hexafluoroacetylacetonate, metal enyl complexes such as allyl complex and cyclopentadienyl complex, arene complexes such as benzene complex, metal carbonyls, Examples thereof include metal alkoxides and the like, and compounds obtained by combining these.

【0065】前記表1に、低仕事関数材料部分を構成す
る金属元素として挙げられた元素を含む金属化合物とし
て、例えば、NbF5 ,NbC15 ,Nb(C55
(CO)4 Nb(C552 Cl2 ,Ta(C5
5 )(CO)4 ,Ta(OC255 ,Ta(C55
2 Cl2 ,Ta(C5523 ,WF6 ,W
(CO)6 ,W(C552 Cl2 ,W(C55
22 ,W(CH36 等が挙げられる。この場合、条
件によっては、当該金属以外に炭素などの物質が被膜中
に含有される場合もある。
As the metal compounds containing the elements listed in Table 1 as the metal elements constituting the low work function material portion, for example, NbF 5 , NbC 15 and Nb (C 5 H 5 )
(CO) 4 Nb (C 5 H 5 ) 2 Cl 2 , Ta (C 5 H
5 ) (CO) 4 , Ta (OC 2 H 5 ) 5 , Ta (C 5 H 5
) 2 Cl 2 , Ta (C 5 H 5 ) 2 H 3 , WF 6 , W
(CO) 6 , W (C 5 H 5 ) 2 Cl 2 , W (C 5 H 5 )
2 H 2 , W (CH 3 ) 6 and the like can be mentioned. In this case, a substance such as carbon may be contained in the coating film in addition to the metal depending on the conditions.

【0066】(5)このような工程を経て得られた電子
放出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工
程は、真空容器内の有機物質の分子や、上記活性化工程
で導入した金属化合物を除去する工程である。真空容器
を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイルが
素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用しな
いものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープショ
ンポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げること
が出来る。
(5) It is preferable that the electron-emitting device obtained through these steps is subjected to a stabilizing step. This step is a step of removing molecules of the organic substance in the vacuum container and the metal compound introduced in the activation step. It is preferable to use a vacuum evacuation device that evacuates the vacuum container without using oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum evacuation device such as a sorption pump or an ion pump can be used.

【0067】真空容器内の有機成分の分圧は、有機物質
に由来する炭素や炭素化合物、あるいは活性化工程で推
積させた金属ないしその化合物が新たに堆積しない分圧
で1.3×10-6Pa以下が好ましく、さらには1.3
×10-8Pa以下が特に好ましい。さらに真空容器内を
排気するときには、真空容器全体を加熱して、真空容器
内壁や、電子放出素子に吸着した有機物質分子や金属化
合物分子を排気しやすくするのが好ましい。このときの
加熱条件は、80〜250℃、好ましくは150℃以上
で、できるだけ長時間処理するのが望ましいが、特にこ
の条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形状、
電子放出素子の構成などの諸条件により適宜選ばれる条
件により行う。真空容器内の圧力は極力低くすることが
必要で、1×10-5Pa以下が好ましく、さらに1.3
×10-6Pa以下が特に好ましい。
The partial pressure of the organic component in the vacuum container is 1.3 × 10 6 which is the partial pressure at which carbon or carbon compound derived from the organic substance, or metal deposited in the activation step or the compound thereof is not newly deposited. -6 Pa or less is preferable, and further 1.3
Particularly preferably, it is not more than × 10 -8 Pa. Further, when the inside of the vacuum container is evacuated, it is preferable to heat the entire vacuum container so that the organic substance molecules or metal compound molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum container or the electron-emitting device can be easily evacuated. The heating conditions at this time are 80 to 250 ° C., preferably 150 ° C. or higher, and it is desirable to perform the treatment for as long as possible, but it is not particularly limited to this condition, and the size and shape of the vacuum container,
It is carried out under conditions appropriately selected according to various conditions such as the structure of the electron-emitting device. The pressure in the vacuum vessel must be as low as possible, preferably 1 × 10 −5 Pa or less, and 1.3
Particularly preferably, it is not more than × 10 -6 Pa.

【0068】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、残留する有機物質及
び活性化工程で導入された金属化合物が十分除去されて
いれば、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特性を維
持することが出来る。
It is preferable that the atmosphere at the time of driving after the stabilization step is maintained at the atmosphere at the end of the above-mentioned stabilization process, but the present invention is not limited to this, and the remaining organic substances and the activation step may be used. If the introduced metal compound is sufficiently removed, it is possible to maintain sufficiently stable characteristics even if the pressure itself is slightly increased.

【0069】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな金属またはその化合物ないし炭素あるいは炭
素化合物の堆積を抑制でき、また真空容器や基板などに
吸着したH2 O,O2 など電子放出特性に悪影響を与え
るガスも除去でき、結果として素子電流If,放出電流
Ieが安定する。
By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new metal or its compound or carbon or carbon compound can be suppressed, and the electron emission characteristics such as H 2 O and O 2 adsorbed on the vacuum container or the substrate can be suppressed. The gas that has a bad effect on can be removed, and as a result, the device current If and the emission current Ie are stabilized.

【0070】[0070]

【0071】[0071]

【0072】[0072]

【0073】[0073]

【0074】[0074]

【0075】[0075]

【0076】上述した工程を経て得られた本発明を適用
可能な電子放出素子の基本特性について図6、図7を参
照しながら説明する。
The basic characteristics of the electron-emitting device to which the present invention is applicable obtained through the above steps will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

【0077】図6は、真空処理装置の一例を示す模式図
であり、この真空処理装置は測定評価装置としての機能
をも兼ね備えている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a vacuum processing apparatus, and this vacuum processing apparatus also has a function as a measurement / evaluation apparatus.

【0078】図6において、11は真空容器であり、1
2は排気ポンプである。真空容器11内には電子放出素
子が配されている。13は、電子放出素子に素子電圧V
fを印加するための電源、14は素子電極2,3間の導
電性薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するための電流
計、15は素子の電子放出部5より放出される放出電流
Ieを捕捉するためのアノード電極である。16はアノ
ード電極15に電圧を印加するための高圧電源、17は
素子の電子放出部5より放出される放出電流Ieを測定
するための電流計である。一例として、アノード電極の
電圧を1KV〜10KVの範囲とし、アノード電極と電
子放出素子との距離Hを2mm〜8mmの範囲として測
定を行うことができる。
In FIG. 6, 11 is a vacuum container, and 1
2 is an exhaust pump. An electron emitting element is arranged in the vacuum container 11. 13 is a device voltage V applied to the electron-emitting device.
f is a power supply for applying f, 14 is an ammeter for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 4 between the device electrodes 2 and 3, and 15 is an emission current Ie emitted from the electron emission portion 5 of the device. It is an anode electrode for capturing. Reference numeral 16 is a high voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 15, and 17 is an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 5 of the device. As an example, the voltage of the anode electrode can be set in the range of 1 KV to 10 KV, and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device can be set in the range of 2 mm to 8 mm.

【0079】真空容器11内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器(不図示)が設けら
れていて、所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるよ
うになっている。排気ポンプ12は、ターボポンプ、ロ
ータリーポンプからなる通常の高真空装置系と更に、イ
オンポンプ等からなる超高真空装置系とにより構成され
ている。ここに示した電子源基板を配した真空処理装置
の全体は、不図示のヒーターにより加熱できる。従っ
て、この真空処理装置を用いると、前述の通電フォーミ
ング以降の工程も行うことができる。
The vacuum container 11 is provided with equipment (not shown) necessary for measurement in a vacuum atmosphere such as a vacuum gauge (not shown) so that measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere. Has become. The exhaust pump 12 is composed of a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultra high vacuum device system including an ion pump. The entire vacuum processing apparatus provided with the electron source substrate shown here can be heated by a heater (not shown). Therefore, by using this vacuum processing apparatus, the steps after the above-described energization forming can be performed.

【0080】図7は、図6に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧V
fの関係を模式的に示した図である。図7においては、
放出電流Ieが素子電流Ifに比べて著しく小さいの
で、任意単位で示している。なお。縦・横軸ともリニア
スケールである。
FIG. 7 shows the emission current Ie, the device current If, and the device voltage V measured by using the vacuum processing apparatus shown in FIG.
It is the figure which showed the relationship of f typically. In FIG. 7,
Since the emission current Ie is extremely smaller than the device current If, it is shown in arbitrary units. Incidentally. Both the vertical and horizontal axes are linear scales.

【0081】図7からも明らかなように、本発明の表面
伝導型電子放出素子は、放出電流Ieに関して対する三
つの特徴的性質を有する。即ち、 (i)本素子はある電圧(しきい値電圧と呼ぶ、図7中
のVth)以上の素子電圧を印加すると急激に放出電流
Ieが増加し、一方しきい値電圧Vth以下では放出電
流Ieがほとんど検出されない。つまり、放出電流Ie
に対する明確なしきい値電圧Vthを持った非線形素子
である。 (ii)放出電流Ieが素子電圧Vfに単調増加依存す
るため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。 (iii)アノード電極15に捕捉される放出電荷は、
素子電圧Vfを印加する時間に依存する。つまり、アノ
ード電極15に捕捉される電荷量は、素子電圧Vfを印
加する時間により制御できる。
As is apparent from FIG. 7, the surface conduction electron-emitting device of the present invention has three characteristic properties with respect to the emission current Ie. (I) In this device, the emission current Ie rapidly increases when a device voltage higher than a certain voltage (called a threshold voltage, Vth in FIG. 7) is applied. On the other hand, when the device voltage is lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie increases. Almost no Ie is detected. That is, the emission current Ie
Is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to. (Ii) Since the emission current Ie is monotonically increasing dependent on the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf. (Iii) The emission charge captured by the anode electrode 15 is
It depends on the time for which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charges captured by the anode electrode 15 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.

【0082】以上の説明より理解されるように、本発明
の表面伝導型電子放出素子は、入力信号に応じて、電子
放出特性を容易に制御できることになる。この性質を利
用すると複数の電子放出素子を配して構成した電子源、
画像形成装置等、多方面への応用が可能となる。
As can be understood from the above description, the surface conduction electron-emitting device of the present invention can easily control the electron emission characteristics according to the input signal. If this property is utilized, an electron source composed by arranging a plurality of electron-emitting devices,
It can be applied to various fields such as an image forming apparatus.

【0083】なお、本発明の表面伝導型電子放出素子に
おいては、以下のような方法で、一旦劣化した電子放出
特性を回復することが可能である。
In the surface conduction electron-emitting device of the present invention, it is possible to recover the once deteriorated electron emission characteristics by the following method.

【0084】即ち、通常、素子を駆動し電子放出させる
際に印加する電圧よりも低い電圧を素子に印加すること
である。この操作により、素子を長時間駆動し続けた際
に、特性の若干の劣化が見られた場合にも、その特性の
回復が可能である。
That is, usually, a voltage lower than the voltage applied when the device is driven to emit electrons is applied to the device. By this operation, the characteristics can be recovered even when the characteristics are slightly deteriorated when the element is continuously driven for a long time.

【0085】この様な効果がある理由は、次のようなも
のと考えられる。本発明の素子においては、導電性薄膜
表面の低仕事関数材料部分が、駆動に伴って徐々に失わ
れても、導電性薄膜内部から必要な元素が徐々に補給さ
れるので、その機能を保つことができる。しかしなが
ら、条件が過酷で、低仕事関数材料部分の消耗が激しい
場所、例えば電子放出部の高電位側導電性薄膜の端部な
ど、においては、上記元素の補給が間に合わないため
に、若干の劣化を示すものと思われる。このときに、通
常の駆動の際よりも低い電圧を印加すると、低仕事関数
材料部分の消耗が少なくなり、内部からの上記元素の補
給がある程度進むと特性が回復するものと考えられる。
ただし、このとき印加する電圧は、If−Vf特性の閾
値電圧よりは高いことが必要である。これは、印加電圧
が上記閾値電圧よりも低いと、素子に電流が流れず、上
記元素が拡散・移動するためのエネルギーが与えられな
いためであろうと思われる。
The reason why there is such an effect is considered as follows. In the device of the present invention, even if the low work function material portion on the surface of the conductive thin film is gradually lost due to driving, necessary elements are gradually replenished from the inside of the conductive thin film, so that the function is maintained. be able to. However, in a place where the conditions are severe and the low work function material portion is heavily consumed, for example, at the end of the high-potential-side conductive thin film of the electron-emitting portion, the supply of the above-mentioned elements cannot be completed in time, so that some deterioration occurs. It seems to indicate. At this time, if a voltage lower than that during normal driving is applied, the consumption of the low work function material portion is reduced, and it is considered that the characteristics are restored when the supply of the above elements from the inside proceeds to some extent.
However, the voltage applied at this time needs to be higher than the threshold voltage of the If-Vf characteristic. This is considered to be because when the applied voltage is lower than the threshold voltage, no current flows through the element, and energy for diffusing / moving the element is not applied.

【0086】図7においては、素子電流Ifが素子電圧
Vfに対して単調増加する(以下、「MI特性」とい
う。)例を示したが、素子電流Ifが素子電圧Vfに対
して電圧制御型負性抵抗特性(以下、「VCNR特性」
という。)を示す場合もある(不図示)。これら特性
は、前述の工程を制御することで制御できる。
Although FIG. 7 shows an example in which the element current If monotonously increases with respect to the element voltage Vf (hereinafter referred to as “MI characteristic”), the element current If is a voltage control type with respect to the element voltage Vf. Negative resistance characteristics (hereinafter referred to as "VCNR characteristics"
Say. ) May be shown (not shown). These characteristics can be controlled by controlling the above process.

【0087】つづいて、上記の表面伝導型電子放出素子
を基体上に複数配置して構成された電子源と、それを用
いて構成した画像形成装置について説明する。
Next, an electron source constructed by arranging a plurality of the above surface conduction electron-emitting devices on a substrate and an image forming apparatus constructed by using the electron source will be described.

【0088】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。
Various arrangements of electron-emitting devices can be adopted.

【0089】一例として、並列に配置した多数の電子放
出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を多数
個配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方向(列
方向と呼ぶ)で、該電子放出素子の上方に配した制御電
極(グリッドとも呼ぶ)により、電子放出素子からの電
子を制御駆動する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
謂単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配置
について以下に詳述する。
As an example, a large number of electron-emitting devices arranged in parallel are individually connected at both ends, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction), and a direction (column direction) orthogonal to this wiring is formed. There is a ladder-shaped arrangement in which the control electrode (also referred to as a grid) arranged above the electron-emitting device controls and drives the electrons from the electron-emitting device. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. For example, the other of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to the wiring in the Y direction. This is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.

【0090】本発明を適用可能な表面伝導型電子放出素
子については、前述したとおり(i)から(iii)の
特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素子からの放出
電子は、しきい値電圧以上では、対向する素子電極間に
印加するパルス状電圧の波高値と幅で制御できる。一
方、しきい値電圧以下では、殆ど放出されない。この特
性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合におい
ても、個々の素子に、パルス状電圧を適宜印加すれれ
ば、入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択
して電子放出量を制御できる。
The surface conduction electron-emitting device to which the present invention can be applied has the characteristics (i) to (iii) as described above. That is, the emitted electrons from the surface conduction electron-emitting device can be controlled by the peak value and width of the pulse voltage applied between the opposing device electrodes at the threshold voltage or higher. On the other hand, below the threshold voltage, it is hardly emitted. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulsed voltage is appropriately applied to each device, the surface conduction electron-emitting device is selected according to the input signal and the electron emission device is selected. The amount of release can be controlled.

【0091】以下この原理に基づき、本発明を適用可能
な電子放出素子を複数配して得られる電子源基板につい
て、図8を用いて説明する。図8において、21は電子
源基板、22はX方向配線、23はY方向配線である。
24は表面伝導型電子放出素子、25は結線である。
Based on this principle, an electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, 21 is an electron source substrate, 22 is an X-direction wiring, and 23 is a Y-direction wiring.
Reference numeral 24 is a surface conduction electron-emitting device, and 25 is a wire connection.

【0092】m本のX方向配線22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23は、Dy1,Dy2,…Dynのn本の配
線よりなり、X方向配線22と同様に形成される。これ
らm本のX方向配線22とn本のY方向配線23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 22 are Dx1 and Dx.
2, ... Dxm, and can be made of a conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The wiring material, film thickness, and width are appropriately designed. Y
The directional wiring 23 is composed of n wirings Dy1, Dy2, ..., Dyn, and is formed similarly to the X-directional wiring 22. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m number of X-direction wirings 22 and the n number of Y-direction wirings 23 to electrically separate the two (m and n are both Positive integer).

【0093】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22を形成した基板21の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、X方向配
線22とY方向配線23の交差部の電位差に耐え得るよ
うに、膜厚、材料、製法が、適宜設定される。X方向配
線22とY方向配線23は、それぞれ外部端子として引
き出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by a vacuum vapor deposition method, a printing method, a sputtering method or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 21 on which the X-direction wiring 22 is formed, and in particular, in order to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 22 and the Y-direction wiring 23, the film thickness, The material and manufacturing method are appropriately set. The X-direction wiring 22 and the Y-direction wiring 23 are drawn out as external terminals.

【0094】表面伝導型放出素子24を構成する一対の
電極(不図示)は、m本のX方向配線22とn本のY方
向配線23と導電性金属等からなる結線25によって電
気的に接続されている。
A pair of electrodes (not shown) forming the surface conduction electron-emitting device 24 are electrically connected by m X-direction wirings 22, n Y-direction wirings 23 and a connection 25 made of a conductive metal or the like. Has been done.

【0095】配線22と配線23を構成する材料、結線
25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 wirings 22 and 23, the material forming the connection 25, and the material forming the pair of element electrodes may be the same or different in some or all of the constituent elements. Good. These materials are appropriately selected, for example, from the above-mentioned material of the device electrode. When the material forming the element electrode and the wiring material are the same, the wiring connected to the element electrode can also be referred to as an element electrode.

【0096】X方向配線22には、X方向に配列した表
面伝導型放出素子24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23には、Y方向に配列した表面伝導型
放出素子24の各列を人力信号に応じて、変調するため
の不図示の変調信号発生手段が接続される。各電子放出
素子に印加される駆動電圧は、当該素子に印加される走
査信号と変調信号の差電圧として供給される。
A scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the surface conduction electron-emitting devices 24 arranged in the X direction is connected to the X-direction wiring 22. On the other hand, the Y-direction wiring 23 is connected to a modulation signal generating means (not shown) for modulating each row of the surface conduction electron-emitting devices 24 arranged in the Y-direction according to a human power signal. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the device.

【0097】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。
In the above structure, individual elements can be selected and driven independently by using simple matrix wiring.

【0098】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像形成装置について、図9と図10及
び図11を用いて説明する。図9は、画像形成装置の画
像表示装置の一例を示す模式図であり、図10は、図9
の画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図
11は、NTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行な
うための駆動回路の一例を示すブロック図である。
An image forming apparatus constructed by using an electron source having such a simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 11. 9 is a schematic view showing an example of the image display device of the image forming apparatus, and FIG.
FIG. 3 is a schematic view of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG. 11 is a block diagram showing an example of a drive circuit for displaying according to an NTSC television signal.

【0099】図9において、21は電子放出素子を複数
配した電子源基板、31は電子源基板21を固定したリ
アプレート、36はガラス基板33の内面に蛍光膜34
とメタルバック35等が形成されたフェースプレートで
ある。32は、支持枠であり該支持枠32には、リアプ
レート31、フェースプレート36が低融点のフリット
ガラスなどを用いて、接合される。
In FIG. 9, 21 is an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged, 31 is a rear plate to which the electron source substrate 21 is fixed, and 36 is a fluorescent film 34 on the inner surface of a glass substrate 33.
And a metal back 35 and the like. Reference numeral 32 denotes a support frame, and the rear plate 31 and the face plate 36 are joined to the support frame 32 by using frit glass having a low melting point.

【0100】24は、図2における電子放出部に相当す
る。22、23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 24 corresponds to the electron emitting portion in FIG. Reference numerals 22 and 23 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to the pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.

【0101】外囲器37は、上述の如く、フェースプレ
ート36、支持枠32、リアプレート31で構成され
る。リアプレート31は主に基板21の強度を補強する
目的で設けられるため、基板21自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート31は不要とすることがで
きる。即ち、基板21に直接支持枠32を封着し、フェ
ースプレート36、支持枠32及び基板21で外囲器3
7を構成しても良い。一方、フェースプレート36、リ
アプレート31間に、スペーサーとよばれる不図示の支
持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度
をもつ外囲器37を構成することもできる。
The envelope 37 is composed of the face plate 36, the support frame 32, and the rear plate 31, as described above. Since the rear plate 31 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 21, if the substrate 21 itself has sufficient strength, the separate rear plate 31 can be omitted. That is, the support frame 32 is directly attached to the substrate 21, and the face plate 36, the support frame 32, and the substrate 21 are used to seal the enclosure 3.
7 may be configured. On the other hand, by installing a support body (not shown) called a spacer between the face plate 36 and the rear plate 31, it is possible to configure the envelope 37 having sufficient strength against atmospheric pressure.

【0102】図10は、蛍光膜を示す模式図である。蛍
光膜34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
配列によリブラックストライプあるいはブラックマトリ
クスなどと呼ばれる黒色導電材38と蛍光体39とから
構成することができる。ブラックストライプ、ブラック
マトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要と
なる三原色蛍光体の各蛍光体39間の塗り分け部を黒く
することで混色等を目立たなくすることと、蛍光膜34
における外光反射によるコントラストの低下を抑制する
ことにある。ブラックストライプの材料としては、通常
用いられている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性が
あり、光の透過及び反射が少ない材料を用いることがで
きる。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a fluorescent film. In the case of monochrome, the fluorescent film 34 can be composed of only a fluorescent material. In the case of a color phosphor film, it can be composed of a black conductive material 38 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphors and a phosphor 39. In the case of color display, the purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the mixed portions between the respective phosphors 39 of the three primary color phosphors black so as to make the color mixture inconspicuous, and the phosphor film 34.
It is to suppress the decrease in contrast due to the reflection of external light. As the material of the black stripe, in addition to a commonly used material containing graphite as a main component, a material having conductivity and having little light transmission and reflection can be used.

【0103】ガラス基板33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34の内面側には、通常メタルバ
ック35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3
6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 for applying the phosphor to the glass substrate 33, a precipitation method, a printing method or the like can be adopted regardless of monochrome or color. A metal back 35 is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 34. The purpose of providing a metal back is
Of the light emitted from the phosphor, the light emitted to the inner surface side is applied to the face plate 3
Improve the brightness by mirror-reflecting to the 6 side, act as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage, protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope, etc. Is. In the metal back, after the phosphor film is produced, the inner surface of the phosphor film is smoothed (usually called “filming”),
After that, Al can be produced by depositing Al using vacuum deposition or the like.

【0104】フェースプレート36には、更に蛍光膜3
4の導電性を高めるため、蛍光膜34の外面側に透明電
極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 36 is further provided with the fluorescent film 3
In order to enhance the conductivity of No. 4, a transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 34.

【0105】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 associate each color phosphor with the electron-emitting device.
Sufficient alignment is essential.

【0106】図9に示した画像形成装置の製造方法の一
例を以下に説明する。
An example of a method of manufacturing the image forming apparatus shown in FIG. 9 will be described below.

【0107】図12はこの工程に用いる装置の概要を示
す模式図である。画像形成装置41は、排気管42を介
して真空チャンバー43に連結され、さらにゲートバル
ブ44を介して排気装置45に接続されている。真空チ
ャンバー43には、内部の圧力及び雰囲気中の各成分の
分圧を測定するために、圧力計46、四重極質量分析器
47等が取り付けられている。画像表示装置41の外囲
器37内部の圧力などを直接測定することは困難である
ため、該真空チャンバー43内の圧力などを測定し、処
理条件を制御する。
FIG. 12 is a schematic diagram showing the outline of the apparatus used in this step. The image forming apparatus 41 is connected to the vacuum chamber 43 via an exhaust pipe 42, and is further connected to an exhaust apparatus 45 via a gate valve 44. In the vacuum chamber 43, a pressure gauge 46, a quadrupole mass analyzer 47, etc. are attached in order to measure the internal pressure and the partial pressure of each component in the atmosphere. Since it is difficult to directly measure the pressure inside the envelope 37 of the image display device 41, the pressure inside the vacuum chamber 43 is measured to control the processing conditions.

【0108】真空チャンバー43には、さらに必要なガ
スを真空チャンバー内に導入して雰囲気を制御するた
め、ガス導入ライン48が接続されている。該ガス導入
ライン48の他端には導入物質源50が接続されてお
り、導入物質がアンプルやボンベなどに入れて貯蔵され
ている。ガス導入ラインの途中には、導入物質を導入す
るレートを制御するための導入制御手段49が設けられ
ている。該導入量制御手段としては具体的には、スロー
リークバルブなど逃す流量を制御可能なバルブや、マス
フローコントローラーなどが、導入物質の種類に応じ
て、それぞれ使用が可能である。
A gas introduction line 48 is connected to the vacuum chamber 43 in order to introduce a necessary gas into the vacuum chamber to control the atmosphere. An introduction substance source 50 is connected to the other end of the gas introduction line 48, and the introduction substance is stored in an ampoule, a cylinder or the like. In the middle of the gas introduction line, an introduction control means 49 for controlling the rate of introducing the introduction substance is provided. As the introduction amount control means, specifically, a valve capable of controlling a flow rate to escape such as a slow leak valve, a mass flow controller, or the like can be used depending on the type of introduction substance.

【0109】図12の装置により外囲器37の内部を排
気し、フォーミングを行う。この際、例えば図13に示
すように、Y方向配線23を共通電極51に接続し、X
方向配線22の内の、行選択手段53により選択された
一つのX方向配線に接続された素子24すべてに電源5
2によって、同時に電圧パルスを印加して、フォーミン
グを行うことができる。パルスの形状や、処理の終了の
判定などの条件は、個別素子のフォーミングについての
既述の方法に準じて選択すればよい。また、複数のX方
向配線に、行選択手段53による選択行を順次切り替え
ることにより、位相をずらせたパルスを順次印加(スク
ロール)することにより、複数のX方向配線に接続され
た素子をまとめてフォーミングする事も可能である。
The inside of the envelope 37 is evacuated by the apparatus shown in FIG. 12 to perform forming. At this time, for example, as shown in FIG. 13, the Y-direction wiring 23 is connected to the common electrode 51, and X
The power supply 5 is supplied to all of the elements 24 connected to one X-direction wiring selected by the row selection means 53 in the directional wiring 22.
2, it is possible to apply voltage pulses at the same time to perform forming. The conditions such as the shape of the pulse and the determination of the end of processing may be selected according to the method described above regarding the forming of the individual element. Further, by sequentially switching the rows selected by the row selecting means 53 to the plurality of X-direction wirings, the pulses connected with the plurality of X-direction wirings are collectively applied by sequentially applying (scrolling) the pulses whose phases are shifted. It is also possible to form.

【0110】フォーミング終了後、活性化工程を行う。
外囲器37内は、十分に排気した後金属化合物がガス導
人ライン48から導入される。
After the forming is completed, an activation process is performed.
After sufficiently exhausting the inside of the envelope 37, the metal compound is introduced from the gas guide line 48.

【0111】こうして形成した、金属化合物を含む雰囲
気中で、各電子放出素子に電圧を印加することにより、
金属が電子放出部付近に堆積し、電子放出量が上昇する
のは、個別素子の場合と同様である。このときの電圧の
印加方法は、上記フォーミングの場合と同様の結線によ
り、選択された一つのX方向配線につながった素子に、
電圧パルスを印加すればよい。また、スクロールするこ
とによりまとめて活性化を行っても良い。
By applying a voltage to each electron-emitting device in the atmosphere thus formed containing a metal compound,
Similar to the case of the individual element, the metal is deposited in the vicinity of the electron emitting portion and the amount of electron emission increases. The voltage application method at this time is to connect the element connected to one selected X-direction wiring by the same connection as in the case of forming,
A voltage pulse may be applied. Moreover, you may perform activation collectively by scrolling.

【0112】活性化工程終了後は、個別素子の場合と同
様に、安定化工程を行うことが好ましい。
After the activation step, it is preferable to carry out the stabilization step as in the case of the individual element.

【0113】外囲器37を加熱して、80〜250℃に
保持しながら、イオンポンプ、ソープションポンプなど
のオイルを使用しない排気装置45によりの排気管42
を通じて排気し、有機物質及び活性化処理の際に導入し
た金属化合物の十分少ない雰囲気にした後、排気管をバ
ーナーで熱して溶解させて封じきる。外囲器37の封止
後の圧力を維持するために、ゲッター処理を行なうこと
もできる。これは、外囲器37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37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。ゲッターは通常はBa等が主成分であり、該蒸着膜
の吸着作用により、外囲器37内の雰囲気を維持するも
のである。
An exhaust pipe 42 by an exhaust device 45 that does not use oil such as an ion pump and a sorption pump while heating the envelope 37 and maintaining it at 80 to 250 ° C.
After exhausting through an atmosphere to create an atmosphere in which the organic substance and the metal compound introduced during the activation treatment are sufficiently small, the exhaust pipe is heated by a burner to be melted and sealed. A getter process can be performed to maintain the pressure after the envelope 37 is sealed. This is because the getter placed at a predetermined position (not shown) in the envelope 37 is heated by resistance heating or high-frequency heating immediately before or after the envelope 37 is sealed. Then, it is a process of forming a vapor deposition film. The getter usually has Ba or the like as a main component, and maintains the atmosphere in the envelope 37 by the adsorption action of the vapor deposition film.

【0114】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した画像表示装置に、NTSC方式のテレビ信号
に基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成
例について、図11を用いて説明する。図11におい
て、61は画像表示装置、62は走査回路、63は制御
回路、64はシフトレジスタである。65はラインメモ
リ、66は同期信号分離回路、67は変調信号発生器、
VxおよびVaは直流電圧源である。
Next, a configuration example of a drive circuit for performing television display based on a television signal of the NTSC system on an image display device constructed by using an electron source having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. To do. In FIG. 11, 61 is an image display device, 62 is a scanning circuit, 63 is a control circuit, and 64 is a shift register. 65 is a line memory, 66 is a sync signal separation circuit, 67 is a modulation signal generator,
Vx and Va are DC voltage sources.

【0115】画像表示装置61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、画像表示装置内に設けられている電
子源、即ち、M行N列の行列状にマトリクス配線された
表面伝導型電子放出素子群を一行(N素子)ずつ順次駆
動する為の走査信号が印加される。
The image display device 61 includes terminals Dox1 to Dox1.
oxm, terminals Doy1 to Doyn, and high-voltage terminal Hv
It is connected to an external electric circuit via. Terminal Dox1
To Doxm, an electron source provided in the image display device, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices that are matrix-wired in a matrix of M rows and N columns is sequentially driven row by row (N elements). A scanning signal is applied.

【0116】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為の変調信号が印加
される。高圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例え
ば10KVの直流電圧が供給されるが、これは表面伝導
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為の加速電圧で
ある。
A modulation signal for controlling the output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting devices of one row selected by the scanning signal is applied to the terminals Doy1 to Doyn. The high-voltage terminal Hv is supplied with a direct-current voltage of, for example, 10 KV from the direct-current voltage source Va, which imparts sufficient energy to excite the phosphor to the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device. This is the acceleration voltage for

【0117】走査回路62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ないし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
OV(グランドレベル)のいずれか一方を選択し、面像
表示装置61の端子Dox1ないし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63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 62 will be described. The circuit is provided with M switching elements inside (schematically shown by S1 to Sm in the figure). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or OV (ground level) and is electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the surface image display device 61. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 63, and can be configured by combining switching elements such as FETs.

【0118】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 the present example, the DC voltage source Vx is a driving voltage applied to an unscanned element based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device, and the electron emission threshold value is applied. It is set to output a constant voltage that is less than or equal to the voltage.

【0119】制御回路63は、外部より人力する画像信
号に基づいて適切な表示が行な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63は、同期信号
分離回路66より送られる同期信号Tsyncに基づい
て、各部に対してTscanおよびTsftおよびTm
ryの各制御信号を発生する。
The control circuit 63 has a function of matching the operation of each part so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 63, based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 66, outputs Tscan, Tsft, and Tm to each unit.
Each ry control signal is generated.

【0120】同期信号分離回路66は、外部から人力さ
れるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝度
信号成分とを分離する為の回路で、一般的な周波数分離
(フィルター)回路等を用いて構成できる。同期信号分
離回路66により分離された同期信号は、垂直同期信号
と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜上Ts
ync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64に入力され
る。
The sync signal separation circuit 66 is a circuit for separating the sync signal component and the luminance signal component from the NTSC system television signal input from the outside, and uses a general frequency separation (filter) circuit or the like. Can be configured. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 66 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal.
It is shown as a sync signal. The luminance signal component of the image separated from the television signal is represented as a DATA signal for convenience. The DATA signal is input to the shift register 64.

【0121】シフトレジスタ64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63より送られる制御信号Tsftに基づいて動作
する(即ち、制御信号Tsftは、シフトレジスタ64
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、Id1乃
至IdnのN個の並列信号として前記シフトレジスタ6
4より出力される。ラインメモリ65は、画像1ライン
分のデータを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置で
あり、制御回路63より送られる制御信号Tmryに従
って適宜Id1乃至Idmの内容を記憶する。記憶され
た内容は、Id’1乃至Id’nとして出力され、変調
信号発生器67に入力される。
The shift register 64 is for converting the DATA signals serially input in time series into serial / parallel conversion for each line of the image, and based on the control signal Tsft sent from the control circuit 63. (I.e., the control signal Tsft is applied to the shift register 64
It can be said that it is the shift clock. ). The serial / parallel converted image data for one line (corresponding to driving data for n electron-emitting devices) is converted into N parallel signals Id1 to Idn as the shift register 6
It is output from 4. The line memory 65 is a storage device for storing data for one line of an image only for a required time, and appropriately stores the contents of Id1 to Idm according to the control signal Tmry sent from the control circuit 63. The stored contents are output as Id'1 to Id'n and input to the modulation signal generator 67.

【0122】変調信号発生器67は、画像データId’
1乃至Id’nの各々に応じて表面伝導型電子放出素子
の各々を適切に駆動変調する為の信号源であり、その出
力信号は、端子Doyl乃至Doynを通じて画像表示
装置61内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 67 outputs the image data Id '.
1 to Id'n is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices, and the output signal is a surface conduction type inside the image display device 61 through terminals Doyl to Doyn. It is applied to the electron-emitting device.

【0123】前述したように、本発明を適用可能な電子
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。即ち、電子放出には明確な閾値電圧Vthがあ
り、Vth以上の電圧を印加された時のみ電子放出が生
じる。電子放出閾値以上の電圧に対しては、素子への印
加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。このことか
ら、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電
子放出閾値以下の電圧を印加しても電子放出は生じない
が、電子放出閾値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
させる事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事が
可能である。
As described above, the electron-emitting device to which the present invention can be applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, the electron emission has a clear threshold voltage Vth, and the electron emission occurs only when a voltage 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 pulsed voltage is applied to this element, for example, electron emission does not occur even if a voltage below the electron emission threshold is applied, but when a voltage above the electron emission threshold is applied, an electron beam is emitted. Is output. At that time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the peak value Vm of the pulse. Further, it is possible to control the total amount of charges of the electron beam output by changing the pulse width Pw.

【0124】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、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67として、一定長さの電圧パルス
を発生し、人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。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method or the like can be adopted. When carrying out the voltage modulation method, as the modulation signal generator 67, a circuit of the voltage modulation method is used which generates a voltage pulse of a fixed length and appropriately modulates the peak value of the pulse according to the human-powered data. be able to.

【0125】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67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。
In carrying out the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 67, it is possible to use a circuit of a pulse width modulation system that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data.

【0126】シフトレジスタ64やラインメモリ65
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なわれれば良いからである。
The shift register 64 and the line memory 65
Can adopt both a digital signal type and an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0127】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路66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66の出力部にA/D変換器
を設ければ良い。これに関連してラインメモリ65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67に用いられる回路が若干異なったものとな
る。即ち、デジタル信号を用いた電圧変調方式の場合、
変調信号発生器67には、例えばD/A変換回路を用
い、必要に応じて増幅回路などを付加する。パルス幅変
調方式の場合、変調信号発生器67には、例えば高速の
発振器およ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 sync signal separation circuit 66 into a digital signal, which may be provided with an A / D converter at the output portion of 66. In connection with this, the circuit used for the modulation signal generator 67 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 65 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal,
For the modulation signal generator 67, for example, a D / A conversion circuit is used, and an amplification circuit or the like is added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 67 includes, for example, a high-speed oscillator and a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. A circuit that combines (comparators) is used. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added.

【0128】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67には、例えばオペアンプなどを
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路など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(VOC)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, the modulation signal generator 67 may be an amplifier circuit using, for example, an operational amplifier, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage control type oscillation circuit (VOC) can be adopted, and an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the surface conduction type electron-emitting device can be added if necessary.

【0129】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35、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34に衝突し、発光が生じて両像が形
成される。
In the image display device of the present invention having such a configuration, each electron-emitting device has a terminal Do outside the container.
Electrons are emitted by applying a voltage via x1 to Doxm and Doy1 to Doyn. High voltage terminal H
A high voltage is applied to the metal back 35 or the transparent electrode (not shown) via v to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 34 to generate light emission and form both images.

【0130】この構成は、本発明を適用可能な画像形成
装置の一例であり、本発明の技術思想に基づいて種々の
変形が可能である。入力信号については、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、P
AL,SECAM方式など他、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TV)方式をも採用できる。
This configuration is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. As for the input signal, the NTSC system is mentioned, but the input signal is not limited to this, and P
In addition to the AL and SECAM systems, a TV signal system (for example, a high-definition TV such as the MUSE system) including a large number of scanning lines can be adopted.

【0131】次に、はしご型配置の電子源及び画像形成
装置について図14及び図15を用いて説明する。
Next, a ladder type electron source and an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

【0132】図14は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図14において、21は電子源基
板、24は電子放出素子である。26、Dx1〜Dx1
0は、電子放出素子24を接続するための共通配線であ
る。電子放出素子24は、基板21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。即ち、電子ビームを
放出させたい素子行には、電子放出閾値以上の電圧を、
電子ビームを放出しない素子行には、電子放出閾値以下
の電圧を印加する。各素子行間の共通配線Dx2〜Dx
9は、例えばDx2とDx3、Dx4とDx5、Dx6
とDx7、Dx8とDx9とを、夫々同一配線とするこ
ともできる。
FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a ladder-type electron source. In FIG. 14, 21 is an electron source substrate and 24 is an electron-emitting device. 26, Dx1 to Dx1
Reference numeral 0 is a common wire for connecting the electron-emitting device 24. A plurality of electron-emitting devices 24 are arranged in parallel in the X direction on the substrate 21 (this is called a device row). A plurality of such element rows are arranged to form an electron source. By applying a drive voltage between the common lines 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 the element row from which the electron beam is desired to be emitted.
A voltage equal to or lower than the electron emission threshold value is applied to the element row that does not emit the electron beam. Common wiring Dx2 to Dx between each element row
9 is, for example, Dx2 and Dx3, Dx4 and Dx5, Dx6
, And Dx7, and Dx8 and Dx9 can also have the same wiring.

【0133】図15は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図で
ある。71はグリッド電極、72は電子が通過するため
空孔、73はDox1,Dox2,…,Doxmよりな
る容器外端子である。74は、グリッド電極71と接続
されたG1,G2,…,Gnからなる容器外端子であ
る。図15においては、図9、図14に示した部位と同
じ部位には、これらの図に付したのと同一の符号を付し
ている。ここに示した画像形成装置と、図9に示した単
純マトリクス配置の画像形成装置との大きな違いは、電
子源基板21とフェースプレート36の間にグリッド電
極71を備えているか否かである。
FIG. 15 is a schematic view showing an example of a panel structure in an image forming apparatus provided with a ladder-type electron source. 71 is a grid electrode, 72 is a hole for passing electrons, and 73 is a terminal outside the container made of Dox1, Dox2, ..., Doxm. 74 is an external terminal of the container made of G1, G2, ..., Gn connected to the grid electrode 71. In FIG. 15, the same parts as those shown in FIGS. 9 and 14 are designated by the same reference numerals as those shown in these figures. A major difference between the image forming apparatus shown here and the image forming apparatus having the simple matrix arrangement shown in FIG. 9 is whether or not the grid electrode 71 is provided between the electron source substrate 21 and the face plate 36.

【0134】図15においては、基板21とフェースプ
レート36の間には、グリッド電極71が設けられてい
る。グリッド電極71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ためのものであり、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72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 71 is provided between the substrate 21 and the face plate 36. The grid electrode 71 is for modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and is for passing the electron beam through the stripe-shaped electrodes provided orthogonal to the device rows in the ladder type arrangement. , One circular opening 72 is provided for each element. The shape and installation position of the grid are not limited to those shown in FIG. For example, it is possible to provide a large number of passage openings in a mesh shape as openings, and it is also possible to provide a grid around or near the surface conduction electron-emitting device.

【0135】容器外端子73およびグリッド容器外端子
74は、不図示の制御回路と電気的に接続されている。
The external terminal 73 and the grid external terminal 74 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【0136】本例の画像形成装置では、素子行を1列ず
つ順次駆動(走査)していくのと同期してグリッド電極
列に画像1ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
により、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像
を1ラインずつ表示することができる。
In the image forming apparatus of this example, the modulation signals for one image line are simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one column at a time. This makes it possible to control the irradiation of the phosphor with each electron beam and display the image line by line.

【0137】本発明の画像形成装置は、テレビジョン放
送の表示装置、テレビ会議システムやコンピューター等
の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光
プリンターとしての両像形成装置等としても用いること
ができる。
The image forming apparatus of the present invention is used as a display apparatus for television broadcasting, a display apparatus such as a video conference system, a computer, and the like, as an image forming apparatus as an optical printer constituted by using a photosensitive drum and the like. Can also be used.

【0138】[0138]

【実施例】以下実施例に基づいて本発明を説明する。な
お、本発明の実施形態は、以下に示す実施例に限定され
るものではなく、本発明の主旨を変更しない範囲内で、
各要素の置き換えや設計変更がなされても良い。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples. Incidentally, the embodiment of the present invention is not limited to the following examples, within the scope of not changing the gist of the present invention,
Each element may be replaced or the design may be changed.

【0139】[実施例1]本実施例は、図1に示したよ
うな本発明の一形態に属する表面伝導型電子放出素子で
ある。本実施例を構成する導電性薄膜は、主成分である
金属元素としてPdを、低仕事関数材料部分を構成する
金属元素としてZrを含有する合金の微粒子によって構
成されるものである。
[Embodiment 1] This embodiment is a surface conduction electron-emitting device which belongs to one mode of the present invention as shown in FIG. The conductive thin film constituting the present example is composed of fine particles of an alloy containing Pd as the main metal element and Zr as the metal element constituting the low work function material portion.

【0140】本実施例の電子放出素子は、図2に示した
構成を有するものである。以下に本実施例の製造方法
を、図3を参照しながら説明する。
The electron-emitting device of this example has the structure shown in FIG. The manufacturing method of this embodiment will be described below with reference to FIG.

【0141】工程−a 基板1として、石英ガラスを用いる。これを洗剤、純水
及び有機溶剤により洗浄し、フォトレジスト(RD−2
00ON:日立化成社製)をスピンナーで塗布し、80
℃20分間加熱によリプリベークを施した。つづいて、
電極間隔L=2μm、電極長さW=300μmに対応す
る露光マスクを用いて露光、現像液により現像して、電
極形状に対応する開口部を形成した後、120℃20分
間のプリベーク処理を施し、レジストパターンを形成し
た。
Step-a Quartz glass is used as the substrate 1. This is washed with a detergent, pure water and an organic solvent, and the photoresist (RD-2
00ON: Hitachi Chemical Co., Ltd.) applied with a spinner,
Re-prebaking was performed by heating at ℃ for 20 minutes. Continuing,
After exposing using an exposure mask corresponding to an electrode interval L = 2 μm and an electrode length W = 300 μm and developing with a developing solution to form an opening corresponding to the electrode shape, prebaking treatment at 120 ° C. for 20 minutes was performed. Then, a resist pattern was formed.

【0142】工程−b 次いで真空蒸着法により、上記基板上に厚さ100nm
のNiを堆積、有機溶剤でレジストパターンを溶解し
て、リフトオフにより素子電極2,3を形成した(図3
(a))。
Step-b: Then, a film having a thickness of 100 nm is formed on the substrate by a vacuum evaporation method.
Ni was deposited, the resist pattern was dissolved with an organic solvent, and the device electrodes 2 and 3 were formed by lift-off (FIG. 3).
(A)).

【0143】工程−c 真空蒸着法により、厚さ50nmのCrを蒸着した。続
いて、フォトレジスト(AZ1370:ヘキスト社製)
を塗布、フォトリソグラフイー技術により、後述の導電
性薄膜の形状に対応する開口部を有するレジストマスク
を形成した。
Step-c Cr having a thickness of 50 nm was deposited by a vacuum deposition method. Photoresist (AZ1370: Hoechst)
Was applied and a resist mask having an opening corresponding to the shape of a conductive thin film described later was formed by a photolithography technique.

【0144】続いて、ウェットエッチングにより、上記
開口部のCr膜を除去し、続いて有機溶剤でレジストマ
スクを除去して、Crマスクを形成した。
Then, the Cr film in the opening was removed by wet etching, and then the resist mask was removed with an organic solvent to form a Cr mask.

【0145】工程−d スパッタリング法を用いて、平均膜厚30nmの合金微
粒子膜を形成した。ターゲットはPd−5at.%Zr
合金を用い、アルゴンガス圧力130Pa、スパッタ電
圧2KVとした。
Step-d An alloy fine particle film having an average film thickness of 30 nm was formed by using the sputtering method. The target is Pd-5 at. % Zr
Using an alloy, the argon gas pressure was 130 Pa and the sputtering voltage was 2 KV.

【0146】続いて、ウェットエッチングにより、Cr
マスクを除去、リフトオフにより上記の合金微粒子膜を
パターニングして、所望の形状の導電性薄膜4を形成し
た(図3(b))。
Then, by wet etching, Cr
The alloy fine particle film was patterned by removing the mask and lifting off to form the conductive thin film 4 having a desired shape (FIG. 3B).

【0147】工程−e 上記素子を、図6に示す真空処理装置に設置して、フォ
ーミング処理を施し、電子放出部を形成した。真空容器
11内部は、ソープションポンプとイオンポンプよりな
る排気装置12により、およそl×10-3Pa程度に減
圧し、図4(b)に示す、パルス波高値の漸増する三角
波パルスを印加して、通電フォーミング処理により電子
放出部5を形成した。
Step-e The above device was placed in the vacuum processing apparatus shown in FIG. 6 and subjected to a forming process to form an electron emitting portion. The inside of the vacuum container 11 was decompressed to about 1 × 10 −3 Pa by an exhaust device 12 including a sorption pump and an ion pump, and a triangular wave pulse having a gradually increasing pulse peak value shown in FIG. 4B was applied. Then, the electron-emitting portion 5 was formed by the energization forming process.

【0148】このときパルス幅T1=1msec.、パ
ルス間隔T2=10msecとし、フォーミングパルス
の休止期問中に、波高値0.1Vの矩形波パルスを挿入
して素子の抵抗値を測定し、抵抗値が1MΩ以上となっ
たところで、フォーミング処理を終了した(図3
(c))。
At this time, the pulse width T1 = 1 msec. , The pulse interval T2 = 10 msec, a rectangular wave pulse having a peak value of 0.1 V was inserted during the rest period of the forming pulse, and the resistance value of the element was measured. When the resistance value was 1 MΩ or more, the forming treatment was performed. Ended (Fig. 3
(C)).

【0149】工程−f 続いて、活性化処理を行う。真空容器にZrCl4 を導
入する。このとき圧力は、5×10-1Pa程度となるよ
うに導入量を調節する。この雰囲気中で30分間、素子
にパルス電圧を印加した。印加したパルスは、パルス幅
l00μsec.、パルス間隔T2=10msec.の
矩形波パルスで、パルス波高値は、15Vとした。
Step-f Subsequently, activation processing is performed. Introduce ZrCl 4 into the vacuum vessel. At this time, the introduction amount is adjusted so that the pressure is about 5 × 10 −1 Pa. A pulse voltage was applied to the device for 30 minutes in this atmosphere. The applied pulse has a pulse width of 100 μsec. , Pulse interval T2 = 10 msec. The rectangular wave pulse of, and the pulse peak value was set to 15V.

【0150】この処理により、素子電流If、放出電流
Ieともに増加が見られた。
By this treatment, both the device current If and the emission current Ie were found to increase.

【0151】上記素子を設置したまま、素子及び真空容
器を約150℃に加熱しがら排気を行った。真空容器と
素子が室温に戻った状態で、圧力は1.3×10-4Pa
であつた。
With the above device installed, the device and the vacuum vessel were heated to about 150 ° C. and evacuated. With the vacuum container and the device returned to room temperature, the pressure is 1.3 × 10 -4 Pa
It was.

【0152】[比較例1]上記、実施例1の工程−dに
おける導電性薄膜の形成工程において、スパッタリング
ターゲットとして、Pdターゲットを用い、厚さ30n
mのPd微粒子膜を形成したことを除き、実施例1と同
様の工程により表面伝導型電子放出素子を作成した。
[Comparative Example 1] In the step of forming the conductive thin film in the step-d of Example 1 described above, a Pd target was used as the sputtering target and the thickness was 30 n.
A surface conduction electron-emitting device was produced by the same steps as in Example 1 except that a Pd fine particle film of m was formed.

【0153】上記、実施例1及び比較例1の素子につ
き、それらの電子放出特性とその経時変化を調べた。素
子に印加した電圧は、パルス幅T1=100μse
c.、パルス間隔10msec.の矩形波パルスで、波
高値は15Vとした。電子放出素子とアノード電極の距
離は、H=15mmとし、素子とアノードの間の電位差
は1KVとした。
For the devices of Example 1 and Comparative Example 1 described above, their electron emission characteristics and their changes with time were examined. The voltage applied to the element has a pulse width T1 = 100 μse
c. , Pulse interval 10 msec. With a rectangular wave pulse having a peak value of 15V. The distance between the electron-emitting device and the anode electrode was H = 15 mm, and the potential difference between the device and the anode was 1 KV.

【0154】両素子についての、測定開始時及び、一定
時間継続駆動後の放出電流Ie、素子電流Ifおよび電
子放出効率の値は、表2に示す通りである。
Table 2 shows the values of the emission current Ie, the device current If, and the electron emission efficiency at the start of measurement and after continuous driving for a certain period for both devices.

【0155】[0155]

【表2】 [Table 2]

【0156】実施例1の素子を、継続駆動した後、以下
の処理により、特性の回復を試みた。
After continuously driving the device of Example 1, an attempt was made to recover the characteristics by the following process.

【0157】アノードへの電圧印加をせず、素子に印加
する電圧パルスの波高値を、9Vとし、5分間パルスの
印加を行った。この処理の後、再度電子放出特性の測定
を行ったところ、放出電流Ie=3.7μA、素子電流
If=1.9mA、電子放出効率η=0.19%とな
り、電子放出特性の回復が見られた。
The peak value of the voltage pulse applied to the device was set to 9 V without applying voltage to the anode, and the pulse was applied for 5 minutes. After this treatment, the electron emission characteristics were measured again. The emission current Ie was 3.7 μA, the device current If was 1.9 mA, and the electron emission efficiency was η = 0.19%. Was given.

【0158】この様な現象を示すのは、通常の駆動状態
では、電流密度が大きく条件が過酷で、表面の低仕事関
数材料部分の、内部からの拡散による回復が間に合わな
い場所についても、通常よりも低い印加電圧の印加によ
り、低仕事関数材料部分の回復が起こるためではないか
と推定している。
Such a phenomenon is exhibited in a normal driving state, where the current density is large and the conditions are severe, and the low work function material portion on the surface cannot be recovered due to diffusion from the inside. It is presumed that this is because the application of a lower applied voltage causes recovery of the low work function material portion.

【0159】[実施例2]上述の実施例1の工程−dの
導電性薄膜形成工程を、Pt−5at.%Ti合金のタ
ーゲットを用いて形成したこと及び実施例1の工程−f
の活性化工程における導入ガスをTiCl4 であること
を除き、実施例1と同様に構成した。
[Embodiment 2] The conductive thin film forming step of the step-d of the above-mentioned Embodiment 1 was performed by Pt-5at. % Ti alloy target and step of Example 1-f
The structure was the same as that of Example 1 except that TiCl 4 was used as the introduction gas in the activation step.

【0160】[比較例2]実施例2の工程−dの導電性
薄膜形成工程を、Ptターゲットを用いてPt微粒子膜
の形成に変更したことを除き、実施例2と同様に行っ
た。
[Comparative Example 2] The same procedure as in Example 2 was carried out except that the conductive thin film forming step of step-d of Example 2 was changed to the formation of a Pt fine particle film using a Pt target.

【0161】実施例1及び比較例1と同様の条件で、両
方の素子の電子放出特性及びその経時変化を測定した。
表3にその結果を示す。
Under the same conditions as in Example 1 and Comparative Example 1, the electron emission characteristics of both devices and their changes with time were measured.
The results are shown in Table 3.

【0162】[0162]

【表3】 [Table 3]

【0163】[実施例3]実施例1の工程−dの導電性
薄膜形成工程を、Ni−7%Ti−4%Irの合金ター
ゲットを用いた合金微粒子膜形成工程としたこと、及び
工程−fの活性化工程における導入ガスをTiCl4
よびIrCl4 の混合ガスとした点を除き、実施例1と
同様の条件で素子を作成した。
[Embodiment 3] The conductive thin film forming step of step-d of Example 1 is an alloy fine particle film forming step using an alloy target of Ni-7% Ti-4% Ir, and the step- A device was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the gas introduced in the activation step of f was a mixed gas of TiCl 4 and IrCl 4 .

【0164】[比較例3]実施例3の工程−dの導電性
薄膜形成工程をNiターゲットを用いた、Ni微粒子膜
形成工程としたことを除き、実施例3と同様の条件で素
子を作成した。
[Comparative Example 3] An element was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the conductive thin film forming step of step-d of Example 3 was a Ni fine particle film forming step using a Ni target. did.

【0165】実施例3及び比較例3の素子の電子放出特
性を実施例1と同様の条件で測定した。両方の素子の電
子放出特性及びその経時変化を測定した、結果を表4に
示す。
The electron emission characteristics of the devices of Example 3 and Comparative Example 3 were measured under the same conditions as in Example 1. The electron emission characteristics of both devices and their changes with time were measured, and the results are shown in Table 4.

【0166】[0166]

【表4】 [Table 4]

【0167】なお、IrはNiと比べ仕事関数は低くな
いが、融点が高く、イオン半径も小さいため、Tiとと
もに、電子放出部などに向かって拡散、析出して、安定
性の向上に寄与しているものと考えられる。
Although Ir does not have a low work function as compared with Ni, it has a high melting point and a small ionic radius, so that it diffuses and precipitates with Ti toward the electron emission portion and contributes to the improvement of stability. It is considered that

【0168】[実施例4]実施例1の工程−aから工程
−cと同様の手順で、石英基板上に素子電極を形成し、
さらに導電性薄膜の形状に対応する開口を有するCrマ
スクを形成した。続いて、 工程−d 有機Zrの化合物溶液(ジルコニウム2,4ペンタジオ
ネールのエタノール溶液)を塗布、大気中で、400℃
15分間の熱処理を行った。続いて、有機Pd化合物溶
液(ccp4230:奥野製薬(株)製)を塗布、大気
中300℃で12分間の熱処理を行った。
[Embodiment 4] A device electrode is formed on a quartz substrate in the same procedure as in Steps a to c of Example 1,
Further, a Cr mask having an opening corresponding to the shape of the conductive thin film was formed. Subsequently, step-d, a compound solution of organic Zr (zirconium 2,4 pentadione ethanol solution) is applied, and the temperature is 400 ° C. in the atmosphere.
Heat treatment was performed for 15 minutes. Subsequently, an organic Pd compound solution (ccp4230: manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) was applied, and heat treatment was performed at 300 ° C. for 12 minutes in the atmosphere.

【0169】工程−e ウェットエッチングにより、Crマスクを除去し、リフ
トオフにより導電性薄膜を形成する。続いて、H2 気流
中150℃で熱処理し、導電性薄膜の還元処理を行う。
この時点で、該導電性薄膜は、Pd微粒子とZr微粒子
の混合微粒子膜となっている。
Step-e The Cr mask is removed by wet etching, and a conductive thin film is formed by lift-off. Then, the conductive thin film is reduced by heat treatment at 150 ° C. in an H 2 stream.
At this point, the conductive thin film is a mixed fine particle film of Pd fine particles and Zr fine particles.

【0170】以下、実施例1の工程−e、工程−fと同
様にして、フォーミング処理及び活性化処理を施した。
Thereafter, the forming treatment and the activation treatment were carried out in the same manner as in step-e and step-f of Example 1.

【0171】この素子の電子放出特性とその経時変化を
測定したところ、実施例1とほぼ同様の結果が得られ
た。
When the electron emission characteristics of this element and its change with time were measured, almost the same results as in Example 1 were obtained.

【0172】[実施例5〜9、比較例5,6]本実施例
の素子の概略は、図2に示したものと同様である。石英
基板1上に素子電極2,3を形成する。電極間隔Lは3
μmとし、電極の長さWを500μm、その厚さdを1
00nmとした。
[Examples 5 to 9 and Comparative Examples 5 and 6] The outline of the device of this example is the same as that shown in FIG. The device electrodes 2 and 3 are formed on the quartz substrate 1. Electrode spacing L is 3
μm, the electrode length W is 500 μm, and the thickness d is 1
It was set to 00 nm.

【0173】この上にEB蒸着装置によりAu―Cs電
子放出部形成用薄膜を成膜する。このとき、メタルマス
クを用いて、図2のように電極2,3にまたがって電子
放出部形成用薄膜が形成されるようにした。電子放出部
形成用薄膜の厚さは10nmとなるように調整した。電
子放出部形成用薄膜の組成の調整は、蒸着源の仕込量に
よって行い、組成の決定はオージェ電子分光法によって
行った。
An Au—Cs electron emitting portion forming thin film is formed on this by an EB vapor deposition apparatus. At this time, a metal mask was used to form the thin film for forming the electron emitting portion over the electrodes 2 and 3 as shown in FIG. The thickness of the electron emission portion forming thin film was adjusted to 10 nm. The composition of the thin film for forming the electron emission portion was adjusted by the charged amount of the vapor deposition source, and the composition was determined by Auger electron spectroscopy.

【0174】このようにして作成した素子を、真空槽内
に設置した測定装置にセットした。蒸着装置から測定装
置への移動の間、素子の雰囲気は真空あるいは不活性ガ
スであり、酸素、水蒸気、二酸化炭素などに触れないよ
うに注意を払った。
The element thus prepared was set in the measuring device installed in the vacuum chamber. During the transfer from the vapor deposition apparatus to the measurement apparatus, the atmosphere of the element was vacuum or an inert gas, and care was taken to avoid contact with oxygen, water vapor, carbon dioxide, and the like.

【0175】真空槽内の圧力は、1.3×10-4Pa程
度である。測定に先立ち電子放出部5の形成を行う。
The pressure in the vacuum chamber is about 1.3 × 10 -4 Pa. Prior to the measurement, the electron emitting portion 5 is formed.

【0176】電極2,3間に電圧を印加し電子放出部形
成用薄膜に通電処理を行い、電子放出部5を形成する。
A voltage is applied between the electrodes 2 and 3 to energize the thin film for forming the electron emitting portion to form the electron emitting portion 5.

【0177】Au−Cs合金のCs含有量を変えて素子
を作成し、ηの値を測定した。Cs含有量が8原子%以
上になると、電子放出効率の経時劣化が大きく見られる
ようになったので、Cs含有量が7原子%以下の試料に
ついて、電子放出効率改善の効果を検討した。結果を表
5に示す。
Elements were prepared by changing the Cs content of the Au--Cs alloy, and the value of η was measured. When the Cs content was 8 atom% or more, the deterioration of the electron emission efficiency with time became large. Therefore, the effect of improving the electron emission efficiency was examined for the samples having the Cs content of 7 atom% or less. The results are shown in Table 5.

【0178】[0178]

【表5】 [Table 5]

【0179】上記比較例及び実施例の素子について、電
子放出部を観察したところ、いずれも10nm程度の粒
径の微粒子よりなっていることがわかった。この微粒子
について、高分解能透過電子顕微鏡により観察したとこ
ろ、比較例ではAu単結晶と思われるコントラスト像が
見られたが、実施例の素子の場合は、内部にコントラス
トの異なる部分が見られた。
When the electron-emitting portions of the devices of the above Comparative Examples and Examples were observed, it was found that they were composed of fine particles having a particle size of about 10 nm. When these fine particles were observed with a high resolution transmission electron microscope, a contrast image that was considered to be an Au single crystal was seen in the comparative example, but in the case of the device of the example, a portion with different contrast was seen inside.

【0180】組成から考えて、面心立方格子を形成した
Au相中に、六方晶の構造を有するAu5 Cs相が析出
していることを示すものである。したがって、安定性の
高いAu中にAu5 Csが包含されることにより、この
相が安定に保たれ、熱的拡散などにより、Csが徐々に
微粒子表面に移動して微粒子の仕事関数を低下させ電子
放出効率の改善効果をもたらしているものと考えられ
る。
Considering the composition, it shows that the Au 5 Cs phase having a hexagonal structure is precipitated in the Au phase forming the face-centered cubic lattice. Therefore, by including Au 5 Cs in highly stable Au, this phase is kept stable, and due to thermal diffusion, Cs gradually moves to the surface of the fine particles to lower the work function of the fine particles. It is considered that this has brought about the effect of improving the electron emission efficiency.

【0181】Cs合有量が多くなると、Au5 Cs相が
直接微粒子表面に現われるようになり、測定装置中に微
量残存するH2 0,CO2 等と反応するために、電子放
出効率の経時劣化が生ずるものと考えられる。
When the content of Cs increases, the Au 5 Cs phase appears directly on the surface of the fine particles and reacts with a small amount of H 2 0, CO 2 and the like remaining in the measuring device. It is thought that deterioration will occur.

【0182】[実施例10〜14、比較例7]電子放出
部材料として、Au−Ba合金を用いて、上記と同様に
素子を作成し、電子放出効率ηを求めた。Ba含有量が
9原子%を超えると、電子放出効率の経時劣化が見られ
たので、Ba含有量が8原子%以下の試料について、電
子放出効率の改善効果の検討を行った。結果を表6に示
す。
[Examples 10 to 14 and Comparative Example 7] Using the Au-Ba alloy as the material for the electron emitting portion, devices were prepared in the same manner as above, and the electron emitting efficiency η was determined. When the Ba content exceeds 9 atom%, the electron emission efficiency deteriorates with time. Therefore, the effect of improving the electron emission efficiency was examined for the samples having the Ba content of 8 atom% or less. The results are shown in Table 6.

【0183】[0183]

【表6】 [Table 6]

【0184】上記実施例の素子について、先と同様に透
過電子顕微鏡による観察を行ったところ、電子放出部の
微粒子が、Au中に、Au5 Ba相が包含された構造と
なっていることがわかった。
When the elements of the above Examples were observed with a transmission electron microscope in the same manner as above, it was found that the fine particles in the electron-emitting portion had a structure in which Au 5 Ba phase was included in Au. all right.

【0185】[実施例15〜20、比較例8]電子放出
部材料として、Au−Sr合金を用いて、上記と同様に
素子を作成し、電子放出効率ηを求めた。Sr含有量が
9原子%を超えると、電子放出効率が経時劣化を示した
ため、Sr含有量が8原子%以下の素子について、電子
放出効率の改善効果を検討した。結果を表7に示す。
[Examples 15 to 20 and Comparative Example 8] Using Au-Sr alloy as the material for the electron emitting portion, devices were prepared in the same manner as above, and the electron emitting efficiency η was determined. When the Sr content exceeds 9 atom%, the electron emission efficiency deteriorates with time. Therefore, the improvement effect of the electron emission efficiency was examined for the device having the Sr content of 8 atom% or less. The results are shown in Table 7.

【0186】[0186]

【表7】 [Table 7]

【0187】[実施例21〜26、比較例9,10]電
子放出部形成用薄膜の材料として、Pt−Sr合金を用
いた。素子の構成は上記実施例と概ね同じである。Pt
−Sr膜はガス中蒸発法によって、微粒子膜として形成
した。成膜に用いた装置の概略を図16に示す。本装置
は、微粒子生成室81と微粒子堆積室82、及び前記両
室をつなぐノズル83からなっている。素子は、84の
位置にセットされる。排気装置85により装置内を一旦
6.7×10-5Paに減圧した後、ガス導入口86より
Arガスを微粒子生成室81へ導入した。このとき微粒
子生成室81の圧力が、6.7PaとなるようArガス
導入量を調節した。この時の微粒子堆積室82の圧力は
1.3×10-2Paであった。ノズル83の径はφ5m
m、ノズル−試料間距離は150mmにセットした。電
子放出部の材料は、アルミナ製の坩堝87の中に収めら
れている。この坩堝87の周りには、タングステン製の
ヒーター88が配置されている。これにより抵抗加熱さ
れ蒸発した電子放出部形成用薄膜材料は微粒子となり、
ノズルから吹き出されて素子に堆積する。このときシャ
ッター89を開閉することにより微粒子の膜厚を調整す
る。Srの含有量が9原子%を超えると、電子放出効率
が経時劣化を示すので、Sr含有量が8原子%以下の素
子について電子放出効率改善の効果を検討した。電子放
出部の形成方法及び測定方法は前述の実施例と同様であ
る。結果を表8に示す。
[Examples 21 to 26, Comparative Examples 9 and 10] A Pt-Sr alloy was used as the material of the electron emission portion forming thin film. The structure of the element is almost the same as that of the above embodiment. Pt
The -Sr film was formed as a fine particle film by the gas evaporation method. The outline of the apparatus used for film formation is shown in FIG. This apparatus comprises a fine particle generation chamber 81, a fine particle deposition chamber 82, and a nozzle 83 connecting the two chambers. The element is set at the 84 position. The inside of the apparatus was once decompressed to 6.7 × 10 −5 Pa by the exhaust apparatus 85, and then Ar gas was introduced into the fine particle generation chamber 81 through the gas inlet 86. At this time, the amount of Ar gas introduced was adjusted so that the pressure in the fine particle generation chamber 81 was 6.7 Pa. At this time, the pressure of the fine particle deposition chamber 82 was 1.3 × 10 -2 Pa. The diameter of the nozzle 83 is φ5m
m, and the nozzle-sample distance was set to 150 mm. The material of the electron emitting portion is contained in a crucible 87 made of alumina. A heater 88 made of tungsten is arranged around the crucible 87. As a result, the thin film material for forming the electron emitting portion which is resistance-heated and evaporated becomes fine particles,
It is blown out from the nozzle and deposited on the element. At this time, the film thickness of the fine particles is adjusted by opening and closing the shutter 89. If the Sr content exceeds 9 atom%, the electron emission efficiency deteriorates with time. Therefore, the effect of improving the electron emission efficiency was examined for the device having the Sr content of 8 atom% or less. The method of forming the electron emitting portion and the method of measuring the same are the same as those in the above-described embodiment. The results are shown in Table 8.

【0188】[0188]

【表8】 [Table 8]

【0189】電子放出部の微粒子は透過電子顕微鏡観察
により、Pt中にPt5 Srが包含された構造であるこ
とがわかった。
It was found by observation with a transmission electron microscope that the fine particles in the electron emitting portion had a structure in which Pt 5 Sr was included in Pt.

【0190】[実施例27〜32、比較例11]電子放
出部形成用薄膜の材料としてPt−Ba合金を用い、上
記比較例9,10、実施例21〜26と同様の方法で、
微粒子膜として形成した。上記と同様の理由により、B
a含有量が8原子%以下の素子について、電子放出効率
改善効果を検討した。結果を表9に示す。
[Examples 27 to 32, Comparative Example 11] A Pt-Ba alloy was used as the material of the thin film for forming the electron emitting portion, and the same method as in Comparative Examples 9 and 10 and Examples 21 to 26 was used.
It was formed as a fine particle film. For the same reason as above, B
The effect of improving the electron emission efficiency was examined for devices having an a content of 8 atomic% or less. The results are shown in Table 9.

【0191】[0191]

【表9】 [Table 9]

【0192】電子放出部の微粒子は透過電子顕微鏡観察
により、Pt中にPt5 Ba相が包含された構造である
ことがわかった。
It was found by observation with a transmission electron microscope that the fine particles in the electron emitting portion had a structure in which the Pt 5 Ba phase was included in Pt.

【0193】[実施例33〜38、比較例12,13]
上記実施例,比較例と同様に、石英基板1上に、素子電
極2,3を形成した後、電極間に酸化パラジウム微粒子
よりなる導電性薄膜4を形成した。形成方法は次の通り
である。
[Examples 33 to 38, Comparative Examples 12 and 13]
Similar to the above Examples and Comparative Examples, after forming the device electrodes 2 and 3 on the quartz substrate 1, the conductive thin film 4 made of fine particles of palladium oxide was formed between the electrodes. The forming method is as follows.

【0194】有機パラジウム化合物(奥野製薬(株)
製、ccp−4230)を有機溶剤で希釈し、スピンナ
ーで塗布した後、300℃でl0分間の加熱処理をし
て、酸化パラジウム(PdO)微粒子(平均粒径:7n
m)からなる微粒子膜4を形成した。なお、この微粒子
膜のシート抵抗値は5×104 Ω/□であった。
Organopalladium compound (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.)
Co., Ltd., ccp-4230) was diluted with an organic solvent and applied with a spinner, followed by heat treatment at 300 ° C. for 10 minutes to obtain fine particles of palladium oxide (PdO) (average particle size: 7n).
m) was formed. The sheet resistance of this fine particle film was 5 × 10 4 Ω / □.

【0195】この後、上記微粒子膜上に、ジメトキシバ
リウム(Ba(OCH32 )をエタノールに分散した
懸濁液をスピンナーコートした後、乾燥させる。このス
ピンナーコートと乾燥を数回繰り返す。
Then, a suspension of dimethoxybarium (Ba (OCH 3 ) 2 ) dispersed in ethanol is spinner coated on the fine particle film, and then dried. This spinner coating and drying are repeated several times.

【0196】比較のため、ジメトキシバリウムをコート
しない試料も同時に作成した。
For comparison, a sample not coated with dimethoxybarium was also prepared at the same time.

【0197】次に、上記素子を真空槽中の測定装置にセ
ットし、真空槽内を1.3×l0-4Pa程度に排気し
て、電極2と電極3の間に電圧を印加し、導電性薄膜4
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5を作成した。フォーミング処理の電圧波形を図4
(a)に示す。
Next, the above element was set in a measuring device in a vacuum chamber, the vacuum chamber was evacuated to about 1.3 × 10 −4 Pa, and a voltage was applied between the electrodes 2 and 3. Conductive thin film 4
Then, the electron-emitting portion 5 was created by conducting an energization process (forming process). Figure 4 shows the voltage waveform of the forming process.
It shows in (a).

【0198】図4中、Tl及び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1mse
c.、T2を10msec.とし、三角波の波高値(フ
ォーミング時のピーク電圧)は5Vとし、フォーミング
処理は約1.3×10-4Paの真空雰囲気下で60秒間
行った。このように作成された電子放出部5は、パラジ
ウムを主成分とする微粒子が分散配置された状態とな
り、その微粒子の平均粒径は3nmであった。
In FIG. 4, Tl and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform, and in this embodiment, T1 is 1 mse.
c. , T2 for 10 msec. The peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) was 5 V, and the forming treatment was performed for 60 seconds in a vacuum atmosphere of about 1.3 × 10 −4 Pa. In the electron emitting portion 5 thus produced, fine particles containing palladium as a main component were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 3 nm.

【0199】この後、試料を電気炉に移動し、Ar−2
%H2 気流中で300℃に加熱した。この処理により酸
化パラジウムは金属に還元される。この膜について、前
述と同様に組成分析を行った。なお、Ba含有量の調整
は、ジメトキシバリウム懸濁液のスピンナーコートの回
数により調整した。電子放出特性の測定結果は表10に
示す。
After that, the sample was transferred to an electric furnace and Ar-2 was used.
Heated to 300 ° C. in a flow of% H 2 . By this treatment, palladium oxide is reduced to metal. The composition of this film was analyzed in the same manner as described above. The Ba content was adjusted by the number of spinner coats of the dimethoxybarium suspension. Table 10 shows the measurement results of the electron emission characteristics.

【0200】[0200]

【表10】 [Table 10]

【0201】電子放出部の微粒子は透過電子顕微鏡観察
により、Pd中にPd5 Ba相が包含された構造である
ことがわかった。
The fine particles in the electron emitting portion were found to have a structure in which the Pd 5 Ba phase was included in Pd by observation with a transmission electron microscope.

【0202】[実施例39]上記実施例の表面伝導型電
子放出素子を、基板上に複数配設した電子源及びこれを
用いた画像形成装置の例を以下に示す。なお、本実施例
においては、上記実施例1に対応する表面伝導型電子放
出素子を配設したものであるが、本発明の電子源及び画
像形成装置は、これに限定されるものではなく、上記に
示した実施例に対応するものはもとより、本発明の表面
伝導型電子放出素子であればどの様な素子であっても本
実施例と同様の電子源及び画像形成装置として用いるこ
とが可能である。
[Embodiment 39] The following is an example of an electron source in which a plurality of the surface conduction electron-emitting devices of the above embodiments are arranged on a substrate and an image forming apparatus using the electron source. In addition, in this embodiment, the surface conduction electron-emitting device corresponding to the first embodiment is arranged, but the electron source and the image forming apparatus of the present invention are not limited to this. Not only those corresponding to the above-described embodiments but also any element as long as it is the surface conduction electron-emitting device of the present invention can be used as an electron source and an image forming apparatus similar to this embodiment. Is.

【0203】本実施例では、図2に示した本発明の表面
伝導型電子放出素子の多数個を単純マトリクス配置(カ
ラー3色を含めて20行60列)した図8に示したよう
な電子源を用いて、図9に示したような画像形成装置を
作製した例を説明する。
In the present embodiment, an electron as shown in FIG. 8 in which a large number of the surface conduction electron-emitting devices of the present invention shown in FIG. 2 are arranged in a simple matrix (20 rows and 60 columns including three colors). An example in which an image forming apparatus as shown in FIG. 9 is manufactured using a source will be described.

【0204】電子源の一部の平面図を図17に示す。ま
た、図中のA―A′断面図を図18に示す。但し、図1
7、図18、図19において同じ符号は同じ部材を示
す。
A plan view of a part of the electron source is shown in FIG. 18 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. However, in FIG.
7, FIG. 18, and FIG. 19, the same reference numerals indicate the same members.

【0205】ここで、21は基板、22はX方向配線
(下配線とも呼ぶ)、23はY方向配線(上配線とも呼
ぶ)、4は導電性薄膜、2,3は素子電極、91は層間
絶縁層、92は、素子電極2と下配線22との電気的接
続のためのコンタクトホールである。
Here, 21 is a substrate, 22 is an X-direction wiring (also called lower wiring), 23 is a Y-direction wiring (also called upper wiring), 4 is a conductive thin film, 2 and 3 are element electrodes, and 91 is an interlayer. The insulating layer 92 is a contact hole for electrically connecting the device electrode 2 and the lower wiring 22.

【0206】まず、本実施例の電子源の製造方法を、図
19及び図20を用いて工程順に従って具体的に説明す
る。尚、以下の工程a〜hは、図19の(a)〜(d)
及び図20の(e)〜(h)に対応する。
First, the method for manufacturing the electron source of this embodiment will be specifically described in the order of steps with reference to FIGS. The following steps a to h are (a) to (d) of FIG.
And (e) to (h) of FIG.

【0207】工程a:清浄化した青板ガラス上に厚さ
0.5μmのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基
板21上に、真空蒸着により、厚さ5nmのCr、厚さ
600nmのAuを順次積層した後、ホトレジスト(A
Z1370;ヘキスト社製)をスピンナーにより回転塗
布、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、下
配線22のレジストパターンを形成し、Au/Cr堆積
膜をウエットエッチングして、所望の形状の下配線22
を形成した。
Step a: A substrate 21 having a 0.5 μm-thick silicon oxide film formed on the cleaned blue plate glass by a sputtering method is sequentially vacuum-deposited with a 5 nm-thick Cr film and a 600 nm-thick Au film. After stacking, photoresist (A
(Z1370; manufactured by Hoechst Co.) is spin-coated by a spinner and baked, and then a photomask image is exposed and developed to form a resist pattern of the lower wiring 22, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to have a desired shape. Lower wiring 22
Was formed.

【0208】工程b:次に、厚さ1.0μmのシリコン
酸化膜からなる層間絶縁層91をRFスパッタ法により
堆積した。
Step b: Next, an interlayer insulating layer 91 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm was deposited by the RF sputtering method.

【0209】工程c:工程bで堆積したシリコン酸化膜
にコンタクトホール92を形成するためのホトレジスト
パターンを作り、これをマスクとして層間絶縁層91を
エッチングしてコンタクトホール92を形成した。エッ
チングはCF4 とH2 ガスを用いたRIE(React
ive Ion Eching)法によった。
Step c: A photoresist pattern for forming the contact hole 92 is formed in the silicon oxide film deposited in the step b, and the interlayer insulating layer 91 is etched by using this as a mask to form the contact hole 92. The etching is performed by RIE (React) using CF 4 and H 2 gas.
iv Ion Eching) method.

【0210】工程d:その後、素子電極2,3及び素子
電極間ギャップLとなるべきパターンをホトレジスト
(RD−2000N−41:日立化成社製)により形成
し、真空蒸着法により、厚さ5nmのTi、厚さ100
nmのNiを順次堆積した。その後、ホトレジストを有
機溶剤で溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフした。
なお、素子電極間隔Lは3.0μmとし、素子電極の長
さWを300μmで形成した。
Step d: After that, a pattern to be the device electrodes 2 and 3 and the gap L between the device electrodes is formed by a photoresist (RD-2000N-41: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and a film having a thickness of 5 nm is formed by a vacuum deposition method. Ti, thickness 100
nm of Ni was sequentially deposited. After that, the photoresist was dissolved in an organic solvent and the Ni / Ti deposited film was lifted off.
The device electrode interval L was 3.0 μm, and the device electrode length W was 300 μm.

【0211】工程e:素子電極2,3の上に上配線23
のホトレジストパターンを形成した後、厚さ5nmのT
i、厚さ500nmのAuを順次真空蒸着により堆積
し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形
状の上配線23を形成した。
Process e: Upper wiring 23 on the device electrodes 2 and 3
After forming the photoresist pattern of
i and Au having a thickness of 500 nm were sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to form the upper wiring 23 having a desired shape.

【0212】工程f:膜厚l0nmのCr膜93を真空
蒸着により堆積・パターニングし、実施例1の工程−d
と同様の条件により、Pd−5at.%Zr合金微粒子
膜を堆積した。
Step f: A Cr film 93 having a film thickness of 10 nm is deposited and patterned by vacuum evaporation, and the step-d of Example 1 is performed.
Under the same conditions as for Pd-5 at. % Zr alloy fine particle film was deposited.

【0213】工程g:Cr膜93を酸エッチャントによ
リエッチングして、リフトオフにより所望のパターン形
状を有する導電性薄膜4を形成した。この導電性薄膜4
の膜厚は30nmとした。
Step g: The Cr film 93 was re-etched with an acid etchant and lifted off to form the conductive thin film 4 having a desired pattern shape. This conductive thin film 4
Had a thickness of 30 nm.

【0214】工程h:全面にレジストを塗布し、マスク
を用いて露光の後現像し、コンタクトホール92部分の
みレジストを除去した。この後、真空蒸着により、厚さ
5nmのTi、厚さ500nmのAuを順次堆積し、リ
フトオフにより不要の部分を除去することによリコンタ
クトホール92を埋め込んだ。
Step h: A resist was applied to the entire surface, exposed using a mask and developed to remove the resist only from the contact hole 92 portion. After that, Ti having a thickness of 5 nm and Au having a thickness of 500 nm were sequentially deposited by vacuum deposition, and unnecessary portions were removed by lift-off to fill the re-contact hole 92.

【0215】以上の工程により、基板1上に下配線2
2、層間絶縁層91、上配線23、素子電極2,3、導
電性薄膜4等を形成し、未フォーミングの電子源を得
た。
Through the above steps, the lower wiring 2 is formed on the substrate 1.
2, the interlayer insulating layer 91, the upper wiring 23, the device electrodes 2 and 3, the conductive thin film 4 and the like were formed to obtain an unformed electron source.

【0216】以上のようにして作製した未フォーミング
の電子源を用いて面像形成装置を作製した。作製手順
を、図9及び図10を参照して以下に説明する。
A surface image forming apparatus was manufactured using the unformed electron source manufactured as described above. The manufacturing procedure will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.

【0217】まず、上記未フォーミングの電子源の基板
21をリアプレート31上に固定した後、基板21の5
mm上方に、フェースプレート36(ガラス基板33の
内面に画像形成部材であるところの蛍光膜34とメタル
バック35が形成されて構成される。)を支持枠32を
介し配置し、フェースプレート36、支持枠32、リア
プレート31の接合部にフリットガラスを塗布し、大気
中で400℃で10分焼成することで封着した。またリ
アプレート31への基板21の固定もフリットガラスで
行った。
First, after fixing the substrate 21 of the unformed electron source on the rear plate 31, the substrate 21
A face plate 36 (configured by forming a fluorescent film 34, which is an image forming member, and a metal back 35 on the inner surface of the glass substrate 33) is arranged over the support frame 32, and the face plate 36, Frit glass was applied to the joint portion of the support frame 32 and the rear plate 31, and baked at 400 ° C. for 10 minutes in the atmosphere to seal the frit glass. The frit glass was also used to fix the substrate 21 to the rear plate 31.

【0218】画像形成部材であるところの蛍光膜34
は、カラーを実現するために、ストライプ形状(図10
(a)参照)の蛍光体とし、先にブラックストライプを
形成し、その間隙部にスラリー法により各色蛍光体39
を塗布して蛍光膜34を作製した。ブラックストライプ
の材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分とす
る材料を用いた。
Fluorescent film 34 which is an image forming member
In order to realize color, the stripe shape (see FIG.
(See (a)), black stripes are first formed, and the phosphors 39 of the respective colors are formed in the gaps by the slurry method.
Was applied to produce a fluorescent film 34. As a material for the black stripe, a material containing graphite as a main component, which is often used, was used.

【0219】また、蛍光膜34の内面側にはメタルバッ
ク35を設けた。メタルバック35は、蛍光膜34の作
製後、蛍光膜34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、A1を真空蒸
着することで作製した。フェースプレート36にはさら
に導電性を高めるため、蛍光膜34の外面側に透明電極
を設ける場合もあるが、本実施例ではメタルバック35
のみで十分な導電性が得られたので省略した。
A metal back 35 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 34. The metal back 35 was produced by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 34 after producing the fluorescent film 34, and then vacuum-depositing A1. In order to further increase the conductivity of the face plate 36, a transparent electrode may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 34, but in this embodiment, the metal back 35 is used.
Since sufficient conductivity was obtained only by itself, it was omitted.

【0220】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体39と表面伝導型竜子放出素子24とを対応させ
なくてはいけないため、十分な位置合わせを行った。
At the time of performing the above-mentioned sealing, in the case of a color, each color phosphor 39 and the surface-conduction-type dragonfly-emitting device 24 have to correspond to each other, so that sufficient alignment is performed.

【0221】以上のようにして完成した外囲器37内を
十分に排気した後、容器外端子Doxl〜Doxm及び
Doyl〜Doynを通じ素子電極2,3間にパルス電
圧を印加し、導電性薄膜をフォーミング処理することに
より電子放出部5を形成した。
After the inside of the envelope 37 completed as described above is sufficiently evacuated, a pulse voltage is applied between the device electrodes 2 and 3 through the external terminals Dox1 to Doxm and Doyl to Doyn to form a conductive thin film. The electron emitting portion 5 was formed by performing the forming process.

【0222】この後、実施例1と同様に、外囲器内にZ
rCl4 導入して活性化処理を行った。
Thereafter, as in the first embodiment, Z is placed in the envelope.
The activation treatment was carried out by introducing rCl 4 .

【0223】続いて、安定化工程を行った。外囲器37
を120℃に加熱しながら排気、内部の圧力を4.2×
10-4Paとした後、排気管(不図示)をガスバーナー
で熱することで溶着し、外囲器37の封止を行った。最
後に、封止後の真空度を維持するために、高周波加熱法
でゲッター処理を行った。以上のように完成した本発明
の画像表示装置において、各電子放出素子には、容器外
端子Dox1〜Doxm、Doy1〜Doynを通じ、
走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段より各々
電子放出素子24に印加することにより電子放出させる
とともに、高圧端子Hvを通じてメタルバック35に数
KVの高圧を印加して、電子ビームを加速し、蛍光膜3
4に衝突させ、励起・発光させることで画像表示を行っ
た。
Subsequently, a stabilization process was performed. Envelope 37
Exhaust while heating to 120 ℃, internal pressure 4.2 ×
After the pressure was set to 10 −4 Pa, an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner to seal the envelope 37. Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing, a getter process was performed by a high frequency heating method. In the image display device of the present invention completed as described above, each of the electron-emitting devices is connected to the external terminals Dox1 to Doxm, Doy1 to Doyn,
Electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal to the electron-emitting devices 24 from signal generating means (not shown), and a high voltage of several KV is applied to the metal back 35 through the high-voltage terminal Hv to accelerate the electron beam. , Fluorescent film 3
Image display was performed by colliding with No. 4 and exciting and emitting light.

【0224】[実施例40]図5 は、実施例39の本発明による画像形成装置を、例
えばテレビジョン放送を初めとする種々の画像情報源よ
り提供される画像情報を表示できるように構成した表示
装置の一例を示すための図である。
[Embodiment 40] FIG. 5 is a block diagram of an image forming apparatus according to an embodiment 39 of the present invention so that it can display image information provided by various image information sources such as television broadcasting. It is a figure for showing an example of a display.

【0225】図中201は画像表示装置、1001は画
像表示装置の駆動回路、1002はディスプレイコント
ローラ、1003はマルチプレクサ、1004はデコー
ダ、1005は入出力インターフェース回路、1006
はCPU、1007は画像生成回路、1008及び10
09及び1010は画像メモリーインターフェース回
路、1011は画像入力インターフェース回路、101
2及び1013はTV信号受信回路、1014は入力部
である。
In the figure, 201 is an image display device, 1001 is a drive circuit for the image display device, 1002 is a display controller, 1003 is a multiplexer, 1004 is a decoder, 1005 is an input / output interface circuit, and 1006.
Is a CPU, 1007 is an image generation circuit, 1008 and 10
09 and 1010 are image memory interface circuits, 1011 are image input interface circuits, 101
2 and 1013 are TV signal receiving circuits and 1014 is an input unit.

【0226】尚、本画像形成装置は、例えばテレビジョ
ン信号のように、映像情報と音声情報の両方を含む信号
を受信する場合には当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声
情報の受信、分離、再生、処理、記憶等に関する回路や
スピーカー等については説明を省略する。
When receiving a signal including both video information and audio information, such as a television signal, the present image forming apparatus naturally reproduces audio at the same time as displaying video. Descriptions of circuits, speakers, and the like relating to reception, separation, reproduction, processing, storage, etc. of audio information that are not directly related to the features of the present invention will be omitted.

【0227】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。
The functions of the respective parts will be described below in accordance with the flow of the image signal.

【0228】まず、TV信号受信回路1013は、例え
ば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送
されるTV信号を受信するための回路である。
First, the TV signal receiving circuit 1013 is a circuit for receiving a TV signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.

【0229】受信するTV信号の方式は特に限られるも
のではなく、例えばNTSC方式、PAL方式、SEC
AM方式等、いずれの方式でもよい。また、これらより
更に多数の走査線よりなるTV信号、例えばMUSE方
式を初めとする所謂高品位TVは、大面積化や大画素数
化に適した前記画像表示装置の利点を生かすのに好適な
信号源である。
The TV signal system to be received is not particularly limited. For example, NTSC system, PAL system, SEC.
Any method such as AM method may be used. Further, a TV signal including a larger number of scanning lines than these, for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system is suitable for taking advantage of the image display device suitable for a large area and a large number of pixels. It is a signal source.

【0230】TV信号受信回路1013で受信されたT
V信号は、デコーダ1004に出力される。
[0230] T received by the TV signal receiving circuit 1013
The V signal is output to the decoder 1004.

【0231】TV信号受信回路1012は、例えば同軸
ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系を用いて
伝送されるTV信号を受信するための回路である。前記
TV信号受信回路1013と同様に、受信するTV信号
の方式は特に限られるものではなく、また本回路で受信
されたTV信号もデコーダ1004に出力される。
The TV signal receiving circuit 1012 is a circuit for receiving a TV signal transmitted using a wire transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similar to the TV signal receiving circuit 1013, the system of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 1004.

【0232】画像入力インターフェース回路1011
は、例えばTVカメラや画像読み取りスキャナーなどの
画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための
回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ1004に出
力される。
Image input interface circuit 1011
Is a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the captured image signal is output to the decoder 1004.

【0233】画像メモリーインターフェース回路101
0は、ビデオテープレコーダー(以下VTRと略す)に
記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り
込まれた画像信号はデコーダ1004に出力される。
Image memory interface circuit 101
Reference numeral 0 is a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR), and the captured image signal is output to the decoder 1004.

【0234】画像メモリーインターフェース回路100
9は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り
込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ1
004に出力される。
Image memory interface circuit 100
Reference numeral 9 is a circuit for fetching the image signal stored in the video disc, and the fetched image signal is the decoder 1
It is output to 004.

【0235】画像メモリーインターフェース回路100
8は、静止画ディスクのように、静止画像データを記憶
している装置から画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた静止画像データはデコーダ1004に入力さ
れる。
Image memory interface circuit 100
Reference numeral 8 denotes a circuit for capturing an image signal from a device that stores still image data, such as a still image disk, and the captured still image data is input to the decoder 1004.

【0236】入出力インターフェース回路1005は、
本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュー
タネットワークもしくはプリンターなどの出力装置とを
接続するための回路である。画像データや文字・図形情
報の入出力を行うのは勿論のこと、場合によっては本画
像形成装置の備えるCPU1006と外部との間で制御
信号や数値データの入出力などを行うことも可能であ
る。
The input / output interface circuit 1005 is
It is a circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. It is of course possible to input / output image data and character / graphic information, and in some cases, input / output control signals and numerical data between the CPU 1006 of the image forming apparatus and the outside. .

【0237】画像生成回路1007は、前記入出力イン
ターフェース回路1005を介して外部から入力される
画像データや文字・図形情報や、あるいはCPU100
6より出力される画像データや文字・図形情報に基づ
き、表示用画像データを生成するための回路である。本
回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を
蓄積するための書き換え可能メモリーや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メ
モリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等を初め
として、画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
The image generation circuit 1007 receives image data, character / graphic information, or the CPU 100 which is externally input via the input / output interface circuit 1005.
6 is a circuit for generating display image data on the basis of the image data and character / graphic information output from FIG. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory that stores image patterns corresponding to character codes, a processor for image processing, etc. , And the circuits necessary for image generation are incorporated.

【0238】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ1004に出力されるが、場合によっては
前記入出力インターフェース回路1005を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンターに出力するこ
とも可能である。
The display image data generated by this circuit is output to the decoder 1004, but in some cases, it can be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 1005.

【0239】CPU1006は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業
を行う。
The CPU 1006 mainly carries out operations relating to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image.

【0240】例えば、マルチプレクサ1003に制御信
号を出力し、画像表示装置に表示する画像信号を適宜選
択したり組み合わせたりする。その際には表示する画像
信号に応じて画像表示装置コントローラ1002に対し
て制御信号を発生し、画面表示周波数や走査方法(例え
ばインターレースかノンインターレースか)や一画面の
走査線の数など表示装置の動作を適宜制御する。また、
前記画像生成回路1007に対して画像データや文字・
図形情報を直接出力したり、あるいは前記入出力インタ
ーフェース回路1005を介して外部のコンピュータや
メモリーをアクセスして画像データや文字・図形情報を
入力する。
For example, a control signal is output to the multiplexer 1003 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the image display device. In that case, a control signal is generated to the image display device controller 1002 according to the image signal to be displayed, and the display device such as the screen display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines in one screen, etc. The operation of is controlled appropriately. Also,
For the image generation circuit 1007, image data, characters,
The graphic information is directly output, or an external computer or memory is accessed through the input / output interface circuit 1005 to input image data or character / graphic information.

【0241】尚、CPU1006は、これ以外の目的の
作業にも関わるものであってよい。例えば、パーソナル
コンピュータやワードプロセッサ等のように、情報を生
成したり処理する機能に直接関わってもよい。あるいは
前述したように、入出力インターフェース回路1005
を介して外部のコンピュータネットワークと接続し、例
えば数値計算等の作業を外部機器と協同して行ってもよ
い。
It should be noted that the CPU 1006 may be involved in work for other purposes. For example, it may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, the input / output interface circuit 1005
It is also possible to connect to an external computer network via the, and perform work such as numerical calculation in cooperation with an external device.

【0242】入力部1014は、前記CPU1006に
使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力
するためのものであり、例えばキーボードやマウスの
他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識
装置等の多様な入力機器を用いることが可能である。
The input unit 1014 is used by the user to input commands, programs, data, etc. to the CPU 1006. For example, various input devices such as a keyboard, a mouse, a joystick, a bar code reader, and a voice recognition device can be used. An input device can be used.

【0243】デコーダ1004は、前記1007ないし
1013より入力される種々の画像信号を3原色信号、
又は輝度信号とI信号、Q信号に逆変換するための回路
である。尚、図中に点線で示すように、デコーダ100
4は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。これ
は、例えばMUSE方式を初めとして、逆変換するに際
して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。
The decoder 1004 converts various image signals input from the above 1007 to 1013 into three primary color signals,
Alternatively, it is a circuit for inverse conversion into a luminance signal, an I signal, and a Q signal. In addition, as shown by a dotted line in the figure, the decoder 100
4 is preferably equipped with an image memory inside. This is for handling a television signal which requires an image memory for reverse conversion, for example, including the MUSE system.

【0244】画像メモリーを備える事により、静止画の
表示が容易になる。あるいは前記画像生成回路1007
及びCPU1006と協同して、画像の間引き、補間、
拡大、縮小、合成を初めとする画像処理や編集が容易に
なるという利点が得られる。マルチプレクサ1003
は、前記CPU1006より入力される制御信号に基づ
き、表示画像を適宜選択するものである。即ち、マルチ
プレクサ1003はデコーダ1004から入力される逆
変換された画像信号の内から所望の画像信号を選択して
駆動回路1001に出力する。その場合には、一画面表
示時間内で画像信号を切り換えて選択することにより、
所謂多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分け
て領域によって異なる画像を表示することも可能であ
る。
The provision of the image memory makes it easy to display a still image. Alternatively, the image generation circuit 1007
And the CPU 1006 in cooperation with the image thinning, interpolation,
This has the advantage that image processing and editing including enlargement, reduction, and composition are facilitated. Multiplexer 1003
Is for appropriately selecting a display image based on a control signal input from the CPU 1006. That is, the multiplexer 1003 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 1004 and outputs it to the drive circuit 1001. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time,
It is also possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television.

【0245】画像表示装置コントローラ1002は、前
記CPU1006より入力される制御信号に基づき、駆
動回路1001の動作を制御するための回路である。
The image display device controller 1002 is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 1001 based on the control signal input from the CPU 1006.

【0246】画像表示装置の基本的な動作に関わるもの
として、例えば画像表示装置の駆動用電源(図示せず)
の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回路10
01に対して出力する。画像表示装置の駆動方法に関わ
るものとして、例えば画面表示周波数や走査方法(例え
ばインターレースかノンインターレースか)を制御する
ための信号を駆動回路1001に対して出力する。ま
た、場合によっては、表示画像の輝度やコントラストや
色調やシャープネスといった画質の調整に関わる制御信
号を駆動回路1001に対して出力する場合もある。
As one related to the basic operation of the image display device, for example, a power source for driving the image display device (not shown)
The drive circuit 10 supplies signals for controlling the operation sequence of
Output to 01. As a signal relating to the driving method of the image display device, for example, a signal for controlling a screen display frequency and a scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 1001. In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 1001.

【0247】駆動回路1001は、画像表示装置201
に印加する駆動信号を発生するための回路であり、前記
マルチプレクサ1003から入力される画像信号と、前
記画像表示装置コントローラ1002より入力される制
御信号に基づいて動作するものである。
The drive circuit 1001 is used in the image display device 201.
Is a circuit for generating a drive signal to be applied to the image display device and operates based on an image signal input from the multiplexer 1003 and a control signal input from the image display device controller 1002.

【0248】以上、各部の機能を説明したが、図5に例
示した構成により、本画像形成装置においては多様な画
像情報源より入力される画像情報を画像表示装置201
に表示することが可能である。即ち、テレビジョン放送
を初めとする各種の画像信号は、デコーダ1004にお
て逆変換された後、マルチプレクサ1003において適
宜選択され、駆動回路1001に入力される。一方、デ
イスプレイコントローラ1002は、表示する画像信号
に応じて駆動回路1001の動作を制御するための制御
信号を発生する。駆動回路1001は、上記画像信号と
制御信号に基づいて画像表示装置201に駆動信号を印
加する。これにより、画像表示装置201において画像
が表示される。これらの一連の動作は、CPU1006
により統括的に制御される。
The functions of the respective parts have been described above . With the configuration illustrated in FIG. 5 , the image information input from various image information sources in the image forming apparatus is used in the image display apparatus 201.
It is possible to display. That is, various image signals such as television broadcast are inversely converted by the decoder 1004, appropriately selected by the multiplexer 1003, and input to the drive circuit 1001. On the other hand, the display controller 1002 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 1001 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 1001 applies a drive signal to the image display device 201 based on the image signal and the control signal. As a result, the image is displayed on the image display device 201. These series of operations are performed by the CPU 1006.
Is controlled comprehensively by.

【0249】本画像形成装置においては、前記デコーダ
1004に内蔵する画像メモリや、画像生成回路100
7及び情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回
転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の
縦横比変換等を初めとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ換え、嵌め込み等を初めとする画像編集を行う
ことも可能である。また、本実施例の説明では特に触れ
なかったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情
報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設け
てもよい。
In this image forming apparatus, the image memory built in the decoder 1004 and the image generating circuit 100 are included.
7 and information not only selected but also displayed image information such as enlargement, reduction, rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, etc. It is also possible to perform initial image processing and image editing including synthesizing, erasing, connecting, replacing, and fitting. Although not particularly mentioned in the description of this embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-mentioned image processing and image editing.

【0250】従って、本画像形成装置は、テレビジョン
放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び
動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、
ワードプロセッサを初めとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present image forming apparatus is applicable to a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a terminal device for a computer,
It is possible to combine the functions of office terminals such as word processors, game machines, etc., with a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【0251】図5に示した表示装置は、本発明の技術的
思想に基づいて種々の変形が可能である。例えば図5
構成要素の内、使用目的上必要のない機能に関わる回路
は省いても差し支えない。また、これとは逆に、使用目
的によっては更に構成要素を追加してもよい。例えば、
本表示装置をテレビ電話機として応用する場合には、テ
レビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む送受信
回路等を構成要素に追加するのが好適である。
The display device shown in FIG . 5 can be modified in various ways based on the technical idea of the present invention. For example, among the components shown in FIG. 5 , circuits relating to functions that are unnecessary for the purpose of use may be omitted. On the contrary, the constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example,
When this display device is applied as a videophone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the components.

【0252】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型電子放出素子を電子ビーム源とする画像表示装置の薄
型化が容易なため、表示装置の奥行きを小さくすること
ができる。それに加えて、大面積化が容易で輝度が高く
視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨場感にあふ
れ迫力に富んだ画像を視認性良く表示することが可能で
ある。
In the present display device, the depth of the display device can be reduced because the image display device using the surface conduction electron-emitting device as an electron beam source can be easily thinned. In addition, since it is easy to increase the area, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics, this display device can display a highly realistic image with high visibility with good visibility.

【0253】また、均一で安定な電子放出特性を有する
本発明の電子ビーム源を用いたことにより、ばらつきの
ない色再現性に優れた高品位なカラーフラットテレビ
が、実現された。
Further, by using the electron beam source of the present invention having a uniform and stable electron emission characteristic, a high-quality color flat television excellent in color reproducibility without variation was realized.

【0254】[0254]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明により、好ま
しい電子放出特性を安定に示す電子放出素子、電子源、
安定で優れた画像表示ができる画像表示装置を実現する
ことができた。
As described above, according to the present invention, an electron-emitting device, an electron source, which stably exhibits preferable electron-emitting characteristics,
An image display device capable of stable and excellent image display can be realized.

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

【図1】本発明の電子放出素子の一形態に係る素子の電
子放出部付近の構造を説明するための模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a structure in the vicinity of an electron emitting portion of an element according to an embodiment of the electron emitting element of the present invention.

【図2】本発明の及ぶ従来の表面伝導型電子放出素子の
全体構成を説明するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the overall configuration of a conventional surface conduction electron-emitting device that the present invention covers.

【図3】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造工程説
明するための模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図4】本発明の製造工程で、通電フォーミング処理の
際素子電極間に印加するパルス電圧の波形を説明するた
めの図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the waveform of the pulse voltage applied between the element electrodes during the energization forming process in the manufacturing process of the present invention.

【図5】本発明の画像形成装置を用い、様々なタイプの
画像入力信号を処理して画像を表示するシステムの、構
成の一例を示すブロック図である。
FIG. 5 shows various types of image forming apparatuses using the image forming apparatus of the present invention .
The structure of a system that processes image input signals and displays images.
It is a block diagram showing an example of composition.

【図6】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造及び電
子放出特性の測定に用いる真空処理装置の構成を示す模
式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a vacuum processing apparatus used for manufacturing the surface conduction electron-emitting device of the present invention and measuring electron emission characteristics.

【図7】本発明の表面伝導型電子放出素子の電子放出特
性を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining electron emission characteristics of the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図8】本発明の電子源の、マトリクス配線を説明する
ための模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining matrix wiring of the electron source of the present invention.

【図9】マトリクス配線を有する電子源を用いた本発明
の画像形成装置の構成を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus of the present invention using an electron source having matrix wiring.

【図10】本発明の画像形成装置に用いる蛍光膜のパタ
ーンの例を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a pattern of a fluorescent film used in the image forming apparatus of the present invention.

【図11】本発明の画像形成装置を用い、NTSC方式
の画像信号による画像を表示するための回路ブロックの
一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a circuit block for displaying an image by an NTSC image signal using the image forming apparatus of the present invention.

【図12】本発明の画像形成装置の製造に用いる、真空
処理装置の構成を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic view showing a configuration of a vacuum processing apparatus used for manufacturing the image forming apparatus of the present invention.

【図13】本発明の電子源及び画像形成装置の製造にお
いて、フォーミング処理及び活性化処理の際に使用する
回路の構成を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of a circuit used in forming processing and activation processing in manufacturing the electron source and the image forming apparatus of the present invention.

【図14】本発明の電子源の、はしご型配線を説明する
ための模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a ladder-type wiring of the electron source of the present invention.

【図15】はしご型配線を有する電子源を用いた本発明
の画像形成装置の構成を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus of the present invention using an electron source having a ladder type wiring.

【図16】本発明の表面伝導型電子放出素子の製造に用
いた、微粒子膜堆積用の装置の構成を示す模式図であ
る。
FIG. 16 is a schematic view showing a configuration of an apparatus for depositing a fine particle film, which is used for manufacturing the surface conduction electron-emitting device of the present invention.

【図17】マトリクス配線を有する電子源の、構成を模
式的に示す部分平面図である。
FIG. 17 is a partial plan view schematically showing the configuration of an electron source having matrix wiring.

【図18】図17中のA−Aに沿った断面の構成を模式
的に示す図である。
18 is a diagram schematically showing a configuration of a cross section taken along line AA in FIG.

【図19】マトリクス配線を有する電子源の製造工程を
説明するための模式図である。
FIG. 19 is a schematic view for explaining the manufacturing process of the electron source having the matrix wiring.

【図20】マトリクス配線を有する電子源の製造工程を
説明するための模式図である。
FIG. 20 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of an electron source having matrix wiring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体 2,3 素子電極 4 導電性薄膜 5 電子放出部 11 真空容器 12 排気ポンプ 13 電子放出素子に素子電圧Vfを印加するための電
源 14 導電性薄膜4を流れる素子電流Ifを測定するた
めの電流計 15 アノード電極 16 アノード電極に電圧を印加するための高圧電源 17 電子放出部5より放出される放出電流Ieを測定
するための電流計 21 電子源基板 22 X方向配線 23 Y方向配線 24 表面伝導型電子放出素子 25 結線 26 共通配線 31 リアプレート 32 支持枠 33 ガラス基板 34 蛍光膜 35 メタルバック 36 フェースプレート 37 外囲器 38 黒色導電材 39 蛍光体 51 共通電極 52 電源 53 行選択手段 61 画像表示装置 62 走査回路 63 制御回路 64 シフトレジスタ 65 ラインメモリ 66 同期信号分離回路 67 変調信号発生器 Vx,Va 直流電圧源 71 グリッド電極 72 電子が通過するための開口 81 微粒子生成室 82 微粒子堆積室 83 ノズル 84 素子基板 85 排気装置 86 ガス導入口 87 坩堝 88 ヒーター 89 シャッター 91 層間絶縁層 92 コンタクトホール 93 Cr膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 and 3 Element electrode 4 Conductive thin film 5 Electron emission part 11 Vacuum container 12 Exhaust pump 13 Power supply 14 for applying element voltage Vf to an electron emission element 14 For measuring the element current If flowing through the electroconductive thin film 4 Ammeter 15 Anode electrode 16 High-voltage power supply 17 for applying voltage to the anode electrode Ammeter 21 for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission unit 5 Electron source substrate 22 X-direction wiring 23 Y-direction wiring 24 Surface Conductive electron-emitting device 25 Connection 26 Common wiring 31 Rear plate 32 Support frame 33 Glass substrate 34 Fluorescent film 35 Metal back 36 Face plate 37 Enclosure 38 Black conductive material 39 Fluorescent substance 51 Common electrode 52 Power source 53 Row selection means 61 Image Display device 62 Scanning circuit 63 Control circuit 64 Shift register 65 Line memory 66 Synchronous signal separation circuit 6 Modulation signal generator Vx, Va DC voltage source 71 Grid electrode 72 Electron passage opening 81 Particle generation chamber 82 Particle deposition chamber 83 Nozzle 84 Element substrate 85 Exhaust device 86 Gas inlet 87 Crucible 88 Heater 89 Shutter 91 Interlayer insulation Layer 92 Contact hole 93 Cr film

フロントページの続き (72)発明者 塚本 健夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 吉田 茂樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 日下 貴生 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−203741(JP,A) 特開 平6−203742(JP,A) 特開 平7−65699(JP,A) 特開 平1−93024(JP,A) 特開 平9−265903(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 1/316 H01J 9/02 Front page continuation (72) Inventor Takeo Tsukamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Shigeki Yoshida 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takao Kusaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) Reference JP-A-6-203741 (JP, A) JP-A-6-203742 (JP, A) ) JP-A-7-65699 (JP, A) JP-A-1-93024 (JP, A) JP-A-9-265903 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 1/316 H01J 9/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基体上に、対向する一対の素子電極と、
該一対の素子電極の両方に電気的に接触した導電性薄膜
と、該導電性薄膜の一部に形成された電子放出部を有す
る電子放出素子において、上記導電性薄膜が、微粒子に
より形成され、主要構成元素である第1の金属元素と、
導電性薄膜表面に析出して、低仕事関数材料部分を形成
する1種ないし2種以上の第2の金属元素とを含み、
記第1の金属元素の最も安定なイオンのイオン半径が、
上記第2の金属元素の最も安定なイオンのイオン半径よ
りも大きく、上記一対の素子電極間に通電することによ
り、上記第2の金属元素が、導電性薄膜内部から、導電
性薄膜表面の少なくとも一部に移動することを特徴とす
る電子放出素子。
1. A pair of device electrodes facing each other on a substrate,
In an electron-emitting device having a conductive thin film in electrical contact with both of the pair of device electrodes and an electron-emitting portion formed in a part of the conductive thin film, the conductive thin film is formed of fine particles, A first metal element which is a main constituent element,
A conductive thin film, which contains one or more second metal elements that form a low work function material portion on the surface of the conductive thin film ;
The ionic radius of the most stable ion of the first metal element is
The ion radius of the most stable ion of the second metal element
Ri is large, by a current between the pair of device electrodes, said second metal element, the internal conductive film, an electron emission device characterized by moving at least a portion of the conductive thin film surface.
【請求項2】 請求項lに記載の電子放出素子におい
て、上記導電性薄膜が、上記第1の金属元素と、第2の
金属元素を含む合金よりなる微粒子により構成されるこ
とを特徴とする電子放出素子。
2. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the conductive thin film is composed of fine particles made of an alloy containing the first metal element and the second metal element. Electron emitting device.
【請求項3】 請求項1に記載の電子放出素子におい
て、上記導電性薄膜が、実質的に上記第1の金属元素よ
りなる微粒子と、実質的に上記第2の金属元素よりなる
微粒子を含むことを特徴とする電子放出素子。
3. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the conductive thin film contains fine particles substantially made of the first metal element and fine particles substantially made of the second metal element. An electron-emitting device characterized by the above.
【請求項4】 基体上に、請求項1〜のいずれかに記
載の電子放出素子の複数を一方向に配列した素子行を、
一列ないし複数列有し、該電子放出素子を駆動するため
の配線を有してなることを特徴とする電子源。
4. A device row in which a plurality of electron-emitting devices according to any one of claims 1 to 3 are arranged in one direction on a substrate,
An electron source having one row or a plurality of rows and having a wiring for driving the electron-emitting device.
【請求項5】 請求項に記載の電子源において、上記
配線が、はしご型配線であることを特徴とする電子源。
5. The electron source according to claim 4 , wherein the wiring is a ladder wiring.
【請求項6】 請求項に記載の電子源において、上記
配線が、マトリクス状に配線されていることを特徴とす
る電子源。
6. The electron source according to claim 4 , wherein the wirings are arranged in a matrix.
【請求項7】 真空容器内に、請求項4〜6のいずれか
に記載の電子源と、該電子源から放出された電子ビーム
により所望の画素を照射して発光させることにより画像
を形成する画像形成部材とを内包してなることを特徴と
する画像形成装置。
7. An image is formed by irradiating a desired pixel with the electron source according to any one of claims 4 to 6 and irradiating a desired pixel with the electron beam emitted from the electron source in a vacuum container. An image forming apparatus including an image forming member.
【請求項8】 真空容器内に、請求項4〜6のいずれか
に記載の電子源と、該電子源から放出された電子ビーム
により所望の画素を照射して発光させることにより画像
を形成する画像形成部材と、入力信号に基づいて該画像
形成部材に照射される電子ビームを変調する電子ビーム
変調手段とを内包してなることを特徴とする画像形成装
置。
8. An image is formed by irradiating a desired pixel with the electron source according to any one of claims 4 to 6 and irradiating a desired pixel with the electron beam emitted from the electron source in a vacuum container. An image forming apparatus comprising an image forming member and an electron beam modulating means for modulating an electron beam applied to the image forming member based on an input signal.
【請求項9】 請求項7または8に記載の画像形成装置
において、上記画像形成部材が、蛍光体を含む蛍光膜で
あることを特徴とする画像形成装置。
9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming member is a phosphor film containing a phosphor.
【請求項10】 請求項1〜のいずれかに記載の電子
放出素子若しくは電子源若しくは画像形成装置の特性を
回復させる方法であって、上記電子放出素子に、該電子
放出素子の素子電流に対する閾値電圧よりも高く、通常
の電子放出駆動時の印加電圧よりも低い電圧を印加する
ことを特徴とする特性回復方法。
10. A method of restoring the characteristics of the electron-emitting device or an electron source or an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9 in the electron-emitting device, for the device current of the electron-emitting devices A characteristic recovery method characterized by applying a voltage higher than a threshold voltage and lower than an applied voltage during normal electron emission driving.
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