JP2000021293A - Electron emission element, electron source, image forming device, and manufacture of them - Google Patents
Electron emission element, electron source, image forming device, and manufacture of themInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子、該
電子放出素子を多数個配置してなる電子源、該電子源を
用いて構成した表示装置や露光装置等の画像形成装置、
及びそれらの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron-emitting device, an electron source having a large number of such electron-emitting devices, and an image forming apparatus such as a display device or an exposure device using the electron source.
And their production methods.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電子放出素子には大別して熱電子
放出素子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られてい
る。冷陰極電子放出素子には電界放出型（以下、「ＦＥ
型」と称す。）、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩ
Ｍ型」と称す。）や表面伝導型電子放出素子等が有る。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices are known, namely, a thermionic electron-emitting device and a cold cathode electron-emitting device. Field emission type (hereinafter, referred to as "FE")
Type ". ), Metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as “MI
M type ". ) And surface conduction electron-emitting devices.
【０００３】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ． Ｄｙｋｅ
ａｎｄ Ｗ．Ｗ． Ｄｏｌａｎ，“Ｆｉｅｌｄ Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ”， Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ， ８，８９（１９５６）ある
いはＣ．Ａ． Ｓｐｉｎｄｔ， “Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉ
ｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔ
ｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”， Ｊ． Ａ
ｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ，４７，５２４８（１９７６）
等に開示されたものが知られている。[0003] As an example of the FE type, W. P. Dyke
and W. W. Dolan, "Field Em
issue ", Advance in Elect
ron Physics, 8, 89 (1956) or C.I. A. Spindt, “Physical
Properties of thin-filmfi
eld emission cathodes wit
h molybdenum cones ", JA
ppl. Phys. , 47, 5248 (1976).
And the like are known.
【０００４】ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ． Ｍｅａ
ｄ， “Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆＴｕｎｎｅｌ−Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”， Ｊ． Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．， ３２，６４６（１９６１）等に開示され
たものが知られている。表面伝導型電子放出素子の例と
しては、Ｍ．Ｉ． Ｅｌｉｎｓｏｎ， Ｒａｄｉｏ Ｅ
ｎｇ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．， １０，１２
９０（１９６５）等に開示されたものがある。As an example of the MIM type, C.I. A. Mea
d, “Operation of Tunnel-Em
issue Devices ", J. Appl.
Phys. , 32, 646 (1961). Examples of surface conduction electron-emitting devices include those described in M.S. I. Elinson, Radio E
ng. Electron Phys. , 10, 12
90 (1965).
【０００５】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上
に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流す
ことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものであ
る。この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリン
ソン等によるＳｎＯ2 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によ
るもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ”， ９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ2
Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ
ａｎｄ Ｃ．Ｇ． Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥ Ｔ
ｒａｎｓ． ＥＤ Ｃｏｎｆ．”， ５１９（１９７
５）］、カーボン薄膜によるもの［荒木久 他：真空、
第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）］等が報告され
ている。[0005] The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electrons are emitted by passing a current through a small-area thin film formed on an insulating substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid
Films ", 9, 317 (1972)], In 2
O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell
and C.I. G. FIG. Fonstad: "IEEE T
rans. ED Conf. ", 519 (197
5)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum,
26, No. 1, p. 22 (1983)].
【０００６】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図１
７に模式的に示す。同図において１は基板である。４は
導電性膜で、Ｈ型形状のパターンに形成された金属酸化
物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる
通電処理により電子放出部５が形成される。尚、図中の
素子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は、０．１ｍ
ｍで設定されている。As a typical example of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M.S. Figure 1 shows the device configuration of Hartwell
FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate. Reference numeral 4 denotes a conductive film, which is formed of a metal oxide thin film or the like formed in an H-shaped pattern. The electron emission portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later. In the drawing, the element electrode interval L is 0.5 to 1 mm, and W ′ is 0.1 m.
m.
【０００７】これらの表面伝導型電子放出素子において
は、電子放出を行う前に導電性膜４を予め通電フォーミ
ングと呼ばれる通電処理によって電子放出部５を形成す
るのが一般的である。即ち、通電フォーミングとは、前
記導電性膜４の両端に電圧を印加通電し、導電性膜４を
局所的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化さ
せ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部５を形成する処
理である。尚、電子放出部５では導電性膜４の一部に亀
裂が発生しており、その亀裂付近から電子放出が行われ
る。In these surface conduction electron-emitting devices, the electron-emitting portion 5 is generally formed before the electron emission by performing an energization process called energization forming on the conductive film 4. That is, the energization forming means that a voltage is applied to both ends of the conductive film 4, and the conductive film 4 is locally destroyed, deformed or deteriorated to change the structure, and the electrons in an electrically high-resistance state are formed. This is a process for forming the emission unit 5. Note that a crack is generated in a part of the conductive film 4 in the electron emitting portion 5, and electrons are emitted from the vicinity of the crack.
【０００８】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純であることから、大面積に亙って多数素子を配列形
成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための
種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、
表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area because of its simple structure. Therefore, various applications for utilizing this feature are being studied. For example, a charged beam source,
Application to an image forming apparatus such as a display device is exemplified.
【０００９】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端（両素
子電極）を配線（共通配線とも呼ぶ）にて夫々結線した
行を多数行配列（梯子型配置とも呼ぶ）した電子源が挙
げられる（例えば、特開昭６４−３１３３２号公報、特
開平１−２８３７４９号公報、同２−２５７５５２号公
報）。Conventionally, as an example of arranging a large number of surface conduction electron-emitting devices, a surface conduction electron-emitting device is arranged in parallel, and both ends (both device electrodes) of each surface conduction electron-emitting device are wired. (Also referred to as a common wiring). An electron source in which rows each connected by a common line (also referred to as a ladder-type arrangement) are provided (for example, JP-A-64-31332, JP-A-1-283737, 2-257552).
【００１０】また、特に表示装置においては、液晶を用
いた表示装置と同様の平板型表示装置とすることが可能
で、しかもバックライトが不要な自発光型の表示装置と
して、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源
と、この電子源からの電子線の照射により可視光を発光
する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている
（アメリカ特許第５０６６８８３号明細書）。In particular, in the case of a display device, a flat panel display device similar to a display device using liquid crystal can be used, and a self-luminous display device that does not require a backlight is used as a surface conduction type electron emission device. There has been proposed a display device in which an electron source in which a number of elements are arranged and a phosphor that emits visible light when irradiated with an electron beam from the electron source are combined (US Pat. No. 5,066,883).
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
通電フォーミングを導電性膜に施し電子放出部を形成す
る場合、同一の材料であっても、前駆体材料の違いや成
膜条件、膜厚等の違いにより、導電性膜の表面形態が異
なる場合があり、そのために、表面拡散等によって、通
電処理によって発生した熱による導電性膜の凝集速度に
違いが生じ、その結果、好ましい電子放出部が形成でき
なる場合もあった。However, in the case where a conventional conductive forming is applied to a conductive film to form an electron-emitting portion, even if the same material is used, differences in precursor materials, film forming conditions, film thickness, etc. Due to the difference, the surface morphology of the conductive film may be different, and therefore, due to surface diffusion or the like, a difference occurs in the aggregation speed of the conductive film due to heat generated by the energization treatment, and as a result, a preferable electron emitting portion is In some cases, it could not be formed.
【００１２】一方、導電性膜の成膜状態のバラツキを抑
制したり、電子放出効率等の特性及び特性のバラツキを
改善するうえでは、導電性膜の材料そのものや前駆体材
料の変更が不可欠となる可能性があり、材料系固有の性
質に起因して導電性膜の表面状態が異なるような場合で
あっても、導電性膜の凝集速度を制御し、好ましい電子
放出部を形成できる技術が望まれる。On the other hand, in order to suppress variations in the state of film formation of the conductive film and to improve characteristics such as electron emission efficiency and variations in the characteristics, it is essential to change the material of the conductive film itself and the precursor material. Even if the surface state of the conductive film is different due to the inherent properties of the material system, there is a technology that can control the aggregation rate of the conductive film and form a preferable electron emitting portion. desired.
【００１３】本発明の目的は、フォーミング処理に伴う
素子特性のバラツキを抑制すると共に、電子放出効率等
において好ましい素子特性を持った電子放出素子を実現
することにある。また本発明の目的は、高品位画像、と
りわけ輝度変化が小さくかつ鮮明な画像を形成できる画
像形成装置の提供にある。An object of the present invention is to realize an electron-emitting device having favorable device characteristics in terms of electron emission efficiency and the like, while suppressing variations in device characteristics due to the forming process. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image, in particular, a clear image with a small change in luminance.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
成された本発明の構成は、以下の通りである。The structure of the present invention to achieve the above object is as follows.
【００１５】即ち、本発明の第１は、基体上に形成され
た一対の素子電極間に、電子放出部を有する導電性膜を
備える電子放出素子において、該素子電極間の基板面に
固定された固定凝集サイトを有し、該導電性膜は該固定
凝集サイトを含む基板面の上に配置されていることを特
徴とする電子放出素子にある。That is, a first aspect of the present invention is an electron-emitting device including a conductive film having an electron-emitting portion between a pair of device electrodes formed on a base, and is fixed to a substrate surface between the device electrodes. Wherein the conductive film is disposed on a substrate surface including the fixed aggregation site.
【００１６】上記本発明の第１の電子放出素子は、さら
にその特徴として、「前記固定凝集サイトは、前記素子
電極間の略中央部に密な濃度で分布している」こと、
「前記固定凝集サイトは、前記素子電極間に交流電圧を
印加しながら荷電粒子を照射して形成されたものであ
る」こと、「前記固定凝集サイトは前記導電性膜の構成
材料と異なる材料からなり、該固定凝集サイトの一部が
該導電性膜の表面に露出した構造を有する」こと、「前
記電子放出素子が、表面伝導型電子放出素子である」こ
と、をも含む。The first electron-emitting device of the present invention further has a feature that "the fixed cohesive sites are distributed in a dense concentration substantially in the center between the device electrodes."
"The fixed aggregation site is formed by irradiating charged particles while applying an AC voltage between the device electrodes", "The fixed aggregation site is made of a material different from the constituent material of the conductive film. And a structure in which a part of the fixed aggregation site is exposed on the surface of the conductive film "and" the electron-emitting device is a surface-conduction electron-emitting device ".
【００１７】また、本発明の第２は、基体上に形成され
た一対の素子電極間に、電子放出部を有する導電性膜を
備える電子放出素子の製造方法において、素子電極間の
基板面に固定凝集サイトを形成する工程、該固定凝集サ
イトが形成された基板面上に導電性膜を形成する工程、
該導電性膜を凝集処理し、電子放出部を形成する工程、
を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法にあ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electron-emitting device including a conductive film having an electron-emitting portion between a pair of device electrodes formed on a substrate. Forming a fixed aggregation site, forming a conductive film on the substrate surface on which the fixed aggregation site is formed,
Aggregating the conductive film to form an electron emitting portion;
A method for manufacturing an electron-emitting device.
【００１８】上記本発明の第２の製造方法は、さらにそ
の特徴として、「前記固定凝集サイトを形成する工程に
おいて、固定凝集サイトを前記素子電極間の略中央部に
おいて密な濃度分布となるように形成する」こと、「前
記固定凝集サイトを形成する工程は、前記素子電極間に
交流電圧を印加しながら前記基板面に荷電粒子を照射す
る工程である」こと、「前記固定凝集サイトを、前記導
電性膜の構成材料とは異なる材料で形成する」こと、
「前記電子放出素子が、表面伝導型電子放出素子であ
る」こと、をも含む。The second manufacturing method of the present invention is further characterized in that, in the step of forming the fixed aggregation site, the fixed aggregation site has a dense concentration distribution in a substantially central portion between the device electrodes. To form a fixed aggregation site, "the step of forming the fixed aggregation site is a step of irradiating the substrate surface with charged particles while applying an AC voltage between the device electrodes." It is formed of a material different from the constituent material of the conductive film. ''
"The electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device."
【００１９】また、本発明の第３は、基体上に、一対の
素子電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電
子放出素子が複数配列された電子源において、これらの
電子放出素子が上記本発明の第１の電子放出素子である
ことを特徴とする電子源にある。A third aspect of the present invention is an electron source in which a plurality of electron-emitting devices each having a conductive film having an electron-emitting portion are arranged between a pair of device electrodes on a substrate. Is the first electron-emitting device of the present invention.
【００２０】上記本発明の第３の電子源は、さらにその
特徴として、「前記複数の電子放出素子が、マトリクス
状に配線されている」こと、「前記複数の電子放出素子
が、梯子状に配線されている」こと、をも含む。The third electron source of the present invention further has a feature that “the plurality of electron-emitting devices are wired in a matrix” and “the plurality of electron-emitting devices are arranged in a ladder shape. Wired ".
【００２１】また、本発明の第４は、基体上に、一対の
素子電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電
子放出素子が複数配列された電子源の製造方法におい
て、これらの電子放出素子を上記本発明の第２の方法に
より製造することを特徴とする電子源の製造方法にあ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electron source in which a plurality of electron-emitting devices having a conductive film having an electron-emitting portion are arranged between a pair of device electrodes on a substrate. An electron source is manufactured by the above-described second method of the present invention.
【００２２】また、本発明の第５は、基体上に複数の電
子放出素子が配列された電子源と、該電子源から放出さ
れる電子線の照射により画像を形成する画像形成部材と
を有する画像形成装置において、該電子源が、上記本発
明の第３の電子源であることを特徴とする画像形成装置
にある。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electron source having a plurality of electron-emitting devices arranged on a substrate, and an image forming member for forming an image by irradiating an electron beam emitted from the electron source. In the image forming apparatus, the electron source is the third electron source of the present invention.
【００２３】また、本発明の第６は、基体上に複数の電
子放出素子が配列された電子源と、該電子源から放出さ
れる電子線の照射により画像を形成する画像形成部材と
を有する画像形成装置の製造方法において、該電子源を
上記本発明の第４の方法により製造することを特徴とす
る画像形成装置の製造方法にある。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electron source having a plurality of electron-emitting devices arranged on a substrate, and an image forming member for forming an image by irradiating an electron beam emitted from the electron source. In the method of manufacturing an image forming apparatus, there is provided a method of manufacturing an image forming apparatus, wherein the electron source is manufactured by the fourth method of the present invention.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施態様
を示す。Next, preferred embodiments of the present invention will be described.
【００２５】図１は、本発明の電子放出素子の一構成例
を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）
は縦断面図である。図１において、１は基板、２と３は
電極（素子電極）、４は導電性膜、５は電子放出部、６
は固定凝集サイトである。FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of an electron-emitting device according to the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view and FIG.
Is a longitudinal sectional view. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 and 3 are electrodes (element electrodes), 4 is a conductive film, 5 is an electron-emitting portion, 6
Is a fixed aggregation site.
【００２６】基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不
純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青板ガラ
スにスパッタ法等によりＳｉＯ2 を積層した積層体、サ
ファイア基板、Ｓｉ単結晶基板等を用いることができ
る。Examples of the substrate 1 include quartz glass, glass having a reduced content of impurities such as Na, blue plate glass, a laminate of blue plate glass and SiO 2 laminated by sputtering or the like, a sapphire substrate, a Si single crystal substrate, or the like. Can be used.
【００２７】対向する素子電極２，３の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができ、例えばＮｉ、Ｃ
ｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属或は合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2 、Ｐｄ
−Ａｇ等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成され
る印刷導体、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 等の透明導電体及び
ポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択され
る。The materials of the opposing element electrodes 2 and 3 are as follows.
General conductor materials can be used, for example, Ni, C
metals or alloys such as r, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd and Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd
Metal or metal oxide and printed conductor composed of glass or the like, such as -ag, is appropriately selected from a semiconductor conductive materials such as transparent conductor and polysilicon or the like In 2 O 3 -SnO 2.
【００２８】素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、導電性
膜４の形状等は、応用される形態等を考慮して、設計さ
れる。素子電極間隔Ｌは、好ましくは、数百ｎｍから数
百μｍの範囲とすることができ、より好ましくは、素子
電極間に印加する電圧等を考慮して数μｍから数十μｍ
の範囲とすることができる。素子電極長さＷは、電極の
抵抗値、電子放出特性を考慮して、数μｍから数百μｍ
の範囲とすることができる。素子電極２，３の膜厚ｄ
は、数十ｎｍから数μｍの範囲とすることができる。The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive film 4 and the like are designed in consideration of the applied form and the like. The element electrode interval L can be preferably in the range of several hundred nm to several hundred μm, and more preferably several μm to several tens μm in consideration of the voltage applied between the element electrodes.
In the range. The length W of the device electrode is from several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission characteristics.
In the range. Film thickness d of device electrodes 2 and 3
Can be in the range of several tens nm to several μm.
【００２９】導電性膜４を構成する材料としては、例え
ばＰｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、Ｐ
ｄＯ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 等の
酸化物導電体、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，ＣｅＢ
6 ，ＹＢ4 ，ＧｄＢ4 等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈ
ｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，Ｚｒ
Ｎ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボ
ン等が挙げられる。As a material constituting the conductive film 4, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu,
Metals such as Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, and Pb;
dO, SnO 2, In 2 O 3, PbO, oxide conductor, such as Sb 2 O 3, HfB 2, ZrB 2, LaB 6, CeB
6 , borides such as YB 4 and GdB 4 , TiC, ZrC, H
carbides such as fC, TaC, SiC, WC, TiN, Zr
Examples include nitrides such as N and HfN, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.
【００３０】導電性膜４には、良好な電子放出特性を得
るために、微粒子で構成された微粒子膜を用いるのが好
ましい。その膜厚は、素子電極３へのステップカバレー
ジ、素子電極２，３間の抵抗値等を考慮して適宜設定さ
れるが、通常は、数Å〜数百ｎｍの範囲とするのが好ま
しく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲とするの
が良い。その抵抗値は、Ｒｓが１０2 Ωから１０7 Ωの
値であるのが好ましい。なお、Ｒｓは、幅がｗで長さが
ｌの薄膜の長さ方向に測定した抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒｓ（ｌ
／ｗ）と置いたときに現れる値である。As the conductive film 4, a fine particle film composed of fine particles is preferably used in order to obtain good electron emission characteristics. The film thickness is appropriately set in consideration of the step coverage to the device electrode 3, the resistance value between the device electrodes 2, 3 and the like, but is usually preferably in the range of several Å to several hundred nm. More preferably, the thickness is in the range of 1 nm to 50 nm. As for the resistance value, Rs is preferably a value of 10 2 Ω to 10 7 Ω. Rs is the resistance R measured in the length direction of a thin film having a width w and a length 1 by R = Rs (l
/ W).
【００３１】ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子
が集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に
分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あ
るいは重なり合った状態（いくつかの微粒子が集合し、
全体として島状構造を形成している場合も含む）をとっ
ている。微粒子の粒径は、数Å〜数百ｎｍの範囲、好ま
しくは、１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲である。The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated. The fine structure is not only a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlapped (some). Particles gather,
(Including the case where an island structure is formed as a whole). The particle size of the fine particles is in the range of several to several hundreds of nm, preferably in the range of 1 to 20 nm.
【００３２】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。In the present specification, the term "fine particles" is frequently used, and the meaning will be described.
【００３３】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 smaller ones are called "ultra fine particles". Particles smaller than "ultrafine particles" and having a few hundred atoms or less are widely called "clusters".
【００３４】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. Further, “fine particles” and “ultrafine particles” may be collectively referred to as “fine particles”, and the description in this specification is in line with this.
【００３５】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, in "Experimental Physics Course 14 Surface / Particles" (edited by Kinoshita Yoshio, published by Kyoritsu Shuppan, September 1, 1986), "particles in this paper have diameters of about 2-3 μm to 10 nm. And especially when it is referred to as ultrafine particles, the particle size is about 10 nm to 2-3 n.
It means up to about m. It is not exactly strict because both are collectively written as fine particles, but it is a rough guide. When the number of atoms constituting a particle is two to several tens to several hundreds, it is called a cluster. (Page 195, lines 22 to 26).
【００３６】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 a lower limit of the particle size, which is as follows.
【００３７】「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” of the Creative Science and Technology Promotion System (1981 to 1986), a particle having a particle size (diameter) in the range of about 1 to 100 nm is called “ultrafine particle”. Then, one ultrafine particle is about 100-
It is an aggregate of about 10 8 atoms. Ultra-fine particles are large to giant particles on an atomic scale. ("Ultra Fine Particles-Creative Science and Technology" Hayashi Tax, Ryoji Ueda, Akira Tazaki
(Edited by Mita Publishing, 1988, page 2, lines 1 to 4) /
"A particle even smaller than an ultrafine particle, that is, a single particle composed of several to several hundred atoms, is usually called a cluster" (ibid., Page 2, lines 12 to 13).
【００３８】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。[0038] Based on the above general name,
In the present specification, “fine particles” are an aggregate of a large number of atoms and molecules, and the lower limit of the particle size is several Å to 1 nm and the upper limit is several μm
It refers to the degree.
【００３９】固定凝集サイト６は、導電性膜４を構成す
る原子の自由な拡散を阻害し、表面拡散の自由度を制限
する任意の束縛物であり、例えば基板１表面の構造的凹
凸や、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔなどの金属イオンまたは
金属クラスター、あるいはＺｎＯ，ＢｅＯ，ＰｂＯ等の
酸化物及びそのクラスター、またはＳｉ，Ｇｅ，ＧａＡ
ｓなどの半導体を、基板１表面に埋め込んだもの、ある
いは、ガラス基板などにＳｉなどのカップリング材を用
いて固着させた無機物または有機物化合物等が挙げられ
る。The fixed aggregation site 6 is an arbitrary constraining member that inhibits the free diffusion of the atoms constituting the conductive film 4 and limits the degree of freedom of the surface diffusion. Metal ions or metal clusters such as Au, Cu, Ag, Pt, or oxides and clusters thereof such as ZnO, BeO, PbO, or Si, Ge, GaAs
Examples thereof include semiconductors such as s embedded in the surface of the substrate 1 and inorganic or organic compounds fixed to a glass substrate or the like using a coupling material such as Si.
【００４０】電子放出部５は、導電性膜４の一部に形成
された高抵抗の亀裂により構成され、その内部には、数
Åから数十ｎｍの範囲の粒径の導電性微粒子が存在する
場合もある。この導電性微粒子は、導電性膜４を構成す
る材料の元素の一部、あるいは全ての元素を含有するも
のとなる。また、電子放出部５及びその近傍の導電性膜
４には、後述の活性化工程によって形成される炭素ある
いは炭素化合物を有することもできる。The electron-emitting portion 5 is constituted by a high-resistance crack formed in a part of the conductive film 4 and contains therein conductive fine particles having a particle size in the range of several to several tens nm. In some cases. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive film 4. Further, the electron-emitting portion 5 and the conductive film 4 in the vicinity thereof may have carbon or a carbon compound formed by an activation step described later.
【００４１】本発明においては、人為的に適当な分布を
有する固定凝集サイト６を基板面に配置することによ
り、通電処理や加熱処理等の凝集処理で導電性膜４に電
子放出部５を形成する際の導電性膜４の凝集速度を制御
可能にし、これにより電子放出特性等に優れる好ましい
電子放出部５を安定して形成できるようにしたものであ
る。なお、固定凝集サイト６による作用等については後
述する。In the present invention, the electron emission portions 5 are formed on the conductive film 4 by aggregation treatment such as energization treatment or heat treatment by arranging fixed aggregation sites 6 having an artificially appropriate distribution on the substrate surface. In this case, the aggregation speed of the conductive film 4 at the time of the formation is made controllable, so that a preferable electron emission portion 5 having excellent electron emission characteristics and the like can be formed stably. The operation and the like by the fixed aggregation site 6 will be described later.
【００４２】次に、本発明の電子放出素子の製造方法の
一例を図２に基づいて説明する。尚、図２においても図
１に示した部位と同じ部位には図１に付した符号と同一
の符号を付している。Next, an example of a method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
【００４３】１）基板１を洗剤、純水及び有機溶剤等を
用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等により
素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー技
術を用いて基板１上に素子電極２及び３を形成する（図
２（ａ））。1) The substrate 1 is sufficiently washed with a detergent, pure water, an organic solvent, and the like, and after the element electrode material is deposited by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like, the substrate 1 is formed on the substrate 1 by using, for example, a photolithography technique. The device electrodes 2 and 3 are formed (FIG. 2A).
【００４４】２）素子電極２，３間の基板１上に適当な
分布を有する固定凝集サイト６を形成する（図２
（ｂ））。この固定凝集サイト６の形成は、例えば素子
電極２，３間に交流電圧を印加しながら基板１に荷電粒
子を照射して行うことができる。2) A fixed aggregation site 6 having an appropriate distribution is formed on the substrate 1 between the device electrodes 2 and 3.
(B)). The formation of the fixed aggregation site 6 can be performed, for example, by irradiating the substrate 1 with charged particles while applying an AC voltage between the device electrodes 2 and 3.
【００４５】３）基板１上に有機金属溶液を塗布して、
有機金属膜を形成する。有機金属溶液には、前述の導電
性膜の材料の金属を主元素とする有機化合物の溶液を用
いることができる。この有機金属膜を加熱焼成処理し、
リフトオフ、エッチング等によりパターニングし、導電
性膜４を形成する（図２（ｃ））。ここでは、有機金属
溶液の塗布法を挙げて説明したが、導電性膜４の形成法
はこれに限られるものではなく、真空蒸着法、スパッタ
法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング法、
スピンナー法等を用いることもできる。3) An organic metal solution is applied on the substrate 1
An organic metal film is formed. As the organic metal solution, a solution of an organic compound containing the above-described metal of the conductive film as a main element can be used. This organic metal film is heated and baked,
The conductive film 4 is formed by patterning by lift-off, etching or the like (FIG. 2C). Here, the method of applying the organometallic solution has been described, but the method of forming the conductive film 4 is not limited to this, and a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, Dipping method,
A spinner method or the like can also be used.
【００４６】４）次に、導電性膜４に通電処理や加熱処
理等の凝集処理を施すことにより電子放出部５を形成す
る（図２（ｄ））。この凝集処理による作用について説
明する。4) Next, an electron emission portion 5 is formed by subjecting the conductive film 4 to an aggregation process such as an energization process or a heating process (FIG. 2D). The operation of the aggregation process will be described.
【００４７】Ｗ．Ｗ．Ｍｕｌｌｉｎｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．（２８）３，（１９５
７）によると、表面拡散過程における薄膜の表面の高さ
ｙ（ｘ）の変化速度∂ｙ／∂ｔは、∂ｘ／∂ｔ≪１なら
ば、Ｋを曲率として、次式で近似できる。W. W. Mullins, Journal
of Appl. Phys. (28) 3, (195
According to 7), the rate of change ∂y / ∂t of the height y (x) of the thin film surface in the surface diffusion process can be approximated by the following equation with K as the curvature if な ら ば x / ∂t≪1.
【００４８】[0048]
【数１】 ただし、(Equation 1) However,
【００４９】[0049]
【数２】 (Equation 2)
【００５０】ここで、Ω［ｃｍ3 ／個］は１原子当たり
の体積であり、ν［ｃｍ2 ／個］は単位面積当たりの原
子数（ｎｕ＝１／Ω2/3 ）であり、γ［ｅｒｇ／ｃｍ
2 ］は表面エネルギー（表面張力）であり、Ｔ［Ｋ］は
絶対温度であり、ｋB ［ｅｒｇ／（Ｋ個）］はボルツマ
ン定数である。Here, Ω [cm 3 / piece] is the volume per atom, ν [cm 2 / piece] is the number of atoms per unit area (nu = 1 / Ω 2/3 ), and γ [Erg / cm
2 ] is the surface energy (surface tension), T [K] is the absolute temperature, and k B [erg / (K pieces)] is the Boltzmann constant.
【００５１】また、Ｄs ［ｃｍ2 ／ｓｅｃ］は表面拡散
係数であり、D s [cm 2 / sec] is a surface diffusion coefficient.
【００５２】[0052]
【数３】 のようにアレニウス型に近似できる。(Equation 3) Can be approximated to the Arrhenius type.
【００５３】また、表面拡散に関する微分方程式（１）
より、凝集過程におけるパイナンバーπn 2を求めると、The differential equation relating to surface diffusion (1)
From the pie number π n 2 in the aggregation process,
【００５４】[0054]
【数４】 となる。ここで、ｔは系の特徴時間、ｌは系の特徴サイ
ズである。(Equation 4) Becomes Here, t is the characteristic time of the system, and l is the characteristic size of the system.
【００５５】式（４）で表されるパイナンバーの物理的
意味は、表面拡散の進行度に対応するものと考えられ、
系の特徴サイズｌをｎ倍にすると、表面拡散の進行度は
ｎ4分の１と大きく変化する。The physical meaning of the pie number represented by equation (4) is considered to correspond to the progress of surface diffusion.
When the feature size 1 of the system is increased by n times, the degree of progress of the surface diffusion changes greatly to 1/4 .
【００５６】従来例において、通常、導電性膜４の系に
対する特徴長さは、膜の材料や材料の前駆体、あるいは
膜の成膜方法や膜の焼成条件等の製造方法に強く依存す
る薄膜の表面構造の特徴長さ、より具体的には、ドメイ
ンを形成する薄膜では、その平均的なドメインサイズで
あったり、細かな粒隗より形成されている膜はその平均
粒径であった。In the conventional example, the characteristic length of the conductive film 4 with respect to the system usually depends on the material of the film, the precursor of the material, or the thin film which strongly depends on the manufacturing method such as the film forming method and the film firing condition. The characteristic length of the surface structure, more specifically, the thin film forming the domain had the average domain size, and the film formed from fine particles had the average particle size.
【００５７】ところで上記した表面拡散の特徴サイズ
は、質量の中心のような動きにくい点の薄膜系の原子と
結合しやすい原子団等の固定凝集サイトがあると、より
動きにくい固定凝集サイトの平均距離が系の特徴サイズ
となる。それゆえ、本発明では人為的に固定凝集サイト
６を基板１面に配置することにより、系の特徴サイズを
制御でき、導電性膜４の凝集速度を制御できるものであ
る。また、導電性膜４の凝集速度が膜の材料や材料の前
駆体、あるいは膜の成膜方法や膜の焼成条件等の製造方
法に依存しにくくできると同時に、材料や製造方法に依
存しにくいため、素子の設計が容易となり、好ましい電
子放出部５の形成が従来よりも容易となる。By the way, the characteristic size of the surface diffusion described above is such that if there is a fixed aggregation site such as an atomic group which is easily bonded to an atom of the thin film system at a hard-moving point such as the center of mass, the average of the fixed aggregation site which is more difficult to move is The distance is the feature size of the system. Therefore, according to the present invention, the characteristic size of the system can be controlled by artificially disposing the fixed aggregation sites 6 on the surface of the substrate 1, and the aggregation speed of the conductive film 4 can be controlled. In addition, the aggregation rate of the conductive film 4 can be hardly dependent on the material of the film, the precursor of the material, or the manufacturing method such as the film forming method or the film sintering condition, and at the same time, hardly dependent on the material or the manufacturing method. Therefore, the design of the device becomes easy, and the formation of the preferable electron-emitting portion 5 becomes easier than before.
【００５８】上記の凝集処理として通電処理（通電フォ
ーミング）による例を説明する。A description will be given of an example in which an energization process (energization forming) is performed as the aggregation process.
【００５９】この通電処理フォーミングに用いる電圧波
形の例を図３に示す。電圧波形は、特にパルス波形が好
ましい。これにはパルス波高値を定電圧としたパルスを
連続的に印加する図３（ａ）に示した手法と、パルス波
高値を増加させながらパルスを印加する図３（ｂ）に示
した手法がある。FIG. 3 shows an example of a voltage waveform used for the energization forming. The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform. The method shown in FIG. 3A in which a pulse with a constant pulse crest value is applied continuously and the method shown in FIG. 3B in which a pulse is applied while increasing the pulse crest value are used for this purpose. is there.
【００６０】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて図３（ａ）で説明する。図３（ａ）におけるＴ1
及びＴ2 は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。三
角波の波高値（ピーク電圧）は、電子放出素子の形態に
応じて適宜選択される。このような条件のもと、例え
ば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は、
三角波に限定されるものではなく、矩形波等の所望の波
形を採用することができる。First, the case where the pulse peak value is a constant voltage will be described with reference to FIG. T 1 in FIG.
And T 2 are the pulse width and the pulse interval of the voltage waveform. The peak value (peak voltage) of the triangular wave is appropriately selected according to the form of the electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens minutes. The pulse waveform is
The waveform is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted.
【００６１】次に、パルス波高値を増加させながら電圧
パルスを印加する場合について図３（ｂ）で説明する。
図３（ｂ）におけるＴ1 及びＴ2 は、図３（ａ）に示し
たのと同様とすることができる。三角波の波高値（ピー
ク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度づつ、増加さ
せることができる。Next, a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value will be described with reference to FIG.
T 1 and T 2 in FIG. 3B can be the same as those shown in FIG. 3A. The peak value (peak voltage) of the triangular wave can be increased, for example, in steps of about 0.1 V.
【００６２】この通電フォーミング処理の終了は、パル
ス間隔Ｔ2 中に、導電性膜４を局所的に破壊，変形しな
い程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することが
できる。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により流れる電
流を測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上の抵抗を示し
た時、通電フォーミングを終了させる。The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally destroy or deform the conductive film 4 during the pulse interval T 2 and measuring the current. For example, a current flowing when a voltage of about 0.1 V is applied is measured, and a resistance value is obtained. When a resistance of 1 MΩ or more is indicated, the energization forming is terminated.
【００６３】上記の通電フォーミング以降の電気的処理
は、例えば図４に示すような真空処理装置内で行うこと
ができる。この真空処理装置は測定評価装置としての機
能をも兼ね備えている。図４においても、図１に示した
部位と同じ部位には図１に付した符号と同一の符号を付
している。The electrical processing after the energization forming can be performed, for example, in a vacuum processing apparatus as shown in FIG. This vacuum processing device also has a function as a measurement evaluation device. 4, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
【００６４】図４において、５５は真空容器であり、５
６は排気ポンプである。真空容器５５内には電子放出素
子が配されている。また、５１は電子放出素子に素子電
圧Ｖf を印加するための電源、５０は素子電極２，３間
を流れる素子電流Ｉf を測定するための電流計、５４は
素子の電子放出部５より放出される放出電流Ｉe を捕捉
するためのアノード電極、５３はアノード電極５４に電
圧を印加するための高圧電源、５２は電子放出部５より
放出される放出電流Ｉe を測定するための電流計であ
る。一例として、アノード電極５４の電圧を１ｋＶ〜１
０ｋＶの範囲とし、アノード電極５４と電子放出素子と
の距離Ｈを２ｍｍ〜８ｍｍの範囲として測定を行うこと
ができる。In FIG. 4, reference numeral 55 denotes a vacuum vessel,
Reference numeral 6 denotes an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 55. Reference numeral 51 denotes a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, 50 denotes an ammeter for measuring a device current If flowing between the device electrodes 2 and 3, and 54 denotes an electron-emitting portion 5 of the device. An anode electrode for capturing the emission current Ie emitted, 53 is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and 52 is a current for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission unit 5. It is total. As an example, the voltage of the anode electrode 54 is 1 kV to 1 kV.
The measurement can be performed with the range of 0 kV and the distance H between the anode electrode 54 and the electron-emitting device in the range of 2 mm to 8 mm.
【００６５】真空容器５５内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。The vacuum vessel 55 is provided with equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere such as a vacuum gauge (not shown).
The measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere.
【００６６】排気ポンプ５６は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されてい
る。ここに示した電子放出素子基板を配した真空処理装
置の全体は、不図示のヒーターにより加熱できる。The exhaust pump 56 is composed of a normal high vacuum system such as a turbo pump and a rotary pump, and an ultrahigh vacuum system such as an ion pump. The entire vacuum processing apparatus provided with the electron-emitting device substrate shown here can be heated by a heater (not shown).
【００６７】５）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のが好ましい。5) It is preferable that the element after the forming is subjected to a process called an activation step.
【００６８】活性化工程は、例えば、有機物質のガスを
含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、素子
電極２，３間にパルスの印加を繰り返すことで行うこと
ができ、この処理により、素子電流Ｉf ，放出電流Ｉe
が、著しく変化するようになる。The activation step can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse between the device electrodes 2 and 3 in an atmosphere containing an organic substance gas, similarly to the energization forming. Device current If , emission current Ie
Changes significantly.
【００６９】活性化工程における有機物質のガスを含有
する雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプ
などを用いて真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残
留する有機ガスを利用して形成することができる他、オ
イルを使用しないイオンポンプなどにより一旦十分に排
気した真空中に適当な有機物質のガスを導入することに
よっても得られる。このときの好ましい有機物質のガス
圧は、前述の素子の形態、真空容器の形状や、有機物質
の種類などにより異なるため、場合に応じ適宜設定され
る。適当な有機物質としては、アルカン、アルケン、ア
ルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコ
ール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノー
ル、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等を挙げること
が出来、具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣ
n Ｈ2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレ
ンなどＣn Ｈ2n等の組成式で表される不飽和炭化水素、
ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、
蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。The atmosphere containing the organic substance gas in the activation step is formed by utilizing the organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump. Alternatively, it can be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum once sufficiently evacuated by an ion pump or the like that does not use oil. The preferable gas pressure of the organic substance at this time varies depending on the form of the above-described element, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case. Suitable organic substances include aliphatic hydrocarbons of alkanes, alkenes, and alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines, and organic acids such as phenols, carboxylic acids, and sulfonic acids. And specifically, C, methane, ethane, propane, etc.
saturated hydrocarbons represented by n H 2n + 2 , unsaturated hydrocarbons represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene,
Benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol,
Formic acid, acetic acid, propionic acid and the like can be used.
【００７０】この処理により、雰囲気中に存在する有機
物質から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、
素子電流Ｉf ，放出電流Ｉe が、著しく変化するように
なる。By this treatment, carbon or a carbon compound is deposited on the device from organic substances existing in the atmosphere,
The element current If and the emission current Ie change remarkably.
【００７１】炭素あるいは炭素化合物とは、例えばグラ
ファイト（いわゆるＨＯＰＧ，ＰＧ，ＧＣを包含するも
ので、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイト結晶構造、Ｐ
Ｇは結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたも
の、ＧＣは結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れが
さらに大きくなったものを指す。）、非晶質カーボン
（アモルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと
前記グラファイトの微結晶の混合物を指す。）であり、
その膜厚は、５０ｎｍ以下の範囲とするのが好ましく、
３０ｎｍ以下の範囲とすることがより好ましい。The carbon or carbon compound includes, for example, graphite (so-called HOPG, PG, GC), and HOPG has a substantially complete graphite crystal structure, P
G indicates that the crystal grain is about 20 nm and the crystal structure is slightly disordered, and GC indicates that the crystal grain is about 2 nm and the disorder of the crystal structure is further increased. ), Amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the microcrystals of graphite);
The film thickness is preferably in the range of 50 nm or less,
More preferably, the thickness is 30 nm or less.
【００７２】活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉf と
放出電流Ｉe を測定しながら、適宜行うことができる。The termination of the activation step can be appropriately determined while measuring the device current If and the emission current Ie .
【００７３】６）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、活性化処理した真空度より高い真空度の真空雰囲気
にし、駆動する工程である。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。6) The electron-emitting device obtained through such a step is preferably subjected to a stabilization step. This step is a step of driving in a vacuum atmosphere having a degree of vacuum higher than the degree of vacuum subjected to the activation processing. It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump or an ion pump can be used.
【００７４】真空容器内の有機成分の分圧は、上記炭素
あるいは炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で１０
-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１０-8Ｐａ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を排気しやすくするのが好まし
い。このときの加熱条件は、８０〜２５０℃好ましくは
１５０℃以上で、できるだけ長時間処理するのが望まし
いが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器の大
きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件により適
宜選ばれる条件により行う。真空容器内の圧力は極力低
くすることが必要で、１０-5Ｐａ以下が好ましく、さら
には１０-6Ｐａ以下が特に好ましい。The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel is 10 partial pressure at which the carbon or carbon compound hardly newly accumulates.
-6 Pa or lower is preferable, and 10 -8 Pa or lower is particularly preferable. Further, when evacuating the inside of the vacuum vessel, it is preferable to heat the entire vacuum vessel to facilitate evacuating the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device. The heating conditions at this time are desirably 80 to 250 ° C., preferably 150 ° C. or more, and it is desirable to perform the treatment as long as possible. However, the present invention is not particularly limited to this condition, and the size and shape of the vacuum vessel, the configuration of the electron-emitting device, and the like The conditions are appropriately selected according to the above conditions. The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, and is preferably 10 -5 Pa or less, more preferably 10 -6 Pa or less.
【００７５】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特
性を維持することが出来る。このような真空雰囲気を採
用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆
積を抑制でき、結果として素子電流Ｉf ，放出電流Ｉe
が、安定する。It is preferable that the atmosphere at the time of driving after the stabilization process is performed is the same as the atmosphere at the end of the stabilization treatment, but the present invention is not limited to this. Even if the pressure itself increases somewhat, it is possible to maintain sufficiently stable characteristics. By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon or a carbon compound can be suppressed, and as a result, the device current If and the emission current Ie can be suppressed.
But it stabilizes.
【００７６】上述した工程を経て得られた本発明の電子
放出素子の基本特性について、図５を参照しながら説明
する。The basic characteristics of the electron-emitting device of the present invention obtained through the above steps will be described with reference to FIG.
【００７７】図５は、図４に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ｉe 及び素子電流Ｉf と、素子電
圧Ｖf との関係を模式的に示した図である。図５におい
ては、放出電流Ｉe が素子電流Ｉf に比べて著しく小さ
いので、任意単位で示している。尚、縦・横軸ともリニ
アスケールである。FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the emission current Ie and the device current If measured using the vacuum processing apparatus shown in FIG. 4, and the device voltage Vf . In FIG. 5, since the emission current Ie is significantly smaller than the device current If , it is shown in arbitrary units. The vertical and horizontal axes are linear scales.
【００７８】図５からも明らかなように、本発明の電子
放出素子は、放出電流Ｉe に関して次の３つの特徴的性
質を有する。As is clear from FIG. 5, the electron-emitting device of the present invention has the following three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie .
【００７９】即ち、第１に、本素子はある電圧（閾値電
圧と呼ぶ；図５中のＶth）以上の素子電圧を印加すると
急激に放出電流Ｉe が増加し、一方閾値電圧Ｖth以下で
は放出電流Ｉe が殆ど検出されない。つまり、放出電流
Ｉe に対する明確な閾値電圧Ｖthを持った非線形素子で
ある。First, when an element voltage higher than a certain voltage (referred to as a threshold voltage; V th in FIG. 5) is applied to the present element, the emission current I e sharply increases, while the element is equal to or lower than the threshold voltage V th. , The emission current Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage V th with respect to the emission current I e .
【００８０】第２に、放出電流Ｉe が素子電圧Ｖf に単
調増加依存するため、放出電流Ｉeは素子電圧Ｖf で制
御できる。Second, since the emission current Ie depends monotonically on the device voltage Vf , the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf .
【００８１】第３に、アノード電極５４（図４参照）に
捕捉される放出電荷は、素子電圧Ｖf を印加する時間に
依存する。つまり、アノード電極５４に捕捉される電荷
量は、素子電圧Ｖf を印加する時間により制御できる。Third, the emission charge trapped by the anode electrode 54 (see FIG. 4) depends on the time during which the device voltage Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 54 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.
【００８２】以上の説明より理解されるように、本発明
の電子放出素子は、入力信号に応じて、電子放出特性を
容易に制御できることになる。この性質を利用すると複
数の電子放出素子を配して構成した電子源、画像形成装
置等、多方面への応用が可能となる。As understood from the above description, the electron-emitting device of the present invention can easily control the electron-emitting characteristics according to the input signal. By utilizing this property, it is possible to apply to various fields such as an electron source and an image forming apparatus having a plurality of electron-emitting devices.
【００８３】図５においては、素子電流Ｉf が素子電圧
Ｖf に対して単調増加する（ＭＩ特性）例を示したが、
素子電流Ｉf が素子電圧Ｖf に対して電圧制御型負性抵
抗特性（ＶＣＮＲ特性）を示す場合もある（不図示）。
これらの特性は、前述の工程を制御することで制御でき
る。[0083] In Figure 5, although the device current I f showed (MI characteristic) Example monotonically increasing with respect to the device voltage V f,
The element current If may exhibit a voltage-controlled negative resistance characteristic (VCNR characteristic) with respect to the element voltage Vf (not shown).
These properties can be controlled by controlling the steps described above.
【００８４】次に、本発明の電子放出素子の応用例につ
いて以下に述べる。本発明の電子放出素子を複数個基板
上に配列し、例えば電子源や画像形成装置が構成でき
る。Next, application examples of the electron-emitting device of the present invention will be described below. By arranging a plurality of electron-emitting devices of the present invention on a substrate, for example, an electron source or an image forming apparatus can be configured.
【００８５】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。一例として、並列に配置した多数の電
子放出素子の個々を両端で接続し、電子放出素子の行を
多数個配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する方向
（列方向と呼ぶ）で、該電子放出素子の上方に配した制
御電極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出素子から
の電子を制御駆動する梯子状配置のものがある。これと
は別に、電子放出素子をＸ方向及びＹ方向に行列状に複
数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極
の一方を、Ｘ方向の配線に共通に接続し、同じ列に配さ
れた複数の電子放出素子の電極の他方を、Ｙ方向の配線
に共通に接続するものが挙げられる。このようなものは
所謂単純マトリクス配置である。まず単純マトリクス配
置について以下に詳述する。Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted. As an example, each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel is connected at both ends, a large number of rows of electron-emitting devices are arranged (referred to as a row direction), and a direction perpendicular to the wiring (referred to as a column direction). There is a ladder-type arrangement in which electrons from the electron-emitting devices are controlled and driven by control electrodes (also referred to as grids) disposed above the electron-emitting devices. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. One example is one in which the other of the electrodes of a plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to a wiring in the Y direction. This is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.
【００８６】本発明の電子放出素子については、前述し
た通り３つの特性がある。即ち、表面伝導型電子放出素
子からの放出電子は、閾値電圧以上では、対向する素子
電極間に印加するパルス状電圧の波高値と幅で制御でき
る。一方、閾値電圧以下では、殆ど放出されない。この
特性によれば、多数の電子放出素子を配置した場合にお
いても、個々の素子にパルス状電圧を適宜印加すれば、
入力信号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して
電子放出量を制御できる。The electron-emitting device of the present invention has three characteristics as described above. That is, the emission electrons from the surface conduction electron-emitting device can be controlled by the peak value and the width of the pulse-like voltage applied between the opposing device electrodes when the electrons are equal to or higher than the threshold voltage. On the other hand, below the threshold voltage, almost no emission occurs. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulse-like voltage is appropriately applied to each device,
The electron emission amount can be controlled by selecting the surface conduction electron-emitting device according to the input signal.
【００８７】以下この原理に基づき、本発明の電子放出
素子を複数配して得られる電子源基板について、図６を
用いて説明する。図６において、７１は電子源基板、７
２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４は電子
放出素子、７５は結線である。Hereinafter, based on this principle, an electron source substrate obtained by arranging a plurality of electron-emitting devices of the present invention will be described with reference to FIG. 6, reference numeral 71 denotes an electron source substrate;
Reference numeral 2 denotes an X-direction wiring, and 73 denotes a Y-direction wiring. 74 is an electron-emitting device, and 75 is a connection.
【００８８】ｍ本のＸ方向配線７２は、Ｄx1，Ｄx2，…
…，Ｄxmからなり、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等
を用いて形成された導電性金属等で構成することができ
る。配線の材料、膜厚、幅は適宜設計される。Ｙ方向配
線７３は、Ｄy1，Ｄy2，……，Ｄynのｎ本の配線よりな
り、Ｘ方向配線７２と同様に形成される。これらｍ本の
Ｘ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３との間には、不
図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分
離している（ｍ，ｎは、共に正の整数）。The m X-direction wirings 72 include D x1 , D x2,.
, 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 material, thickness and width of the wiring are appropriately designed. Y-direction wiring 73, D y1, D y2, ...... , it consists n wirings of D yn, is formed in the same manner as the X-direction wiring 72. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 72 and the n Y-directional wirings 73 to electrically separate them (m and n are both Positive integer).
【００８９】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ2 等で構成
される。例えば、Ｘ方向配線７２を形成した基板７１の
全面或は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配
線７２とＹ方向配線７３の交差部の電位差に耐え得るよ
うに、膜厚、材料、製法が適宜設定される。Ｘ方向配線
７２とＹ方向配線７３は、それぞれ外部端子として引き
出されている。The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 71 on which the X-directional wiring 72 is formed. The material and the production method are appropriately set. The X-direction wiring 72 and the Y-direction wiring 73 are respectively drawn out as external terminals.
【００９０】電子放出素子７４を構成する一対の素子電
極（不図示）は、それぞれｍ本のＸ方向配線７２とｎ本
のＹ方向配線７３に、導電性金属等からなる結線７５に
よって電気的に接続されている。A pair of device electrodes (not shown) constituting the electron-emitting device 74 are electrically connected to m X-direction wires 72 and n Y-direction wires 73 by a connection 75 made of a conductive metal or the like. It is connected.
【００９１】配線７２と配線７３を構成する材料、結線
７５を構成する材料及び一対の素子電極を構成する材料
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、また夫々異なってもよい。これらの材料は、例えば
前述の素子電極の材料より適宜選択される。素子電極を
構成する材料と配線材料が同一である場合には、素子電
極に接続した配線は素子電極ということもできる。The material forming the wiring 72 and the wiring 73, the material forming the connection 75, and the material forming the pair of element electrodes may be partially or entirely the same or different from each other. Good. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes. When the material forming the element electrode is the same as the wiring material, the wiring connected to the element electrode can also be called an element electrode.
【００９２】Ｘ方向配線７２には、Ｘ方向に配列した電
子放出素子７４の行を選択するための走査信号を印加す
る不図示の走査信号印加手段が接続される。一方、Ｙ方
向配線７３には、Ｙ方向に配列した電子放出素子７４の
各列を入力信号に応じて変調するための、不図示の変調
信号発生手段が接続される。各電子放出素子に印加され
る駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調信
号の差電圧として供給される。The X-direction wiring 72 is connected to a scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the electron-emitting devices 74 arranged in the X-direction. On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the electron-emitting devices 74 arranged in the Y direction according to an input signal is connected to the Y-direction wiring 73. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device.
【００９３】上記構成においては、単純なマトリクス配
線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能とす
ることができる。In the above configuration, individual elements can be selected and driven independently using simple matrix wiring.
【００９４】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７と図８及び
図９を用いて説明する。図７は、画像形成装置の表示パ
ネルの一例を示す模式図であり、図８は、図７の画像形
成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図９は、Ｎ
ＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動
回路の一例を示すブロック図である。An image forming apparatus constructed using such an electron source having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 8 is a schematic diagram of a fluorescent film used in the image forming apparatus of FIG. FIG.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a drive circuit for performing display in accordance with a TSC television signal.
【００９５】図７において、７１は電子放出素子を複数
配した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定したリ
アプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４
とメタルバック８５等が形成されたフェースプレートで
ある。８２は支持枠であり、該支持枠８２には、リアプ
レート８１、フェースプレート８６がフリットガラス等
を用いて接続されている。８８は外囲器であり、例えば
大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃の温度範囲
で１０分間以上焼成することで、封着して構成される。In FIG. 7, reference numeral 71 denotes an electron source substrate on which a plurality of electron-emitting devices are arranged; 81, a rear plate on which the electron source substrate 71 is fixed; 86, a fluorescent film 84 on the inner surface of a glass substrate 83;
And a face plate on which a metal back 85 and the like are formed. Reference numeral 82 denotes a support frame, and a rear plate 81 and a face plate 86 are connected to the support frame 82 using frit glass or the like. Reference numeral 88 denotes an envelope, which is sealed by firing at a temperature range of 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more in the atmosphere or nitrogen, for example.
【００９６】７４は、図１に示したような電子放出素子
である。７２，７３は、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線あ
る。Reference numeral 74 denotes an electron-emitting device as shown in FIG. Reference numerals 72 and 73 denote an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device.
【００９７】外囲器８８は、上述の如く、フェースプレ
ート８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成され
る。リアプレート８１は主に基板７１の強度を補強する
目的で設けられるため、基板７１自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート８１は不要とすることがで
きる。即ち、基板７１に直接支持枠８２を封着し、フェ
ースプレート８６、支持枠８２及び基板７１で外囲器８
８を構成してもよい。一方、フェースプレート８６とリ
アプレート８１の間に、スぺーサーと呼ばれる不図示の
支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強
度をもつ外囲器８８を構成することもできる。The envelope 88 is composed of the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81 as described above. Since the rear plate 81 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 71, if the substrate 71 itself has sufficient strength, the separate rear plate 81 can be unnecessary. That is, the support frame 82 is directly sealed to the substrate 71, and the envelope 8 is formed by the face plate 86, the support frame 82 and the substrate 71.
8 may be configured. On the other hand, by installing a support (not shown) called a spacer between the face plate 86 and the rear plate 81, the envelope 88 having sufficient strength against atmospheric pressure can be configured.
【００９８】図８は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光
膜８４は、モノクロームの場合は蛍光体のみで構成する
ことができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列
により、ブラックストライプ（図８（ａ））あるいはブ
ラックマトリクス（図８（ｂ））等と呼ばれる黒色導電
材９１と蛍光体９２とから構成することができる。ブラ
ックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、
カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体
９２間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たな
くすることと、蛍光膜８４における外光反射によるコン
トラストの低下を抑制することにある。黒色導電材９１
の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とす
る材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない
材料を用いることができる。FIG. 8 is a schematic diagram showing a fluorescent film. The fluorescent film 84 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, it may be composed of a black conductive material 91 called a black stripe (FIG. 8A) or a black matrix (FIG. 8B) and a fluorescent material 92 depending on the arrangement of the fluorescent materials. it can. The purpose of providing a black stripe and black matrix is
In the case of color display, the color separation between the phosphors 92 of the necessary three primary color phosphors is made black so that color mixing and the like become inconspicuous, and the reduction in contrast due to reflection of external light on the phosphor film 84 is suppressed. It is in. Black conductive material 91
As the material of, other than a commonly used material containing graphite as a main component, a material having conductivity and low light transmission and reflection can be used.
【００９９】ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法
は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等
が採用できる。蛍光膜８４の内面側には、通常メタルバ
ック８５が設けられる。メタルバックを設ける目的は、
蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８
６側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、
電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用さ
せること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダ
メージから蛍光体を保護すること等である。メタルバッ
クは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
（通常、「フィルミング」と呼ばれる。）を行い、その
後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製でき
る。The method of applying the fluorescent substance to the glass substrate 83 can employ a precipitation method or a printing method irrespective of monochrome or color. Usually, a metal back 85 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. The purpose of providing a metal back is
The light emitted from the phosphor toward the inner surface is converted into a face plate 8.
Improving the brightness by specular reflection on the 6 side,
The purpose is to function as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to protect the phosphor from damage due to collision of negative ions generated in the envelope. The metal back can be manufactured by performing a smoothing process (usually called “filming”) on the inner surface of the fluorescent film after manufacturing the fluorescent film, and then depositing Al using vacuum evaporation or the like.
【０１００】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極（不図示）を設けてもよい。The face plate 86 is further provided with a fluorescent film 8.
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to increase the conductivity of the phosphor film 84.
【０１０１】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、十分
な位置合わせが不可欠となる。When performing the above-mentioned sealing, in the case of color, it is necessary to make each color phosphor correspond to the electron-emitting device, and sufficient alignment is indispensable.
【０１０２】図７に示した画像形成装置は、例えば以下
のようにして製造される。The image forming apparatus shown in FIG. 7 is manufactured, for example, as follows.
【０１０３】外囲器８８内は、前述の安定化工程と同様
に、適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソープションポ
ンプ等のオイルを使用しない排気装置により不図示の排
気管を通じて排気し、１０-5Ｐａ程度の真空度の有機物
質の十分に少ない雰囲気にした後、封止が成される。外
囲器８８の封止後の真空度を維持するために、ゲッター
処理を行うこともできる。これは、外囲器８８の封止を
行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周波加
熱等を用いた加熱により、外囲器８８内の所定の位置に
配置されたゲッター（不図示）を加熱し、蒸着膜を形成
する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であ
り、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０-5Ｐａ
以上の真空度を維持するものである。ここで、電子放出
素子のフォーミング処理以降の工程は適宜設定できる。[0103] Within the envelope 88, similar to the aforementioned stabilization step, while being heated appropriately, ion pump, by an exhaust device not using oil, such as a sorption pump evacuated through an exhaust pipe (not shown), 10 - After the atmosphere of a vacuum degree of about 5 Pa is sufficiently low for the organic substance, sealing is performed. In order to maintain a vacuum degree after the envelope 88 is sealed, a getter process may be performed. This is because a getter (not shown) disposed at a predetermined position in the envelope 88 is heated by heating using resistance heating, high-frequency heating, or the like immediately before or after the envelope 88 is sealed. This is a process for forming a deposited film. The getter is usually composed mainly of Ba or the like, and for example, 1 × 10 −5 Pa
The above degree of vacuum is maintained. Here, steps after the forming process of the electron-emitting device can be set as appropriate.
【０１０４】次に、単純マトリクス配置の電子源を用い
て構成した表示パネルに、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に
基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成例
について、図９を用いて説明する。図９において、１０
１は画像表示パネル、１０２は走査回路、１０３は制御
回路、１０４はシフトレジスタ、１０５はラインメモ
リ、１０６は同期信号分離回路、１０７は変調信号発生
器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。Next, an example of the configuration of a driving circuit for performing television display based on NTSC television signals on a display panel configured using electron sources arranged in a simple matrix will be described with reference to FIG. . In FIG. 9, 10
1 is an image display panel, 102 is a scanning circuit, 103 is a control circuit, 104 is a shift register, 105 is a line memory, 106 is a synchronizing signal separation circuit, 107 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.
【０１０５】表示パネル１０１は、端子Ｄox1 乃至Ｄ
oxm 、端子Ｄoy1 乃至Ｄoyn 及び高圧端子８７を介して
外部の電気回路と接続している。端子Ｄox1 乃至Ｄoxm
には、表示パネル１０１内に設けられている電子源、即
ち、ｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された電子放出
素子群を１行（ｎ素子）づつ順次駆動する為の走査信号
が印加される。端子Ｄoy1 乃至Ｄoyn には、前記走査信
号により選択された１行の電子放出素子の各素子の出力
電子ビームを制御する為の変調信号が印加される。高圧
端子８７には、直流電圧源Ｖａより、例えば１０ｋＶの
直流電圧が供給されるが、これは電子放出素子から放出
される電子ビームに、蛍光体を励起するのに十分なエネ
ルギーを付与する為の加速電圧である。The display panel 101 has terminals Dox1 through Dox1
oxm , terminals Doy1 to Doyn and a high voltage terminal 87 are connected to an external electric circuit. Terminals D ox1 to D oxm
Is applied with a scanning signal for sequentially driving electron sources provided in the display panel 101, that is, electron emission element groups arranged in a matrix of m rows and n columns, one row at a time (n elements). Is done. The terminal D Oy1 to D oyn, modulation signals for controlling the output electron beam of each of the electron-emitting devices of one row selected by a scan signal. The high-voltage terminal 87 is supplied with a DC voltage of, for example, 10 kV from a DC voltage source Va. This is for applying sufficient energy to the electron beam emitted from the electron-emitting device to excite the phosphor. Is the accelerating voltage.
【０１０６】走査回路１０２について説明する。同回路
は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ１乃至Ｓ
ｍで模式的に示している）を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、直流電圧電源Ｖｘの出力電圧もしくは
０［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、
表示パネル１０１の端子Ｄox1 乃至Ｄoxm と電気的に接
続される。各スイッチング素子Ｓ1 乃至Ｓm は、制御回
路１０３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基づいて動作
するものであり、例えばＦＥＴのようなスイッチング素
子を組み合わせることにより構成することができる。The scanning circuit 102 will be described. The circuit includes m switching elements (S1 to S
m is schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage power supply Vx or 0 [V] (ground level),
To terminal D ox1 of the display panel 101 is connected to D oxm and electrically. Each of the switching elements S 1 to S m operates based on a control signal Tscan output from the control circuit 103, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.
【０１０７】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には電子放
出素子の特性（電子放出閾値電圧）に基づき、走査され
ていない素子に印加される駆動電圧が電子放出閾値電圧
以下となるような一定電圧を出力するよう設定されてい
る。In the case of this example, the DC voltage source Vx is such that the drive voltage applied to the non-scanned element becomes equal to or lower than the electron emission threshold voltage based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the electron emission element. It is set to output a constant voltage.
【０１０８】制御回路１０３は、外部より入力される画
像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の
動作を整合させる機能を有する。制御回路１０３は、同
期信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔsyncに基
づいて、各部に対してＴscan，Ｔsft 及びＴmry の各制
御信号を発生する。The control circuit 103 has a function of matching the operation of each unit so that an appropriate display is performed based on an externally input image signal. Control circuit 103 in accordance with the synchronization signal T sync sent from the synchronous signal separation circuit 106, T scan, generating a respective control signal T sft and T mry to each unit.
【０１０９】同期信号分離回路１０６は、外部から入力
されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から、同期信号成分と
輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波
数分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期
信号分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直
同期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便
宜上Ｔsync信号として図示した。前記テレビ信号から分
離された画像の輝度信号成分は、便宜上ＤＡＴＡ信号と
表した。このＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ１０４に
入力される。The synchronizing signal separating circuit 106 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separating (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 106 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is illustrated here as a Tsync signal for convenience of explanation. The luminance signal component of the image separated from the television signal is represented as a DATA signal for convenience. This DATA signal is input to the shift register 104.
【０１１０】シフトレジスタ１０４は、時系列的にシリ
アルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン
毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記制
御回路１０３より送られる制御信号Ｔsft に基づいて動
作する（即ち、制御信号Ｔsf t は、シフトレジスタ１０
４のシフトクロックであると言い換えてもよい。）。シ
リアル／パラレル変換された画像１ライン分のデータ
（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当）は、Ｉd1
乃至Ｉdnのｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ１
０４より出力される。The shift register 104 converts the DATA signal input serially in time series into a serial / parallel format for each line of an image. The shift register 104 converts the DATA signal into a control signal Tsft sent from the control circuit 103. operates based (i.e., the control signal T sf t, the shift register 10
4 may be rephrased as the shift clock. ). The data for one line of the serial / parallel-converted image (corresponding to the drive data for n electron-emitting devices) is I d1
To Idn as the n parallel signals.
04.
【０１１１】ラインメモリ１０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔmry に従っ
て適宜Ｉd1乃至Ｉdnの内容を記憶する。記憶された内容
は、Ｉd'1 乃至Ｉd'n として出力され、変調信号発生器
１０７に入力される。[0111] The line memory 105 is a storage device for storing only of data for one line, stores the contents of appropriate I d1 to I dn according to the control signal T mry sent from the control circuit 103 I do. The stored contents are output as I d′ 1 to I d′ n and input to the modulation signal generator 107.
【０１１２】変調信号発生器１０７は、画像データＩ
d'1 乃至Ｉd'n の各々に応じて、電子放出素子の各々を
適切に駆動変調する為の信号源であり、その出力信号
は、端子Ｄoy1 乃至Ｄoyn を通じて表示パネル１０１内
の電子放出素子に印加される。The modulation signal generator 107 outputs the image data I
d'1 to according to each of the I d'n, a signal source for appropriately driving modulating each of the electron-emitting device, the output signal, the electronic display panel 101 through the terminals D Oy1 to D Oyn Applied to the emitting element.
【０１１３】前述したように、本発明の電子放出素子は
放出電流Ｉe に関して以下の基本特性を有している。即
ち、電子放出には明確な閾値電圧Ｖthがあり、Ｖth以上
の電圧が印加された時のみ電子放出が生じる。電子放出
閾値以上の電圧に対しては、素子への印加電圧の変化に
応じて放出電流も変化する。このことから、本素子にパ
ルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出閾値電圧
以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電子放
出閾値電圧以上の電圧を印加する場合には電子ビームが
出力される。その際、パルスの波高値Ｖｍを変化させる
ことにより、出力電子ビームの強度を制御することが可
能である。また、パルスの幅Ｐｗを変化させることによ
り、出力される電子ビームの電荷の総量を制御すること
が可能である。As described above, the electron-emitting device of the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie . That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth , and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. From this, when a pulse-like voltage is applied to this element, for example, when a voltage lower than the electron emission threshold voltage is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold voltage is applied, electrons are not emitted. A beam is output. At that time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the peak value Vm of the pulse. Further, by changing the pulse width Pw, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.
【０１１４】従って、入力信号に応じて電子放出素子を
変調する方式としては、電圧変調方式とパルス幅変調方
式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１０７としては、一定長さの電圧パ
ルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パル
スの波高値を変調できるような電圧変調方式の回路を用
いることができる。パルス幅変調方式を実施するに際し
ては、変調信号発生器１０７として、一定の波高値の電
圧パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧
パルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を
用いることができる。Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be adopted. When implementing the voltage modulation method, the modulation signal generator 107 generates a voltage pulse of a fixed length, and a voltage modulation circuit capable of appropriately modulating the peak value of the voltage pulse according to input data. Can be used. When implementing the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 generates a voltage pulse having a constant peak value and modulates the width of the voltage pulse appropriately according to input data. A circuit can be used.
【０１１５】シフトレジスタ１０４やラインメモリ１０
５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもの
でも採用できる。画像信号のシリアル／パラレル変換や
記憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。The shift register 104 and the line memory 10
5 can be a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.
【０１１６】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化
する必要があるが、これには同期信号分離回路１０６の
出力部にＡ／Ｄ変換器を設ければ良い。これに関連して
ラインメモリ１０５の出力信号がデジタル信号かアナロ
グ信号かにより、変調信号発生器１０７に用いられる回
路が若干異なったものとなる。即ち、デジタル信号を用
いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器１０７には、
例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等
を付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
１０７には、例えば高速の発振器及び発振器の出力する
波数を計数する計数器（カウンタ）及び計数器の出力値
と前記メモリの出力値を比較する比較器（コンパレー
タ）を組み合わせた回路を用いる。必要に応じて、比較
器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放出素
子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加す
ることもできる。When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 106 into a digital signal. For this purpose, an A / D converter is provided at the output of the synchronization signal separation circuit 106. Just do it. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 107 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 105 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 107 includes:
For example, a D / A conversion circuit is used, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter that counts the number of waves output from the oscillator, and a comparator that compares the output value of the counter with the output value of the memory. (Comparator) is used. If necessary, an amplifier for amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.
【０１１７】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器１０７には、例えばオペアンプ等を
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場
合には、例えば電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を採用で
き、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増
幅するための増幅器を付加することもできる。In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 107, and a level shift circuit or the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage controlled oscillator (VCO) can be employed, and an amplifier for amplifying the voltage up to the driving voltage of the electron-emitting device can be added as necessary.
【０１１８】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄ
ox1 乃至Ｄoxm 、Ｄoy1 乃至Ｄoyn を介して電圧を印加
することにより、電子放出が生じる。高圧端子８７を介
してメタルバック８５あるいは透明電極（不図示）に高
圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子
は、蛍光膜８４に衝突し、発光が生じて画像が形成され
る。In the image forming apparatus of the present invention which can take such a configuration, each of the electron-emitting devices is provided with an external terminal D
ox1 to D oxm, by applying a voltage via the D Oy1 to D oyn, electron emission occurs. A high voltage is applied to the metal back 85 or a transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal 87 to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 84 and emit light to form an image.
【０１１９】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明の画像形成装置の一例であり、本発明の技術思想に基
づいて種々の変形が可能である。入力信号についてはＮ
ＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限られるもの
ではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式等の他、これらより
も多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方
式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。The configuration of the image forming apparatus described here is an example of the image forming apparatus of the present invention, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. N for input signal
Although the TSC system has been described, the input signal is not limited to this, and a PAL, SECAM system, or other TV signal including a larger number of scanning lines (eg, a high-quality TV including the MUSE system). A method can also be adopted.
【０１２０】次に、前述の梯子型配置の電子源及び画像
形成装置について、図１０及び図１１を用いて説明す
る。Next, the above-mentioned ladder-type electron source and image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG.
【０１２１】図１０は、梯子型配置の電子源の一例を示
す模式図である。図１０において、１１０は電子源基
板、１１１は電子放出素子である。１１２は、電子放出
素子１１１を接続するための共通配線Ｄx1〜Ｄx10 であ
り、これらは外部端子として引き出されている。電子放
出素子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に並列に複数
個配置されている（これを素子行と呼ぶ）。この素子行
が複数個配置されて、電子源を構成している。各素子行
の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素子行を
独立に駆動させることができる。即ち、電子ビームを放
出させたい素子行には、電子放出閾値以上の電圧を印加
し、電子ビームを放出させたくない素子行には、電子放
出閾値以下の電圧を印加する。各素子行間に位置する共
通配線Ｄx2〜Ｄx9は、例えばＤx2とＤx3、Ｄx4とＤx5、
Ｄx6とＤx7、Ｄx8とＤx9とを夫々一体の同一配線とする
こともできる。FIG. 10 is a schematic view showing an example of a ladder type electron source. In FIG. 10, reference numeral 110 denotes an electron source substrate, and 111 denotes an electron-emitting device. Reference numeral 112 denotes common wirings D x1 to D x10 for connecting the electron-emitting devices 111, and these are drawn out as external terminals. A plurality of electron-emitting devices 111 are arranged on the substrate 110 in parallel in the X direction (this is called an element row). A plurality of the element rows are arranged to constitute an electron source. By applying a drive voltage between the common wires of each element row, each element row can be driven independently. That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied to the element rows where the electron beam is to be emitted, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied to the element rows where the electron beam is not desired to be emitted. The common wirings D x2 to D x9 located between the element rows are, for example, D x2 and D x3 , D x4 and D x5 ,
D x6 and D x7 , and D x8 and D x9 , can also be formed as one and the same wiring.
【０１２２】図１１は、梯子型配置の電子源を備えた画
像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図であ
る。１２０はグリッド電極、１２１は電子が通過するた
めの開口、Ｄox1 乃至Ｄoxm は容器外端子、Ｇ1 乃至Ｇ
n はグリッド電極１２０と接続された容器外端子であ
る。１１０は各素子行間の共通配線を同一配線とした電
子源基板である。図１１においては、図７、図１０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
７に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大き
な違いは、電子源基板１１０とフェースプレート８６の
間にグリッド電極１２０を備えているか否かである。FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a panel structure in an image forming apparatus having a ladder-type electron source. 120 is a grid electrode, 121 is an opening through which electrons pass, D ox1 to D oxm are terminals outside the container, and G 1 to G
n is an external terminal connected to the grid electrode 120. Reference numeral 110 denotes an electron source substrate in which the common wiring between each element row is the same wiring. In FIG. 11, the same portions as those shown in FIGS. 7 and 10 are denoted by the same reference numerals as those shown in these drawings. A major difference between the image forming apparatus shown here and the image forming apparatus having the simple matrix arrangement shown in FIG. 7 is whether or not the grid electrode 120 is provided between the electron source substrate 110 and the face plate 86.
【０１２３】図１１においては、基板１１０とフェース
プレート８６の間には、グリッド電極１２０が設けられ
ている。グリッド電極１２０は、電子放出素子１１１か
ら放出された電子ビームを変調するためのものであり、
梯子型配置の素子行と直交して設けられたストライプ状
の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に対応し
て１個ずつ円形の開口１２１が設けられている。グリッ
ド電極の形状や配置位置は、図１１に示したものに限定
されるものではない。例えば、開口としてメッシュ状に
多数の通過口を設けることもでき、グリッド電極を電子
放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。In FIG. 11, a grid electrode 120 is provided between the substrate 110 and the face plate 86. The grid electrode 120 is for modulating the electron beam emitted from the electron-emitting device 111,
In order to allow an electron beam to pass through stripe-shaped electrodes provided orthogonally to the ladder-type element rows, one circular opening 121 is provided for each element. The shape and arrangement position of the grid electrodes are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of passage openings can be provided in a mesh shape as openings, and a grid electrode can be provided around or near the electron-emitting device.
【０１２４】容器外端子Ｄox1 乃至Ｄoxm 及びグリッド
容器外端子Ｇ1 乃至Ｇn は、不図示の制御回路と電気的
に接続されている。The external terminals D ox1 to D oxm and the external terminals G 1 to G n are electrically connected to a control circuit (not shown).
【０１２５】本例の画像形成装置では、素子行を１列ず
つ順次駆動（走査）して行くのと同期してグリッド電極
列に画像１ライン分の変調信号を同時に印加する。これ
により、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像
を１ラインずつ表示することができる。In the image forming apparatus of this embodiment, a modulation signal for one line of an image is simultaneously applied to the grid electrode rows in synchronization with sequentially driving (scanning) the element rows one by one. This makes it possible to control the irradiation of each electron beam to the phosphor and display an image one line at a time.
【０１２６】以上説明した本発明の画像形成装置は、テ
レビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコン
ピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて
構成された光プリンターとしての画像形成装置等として
も用いることができる。The image forming apparatus of the present invention described above can be used as an image forming apparatus as an optical printer constituted by using a photosensitive drum or the like in addition to a display device for a television broadcast, a video conference system, a computer or the like. Etc. can also be used.
【０１２７】[0127]
【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものを包含する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples, and each element within a range in which the object of the present invention is achieved. And those in which the design has been replaced or changed.
【０１２８】［実施例１］本実施例は、素子電極間の略
中央部に密な濃度で固定凝集サイトを分布させ、図１に
示したような電子放出素子を作製した例である。[Example 1] In this example, an electron-emitting device as shown in FIG. 1 was manufactured by dispersing fixed cohesive sites at a dense concentration substantially at the center between device electrodes.
【０１２９】以下、本実施例の電子放出素子の製造方法
を、図２を参照して説明する。Hereinafter, a method for manufacturing the electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG.
【０１３０】１）基板１としてガラス基板を用い、これ
を有機溶剤、純水により充分に洗浄した。次に、該基板
１面上にフォトリソグラフィー技術によりレジストマス
クを作製し、真空蒸着法により素子電極材料としてＰｔ
を全面に形成した。その後リフトオフ法により所定のパ
ターンを有する素子電極２，３を形成した（図２
（ａ））。この素子電極の間隔Ｌは１０μｍ、幅Ｗは３
００μｍ、厚さｄは１００ｎｍである。1) A glass substrate was used as the substrate 1, which was sufficiently washed with an organic solvent and pure water. Next, a resist mask is formed on the surface of the substrate 1 by a photolithography technique, and Pt is used as a device electrode material by a vacuum evaporation method.
Was formed on the entire surface. Thereafter, device electrodes 2 and 3 having a predetermined pattern were formed by a lift-off method (FIG. 2).
(A)). The interval L between the device electrodes is 10 μm, and the width W is 3
00 μm and thickness d is 100 nm.
【０１３１】２）次に、素子電極２，３間の基板１面上
に固定凝集サイト６を形成した。（図２（ｂ））。この
固定凝集サイト６の形成方法を図１２を用いて説明す
る。2) Next, a fixed aggregation site 6 was formed on the surface of the substrate 1 between the device electrodes 2 and 3. (FIG. 2 (b)). A method for forming the fixed aggregation sites 6 will be described with reference to FIG.
【０１３２】図１２おいて、１３１は蒸着物質、１３２
は蒸着物質を加熱蒸発させる坩堝であり、１３３はイオ
ン化用電子放出フィラメントであり、１３４はイオン化
用電子引き出し電極であり、１３５は加速電極、１３７
は素子電極２，３を有する基板１を支持する支持台であ
り、１３８は真空容器、１３９は真空ポンプ、１３６は
加速電圧源、１４１は素子電極２，３間に交流電圧を印
加する手段である交流電圧源であり、１４０は蒸発粒子
である。In FIG. 12, reference numeral 131 denotes a deposition material;
Reference numeral denotes a crucible for heating and evaporating a deposition material; 133, an electron emission filament for ionization; 134, an electron extraction electrode for ionization; 135, an acceleration electrode;
138 is a vacuum container, 139 is a vacuum pump, 136 is an accelerating voltage source, and 141 is means for applying an AC voltage between the device electrodes 2 and 3. An AC voltage source 140 is an evaporating particle.
【０１３３】坩堝１３２で蒸発させられた蒸発粒子１４
０は、フィラメント１３３から照射される電子によって
荷電粒子となり、加速電極３５によって加速される。い
ま、素子電極２，３間に交流電圧源１４１により交流電
圧を印加しながら加速荷電粒子を照射すると、素子電極
２，３間の電界の影響で荷電粒子の軌道は変化し、素子
電極２，３間の略中央付近に密な濃度で荷電粒子が衝突
し、入射エネルギーを数１００ｅＶ程度にまで高めてお
くことで、素子電極２，３間の略中央付近に密な濃度で
分布する固定凝集サイト６を形成できる。Evaporated particles 14 evaporated in crucible 132
Zeros become charged particles by electrons emitted from the filament 133 and are accelerated by the acceleration electrode 35. Now, when accelerating charged particles are irradiated while applying an AC voltage from the AC voltage source 141 between the device electrodes 2 and 3, the trajectory of the charged particles changes due to the influence of the electric field between the device electrodes 2 and 3. The charged particles collide with the dense particles near the center between the electrodes 3 and the incident energy is increased to about several hundreds eV, so that the fixed agglomerates distributed with a dense concentration near the center between the device electrodes 2 and 3 can be obtained. Site 6 can be formed.
【０１３４】本実施例では蒸着物質１３１としＰｄを用
い、図１３に示すような濃度分布で素子電極２，３間に
固定凝集サイト６を形成した。図１３は、素子電極２，
３間の固定凝集サイト６の濃度（密度）分布の概念図で
あり、固定凝集サイトの大きさは、５×１０2 〜２×１
０3 の原子集団（クラスター）に相当する大きさであ
る。In this example, Pd was used as the deposition material 131, and the fixed aggregation sites 6 were formed between the device electrodes 2 and 3 with a concentration distribution as shown in FIG. FIG. 13 shows the device electrodes 2,
It is a conceptual diagram of the density | concentration (density) distribution of the fixed aggregation site 6 among three, and the magnitude | size of a fixed aggregation site is 5 * 10 < 2 > -2 * 1.
It is sized to correspond to a 0-3 atom population (cluster).
【０１３５】３）次に、有機Ｐｄを前駆体とする厚さ１
０ｎｍ程度のＰｄＯからなる導電性膜４を、固定凝集サ
イト６上に素子電極２，３を跨いで形成した（図２
（ｃ））。3) Next, the thickness 1 using organic Pd as a precursor
A conductive film 4 made of PdO of about 0 nm was formed on the fixed aggregation site 6 over the device electrodes 2 and 3 (FIG. 2).
(C)).
【０１３６】４）次に、素子電極２，３間にパルス電圧
を印加し導電性膜４の通電処理を行ったところ、素子電
極２，３間の中央付近に亀裂が形成され、電子放出部５
が形成された（図２（ｄ））。これは、固定凝集サイト
６の密度分布が密な部分の凝集速度を早くできたことに
より、この部分に制御性良く電子放出部を形成できたも
のである。4) Next, when a pulse voltage was applied between the device electrodes 2 and 3 to energize the conductive film 4, a crack was formed near the center between the device electrodes 2 and 3, and the electron emission portion was formed. 5
Was formed (FIG. 2D). This is because the aggregation speed of the portion where the density distribution of the fixed aggregation site 6 is dense can be increased, so that the electron emission portion can be formed in this portion with good controllability.
【０１３７】［実施例２］図１４は本実施例に係る電子
放出素子の特徴を模式的に表現した断面図である。すな
わち、本実施例は固定凝集サイト６の材料として導電性
膜４の構成材料とは異なる材料を用い、該凝集サイト材
の一部が導電性膜４の表面に拡散配置された構成を有す
る点を除いては、実施例１とほぼ同様である。[Embodiment 2] FIG. 14 is a sectional view schematically showing features of an electron-emitting device according to this embodiment. That is, the present embodiment has a configuration in which a material different from the constituent material of the conductive film 4 is used as the material of the fixed aggregation site 6, and a part of the aggregation site material is diffused and arranged on the surface of the conductive film 4. Except for, it is almost the same as the first embodiment.
【０１３８】本実施例では固定凝集サイト６の材料とし
てＢａＯを用い、導電性膜４としてＰｄＯの薄膜を形成
し、真空容器内で素子を３００℃程度に加熱しながら、
素子電極２，３間に通電処理すると、電子放出部５が形
成されると共に、仕事関数が１．１ｅＶと低く電子を放
出しやすいＢａＯ材料の一部が導電性膜４の表面に拡散
配置され、電子放出素子の性能を改善できる。In this embodiment, BaO is used as the material of the fixed aggregation site 6, a PdO thin film is formed as the conductive film 4, and the element is heated to about 300 ° C. in a vacuum vessel.
When an electric current is applied between the device electrodes 2 and 3, an electron emitting portion 5 is formed, and a part of the BaO material having a low work function of 1.1 eV and easily emitting electrons is diffused and arranged on the surface of the conductive film 4. The performance of the electron-emitting device can be improved.
【０１３９】［実施例３］本実施例は、多数の電子放出
素子を単純マトリクス配置した電子源を用いて、画像形
成装置を作製した例である。[Embodiment 3] In this embodiment, an image forming apparatus is manufactured by using an electron source in which a large number of electron-emitting devices are arranged in a simple matrix.
【０１４０】複数の導電性膜がマトリクス配線された基
板の一部の平面図を図１５に示す。また、図中のＡ−
Ａ’断面図を図１６に示す。但し、図１５、図１６で同
じ符号で示したものは、同じ部材を示す。ここで７１は
基板、２と３は素子電極、４は導電性膜、６は固定凝集
サイトである。７２は図６のＤxmに対応するＸ方向配線
（下配線とも呼ぶ）、７３は図６のＤynに対応するＹ方
向配線（上配線とも呼ぶ）、１５１は層間絶縁層、１５
２は素子電極２と下配線７２との電気的接続のためのコ
ンタクトホールである。FIG. 15 is a plan view of a part of a substrate on which a plurality of conductive films are arranged in a matrix. Also, A- in FIG.
FIG. 16 shows an A ′ cross-sectional view. However, the same reference numerals in FIGS. 15 and 16 indicate the same members. Here, 71 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive film, and 6 is a fixed aggregation site. 72 is an X-direction wiring (also referred to as a lower wiring) corresponding to D xm in FIG. 6, 73 is a Y-direction wiring (also referred to as an upper wiring) corresponding to D yn in FIG. 6, 151 is an interlayer insulating layer,
Reference numeral 2 denotes a contact hole for electrical connection between the element electrode 2 and the lower wiring 72.
【０１４１】上記の電子源基板は、実施例１の電子放出
素子の製造工程における素子電極２，３、固定凝集サイ
ト６、導電性膜４の形成パターンを拡張すると共に、下
配線７２と上配線７３を層間絶縁層１５１を介して配置
するなどして作製することができるため、その詳細な説
明については省略する。The above-mentioned electron source substrate expands the formation pattern of the device electrodes 2 and 3, the fixed aggregation site 6, and the conductive film 4 in the manufacturing process of the electron-emitting device of the first embodiment. Since it can be manufactured by arranging 73 via the interlayer insulating layer 151, detailed description thereof is omitted.
【０１４２】次に、図１５に示した複数の導電性膜４が
マトリクス配線された電子源基板７１を用いて画像形成
装置を作製した。作製手順を図７と図８を用いて説明す
る。先ず、上記電子源基板７１をリアプレート８１上に
固定した後、基板７１の５ｍｍ上方に、フェースプレー
ト８６（ガラス基板８３の内面に蛍光膜８４とメタルバ
ック８５が形成されて構成される）を支持枠８２を介し
て配置し、フェースプレート８６、支持枠８２、リアプ
レート８１の接合部にフリットガラスを塗布し、大気中
で５００℃で１５分間焼成することで封着し、パネル
（図７中の外囲器８８）を構成した。なお、リアプレー
ト８１への基板７１の固定もフリットガラスで行った。Next, an image forming apparatus was manufactured using the electron source substrate 71 shown in FIG. 15 on which a plurality of conductive films 4 were arranged in a matrix. The manufacturing procedure will be described with reference to FIGS. First, after fixing the electron source substrate 71 on the rear plate 81, a face plate 86 (formed by forming a fluorescent film 84 and a metal back 85 on the inner surface of a glass substrate 83) is provided 5 mm above the substrate 71. A frit glass is applied to the joint between the face plate 86, the support frame 82, and the rear plate 81, and is baked at 500 ° C. in the air for 15 minutes to seal the panel (FIG. 7). The inner envelope 88) was constructed. The fixing of the substrate 71 to the rear plate 81 was also performed with frit glass.
【０１４３】蛍光膜８４は、カラーを実現するために、
ストライプ形状（図８（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９２を塗布して蛍光膜８４を作製し
た。ブラックストライプの材料としては、通常よく用い
られている黒鉛を主成分とする材料を用いた。The phosphor film 84 is used to realize color.
A phosphor in the form of a stripe (see FIG. 8A) was formed, a black stripe was formed first, and phosphors 92 of each color were applied to the gaps by a slurry method to form a phosphor film 84. As a material of the black stripe, a material mainly containing graphite, which is generally used, was used.
【０１４４】また、蛍光膜８４の内面側にはメタルバッ
ク８５を設けた。メタルバック８５は、蛍光膜８４の作
製後、蛍光膜８４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
着することで作製した。A metal back 85 was provided on the inner surface side of the fluorescent film 84. The metal back 85 is manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 84 after the fluorescent film 84 is manufactured, and then performing vacuum deposition of Al.
【０１４５】フェースプレート８６には、更に蛍光膜８
４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電
極を設ける場合もあるが、本実施例ではメタルバック８
５のみで十分な導電性が得られたので省略した。The face plate 86 is further provided with a fluorescent film 8.
In some cases, a transparent electrode is provided on the outer surface side of the fluorescent film 84 in order to increase the conductivity of the metal back 8.
5 was omitted because sufficient conductivity was obtained.
【０１４６】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体９２と電子放出素子とを対応させなくてはいけな
いため、十分な位置合わせを行った。When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, the phosphors 92 of each color must correspond to the electron-emitting devices, so that sufficient alignment is performed.
【０１４７】引き続き容器外端子Ｄox1 乃至Ｄoxm とＤ
oy1 乃至Ｄoyn を通じ電子放出素子７４の素子電極２，
３間にパルス電圧を印加し、フォーミング処理（凝集処
理）を行った。その結果、全ての導電性膜４には素子電
極２，３間の中央付近に電子放出部５が形成された。こ
の電子放出部５は、パラジウム元素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３０Åであった。Subsequently, terminals D ox1 to D oxm and D
oy1 to the device electrodes 2 of the electron-emitting device 74 through the D oyn,
A pulse voltage was applied between the three, and a forming process (aggregation process) was performed. As a result, electron emission portions 5 were formed in all the conductive films 4 near the center between the device electrodes 2 and 3. The electron emitting portion 5 was in a state in which fine particles mainly composed of palladium element were dispersed and arranged, and the average particle diameter of the fine particles was 30 °.
【０１４８】次に、排気管をガスバーナーで熱すること
で溶着し外囲器８８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
を行ってパネルを完成させた。Next, the exhaust pipe was welded by heating with a gas burner, and the envelope 88 was sealed. Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing, getter processing was performed by a high-frequency heating method to complete the panel.
【０１４９】次に、上記パネルの容器外端子Ｄox1 乃至
Ｄoxm とＤoy1 乃至Ｄoyn 、及び高圧端子８７を夫々必
要な駆動系に接続し、画像形成装置を完成した。各電子
放出素子に、容器外端子Ｄox1 乃至Ｄoxm とＤoy1 乃至
Ｄoyn を通じて、走査信号及び変調信号を不図示の信号
発生手段より夫々印加することにより電子放出させ、高
圧端子８７を通じてメタルバック８５に数ｋＶ以上の高
圧を印加して、電子ビームを加速し、蛍光膜８４に衝突
させ、励起・発光させることで画像を表示した。その結
果、本実施例の画像形成装置では、輝度変化（輝度ム
ラ）が小さくかつ鮮明な画像を表示することができた。Next, the external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn and the high voltage terminal 87 of the panel were connected to necessary driving systems, respectively, to complete the image forming apparatus. A scanning signal and a modulation signal are applied to the respective electron-emitting devices from signal generating means (not shown ) through external terminals Dox1 to Doxm and Doy1 to Doyn , respectively, thereby emitting electrons. An image was displayed by applying a high voltage of several kV or more to 85, accelerating the electron beam, colliding with the fluorescent film 84, exciting and emitting light. As a result, in the image forming apparatus of the present embodiment, a clear image with a small change in luminance (luminance unevenness) was able to be displayed.
【０１５０】[0150]
【発明の効果】以上説明した如く、固定凝集サイト上に
配置された導電性膜を凝集処理することにより、導電性
膜の凝集速度を制御することができ、電子放出効率等に
おいて好ましい素子特性を持った電子放出素子を再現性
良く実現することができる。As described above, the aggregation speed of the conductive film can be controlled by performing the aggregation treatment on the conductive film disposed on the fixed aggregation site, and the preferable device characteristics such as electron emission efficiency can be obtained. It is possible to realize an electron-emitting device having good reproducibility.
【０１５１】また、本発明による電子放出素子を画像形
成装置の電子ビーム源として応用することにより、高品
位画像、とりわけ輝度変化が小さくかつ鮮明な画像を形
成できる画像形成装置を実現することができる。By applying the electron-emitting device according to the present invention to an electron beam source of an image forming apparatus, it is possible to realize an image forming apparatus capable of forming a high-quality image, in particular, a sharp image with a small change in luminance. .
【図１】本発明の電子放出素子の一例を示す模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic view showing one example of an electron-emitting device of the present invention.
【図２】本発明の電子放出素子の製造方法を説明するた
めの図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention.
【図３】本発明の電子放出素子の製造に際して採用でき
る通電処理における電圧波形の一例を示す模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a voltage waveform in an energization process that can be employed in manufacturing the electron-emitting device of the present invention.
【図４】本発明の電子放出素子の製造に用いることので
きる真空処理装置（測定評価装置）の一例を示す概略構
成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a vacuum processing apparatus (measurement evaluation apparatus) that can be used for manufacturing the electron-emitting device of the present invention.
【図５】本発明の電子放出素子の電子放出特性を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing the electron emission characteristics of the electron-emitting device of the present invention.
【図６】本発明の単純マトリクス配置の電子源の一例を
示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a simple matrix arrangement according to the present invention.
【図７】本発明の画像形成装置の表示パネルの一例を示
す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus of the present invention.
【図８】表示パネルにおける蛍光膜の一例を示す模式図
である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a fluorescent film in a display panel.
【図９】本発明の画像形成装置にＮＴＳＣ方式のテレビ
信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例を示すブ
ロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a drive circuit for performing display according to an NTSC television signal on the image forming apparatus of the present invention.
【図１０】本発明の梯子型配置の電子源の一例を示す模
式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a ladder-type arrangement according to the present invention.
【図１１】本発明の画像形成装置の表示パネルの一例を
示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus of the present invention.
【図１２】実施例１における固定凝集サイトの形成方法
を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a method of forming fixed aggregation sites in Example 1.
【図１３】実施例１における固定凝集サイトの濃度（密
度）分布を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a concentration (density) distribution of fixed aggregation sites in Example 1.
【図１４】実施例２に係る電子放出素子を模式的に示し
た断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing an electron-emitting device according to Example 2.
【図１５】実施例３に係るマトリクス配線した電子源の
一部を示す模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram showing a part of a matrix-wired electron source according to a third embodiment.
【図１６】図１５のＡ−Ａ’断面模式図である。FIG. 16 is a schematic sectional view taken along line A-A ′ of FIG.
【図１７】従来例の表面伝導型電子放出素子の模式図で
ある。FIG. 17 is a schematic view of a conventional surface conduction electron-emitting device.
【符号の説明】 １ 基板 ２，３ 素子電極 ４ 導電性膜 ５ 電子放出部 ６ 固定凝集サイト ５０ 素子電流Ｉf を測定するための電流計 ５１ 電子放出素子に素子電圧Ｖf を印加するための電
源 ５２ 電子放出部５より放出される放出電流Ｉe を測定
するための電流計 ５３ アノード電極５４に電圧を印加するための高圧電
源 ５４ 電子放出部５より放出される電子を捕捉するため
のアノード電極 ５５ 真空容器 ５６ 排気ポンプ ７１ 電子源基板 ７２ Ｘ方向配線 ７３ Ｙ方向配線 ７４ 電子放出素子 ７５ 結線 ８１ リアプレート ８２ 支持枠 ８３ ガラス基板 ８４ 蛍光膜 ８５ メタルバック ８６ フェースプレート ８７ 高圧端子 ８８ 外囲器 ９１ 黒色導電材 ９２ 蛍光体 １０１ 表示パネル １０２ 走査回路 １０３ 制御回路 １０４ シフトレジスタ １０５ ラインメモリ １０６ 同期信号分離回路 １０７ 変調信号発生器 Ｖｘ，Ｖａ 直流電圧源 １１０ 電子源基板 １１１ 電子放出素子 １１２ 電子放出素子を配線するための共通配線 １２０ グリッド電極 １２１ 電子が通過するための開口 １３１ 蒸着物質 １３２ 坩堝 １３３ イオン化用電子放出フィラメント １３４ イオン化用電子引き出し電極 １３５ 加速電極 １３６ 加速電圧源 １３７ 支持台 １３８ 真空容器 １３９ 真空ポンプ １４０ 蒸発粒子 １４１ 交流電圧源 １５１ 層間絶縁層 １５２ コンタクトホール[Description of Signs] 1 Substrate 2, 3 Device electrode 4 Conductive film 5 Electron emission unit 6 Fixed aggregation site 50 Ammeter for measuring device current If 51 51 For applying device voltage Vf to electron emission device Power supply 52 Ammeter for measuring emission current I e emitted from electron emission unit 5 53 High voltage power supply for applying voltage to anode electrode 54 54 Anode for capturing electrons emitted from electron emission unit 5 Electrode 55 Vacuum container 56 Exhaust pump 71 Electron source substrate 72 X direction wiring 73 Y direction wiring 74 Electron emitting element 75 Connection 81 Rear plate 82 Support frame 83 Glass substrate 84 Fluorescent film 85 Metal back 86 Face plate 87 High voltage terminal 88 Envelope 91 black conductive material 92 phosphor 101 display panel 102 scanning circuit 103 control circuit 104 shift register 1 5 Line memory 106 Synchronous signal separation circuit 107 Modulation signal generator Vx, Va DC voltage source 110 Electron source substrate 111 Electron emitting element 112 Common wiring for wiring electron emitting element 120 Grid electrode 121 Opening for electron passing 131 Deposition material 132 Crucible 133 Electron emission filament for ionization 134 Electron extraction electrode for ionization 135 Acceleration electrode 136 Acceleration voltage source 137 Support 138 Vacuum container 139 Vacuum pump 140 Evaporated particles 141 AC voltage source 151 Interlayer insulating layer 152 Contact hole
Claims (16)
に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子
において、 該素子電極間の基板面に固定された固定凝集サイトを有
し、該導電性膜は該固定凝集サイトを含む基板面の上に
配置されていることを特徴とする電子放出素子。1. An electron-emitting device comprising a conductive film having an electron-emitting portion between a pair of device electrodes formed on a base, comprising: a fixed aggregation site fixed to a substrate surface between the device electrodes. An electron-emitting device, wherein the conductive film is disposed on a substrate surface including the fixed aggregation site.
の略中央部に密な濃度で分布していることを特徴とする
請求項１に記載の電子放出素子。2. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the fixed aggregation sites are distributed in a dense concentration at a substantially central portion between the device electrodes.
に交流電圧を印加しながら荷電粒子を照射して形成され
たものであることを特徴とする請求項１または２に記載
の電子放出素子。3. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the fixed aggregation site is formed by irradiating charged particles while applying an AC voltage between the device electrodes. .
成材料と異なる材料からなり、該固定凝集サイトの一部
が該導電性膜の表面に露出した構造を有することを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子放出素子。4. The fixed aggregation site is made of a material different from the constituent material of the conductive film, and has a structure in which a part of the fixed aggregation site is exposed on the surface of the conductive film. The electron-emitting device according to any one of claims 1 to 3.
出素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載の電子放出素子。5. The electron-emitting device according to claim 1, wherein said electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子
の製造方法において、 素子電極間の基板面に固定凝集サイトを形成する工程、 該固定凝集サイトが形成された基板面上に導電性膜を形
成する工程、 該導電性膜を凝集処理し、電子放出部を形成する工程、
を有することを特徴とする電子放出素子の製造方法。6. A method for manufacturing an electron-emitting device including a conductive film having an electron-emitting portion between a pair of device electrodes formed on a substrate, wherein a fixed aggregation site is formed on a substrate surface between the device electrodes. Forming a conductive film on the substrate surface on which the fixed aggregation sites are formed, aggregating the conductive film to form an electron emission portion,
A method for manufacturing an electron-emitting device, comprising:
いて、固定凝集サイトを前記素子電極間の略中央部にお
いて密な濃度分布となるように形成することを特徴とす
る請求項６に記載の電子放出素子の製造方法。7. The electron according to claim 6, wherein, in the step of forming the fixed aggregation sites, the fixed aggregation sites are formed so as to have a dense concentration distribution in a substantially central portion between the device electrodes. A method for manufacturing an emission element.
前記素子電極間に交流電圧を印加しながら前記基板面に
荷電粒子を照射する工程であることを特徴とする請求項
６または７に記載の電子放出素子の製造方法。8. The step of forming the fixed aggregation site,
8. The method according to claim 6, further comprising irradiating the substrate surface with charged particles while applying an AC voltage between the device electrodes.
構成材料とは異なる材料で形成することを特徴とする請
求項６〜８のいずれかに記載の電子放出素子の製造方
法。9. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 6, wherein the fixed aggregation site is formed of a material different from a material constituting the conductive film.
放出素子であることを特徴とする請求項６〜９のいずれ
かに記載の電子放出素子の製造方法。10. The method according to claim 6, wherein the electron-emitting device is a surface conduction electron-emitting device.
放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子が複数配
列された電子源において、これらの電子放出素子が請求
項１〜５のいずれかに記載の電子放出素子であることを
特徴とする電子源。11. An electron source in which a plurality of electron-emitting devices each including a conductive film having an electron-emitting portion are arranged on a base between a pair of device electrodes, wherein the electron-emitting devices are arranged as described in claim 1. An electron source, which is the electron-emitting device according to any one of the above.
ス状に配線されていることを特徴とする請求項１１に記
載の電子源。12. The electron source according to claim 11, wherein the plurality of electron-emitting devices are wired in a matrix.
配線されていることを特徴とする請求項１１に記載の電
子源。13. The electron source according to claim 11, wherein the plurality of electron-emitting devices are wired in a ladder shape.
放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子が複数配
列された電子源の製造方法において、これらの電子放出
素子を請求項６〜１０のいずれかに記載の方法により製
造することを特徴とする電子源の製造方法。14. A method of manufacturing an electron source in which a plurality of electron-emitting devices each having a conductive film having an electron-emitting portion are arranged on a substrate between a pair of device electrodes, the electron-emitting devices being arranged. 11. A method for manufacturing an electron source, wherein the method is performed by the method according to any one of claims 10 to 10.
れた電子源と、該電子源から放出される電子線の照射に
より画像を形成する画像形成部材とを有する画像形成装
置において、該電子源が、請求項１１〜１３のいずれか
に記載の電子源であることを特徴とする画像形成装置。15. An image forming apparatus comprising: an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are arranged on a base; and an image forming member that forms an image by irradiating an electron beam emitted from the electron source. An image forming apparatus, wherein the source is the electron source according to claim 11.
れた電子源と、該電子源から放出される電子線の照射に
より画像を形成する画像形成部材とを有する画像形成装
置の製造方法において、該電子源を請求項１４に記載の
方法により製造することを特徴とする画像形成装置の製
造方法。16. A method for manufacturing an image forming apparatus, comprising: an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are arranged on a base; and an image forming member that forms an image by irradiating an electron beam emitted from the electron source. A method for manufacturing an image forming apparatus, wherein the electron source is manufactured by the method according to claim 14.
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