JP2000195413A - Spacer and its manufacture, and electron beam apparatus using the spacer - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat type image forming device allowing sharp image display without displacement of a luminescent spot near a spacer. SOLUTION: In an image forming device comprising an electron source substrate 1 having a plurality of cold cathode 18 and a target 7 irradiating electrons opposed via a spacer 10, the spacer 10 has a high resistance film 12 with a metal oxide film as main component on a surface of an insulative member 11 and a low resistance film 15 in which the high resistance film 12 is reduced on abutment surfaces with the electron source substrate 1 and the target 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子を電
子源とする露光装置や表示装置等の電子線装置に関し、
特にかかる電子線装置に適用されるスペーサに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus such as an exposure apparatus or a display apparatus using an electron-emitting device as an electron source.
In particular, the present invention relates to a spacer applied to such an electron beam device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰
極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出
型素子（以下「ＦＥ型」と記す。）や、金属／絶縁層／
金属型放出素子（以下「ＭＩＭ型」と記す。）などが知
られている。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among them, the cold cathode device includes, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as “FE type”), a metal / insulating layer /
Metal-type emission elements (hereinafter, referred to as “MIM type”) and the like are known.

【０００３】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ， Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６
５）や、後述する他の例が知られている。[0003] As a surface conduction type emission element, for example,
M. I. Elinson, Radio Eng. El
electron Phys. , 10, 1290, (196
5) and other examples described later are known.

【０００４】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ₂ 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］や、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／
ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎ
ｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ．ＥＤ Ｃｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］や、カ
ーボン薄膜によるもの［荒木久 他：真空、第２６巻、
第１号、２２（１９８３）］等が報告されている。The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using the O ₂ thin film, those using the Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fi
lms ", 9,317 (1972)] and In ₂ O ₃ /
According to SnO ₂ thin film [M. Hartwell an
d C.I. G. FIG. Fonstad: "IEEE Tran
s. ED Conf. , 519 (1975)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26,
No. 1, 22 (1983)].

【０００５】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図１６に前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌ
ｌらによる素子の平面図を示す。同図において、１００
１は基板で、１００２はスパッタで形成された金属酸化
物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜１００２は図
示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。該導電
性薄膜１００２に後述の通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を施すことにより、電子放出部１００３が形成さ
れる。図中の間隔Ｌは０．５〜１ｍｍ、Ｗは０．１ｍｍ
で設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出部１
００３は導電性薄膜１００２の中央に矩形の形状で示し
たが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の
位置や形状を忠実に表現しているわけではない。[0005] As a typical example of the element structure of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. Hartwel
1 shows a plan view of an element according to the present invention. In FIG.
Reference numeral 1 denotes a substrate, and 1002 denotes a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 1002 is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 1003 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 1002. The interval L in the figure is 0.5 to 1 mm, W is 0.1 mm
Is set with Note that, for convenience of illustration, the electron emission unit 1
Although 003 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 1002, this is a schematic one and does not exactly represent the actual position or shape of the electron-emitting portion.

【０００６】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜１００２に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部１００３
を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜１００２の両端に一定の直
流電圧、もしくは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっく
りとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、
導電性薄膜１００２を局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部１０
０３を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは
変形もしくは変質した導電性薄膜１００２の一部には、
亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜
１００２に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付
近において電子放出が行われる。[0006] M. In the above-described surface conduction electron-emitting device including the device by Hartwell et al., The electron emission portion 1003 is formed by performing an energization process called energization forming on the conductive thin film 1002 before electron emission.
It was common to form That is, the energization forming means energizing by applying a constant DC voltage to both ends of the conductive thin film 1002 or a DC voltage which is boosted at a very slow rate of, for example, about 1 V / min.
The conductive thin film 1002 is locally destroyed, deformed, or altered, and the electron emitting portion 10 in an electrically high resistance state
03 is formed. Note that a part of the conductive thin film 1002 that is locally broken, deformed, or altered includes
Cracks occur. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 1002 after the energization forming, electron emission is performed in the vicinity of the crack.

【０００７】また、ＦＥ型の例は、たとえば、Ｗ．Ｐ．
Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒ
ｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅ
ｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ
ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが知
られている。[0007] Examples of the FE type are described in, for example, W.S. P.
Dyke & W. W. Dolan, "Field emi
session ", Advance in Electro
nPhysics, 8, 89 (1956) or C.I. A. Spindt, "Physical pr
operations of thin-film figure
ld emission cathodes with
molybdenum cones ", J. App.
l. Phys. , 47, 5248 (1976).

【０００８】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
１７に前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる素子の断面
図を示す。同図において、１００４は基板で、１００５
は導電材料よりなるエミッタ配線、１００６はエミッタ
コーン、１００７は絶縁層、１００８はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン１００６とゲート電極１
００８の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン１００６の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。As a typical example of the FE type device configuration, FIG. A. 1 shows a cross-sectional view of a device by Spindt et al. In the figure, reference numeral 1004 denotes a substrate;
Denotes an emitter wiring made of a conductive material, 1006 denotes an emitter cone, 1007 denotes an insulating layer, and 1008 denotes a gate electrode. This device has an emitter cone 1006 and a gate electrode 1
By applying an appropriate voltage during 008, field emission is caused from the tip of the emitter cone 1006.

【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図１
７のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ
平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。As another element configuration of the FE type, FIG.
There is also an example in which the emitter and the gate electrode are arranged on the substrate almost in parallel with the substrate plane, instead of the laminated structure as in FIG.

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｕ
ｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）などが
知られている。ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図１
８に示す。同図は断面図であり、図において、１００９
は基板で、１０１０は金属よりなる下電極、１０１１は
厚さ１０ｎｍ程度の薄い絶縁層、１０１２は厚さ８〜３
０ｎｍ程度の金属よりなる上電極である。ＭＩＭ型にお
いては、上電極１０１２と下電極１０１０の間に適宜の
電圧を印加することにより、上電極１０１２の表面より
電子放出を起こさせるものである。As an example of the MIM type, for example,
C. A. Mead, “Operation of tu
nnel-emission Devices, J. et al. A
ppl. Phys. , 32, 646 (1961). FIG. 1 shows a typical example of an MIM type device configuration.
FIG. This figure is a cross-sectional view.
Is a substrate, 1010 is a lower electrode made of metal, 1011 is a thin insulating layer having a thickness of about 10 nm, 1012 is a thickness of 8 to 3
The upper electrode is made of a metal of about 0 nm. In the MIM type, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 1012 by applying an appropriate voltage between the upper electrode 1012 and the lower electrode 1010.

【００１１】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構
造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、
基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱
溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒ
ーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは
異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利
点もある。The above-mentioned cold cathode device can obtain electrons at a lower temperature than the hot cathode device, and therefore does not require a heater for heating. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode element, and a fine element can be produced. Also,
Even if a large number of elements are arranged on a substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. In addition, unlike the hot cathode device, which operates by heating the heater, the response speed is slow, and the cold cathode device also has the advantage that the response speed is fast.

【００１２】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。たとえば、表面伝導型放
出素子は、冷陰極素子のなかでも特に構造が単純で、製
造も容易であることから、大面積にわたり多数の素子を
形成できる利点がある。そこで、たとえば本出願人によ
る特開昭６４−３１３３２号公報において開示されるよ
うに、多数の素子を配列して駆動するための方法が研究
されている。For this reason, research for applying the cold cathode device has been actively conducted. For example, the surface conduction electron-emitting device has the advantage of being able to form a large number of devices over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among cold cathode devices. Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332 by the present applicant, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.

【００１３】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源等が研究されている。With respect to the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, and a charged beam source have been studied.

【００１４】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人によるＵＳＰ５，０６６，８８３や特開
平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７号公
報において開示されているように、表面伝導型放出素子
と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み含わ
せて用いた画像表示装置が研究されている。表面伝導型
放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置
は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が
期待されている。たとえば、近年普及してきた液晶表示
装置と比較しても、自発光型であるためバックライトを
必要としない点や、視野角が広い点が優れていると言え
る。In particular, as an application to an image display device, for example, as disclosed in US Pat. No. 5,066,883, JP-A-2-257551 and JP-A-4-28137 by the present applicant, surface conduction is disclosed. An image display device using a combination of a mold emitting element and a phosphor that emits light by irradiation with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle.

【００１５】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８９
５に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応
用した例として、たとえば、Ｒ．Ｍｅｙｅｒらにより報
告された平板型表示装置が知られている。［Ｒ．Ｍｅｙ
ｅｒ：”Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ
Ｍｉｃｒｏｔｉｐｓ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｔ ＬＥＴ
Ｉ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４ｔｈ ｌｎ
ｔ． Ｖａｃｕｕｍ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ Ｃｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９（１
９９１）］A method of driving a large number of FE types is disclosed in US Pat. No. 4,904,89 by the present applicant.
5 is disclosed. Further, as an example in which the FE type is applied to an image display device, for example, R.F. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known. [R. Mey
er: "Recent Development on
Microtips Display at LET
I ", Tech. Digest of 4th ln
t. Vacuum Microelectronic
s Conf. , Nagahama, pp .; 6-9 (1
991)]

【００１６】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平３−
５５７３８号公報に開示されている。An example in which a number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 5,557,838.

【００１７】上記のような電子放出素子を用いた画像形
成装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペ
ースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置
に置き換わるものとして注目されている。Among the image forming apparatuses using the above-described electron-emitting devices, a flat display device having a small depth has been attracting attention as a replacement for a cathode-ray tube display device because of its space saving and light weight. .

【００１８】図１９は平面型の画像表示装置をなす表示
パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示すた
めにパネルの一部を切り欠いて示している。FIG. 19 is a perspective view showing an example of a display panel portion forming a flat type image display device, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【００１９】図中、１１１５はリアプレート、１１１６
は側壁、１１１７はフェースプレートであり、リアプレ
ート１１１５、側壁１１１６およびフュースプレート１
１１７により、表示パネルの内部を真空に維持するため
の外囲器（気密容器）を形成している。In the figure, 1115 is a rear plate, 1116
Denotes a side wall, 1117 denotes a face plate, and a rear plate 1115, a side wall 1116, and the fuse plate 1
117 forms an envelope (airtight container) for maintaining the inside of the display panel in a vacuum.

【００２０】リアプレート１１１５には基板１１１１が
固定されているが、この基板１１１１上には冷陰極素子
１１１２が、Ｎ×Ｍ個形成されている。（Ｎ、Ｍは２以
上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適
宜設定される。）また、前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子１１
１２は、Ｍ本の行方向配線１１１３とＮ本の列方向配線
１１１４により配線されている。これら基板１１１１、
冷陰極素子１１１２、行方向配線１１１３および列方向
配線１１１４によって構成される部分をマルチ電子ビー
ム源と呼ぶ。また、行方向配線１１１３と列方向配線１
１１４の少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁
層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれ
ている。A substrate 1111 is fixed to the rear plate 1115, and N × M cold cathode elements 1112 are formed on the substrate 1111. (N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels.) Further, the N × M cold cathode elements 11 are used.
Reference numeral 12 is wired by M row direction wirings 1113 and N column direction wirings 1114. These substrates 1111,
The part constituted by the cold cathode element 1112, the row direction wirings 1113 and the column direction wirings 1114 is called a multi electron beam source. Also, the row direction wiring 1113 and the column direction wiring 1
An insulating layer (not shown) is formed between the two wirings at least at the crossing portions of 114, so that electrical insulation is maintained.

【００２１】フェースプレート１１１７の下面には、蛍
光体からなる蛍光膜１１１８が形成されており、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図
示）が塗り分けられている。また、蛍光膜１１１８をな
す上記各色蛍光体の間には黒色体（不図示）が設けてあ
り、さらに蛍光膜１１１８のリアプレート１１１５側の
面には、Ａｌ等からなるメタルバック１１１９が形成さ
れている。On the lower surface of the face plate 1117, a phosphor film 1118 made of a phosphor is formed, and phosphors (not shown) of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are applied. Divided. In addition, a black body (not shown) is provided between the respective color phosphors forming the fluorescent film 1118, and a metal back 1119 made of Al or the like is formed on the surface of the fluorescent film 1118 on the rear plate 1115 side. ing.

【００２２】Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm およびＤ_oy1 〜Ｄ_oyn およ
びＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気
的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子で
ある。Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm はマルチ電子ビーム源の行方向配
線１１１３と、Ｄ_oy1 〜Ｄ_oyn はマルチ電子ビーム源の
列方向配線１１１４と、Ｈｖはメタルバック１１１９と
各々電気的に接続している。 _{Dox1 to Doxm} and _{Doy1 to Doyn} and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). D _ox1 to D _oxm and row direction wirings 1113 of the multi electron beam _source, D oy1 ~D oyn the column wiring 1114 of the multi electron beam source, Hv are respectively electrically connected to the metal back 1119.

【００２３】また、上記気密容器の内部は１．３×１０
^-4Ｐａ程度の真空に保持されており、画像表示装置の表
示面積が大きくなるにしたがい、気密容器内部と外部の
気圧差によるリアプレート１１１５およびフェースプレ
ート１１１７の変形あるいは破壊を防止する手段が必要
となる。かかる手段として、リアプレート１１１５およ
びフェースプレート１１１７を厚くすることによる方法
は、画像表示装置の重量を増加させるのみならず、斜め
方向から見たときに画像のゆがみや視差を生ずる。The inside of the airtight container is 1.3 × 10
^-4 Pa is maintained at a vacuum of about ⁴ Pa, and as the display area of the image display device increases, means for preventing deformation or destruction of the rear plate 1115 and the face plate 1117 due to a pressure difference between the inside and the outside of the hermetic container is required. Becomes As such means, the method of increasing the thickness of the rear plate 1115 and the face plate 1117 not only increases the weight of the image display device, but also causes image distortion and parallax when viewed from an oblique direction.

【００２４】これに対し、図１９においては、比較的薄
いガラス板からなり大気圧を支えるための構造支持体
（スペーサあるいはリブと呼ばれる）１１２０が設けら
れている。しかしながら、電子線装置の気密容器（外囲
器）内へスペーサを配置した場合、電子線が照射される
ターゲット面上（蛍光膜１１１８、メタルバック１１１
９）での電子線の照射位置が設計値からずれてしまうと
いう問題が生じる。これは、電子線の放出によってスペ
ーサ表面が帯電し、電子線の軌道を曲げるために生じ
る。そこで、スペーサ表面に半導電性膜（あるいは高抵
抗膜）を有し、該半導電性膜が前記冷陰極素子１１１２
および電子線を照射するターゲットに対して電気的に接
続されている構造とし、スペーサ表面に微小電流を流す
ことによってこの帯電を防ぎ、電子線の軌道を設計値ど
おりにすることができる。さらには、スペーサと電子源
および前記ターゲットの各々との当接部に、低抵抗膜か
らなる当接部材を形成して電気的な接続をより確かなも
のにする構成とすることもできる（特開平８−１８０８
２１号公報）。On the other hand, in FIG. 19, a structural support (referred to as a spacer or a rib) 1120 made of a relatively thin glass plate and supporting the atmospheric pressure is provided. However, when the spacer is disposed in the hermetic container (envelope) of the electron beam apparatus, the target surface to be irradiated with the electron beam (the fluorescent film 1118, the metal back 111).
There is a problem that the irradiation position of the electron beam in 9) deviates from the design value. This occurs because the surface of the spacer is charged by the emission of the electron beam and the trajectory of the electron beam is bent. Therefore, a semiconductive film (or a high resistance film) is provided on the surface of the spacer, and the semiconductive film is formed of the cold cathode element 1112.
The structure is electrically connected to a target to be irradiated with an electron beam. By applying a small current to the surface of the spacer, this charging can be prevented and the trajectory of the electron beam can be made as designed. Furthermore, a contact member made of a low-resistance film may be formed at a contact portion between the spacer and each of the electron source and the target to make the electrical connection more secure (particularly). Kaihei 8-1808
No. 21).

【００２５】このようにして、マルチビーム電子源が形
成された基板１１１１と蛍光膜１１１８が形成されたフ
ェースプレート１１１７間は通常サブミリないし数ミリ
に保たれ、前述したように気密容器内部は高真空に保持
されている。As described above, the distance between the substrate 1111 on which the multi-beam electron source is formed and the face plate 1117 on which the fluorescent film 1118 is formed is usually kept at a sub-millimeter to several millimeters. Is held in.

【００２６】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄ_ox1 ないしＤ_oxm 、Ｄ_oy1 ないし
Ｄ_oyn を通じて各冷陰極素子１１１２に電圧を印加する
と、各冷陰極素子１１１２から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック１１１９に容器外端子Ｈｖを通じ
て数百Ｖ〜数ｋＶの高圧を印加して、上記放出された電
子を加速し、フェースプレート１１１７の内面に衝突さ
せる。これにより、蛍光膜１１１８をなす各色の蛍光体
が励起されて発光し、画像が表示される。The above image display apparatus using the display panel described, the vessel terminals D _ox1 to D _oxm, when to free D _Oy1 applying a voltage to the cold cathode devices 1112 through the D _Oyn, electrons from the cold cathode devices 1112 Released. At the same time, a high voltage of several hundred V to several kV is applied to the metal back 1119 through the external terminal Hv to accelerate the emitted electrons and cause them to collide with the inner surface of the face plate 1117. As a result, the phosphor of each color forming the fluorescent film 1118 is excited and emits light, and an image is displayed.

【００２７】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スペー
サと電子源および前記ターゲットの各々との当接部に、
低抵抗膜からなる当接部材を形成する場合、高抵抗膜と
は別に該低抵抗膜を形成すると、成膜工程が２回になっ
たり、あるいは、高抵抗膜と低抵抗膜との界面が不安定
で、低抵抗膜の膜はがれが生じ、電気的接続が不安定に
なるといった問題があった。However, at the contact portion between the spacer and each of the electron source and the target,
When the contact member made of a low-resistance film is formed, if the low-resistance film is formed separately from the high-resistance film, the film-forming process is performed twice, or the interface between the high-resistance film and the low-resistance film is reduced. There is a problem that the film is unstable and the low-resistance film is peeled off and the electrical connection becomes unstable.

【００２８】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
し、電子放出素子を電子源とする露光装置や表示装置等
の電子線装置に好適なスペーサを提供することにあり、
さらにはかかるスペーサを用いた電子線装置を提供する
ことにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a spacer suitable for an electron beam apparatus such as an exposure apparatus or a display apparatus using an electron-emitting device as an electron source.
Another object is to provide an electron beam device using such a spacer.

【００２９】[0029]

【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.

【００３０】すなわち本発明の第１は、複数の冷陰極素
子を有する電子源基板と前記冷陰極素子より放出される
電子を照射するターゲットとの間に配置されるスペーサ
であって、絶縁性部材の表面に金属酸化膜を主成分とす
る高抵抗膜を有し、且つ前記電子源基板及び前記ターゲ
ットに当接させる部分には、前記高抵抗膜が還元された
低抵抗膜を有していることを特徴とするものである。That is, a first aspect of the present invention is a spacer disposed between an electron source substrate having a plurality of cold cathode elements and a target for irradiating electrons emitted from the cold cathode elements, Has a high-resistance film mainly composed of a metal oxide film on the surface thereof, and has a low-resistance film in which the high-resistance film is reduced at a portion to be brought into contact with the electron source substrate and the target. It is characterized by the following.

【００３１】また本発明の第２は、複数の冷陰極素子を
有する電子源基板と前記冷陰極素子より放出される電子
を照射するターゲットとの間に配置されるスペーサの製
造方法であって、絶縁性部材の表面に金属酸化膜を主成
分とする高抵抗膜を形成した後、該高抵抗膜のうち前記
電子源基板及び前記ターゲットに当接させる部分を還元
することで低抵抗化させることを特徴とするものであ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a spacer disposed between an electron source substrate having a plurality of cold cathode devices and a target for irradiating electrons emitted from the cold cathode devices, After forming a high-resistance film mainly composed of a metal oxide film on the surface of an insulating member, reducing a portion of the high-resistance film that is in contact with the electron source substrate and the target to reduce the resistance. It is characterized by the following.

【００３２】また本発明の第３は、複数の冷陰極素子を
有する電子源基板と前記冷陰極素子より放出される電子
を照射するターゲットとをスペーサを介して対向させた
構造を有する電子線装置において、該スペーサが、絶縁
性部材の表面に金属酸化膜を主成分とする高抵抗膜を有
し、且つ前記電子源基板及び前記ターゲットとの当接面
に前記高抵抗膜が還元された低抵抗膜を有していること
を特徴とするものである。A third aspect of the present invention is an electron beam apparatus having a structure in which an electron source substrate having a plurality of cold cathode devices and a target for irradiating electrons emitted from the cold cathode devices are opposed to each other via a spacer. Wherein the spacer has a high-resistance film mainly composed of a metal oxide film on the surface of an insulating member, and the low-resistance film is reduced on the contact surface between the electron source substrate and the target. It is characterized by having a resistance film.

【００３３】本発明の電子線装置は、以下のような形態
を有するものであってもよい。 電子線装置は、入力信号に応じて前記冷陰極素子から
放出された電子を前記ターゲットに照射して画像を形成
する画像形成装置をなす。特に、前記ターゲットが蛍光
体である画像表示装置をなす。 前記冷陰極素子は、電子放出部を含む導電性膜を一対
の電極間に有する冷陰極素子であり、特に好ましくは表
面伝導型放出素子である。 前記電子源は、複数の行方向配線と複数の列方向配線
とでマトリクス配線された複数の冷陰極素子を有する単
純マトリクス状配置の電子源をなす。 前記電子源は、並列に配置した複数の冷陰極素子の個
々を両端で接続した冷陰極素子の行を複数配し（行方向
と呼ぶ）、この配線と直交する方向（列方向と呼ぶ）に
沿って、冷陰極素子の上方に配した制御電極（グリッド
とも呼ぶ）により、冷陰極素子からの電子を制御するは
しご状配置の電子源をなす。 また、本発明の思想によれば、表示用として好適な画
像形成装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイ
オード等で構成された光プリンタの発光ダイオード等の
代替の発光源として、上述の画像形成装置を用いること
もできる。またこの際、上述の複数の行方向配線と複数
の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源
だけでなく、二次元状の発光源としても応用できる。こ
の場合、画像形成部材としては、以下の実施例で用いる
蛍光体のような直接発光する物質に限るものではなく、
電子の帯電による潜像画像が形成されるような部材を用
いることもできる。 また、本発明の思想によれば、例えば電子顕微鏡のよ
うに、電子源からの放出電子の被照射部材が、蛍光体等
の画像形成部材以外のものである場合についても、本発
明は適用できる。従って、本発明は被照射部材を特定し
ない一般的電子線装置としての形態もとりうる。The electron beam apparatus of the present invention may have the following form. The electron beam apparatus forms an image forming apparatus that forms an image by irradiating the target with electrons emitted from the cold cathode device in response to an input signal. In particular, an image display device in which the target is a phosphor is provided. The cold cathode device is a cold cathode device having a conductive film including an electron emission portion between a pair of electrodes, and is particularly preferably a surface conduction type emission device. The electron source is a simple matrix-shaped electron source having a plurality of cold cathode devices arranged in a matrix with a plurality of row-direction wirings and a plurality of column-direction wirings. The electron source arranges a plurality of rows of cold-cathode devices each having a plurality of cold-cathode devices arranged in parallel and connected at both ends (referred to as a row direction), and in a direction orthogonal to the wiring (referred to as a column direction). Along the way, a control electrode (also called a grid) arranged above the cold cathode device forms an electron source in a ladder arrangement for controlling electrons from the cold cathode device. Further, according to the idea of the present invention, the present invention is not limited to the image forming apparatus suitable for display, but may be any of the above-described alternative light sources such as a light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode. An image forming apparatus can also be used. In this case, by appropriately selecting the plurality of row-directional wirings and the plurality of column-directional wirings, the present invention can be applied not only to a linear light emitting source but also to a two-dimensional light emitting source. In this case, the image forming member is not limited to a directly emitting substance such as a phosphor used in the following examples,
A member that forms a latent image by charge of electrons can also be used. Further, according to the concept of the present invention, the present invention can be applied to a case where a member to be irradiated with electrons emitted from an electron source is other than an image forming member such as a phosphor, as in an electron microscope. . Therefore, the present invention can also take a form as a general electron beam apparatus that does not specify a member to be irradiated.

【００３４】[0034]

【発明の実施の形態】本発明のスペーサは、絶縁性部材
の表面に、金属酸化膜を主成分とする高抵抗膜（比抵抗
が０．１〜１０⁸ Ω・ｃｍ程度）の帯電防止膜と、その
両端に該金属酸化膜を還元することによって形成された
低抵抗膜を有している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The spacer of the present invention is an antistatic film having a high resistance film (specific resistance of about 0.1 to 10 ⁸ Ω · cm) mainly composed of a metal oxide film on the surface of an insulating member. And a low resistance film formed by reducing the metal oxide film at both ends.

【００３５】図１は本発明のスペーサの製造工程の一例
を示した模式図であり、１１は帯電防止が施される絶縁
性部材、１２は絶縁性部材１１の表面に形成した金属酸
化膜からなる帯電防止膜である。１３はパターニングの
ためのマスク、１４は還元手段を示す。１５はスペーサ
ー両端に設けられた低抵抗膜であり、金属酸化膜１１を
還元することで作製されている。該低抵抗膜１５につい
ての詳細は後述する。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a manufacturing process of a spacer according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an insulating member to which antistatic treatment is applied, and reference numeral 12 denotes a metal oxide film formed on the surface of the insulating member 11. Is an antistatic film. 13 is a mask for patterning, and 14 is a reducing means. Reference numeral 15 denotes a low resistance film provided at both ends of the spacer, which is manufactured by reducing the metal oxide film 11. Details of the low resistance film 15 will be described later.

【００３６】金属酸化膜１２を構成する金属酸化物は、
一般に優れた帯電防止膜特性を有し、特にクロム、ニッ
ケル、銅の酸化物が好ましい材料である。その理由はこ
れらの酸化物は二次電子放出効率が比較的小さく、後述
の電子線装置に応用した場合に、電子放出素子から放出
された電子がスペーサに当たった場合においても帯電し
にくいためである。The metal oxide constituting the metal oxide film 12 is as follows:
Generally, the material has excellent antistatic film properties, and oxides of chromium, nickel, and copper are particularly preferred materials. The reason for this is that these oxides have relatively low secondary electron emission efficiency, and when applied to an electron beam device described later, they are difficult to be charged even when electrons emitted from the electron emission element hit the spacer. is there.

【００３７】金属酸化膜１２に好適な材料としては、前
記酸化物に加え、ＴｉＯ₂ 、Ｔａ₂Ｏ₅ 、ＨｆＯ₂ 、Ｚ
ｒＯ₂ なども適している。これらの酸化物はいずれも、
酸素のスパッタ率の方が金属のスパッタ率よりも大き
く、Ａｒイオンなどの照射で還元することができるた
め、その一部をイオン照射によって還元することで低抵
抗膜１５を形成し易い。さらに、これらの材料は電子線
の照射によっても還元が可能である。また、ＮｉＯやＣ
ｕＯなどは還元性ガスやそれと加熱の併用でも比較的容
易に還元することができるため、この方法によっても低
抵抗膜１５を形成することができる。Suitable materials for the metal oxide film 12 include TiO ₂ , Ta ₂ O ₅ , HfO ₂ , Z
rO _{2 is} also suitable. Each of these oxides
Since the sputtering rate of oxygen is higher than the sputtering rate of metal and can be reduced by irradiation with Ar ions or the like, the low-resistance film 15 can be easily formed by reducing a part of the sputtering by ion irradiation. Further, these materials can be reduced by irradiation with an electron beam. In addition, NiO or C
Since uO and the like can be reduced relatively easily by using a reducing gas or a combination of heating with the reducing gas, the low-resistance film 15 can be formed also by this method.

【００３８】金属酸化膜１２は、例えばスパッタ、酸素
ガス雰囲気中での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イ
オンプレーティング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形
成手段により絶縁性部材１１上に形成される。その他、
ＣＶＤ法、アルコキシド塗布法でも金属酸化膜１２を形
成できる。The metal oxide film 12 is formed on the insulating member 11 by thin film forming means such as sputtering, reactive sputtering in an oxygen gas atmosphere, electron beam evaporation, ion plating, and ion assisted evaporation. Others
The metal oxide film 12 can also be formed by a CVD method or an alkoxide coating method.

【００３９】金属酸化膜１２の還元方法は大別すると、
１）イオン照射および電子線照射による方法と、２）還
元性ガスおよび還元性ガス＋加熱による方法とがある。The method of reducing the metal oxide film 12 can be roughly classified as follows.
There are 1) a method using ion irradiation and electron beam irradiation, and 2) a method using a reducing gas and a reducing gas + heating.

【００４０】イオン照射の場合のイオン種としては、代
表的なものとしてはＡｒ、Ｘｅなどの不活性ガスがあ
る。上記酸化膜を還元させるには、これらのイオンを１
〜１０ｋｅＶ程度のエネルギーに加速して照射すること
で達成される。しかし、一般的に加速エネルギーが大き
いと、スパッタレートが大きくなり、膜のエッチングさ
れてしまう分が大きくなってしまうことと表面粗さが増
大してしまうことから、なるべく穏やかな条件で照射す
るのが好ましい。上記加速エネルギーの場合、イオン電
流でマイクロアンペアーオーダー、金属酸化膜のスパッ
タ率によって異なるが、数分〜数十分程度で金属酸化膜
を還元できる。Representative examples of ion species for ion irradiation include inert gases such as Ar and Xe. To reduce the oxide film, these ions must be
This is achieved by irradiating with accelerated energy to about 10 keV. However, in general, when the acceleration energy is large, the sputtering rate is increased, the amount of the film to be etched is increased, and the surface roughness is increased. Is preferred. In the case of the above acceleration energy, the metal oxide film can be reduced in several minutes to several tens of minutes, although it depends on the ion current in the order of microamperes and the sputtering rate of the metal oxide film.

【００４１】電子線照射の場合は、加速エネルギー数十
ｋＶ程度の電子線を照射することで上述の金属酸化膜を
還元できる。In the case of electron beam irradiation, the above-mentioned metal oxide film can be reduced by irradiating an electron beam having an acceleration energy of about several tens of kV.

【００４２】本発明のスペーサを、複数の冷陰極素子を
有する電子源基板と、冷陰極素子より放出される電子を
照射するターゲットとを備える電子線装置に適用するに
際し、かかる電子源基板とターゲットとに当接される部
分（すなわち図１に示すスペーサの上下端部）の金属酸
化膜のみをイオン照射もしくは電子線照射によって還元
する方法としては、マスク１３で挟んで端だけ露出さ
せ、イオン（あるいは電子線）１４を照射する（図１
（ｃ））、スペーサーを重ねてずらして端だけ露出さ
せ、イオン（あるいは電子線）１４を照射（図２）、
イオンビーム（あるいは電子線ビーム）により所望の位
置を走査する（不図示）などの方法がある。When the spacer of the present invention is applied to an electron beam apparatus including an electron source substrate having a plurality of cold cathode devices and a target for irradiating electrons emitted from the cold cathode devices, the electron source substrate and the target As a method of reducing only the metal oxide film of the portion that is in contact with (i.e., the upper and lower ends of the spacer shown in FIG. 1) by ion irradiation or electron beam irradiation, only the end is exposed with the mask 13 interposed therebetween. (Or an electron beam) 14 (FIG. 1)
(C)), the spacers are overlapped and shifted to expose only the ends, and are irradiated with ions (or electron beams) 14 (FIG. 2).
There is a method of scanning a desired position with an ion beam (or an electron beam) (not shown).

【００４３】一方、還元性ガスおよび還元性ガス＋加熱
による還元の方法では、還元性ガスとしては、水素ガ
ス、一酸化炭素、アンモニアなどがある。加熱温度は、
スペーサの下地絶縁物（絶縁性部材１１）の軟化点（例
えば青板ガラスを使う場合などでは〜５００℃）以下と
する。On the other hand, in the method of reducing by reducing gas and reducing gas + heating, the reducing gas includes hydrogen gas, carbon monoxide, ammonia and the like. The heating temperature is
The softening point of the base insulating material (insulating member 11) of the spacer (for example, up to 500 ° C. in the case of using a soda lime glass) or less.

【００４４】還元性ガスおよび還元性ガス＋加熱によっ
てスペーサの端だけを還元する方法としては、上記イオ
ン照射等の場合の及びの方法を用いることができ
る。As a method for reducing only the end of the spacer by the reducing gas and the reducing gas and heating, the above-mentioned methods for ion irradiation and the like can be used.

【００４５】次に、本発明のスペーサを適用した電子線
装置の一例として、平面型の画像表示装置の表示パネル
について、その構成と製造法の具体例を説明する。Next, as an example of an electron beam apparatus to which the spacer of the present invention is applied, a structure and a specific example of a manufacturing method of a display panel of a flat type image display device will be described.

【００４６】図３は後述の実施例に用いた表示パネルの
断面模式図であり、スペーサ１０を中心的に示してい
る。また、図４はかかる表示パネルの斜視図であり、内
部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示してい
る。FIG. 3 is a schematic sectional view of a display panel used in an embodiment described later, and mainly shows a spacer 10. FIG. 4 is a perspective view of such a display panel, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【００４７】図中、２はリアプレート、３は側壁、７は
フェースプレートであり、これらにより表示パネルの内
部を真空に維持するための気密容器（外囲器）を形成し
ている。なお、フェースプレート７は、基板４の内面に
蛍光膜５及びメタルバック６が形成されて構成されてい
る。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合
部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要
があるが、例えばフリットガラスを接合部に塗布し、非
酸素雰囲気である窒素雰囲気中やＡｒ雰囲気中などで、
４００〜５００℃で１０分以上焼成することにより封着
することができる。In the figure, reference numeral 2 denotes a rear plate, 3 denotes a side wall, and 7 denotes a face plate. These form an airtight container (envelope) for maintaining the inside of the display panel at a vacuum. Note that the face plate 7 is configured by forming a fluorescent film 5 and a metal back 6 on the inner surface of the substrate 4. In assembling the airtight container, it is necessary to seal the joints of the members to maintain sufficient strength and airtightness.For example, frit glass is applied to the joints, and a non-oxygen atmosphere in a nitrogen atmosphere or the like is used. In an Ar atmosphere,
It can be sealed by firing at 400 to 500 ° C. for 10 minutes or more.

【００４８】また、上記気密容器の内部は１．３×１０
^-4Ｐａ程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝
撃などによる気密容器の破壊を防止する目的で、耐大気
圧構造体として、本発明のスペーサ１０が設けられてい
る。気密容器内部を真空に排気する方法については後述
する。The inside of the airtight container is 1.3 × 10
^Since the vacuum is maintained at about ⁻⁴ Pa, the spacer 10 of the present invention is provided as an anti-atmospheric structure for the purpose of preventing the hermetic container from being broken by the atmospheric pressure or an unexpected impact. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later.

【００４９】リアプレート２には、基板１が固定されて
いるが、該基板１上には冷陰極素子１８がＮ×Ｍ個形成
されている。（Ｎ，Ｍは２以上の正の整数であり、目的
とする表示画素数に応じて適宣設定される。例えば、高
品位テレビジョンの表示を目的とした表示装置において
は、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００以上の数を設定するこ
とが望ましい。）。尚、基板１が十分な強度を有するも
のである場合には、基板１自体をリアプレート２として
もよい。The substrate 1 is fixed to the rear plate 2, and N × M cold cathode elements 18 are formed on the substrate 1. (N and M are positive integers of 2 or more, and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device for displaying high-definition television, N = 3000, It is desirable to set M = 1000 or more.) When the substrate 1 has a sufficient strength, the substrate 1 itself may be used as the rear plate 2.

【００５０】前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子は、Ｍ本の行方
向配線９とＮ本の列方向配線１７により単純マトリクス
配線されている。前記、基板１、冷陰極素子１８、行方
向配線９、列方向配線１７によって構成される部分をマ
ルチ電子ビーム源と呼ぶ。The N × M cold cathode elements are arranged in a simple matrix by M row-directional wirings 9 and N column-directional wirings 17. The portion composed of the substrate 1, the cold cathode element 18, the row direction wiring 9, and the column direction wiring 17 is called a multi-electron beam source.

【００５１】本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビーム源には、冷陰極素子１８として例えば表面伝導型
放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などを用いること
ができ、かかる冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に
特に制限はない。In the multi-electron beam source used in the image display device of the present invention, for example, a surface conduction electron-emitting device, an FE type, or an MIM type can be used as the cold cathode device 18. There is no particular limitation on the shape or manufacturing method.

【００５２】次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素
子（後述）を基板上に配列して単純マトリクス配線した
マルチ電子ビーム源の構造について述べる。Next, the structure of a multi-electron beam source in which a surface conduction electron-emitting device (described later) as a cold cathode device is arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.

【００５３】図５に示すのは、後述の実施例の表示パネ
ルに用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。図５の
Ａ−Ａ’に沿った断面を、図６に示す。基板１上には、
後述の図８で示すものと同様な表面伝導型放出素子が配
列され、これらの素子は行方向配線電極９と列方向配線
電極１７により単純マトリクス状に配線されている。行
方向配線電極９と列方向配線電極１７の交差する部分に
は、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気
的な絶縁が保たれている。FIG. 5 is a plan view of a multi-electron beam source used for a display panel of an embodiment described later. FIG. 6 shows a cross section along the line AA ′ in FIG. On the substrate 1,
Surface conduction type emission elements similar to those shown in FIG. 8 to be described later are arranged, and these elements are wired in a simple matrix by row-direction wiring electrodes 9 and column-direction wiring electrodes 17. An insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at the intersections of the row wiring electrodes 9 and the column wiring electrodes 17 to maintain electrical insulation.

【００５４】なお、このような構造のマルチ電子ビーム
源は、あらかじめ基板上に行方向配線電極９、列方向配
線電極１７、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導
型放出素子の素子電極２２，２３と導電性膜２４を形成
した後、行方向配線電極９および列方向配線電極１７を
介して各素子に給電して通電フォーミング処理（後述）
と通電活性化処理（後述）を行うことにより製造するこ
とができる。The multi-electron beam source having such a structure includes a row-directional wiring electrode 9, a column-directional wiring electrode 17, an interelectrode insulating layer (not shown), and a device electrode of a surface conduction electron-emitting device. After the formation of the conductive films 24 and 22 and 23, power is supplied to each element via the row-direction wiring electrodes 9 and the column-direction wiring electrodes 17 to form an energization forming process (described later).
And an energization activation process (described later).

【００５５】フェースプレート７の下面には、蛍光膜５
が形成されている（図３及び図４参照）。本例はカラー
表示装置であるため、蛍光膜５の部分にはＣＲＴの分野
で用いられている赤、緑、青の３原色の蛍光体が塗り分
けられている。各色の蛍光体は、例えば図７の（ａ）に
示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体５ａの
ストライプの間には黒色の導電体５ｂが設けてある。黒
色の導電体５ｂを設ける目的は、電子ビームの照射位置
に多少のずれがあっても表示色にずれが生じないように
することや、外光の反射を防止して表示コントラストの
低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜のチャージア
ップを防止することなどである。黒色の導電体５ｂに
は、例えば黒鉛を主成分としたものを用いることができ
るが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料
を用いても良い。On the lower surface of the face plate 7, the fluorescent film 5
Are formed (see FIGS. 3 and 4). Since this example is a color display device, phosphors of three primary colors of red, green, and blue used in the field of CRT are separately applied to a portion of the fluorescent film 5. The phosphors of the respective colors are separately applied in stripes as shown in FIG. 7A, for example, and black conductors 5b are provided between the stripes of the phosphors 5a. The purpose of providing the black conductor 5b is to prevent the display color from being shifted even if the electron beam irradiation position is slightly shifted, and to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from lowering. And preventing charge-up of the fluorescent film by the electron beam. As the black conductor 5b, for example, a material containing graphite as a main component can be used, but other materials may be used as long as the material is suitable for the above-mentioned purpose.

【００５６】また、３原色の蛍光体５ａの塗り分け方は
前記図７（ａ）に示したストライプ状の配列に限られる
ものではなく、例えば図７（ｂ）に示すようなデルタ状
配列や、それ以外の配列であってもよい。なお、モノク
ロームの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体
材料を蛍光膜５に用いればよく、また黒色導電材料は必
すしも用いなくともよい。The method of applying the three primary color phosphors 5a is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 7A, but may be, for example, a delta arrangement as shown in FIG. 7B. , Or any other array. When a monochrome display panel is formed, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 5, and a black conductive material may or may not be used.

【００５７】また、蛍光膜５のリアプレート２側の面に
は、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック６を設けてあ
る。メタルバック６を設けた目的は、蛍光膜５が発する
光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させることや、
負イオンの衝突から蛍光膜５を保護することや、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
とや、蛍光膜５を励起した電子の導電路として作用させ
ることなどである。メタルバック６は、例えば蛍光膜５
をフェースプレート基板４上に形成した後、蛍光膜５表
面を平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法に
より形成することができる。なお、蛍光膜５に低電圧用
の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック６は不要
である。A metal back 6 known in the CRT field is provided on the surface of the fluorescent film 5 on the rear plate 2 side. The purpose of providing the metal back 6 is to improve the light utilization rate by mirror-reflecting a part of the light emitted from the fluorescent film 5,
Examples include protecting the fluorescent film 5 from collision with negative ions, acting as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and acting as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 5. The metal back 6 is, for example, a fluorescent film 5
Is formed on the face plate substrate 4, the surface of the fluorescent film 5 is smoothed, and Al is vacuum-deposited thereon. When a fluorescent material for low voltage is used for the fluorescent film 5, the metal back 6 is unnecessary.

【００５８】また、本例では用いていないが、加速電圧
の印加用や蛍光膜５の導電性向上を目的として、フェー
スプレート基板４と蛍光膜５との間に、例えばＩＴＯを
材料とする透明電極を設けてもよい。Although not used in this embodiment, a transparent material made of, for example, ITO is provided between the face plate substrate 4 and the fluorescent film 5 for the purpose of applying an acceleration voltage and improving the conductivity of the fluorescent film 5. Electrodes may be provided.

【００５９】スペーサ１０は、前述のように絶縁性部材
１１の表面に帯電防止を目的とした高抵抗膜１２を成膜
し、かつフェースプレート７の内側（メタルバック６
等）及び基板１の表面（行方向配線９または列方向配線
１７）に面したスペーサの当接面に低抵抗膜１５を成膜
してなるもので、気密容器の破損あるいは変形を防止す
るのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置さ
れ、フェースプレート７の内側および基板１の表面に接
合材１６により固定される。As described above, the spacer 10 is formed on the surface of the insulating member 11 by forming the high resistance film 12 for the purpose of preventing electrification, and inside the face plate 7 (metal back 6).
Etc.) and a low resistance film 15 is formed on the contact surface of the spacer facing the surface of the substrate 1 (row direction wiring 9 or column direction wiring 17) to prevent damage or deformation of the airtight container. And fixed at a necessary interval to the inside of the face plate 7 and the surface of the substrate 1 by a bonding material 16.

【００６０】従って、スペーサ１０の高抵抗膜１２は、
低抵抗膜１５および接合材１６を介して、フェースプレ
ート７の内側（メタルバック６等）及び基板１の表面
（行方向配線９または列方向配線１７）に電気的に接続
される。ここで説明される態様においては、スペーサ１
０の形状は薄板状とし、行方向配線９に平行に配置さ
れ、行方向配線９に電気的に接続されている。Therefore, the high resistance film 12 of the spacer 10
It is electrically connected to the inside of the face plate 7 (such as the metal back 6) and the surface of the substrate 1 (the row wiring 9 or the column wiring 17) via the low resistance film 15 and the bonding material 16. In the embodiment described here, the spacer 1
The shape of 0 is a thin plate, is arranged in parallel with the row direction wiring 9, and is electrically connected to the row direction wiring 9.

【００６１】このような画像表示装置に適用されるスペ
ーサ１０は、基板１上の行方向配線９および列方向配線
１７とフェースプレート７内面のメタルバック６との間
に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつ
スペーサ１０の表面への帯電を防止する程度の導電性を
有する必要がある。The spacer 10 applied to such an image display device withstands a high voltage applied between the row direction wiring 9 and the column direction wiring 17 on the substrate 1 and the metal back 6 on the inner surface of the face plate 7. It is necessary that the spacer 10 has only such insulating properties and has such conductivity as to prevent the surface of the spacer 10 from being charged.

【００６２】スペーサ１０の絶縁性部材１１としては、
例えば石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少したガ
ラス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラミックス
部材等が挙げられる。なお、絶縁性部材１１はその熱膨
張率が気密容器および基板１を成す部材と近いものが好
ましい。As the insulating member 11 of the spacer 10,
For example, quartz glass, glass having a reduced impurity content such as Na, soda lime glass, and ceramic members such as alumina can be used. The insulating member 11 preferably has a coefficient of thermal expansion that is close to the members forming the airtight container and the substrate 1.

【００６３】スペーサ１０を構成する高抵抗膜１２に
は、高電位側のフェースプレート７（メタルバック６
等）に印加される加速電圧Ｖａを帯電防止膜である高抵
抗膜１２の抵抗値で除した電流が流される。そこで、高
抵抗膜１２の抵抗値は帯電防止および消費電力からその
望ましい範囲に設定される。帯電防止の観点から高抵抗
膜１２の表面抵抗（シート抵抗Ｒｓ）は１０¹²Ω以下で
あることが好ましい。十分な帯電防止効果を得るために
は１０¹¹Ω以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限はス
ペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧により左右さ
れるが、１０⁵ Ω以上であることが好ましい。The high-resistance face plate 7 (metal back 6)
And the like are divided by the resistance value of the high resistance film 12, which is an antistatic film, to flow a current. Therefore, the resistance value of the high resistance film 12 is set in a desirable range from the viewpoint of antistatic and power consumption. It is preferable that the surface resistance (sheet resistance Rs) of the high-resistance film 12 be 10 ¹² Ω or less from the viewpoint of antistatic. In order to obtain a sufficient antistatic effect, the resistance is more preferably 10 ¹¹ Ω or less. The lower limit of the surface resistance depends on the shape of the spacer and the voltage applied between the spacers, but is preferably at least 10 ⁵ Ω.

【００６４】絶縁性部材１１上に形成される高抵抗膜１
２の厚みｔは１０ｎｍ〜１μｍの範囲が望ましい。材料
の表面エネルギーおよび絶縁性部材１１との密着性や部
材温度によっても異なるが、一般的に１０ｎｍ以下の薄
膜は島状に形成され、抵抗が不安定で再現性に乏しい。
一方、膜厚ｔが１μｍ以上では膜応力が大きくなって膜
剥れの危険性が高まり、かつ成膜時間が長くなるため生
産性が悪い。従って、高抵抗膜１２の厚みｔは１０ｎｍ
〜１μｍ、さらには５０〜５００ｎｍであることが特に
望ましい。High resistance film 1 formed on insulating member 11
The thickness t of 2 is preferably in the range of 10 nm to 1 μm. Although it depends on the surface energy of the material, the adhesion to the insulating member 11, and the temperature of the member, a thin film having a thickness of 10 nm or less is generally formed in an island shape, has unstable resistance and poor reproducibility.
On the other hand, when the film thickness t is 1 μm or more, the film stress increases, the risk of film peeling increases, and the film formation time increases, resulting in poor productivity. Therefore, the thickness t of the high resistance film 12 is 10 nm.
It is particularly desirable that the thickness be 1 to 1 μm, and more preferably 50 to 500 nm.

【００６５】比抵抗ρはシート抵抗Ｒｓと膜厚ｔの積で
あり、以上に述べたＲｓとｔの好ましい範囲から、高抵
抗膜１２の比抵抗ρは０．１Ωｃｍ〜１０⁸ Ωｃｍが好
ましい。さらにシート抵抗と膜厚のより好ましい範囲を
実現するためには、高抵抗膜１２の比抵抗ρは１０² 〜
１０⁶ Ωｃｍとするのが良い。The specific resistance ρ is a product of the sheet resistance Rs and the film thickness t. From the above-mentioned preferable range of Rs and t, the specific resistance ρ of the high resistance film 12 is preferably 0.1 Ωcm to 10 ⁸ Ωcm. Further, in order to realize a more preferable range of the sheet resistance and the film thickness, the specific resistance ρ of the high-resistance film 12 should be 10 ² to
It is better to be 10 ⁶ Ωcm.

【００６６】スペーサ１０は上述したようにその表面に
形成した高抵抗膜１２を電流が流れることにより、ある
いはディスプレイ全体が動作中に発熱することによりそ
の温度が上昇する。高抵抗膜１２の抵抗温度係数が大き
な負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、
スペーサ１０に流れる電流が増加し、さらに温度上昇を
もたらす。そして電流は電源の限界を超えるまで増加し
つづける。このような電流の暴走が発生する抵抗温度係
数の値は経験的に負の値で絶対値が１％／Ｋ以上であ
る。すなわち、高抵抗膜１２の抵抗温度係数は、負の場
合は絶対値が１％を超えないことが望ましい。As described above, the temperature of the spacer 10 rises when a current flows through the high resistance film 12 formed on the surface thereof or when the entire display generates heat during operation. If the temperature coefficient of resistance of the high resistance film 12 is a large negative value, the resistance value decreases when the temperature rises,
The current flowing through the spacer 10 increases, which further increases the temperature. The current then continues to increase until it exceeds the limits of the power supply. The value of the temperature coefficient of resistance at which such runaway of the current occurs is empirically a negative value and the absolute value is 1% / K or more. That is, when the resistance temperature coefficient of the high resistance film 12 is negative, it is desirable that the absolute value does not exceed 1%.

【００６７】帯電防止特性を有する高抵抗膜１２の材料
としては、先述したように金属酸化物を用いることがで
きる。As a material of the high resistance film 12 having the antistatic property, a metal oxide can be used as described above.

【００６８】スペーサ１０を構成する低抵抗膜１５は、
高抵抗膜１２を高電位側のフェースプレート７（メタル
バック６等）及び低電位側の基板１（行方向配線９また
は列方向配線１７等）と電気的に接続するために設けら
れたものであり、以下に列挙する複数の機能を有するこ
とができる。The low resistance film 15 constituting the spacer 10
The high-resistance film 12 is provided for electrically connecting the high-potential-side face plate 7 (such as the metal back 6) and the low-potential-side substrate 1 (such as the row-direction wiring 9 or the column-direction wiring 17). Yes, it can have multiple functions listed below.

【００６９】既に記載したように、高抵抗膜１２はス
ペーサ１０表面での帯電を防止する目的で設けられたも
のであるが、高抵抗膜１２をフェースプレート７（メタ
ルバック６等）及び基板１（行方向配線９または列方向
配線１７等）と直接或いは接合材１６を介して接続した
場合、接続部界面に大きな接触抵抗が発生し、スペーサ
表面に発生した電荷を速やかに除去できなくなる可能性
がある。しかしながら、フェースプレート７、基板１及
び接合材１６と接触するスペーサ１０の当接面に低抵抗
膜１５を設けることにより、このような問題を回避する
ことができる。As described above, the high-resistance film 12 is provided for the purpose of preventing electrification on the surface of the spacer 10, and the high-resistance film 12 is formed on the face plate 7 (metal back 6 or the like) and the substrate 1. When connecting directly (via the row-direction wiring 9 or the column-direction wiring 17 or the like) or via the bonding material 16, a large contact resistance is generated at the interface of the connection portion, and the charge generated on the surface of the spacer may not be quickly removed. There is. However, such a problem can be avoided by providing the low-resistance film 15 on the contact surface of the spacer 10 that comes into contact with the face plate 7, the substrate 1, and the bonding material 16.

【００７０】高抵抗膜１２の電位分布を均一化するこ
とができる。すなわち、冷陰極素子１８より放出された
電子は、フェースプレート７と基板１の間に形成された
電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ１０の近傍
で電子軌道に乱れが生じないようにするためには、高抵
抗膜１２の電位分布を全域にわたって制御する必要があ
る。高抵抗膜１２をフェースプレート７（メタルバック
６等）及び基板１０１１（行方向配線９または列方向配
線１７等）と直接或いは接合材１６を介して接続した場
合、接続部界面の接触抵抗のために、接続状態のむらが
発生し、高抵抗膜１２の電位分布が所望の値からずれて
しまう可能性がある。これを避けるために、スペーサ１
０がフェースプレート７及び基板１と当接するスペーサ
端部（当接面及び一部側面部）の全長域に低抵抗膜１５
を設け、この低抵抗膜１５に所望の電位が印加されるよ
うにすることによって、高抵抗膜１２全体の電位を制御
可能となる。The potential distribution of the high resistance film 12 can be made uniform. That is, the electrons emitted from the cold cathode element 18 form an electron trajectory according to the potential distribution formed between the face plate 7 and the substrate 1. In order to prevent the electron orbit from being disturbed in the vicinity of the spacer 10, it is necessary to control the potential distribution of the high-resistance film 12 over the entire region. When the high resistance film 12 is connected to the face plate 7 (metal back 6 or the like) and the substrate 1011 (row direction wiring 9 or column direction wiring 17 or the like) directly or via the bonding material 16, contact resistance at the interface of the connection portion occurs. In addition, the connection state may be uneven, and the potential distribution of the high resistance film 12 may deviate from a desired value. To avoid this, spacer 1
0 is a low-resistance film 15 over the entire length region of the spacer end portion (contact surface and partial side surface portion) that contacts the face plate 7 and the substrate 1.
Is provided so that a desired potential is applied to the low-resistance film 15 so that the potential of the entire high-resistance film 12 can be controlled.

【００７１】放出電子の軌道を制御することができ
る。すなわち、冷陰極素子１８より放出された電子は、
フェースプレート７と基板１の間に形成された電位分布
に従って電子軌道を成す。スペーサ近傍の冷陰極素子か
ら放出された電子に関しては、スペーサを設置すること
に伴う制約（配線、素子位置の変更等）が生じる場合が
ある。このような場合、歪みやむらの無い画像を形成す
るためには、放出された電子の軌道を制御してフェース
プレート７上の所望の位置に電子を照射する必要があ
る。フェースプレート７及び基板１と当接するスペーサ
端部（当接面及び一部側面部）に低抵抗膜１５を設ける
ことにより、スペーサ１０近傍の電位分布に所望の特性
を持たせ、放出された電子の軌道を制御することができ
る。The trajectory of the emitted electrons can be controlled. That is, the electrons emitted from the cold cathode element 18 are:
An electron orbit is formed according to a potential distribution formed between the face plate 7 and the substrate 1. Regarding the electrons emitted from the cold cathode devices near the spacers, there may be restrictions (such as changes in wiring and device positions) associated with the installation of the spacers. In such a case, in order to form an image without distortion or unevenness, it is necessary to control the trajectory of the emitted electrons to irradiate the desired position on the face plate 7 with the electrons. By providing the low-resistance film 15 at the end of the spacer (the contact surface and a part of the side surface) in contact with the face plate 7 and the substrate 1, the potential distribution in the vicinity of the spacer 10 has desired characteristics, and the emitted electrons are emitted. Trajectory can be controlled.

【００７２】以上のような機能を有する低抵抗膜１５
は、高抵抗膜１２に比べ十分に低い抵抗値を選択すれば
よく、本発明においては、金属酸化膜を主成分とする高
抵抗膜１２の一部を還元することで低抵抗膜１５を形成
するため、低抵抗膜１５の構成元素が高抵抗膜１２の構
成元素に含まれる構成となっている。低抵抗膜１５は必
ずしも金属のみである必要はなく、金属と酸化物の共存
する状態、あるいは酸化物の状態であっても、高抵抗膜
１２に比べ十分に低い抵抗値をもっていればよい。The low resistance film 15 having the above functions
In the present invention, the low-resistance film 15 is formed by reducing a part of the high-resistance film 12 containing a metal oxide film as a main component. Therefore, the constituent elements of the low-resistance film 15 are included in the constituent elements of the high-resistance film 12. The low-resistance film 15 does not necessarily need to be made of only a metal, and may have a sufficiently lower resistance value than the high-resistance film 12 even in a state where a metal and an oxide coexist or in an oxide state.

【００７３】接合材１６は、スペーサ１０が行方向配線
９およびメタルバック６と電気的に接続するように、導
電性をもたせる必要がある。すなわち、導電性接着材や
金属粒子や導電性フィラーを添加したフリットガラスが
好適である。The bonding material 16 needs to have conductivity so that the spacer 10 is electrically connected to the row wiring 9 and the metal back 6. That is, frit glass to which a conductive adhesive, metal particles, or a conductive filler is added is preferable.

【００７４】また、Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm およびＤ_oy1 〜Ｄ
_oyn およびＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路
とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続
用端子である。Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm はマルチ電子ビーム源の
行方向配線９と、Ｄ_oy1 〜Ｄ_oyn はマルチ電子ビーム源
の列方向配線１７と、Ｈｖはフェースプレートのメタル
バック６と電気的に接続している。Also, _{Dox1 to Doxm} and _{Doy1 to Dox
oyn} and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel to an electric circuit (not shown). D _ox1 to D _oxm and the row direction wiring 9 of the multi-electron beam _source, D oy1 ~D oyn the column wiring 17 of the multi-electron beam source, Hv is connected anodes 6 and electrically faceplate .

【００７５】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１．３×１０^-5Ｐａ程度
の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、
気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前ある
いは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不
図示）を形成する。ゲッター膜とは、例えばＢａを主成
分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱に
より加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の
吸着作用により気密容器内は１．３×１０^-3Ｐａないし
は１．３×１０^-5Ｐａの真空度に維持される。In order to evacuate the inside of the hermetic container to a vacuum, after assembling the hermetic container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the hermetic container is about 1.3 × 10 ⁻⁵ Pa. Evacuate to a vacuum. After that, the exhaust pipe is sealed,
In order to maintain the degree of vacuum in the airtight container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after sealing. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating, and the inside of the hermetic container is 1.3 × 10 ⁻³ Pa due to the adsorbing action of the getter film. Alternatively, the degree of vacuum is maintained at 1.3 × 10 ⁻⁵ Pa.

【００７６】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm、Ｄ_oy1 〜Ｄ_oyn を
通じて各冷陰極素子１８に電圧を印加すると、各冷陰極
素子から電子が放出される。それと同時にメタルバック
６に容器外端子Ｈｖを通じて数百Ｖ〜数ｋＶの高圧を印
加して、上記放出された電子を加速し、フェースプレー
ト７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜５をなす
各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。An image display device using [0076] The display panel described above, vessel terminals D _ox1 to D _oxm, when a voltage is applied to the cold cathode devices 18 through _D oy1 ~D oyn, electrons are emitted from each cold cathode element Is done. At the same time, a high voltage of several hundred V to several kV is applied to the metal back 6 through the external terminal Hv to accelerate the emitted electrons to collide with the inner surface of the face plate 7. As a result, the phosphors of each color forming the fluorescent film 5 are excited and emit light, and an image is displayed.

【００７７】通常、冷陰極素子１８である本例の表面伝
導型放出素子への印加電圧は１２〜１６Ｖ程度、メタル
バック６と冷陰極素子１８との距離ｄは０．１ｍｍ〜８
ｍｍ程度、メタルバック６と冷陰極素子１８間の電圧
０．１〜１０ｋＶ程度である。次に、前記表示パネルに
用いるマルチ電子ビーム源の製造方法について説明す
る。本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源
には、表示画面が大きくてしかも安価な表示装置が求め
られる状況のもとでは、冷陰極素子１８として表面伝導
型放出素子を特に好ましく用いることができる。Normally, the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device of this embodiment, which is the cold cathode device 18, is about 12 to 16 V, and the distance d between the metal back 6 and the cold cathode device 18 is 0.1 mm to 8
mm, and the voltage between the metal back 6 and the cold cathode element 18 is about 0.1 to 10 kV. Next, a method for manufacturing a multi-electron beam source used for the display panel will be described. In a multi-electron beam source used for the image display device of the present invention, it is particularly preferable to use a surface conduction electron-emitting device as the cold cathode device 18 in a situation where a display device having a large display screen and an inexpensive display device is required. it can.

【００７８】すなわち、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲ
ート電極の相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右
するため、極めて高精度の製造技術を必要とするが、こ
れは大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な
要因となる。また、ＭＩＭ型では、絶縁層と上電極の膜
厚を薄くてしかも均一にする必要があるが、これも大面
積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因とな
る。That is, in the FE type, since the relative position and shape of the emitter cone and the gate electrode greatly affect the electron emission characteristics, extremely high-precision manufacturing technology is required. However, this requires a large area and a reduction in manufacturing cost. Is a disadvantageous factor to achieve. In the MIM type, it is necessary to make the thickness of the insulating layer and the upper electrode thin and uniform, which is also a disadvantageous factor in achieving a large area and a reduction in manufacturing cost.

【００７９】その点、表面伝導型放出素子は、比較的製
造方法が単純なため、大面積化や製造コストの低減が容
易である。また、本発明者らは、表面伝導型放出素子の
中でも、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から
形成したものがとりわけ電子放出特性に優れ、しかも製
造が容易に行えることを見いだしている。したがって、
高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に
用いるには、最も好適であると言える。On the other hand, since the surface conduction electron-emitting device has a relatively simple manufacturing method, it is easy to increase the area and reduce the manufacturing cost. Further, the present inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have particularly excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore,
It can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-brightness, large-screen image display device.

【００８０】そこで、実施例の表示パネルにおいては、
電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した
表面伝導型放出素子を用いている。Therefore, in the display panel of the embodiment,
A surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed from a fine particle film is used.

【００８１】まず好適に用いられる表面伝導型放出素子
について基本的な構成と製法および特性を説明し、その
後で多数の素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビ
ーム源の構造について詳しく述べる。First, the basic configuration, manufacturing method, and characteristics of a surface conduction electron-emitting device that is preferably used will be described, and then the structure of a multi-electron beam source in which a large number of devices are arranged in a simple matrix will be described in detail.

【００８２】［表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法］電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の２種類が挙げられる。[Preferable Device Configuration and Manufacturing Method of Surface Conduction Emission Device] A typical configuration of a surface conduction type emission device in which an electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is a flat type or a vertical type. Types.

【００８３】［平面型の表面伝導型放出素子］まず最初
に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法につ
いて説明する。図８に示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面図（ａ）および断面
図（ｂ）である。図中、２１は基板、２２と２３は素子
電極、２４は導電性膜、２５は通電フォーミング処理に
より形成した電子放出部、２６は通電活性化処理により
形成した薄膜である。[Flat-type surface conduction electron-emitting device] First, the structure and manufacturing method of a flat surface-conduction conduction emission device will be described. FIG. 8 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for explaining the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device. In the figure, 21 is a substrate, 22 and 23 are device electrodes, 24 is a conductive film, 25 is an electron emission portion formed by energization forming, and 26 is a thin film formed by energization activation.

【００８４】基板２１としては、たとえば、石英ガラス
や青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アルミ
ナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述の
各種基板上にたとえばＳｉＯ₂ を材料とする絶縁層を積
層した基板などを用いることができる。As the substrate 21, for example, various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramics substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO ₂ is formed on the various substrates described above. A stacked substrate or the like can be used.

【００８５】また、基板２１上に基板面と平行に対向し
て設けられた素子電極２２と２３は、導電性を有する材
料によって形成されている。例えば、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａ
ｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｇ等をはじ
めとする金属、あるいはこれらの金属の合金、あるいは
Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ をはじめとする金属酸化物、ポリ
シリコンなどの半導体などの中から適宜材料を選択して
用いればよい。素子電極を形成するには、たとえば真空
蒸着などの成膜技術とフォトリソグラフィー、エッチン
グなどのパターニング技術を組み合わせて用いれば容易
に形成できるが、それ以外の方法（たとえば印刷技術）
を用いて形成しても差し支えない。The device electrodes 22 and 23 provided on the substrate 21 in parallel with the substrate surface are formed of a conductive material. For example, Ni, Cr, A
Metals such as u, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd, Ag and the like, alloys of these metals, metal oxides such as In ₂ O ₃ -SnO ₂ , and semiconductors such as polysilicon A material may be appropriately selected from the above and used. The device electrode can be easily formed by using a combination of a film forming technique such as vacuum evaporation and a patterning technique such as photolithography and etching. However, other methods (eg, printing technique)
May be used.

【００８６】素子電極２２と２３の形状は、当該電子放
出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。一般的に
は、電極間隙Ｌは通常は数十ｎｍ〜数百μｍの範囲から
適当な数値を選んで設計されるが、なかでも表示装置に
応用するために好ましいのは数μｍより数十μｍの範囲
である。また、素子電極の厚さｄについては、通常は数
十ｎｍ〜数μｍの範囲から適当な数値が選ばれる。The shapes of the device electrodes 22 and 23 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device. In general, the electrode gap L is usually designed by selecting an appropriate numerical value from the range of several tens nm to several hundreds of μm. Range. As for the thickness d of the device electrode, an appropriate numerical value is usually selected from the range of several tens nm to several μm.

【００８７】また、導電性膜２４の部分には、微粒子膜
を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素として
多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）のこと
を指す。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、個々の
微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微粒子が
互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに重なり
合った構造が観察される。Further, a fine particle film is used for the portion of the conductive film 24. The fine particle film mentioned here refers to a film containing a large number of fine particles as constituent elements (including an island-shaped aggregate). When the fine particle film is examined microscopically, usually, a structure in which the individual fine particles are spaced apart from each other, a structure in which the fine particles are adjacent to each other, or a structure in which the fine particles overlap each other is observed.

【００８８】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数Å〜
数百ｎｍの範囲に含まれるものであるが、なかでも好ま
しいのは１〜２０ｎｍの範囲のものである。また、微粒
子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条件を考慮して適
宜設定される。すなわち、素子電極２２あるいは２３と
電気的に良好に接続するのに必要な条件、後述する通電
フォーミングを良好に行うのに必要な条件、微粒子膜自
身の電気抵抗を後述する適宜の値にするために必要な条
件などである。具体的には、数Å〜数百ｎｍの範囲のな
かで設定するが、なかでも好ましいのは１〜５０ｎｍの
間である。The particle size of the fine particles used in the fine particle film is several to
Although it is included in the range of several hundreds of nm, the one in the range of 1 to 20 nm is particularly preferable. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the conditions necessary for good electrical connection to the element electrode 22 or 23, the conditions necessary for good energization forming described below, and the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later. And other conditions required. Specifically, it is set within a range of several Å to several hundreds of nm, but a preferable range is 1 to 50 nm.

【００８９】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓｎ
Ｏ₂ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ などをはじめと
する酸化物や、ＨｆＢ₂ ，ＺｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ
₆ ，ＹＢ₄ ，ＧｄＢ₄ などをはじめとする硼化物や、Ｔ
ｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣなどをは
じめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮなどをは
じめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅなどをはじめとする半
導体や、カーボンなどが挙げられ、これらの中から適宣
選択される。The materials that can be used to form the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, A
u, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb and other metals, PdO, Sn
Oxides such as O ₂ , In ₂ O ₃ , PbO, Sb ₂ O ₃ , HfB ₂ , ZrB ₂ , LaB ₆ , CeB
Boride such as ₆ , YB ₄ , GdB ₄ ,
carbides such as iC, ZrC, HfC, TaC, SiC, and WC; nitrides such as TiN, ZrN, and HfN; semiconductors such as Si and Ge; and carbon; Appropriately selected from these.

【００９０】以上述べたように、導電性膜２４を微粒子
膜で形成したが、そのシート抵抗値については、１０³
〜１０⁷ ［オーム／ｓｑ］の範囲に含まれるよう設定し
た。[0090] As described above, the conductive film 24 was formed of a fine particle film, the sheet resistance value is 10 ³
It was set so as to be included in the range of 〜１０10 ⁷ [Ohm / sq].

【００９１】なお、導電性膜２４と素子電極２２および
２３とは、電気的に良好に接続されるのが望ましいた
め、互いの一部が重なりあうような構造をとっている。
その重なり方は、図８の例においては、下から、基板２
１、素子電極２２，２３、導電性膜２４の順序で積層し
たが、場合によっては下から基板１、導電性膜２４、素
子電極２２，２３の順序で積層しても差し支えない。Since it is desirable that the conductive film 24 and the device electrodes 22 and 23 be electrically connected well, they have a structure in which a part of each of them overlaps with the other.
In the example shown in FIG.
1, the device electrodes 22, 23 and the conductive film 24 are stacked in this order. However, in some cases, the substrate 1, the conductive film 24, and the device electrodes 22, 23 may be stacked in this order from below.

【００９２】また、電子放出部２５は、導電性膜２４の
一部に形成された亀裂状の部分であり、電気的には周囲
の導電性膜２４よりも高抵抗な性質を有している。亀裂
は、導電性膜２４に対して、後述する通電フォーミング
の処理を行うことにより形成する。亀裂内には、数Åか
ら数百Åの粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、
実際の電子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示す
るのは困難なため、図８においては模式的に示した。The electron-emitting portion 25 is a crack-like portion formed in a part of the conductive film 24 and has a higher electrical property than the surrounding conductive film 24. . The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive film 24. Fine particles having a particle size of several to several hundreds of mm may be arranged in the crack. In addition,
Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron-emitting portion, they are schematically shown in FIG.

【００９３】また、薄膜２６は、炭素もしくは炭素化合
物よりなる薄膜で、電子放出部２５およびその近傍を被
覆している。薄膜２６は、通電フォーミング処理後に、
後述する通電活性化の処理を行うことにより形成する。The thin film 26 is a thin film made of carbon or a carbon compound, and covers the electron emitting portion 25 and its vicinity. After the energization forming process, the thin film 26
It is formed by performing an energization activation process described later.

【００９４】薄膜２６は、単結晶グラファイト、多結晶
グラファイト、非晶質カーボンのいずれかか、もしくは
その混合物であり、膜厚は５０ｎｍ以下とするのが好ま
しく、３０ｎｍ以下とするのがさらに好ましい。The thin film 26 is made of any one of single-crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of preferably 50 nm or less, more preferably 30 nm or less.

【００９５】なお、実際の薄膜２６の位置や形状を精密
に図示するのは困難なため、図８においては模式的に示
した。また、平面図（ａ）においては、薄膜２６の一部
を除去した素子を図示した。Since it is difficult to accurately show the actual position and shape of the thin film 26, it is schematically shown in FIG. Further, in the plan view (a), an element in which a part of the thin film 26 is removed is illustrated.

【００９６】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、後述の実施例においては以下のような素子を用い
た。While the basic structure of the preferred device has been described above, the following device was used in the examples described later.

【００９７】すなわち、基板２１には青板ガラスを用
い、素子電極２２と２３にはＮｉ薄膜を用いた。素子電
極の厚さｄは１００ｎｍ、電極間隔Ｌは２μｍとした。
また、微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを
用い、微粒子膜の厚さは約１０ｎｍ、幅Ｗは１００μｍ
とした。That is, soda glass was used for the substrate 21, and Ni thin films were used for the element electrodes 22 and 23. The thickness d of the device electrode was 100 nm, and the electrode interval L was 2 μm.
Further, Pd or PdO is used as a main material of the fine particle film, the thickness of the fine particle film is about 10 nm, and the width W is 100 μm.
And

【００９８】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図９の（ａ）〜（ｄ）
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図で、各部材の表記は前記図８と同一である。Next, a method of manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device will be described. (A) to (d) of FIG.
Is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and the notation of each member is the same as in FIG.

【００９９】１）まず、図９（ａ）に示すように、基板
２１上に素子電極２２および２３を形成する。素子電極
の形成にあたっては、あらかじめ基板２１を洗剤、純
水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、素子電極の材料を
堆積させる（堆積する方法としては、たとえば、蒸着法
やスパッタ法などの真空成膜技術を用ればよい。）。そ
の後、堆積した電極材料を、フォトリソグラフィー・エ
ッチング技術を用いてパターニングし、（ａ）に示した
一対の素子電極（２２と２３）を形成する。1) First, device electrodes 22 and 23 are formed on a substrate 21 as shown in FIG. In forming the device electrode, the substrate 21 is sufficiently washed in advance with a detergent, pure water, and an organic solvent, and then the material of the device electrode is deposited (for example, vacuum deposition such as a vapor deposition method or a sputtering method). What is necessary is just to use a film-forming technique.). Thereafter, the deposited electrode material is patterned by using a photolithography / etching technique to form a pair of device electrodes (22 and 23) shown in FIG.

【０１００】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性膜２４を形成する。導電性膜の形成にあたっては、ま
ず前記（ａ）の基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、
加熱焼成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリソグ
ラフィー・エッチングにより所定の形状にパターニング
する。ここで、有機金属溶液とは、導電性膜２４に用い
る微粒子の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液
である。（具体的には、実施例では主要元素としてＰｄ
を用いた。また、実施例では塗布方法として、ディッピ
ング法を用いたが、それ以外のたとえばスピンナー法や
スプレー法を用いてもよい。）2) Next, a conductive film 24 is formed as shown in FIG. In forming the conductive film, first, an organic metal solution is applied to the substrate (a) and dried,
After heating and baking to form a fine particle film, it is patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. Here, the organic metal solution is a solution of an organic metal compound whose main element is a material of fine particles used for the conductive film 24. (Specifically, in the examples, Pd is used as a main element.
Was used. In the embodiment, the dipping method is used as a coating method, but other methods such as a spinner method and a spray method may be used. )

【０１０１】また、微粒子膜で作られる導電性膜２４の
成膜方法としては、上記有機金属溶液の塗布による方法
以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ法、あるいは化
学的気相堆積法などを用いる場合もある。As a method of forming the conductive film 24 made of a fine particle film, a method other than the method of applying the organic metal solution, such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method, is used. In some cases.

【０１０２】３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ
ーミング用電源２７から素子電極２２と２３の間に適宜
の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行って、電子
放出部２５を形成する。3) Next, as shown in FIG. 10C, an appropriate voltage is applied between the device electrodes 22 and 23 from the forming power source 27 to perform the energization forming process, and the electron emission portion 25 is turned on. Form.

【０１０３】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性膜２４に通電を行って、その一部を適宜に
破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに
好適な構造に変化させる処理のことである。微粒子膜で
作られた導電性膜１６のうち電子放出を行うのに好適な
構造に変化した部分（すなわち電子放出部２５）におい
ては、導電性膜２４に適当な亀裂が形成されている。な
お、電子放出部２５が形成される前と比較すると、形成
された後は素子電極２２と２３の間で計測される電気抵
抗は大幅に増加する。The energization forming process is to energize the conductive film 24 made of a fine particle film, and to appropriately break, deform, or alter a part of the conductive film 24 to change into a structure suitable for emitting electrons. This is the process that causes An appropriate crack is formed in the conductive film 24 in a portion of the conductive film 16 made of the fine particle film which has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, the electron emission portion 25). It should be noted that the electrical resistance measured between the device electrodes 22 and 23 is significantly increased after the formation, as compared to before the electron emission portion 25 is formed.

【０１０４】通電方法をより詳しく説明するために、図
１０に、フォーミング用電源２７から印加する適宜の電
圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電薄膜１６
をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好まし
く、実施例では同図に示したようにパルス幅Ｔ１の三角
波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印加した。その際
には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、順次昇圧した。
また、電子放出部２５の形成状況をモニターするための
モニターパルスＰｍを適宜の間隔で三角波パルスの間に
挿入し、その際に流れる電流を電流計２８で計測した。FIG. 10 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 27 in order to explain the energization method in more detail. Conductive thin film 16 made of fine particle film
Is preferable, a pulse-like voltage is preferable. In this embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously applied at a pulse interval T2 as shown in FIG. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased.
In addition, a monitor pulse Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 25 was inserted between triangular-wave pulses at appropriate intervals, and the current flowing at that time was measured by the ammeter 28.

【０１０５】実施例においては、１．３×１０^-3Ｐａ程
度の真空雰囲気下において、パルス幅Ｔ１をｌｍｓｅ
ｃ．、パルス間隔Ｔ２を１０ｍｓｅｃ．とし、波高値Ｖ
ｐｆを１パルスごとに０．１Ｖずつ昇圧した。そして、
三角波を５パルス印加するたびに１回の割りで、モニタ
ーパルスＰｍを挿入した。フォーミング処理に悪影響を
及ぼすことがないように、モニターパルスの電圧Ｖｐｍ
は０．１Ｖに設定した。そして、素子電極２２と２３の
間の電気抵抗が１×１０⁶ Ωになった段階、すなわちモ
ニターパルス印加時に電流計２８で計測される電流が１
×１０^-7Ａ以下になった段階で、フォーミング処理にか
かわる通電を終了した。In the embodiment, the pulse width T1 is set to lmsec under a vacuum atmosphere of about 1.3 × 10 ⁻³ Pa.
c. , The pulse interval T2 is 10 msec. And the peak value V
pf was raised by 0.1 V for each pulse. And
The monitor pulse Pm was inserted once every five pulses of the triangular wave were applied. The monitor pulse voltage Vpm is used so as not to adversely affect the forming process.
Was set to 0.1V. Then, when the electric resistance between the element electrodes 22 and 23 becomes 1 × 10 ⁶ Ω, that is, when the current measured by the ammeter 28 when the monitor pulse is applied becomes 1
When the current became less than × 10 ⁻⁷ A, the energization related to the forming process was terminated.

【０１０６】なお、上記の方法は、後述の実施例の表面
伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば
微粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Ｌなど表
面伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応
じて通電の条件を適宣変更するのが望ましい。The above-described method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device of the embodiment described later. For example, the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and thickness of the fine particle film or the element electrode interval L is changed. In such a case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.

【０１０７】４）次に、図９の（ｄ）に示すように、活
性化用電源２９から素子電極２２と２３の間に適宜の電
圧を印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の
改善を行う。4) Next, as shown in FIG. 9D, an appropriate voltage is applied between the element electrodes 22 and 23 from the activating power supply 29 to carry out an energization activation process, and the electron emission is performed. Improve characteristics.

【０１０８】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部２５に適宜の条件で
通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆
積せしめる処理のことである（図においては、炭素もし
くは炭素化合物よりなる堆積物を薄膜２６として模式的
に示した。）。なお、通電活性化処理を行うことによ
り、行う前と比較して、同じ印加電圧における放出電流
を典型的には１００倍以上に増加させることができる。The energization activation process is a process of energizing the electron emitting portion 25 formed by the energization forming process under appropriate conditions and depositing carbon or a carbon compound in the vicinity thereof (in the figure). Schematically shows a deposit made of carbon or a carbon compound as a thin film 26.) Note that by performing the energization activation process, the emission current at the same applied voltage can be typically increased by 100 times or more as compared with before the energization activation process.

【０１０９】具体的には、１．３×１０^-2〜１．３×１
０^-3Ｐａの範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期
的に印加することにより、真空雰囲気中に存在する有機
化合物を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させ
る。薄膜２６は、単結晶グラファイト、多結晶グラファ
イト、非晶質カーボンのいずれかか、もしくはその混合
物であり、膜厚は５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎ
ｍ以下である。Specifically, 1.3 × 10 ^{-2 to} 1.3 × 1
By periodically applying a voltage pulse in a vacuum atmosphere within a range of 0 ⁻³ Pa, carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The thin film 26 is made of any one of single-crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 50 nm or less, more preferably 30 nm.
m or less.

【０１１０】通電方法をより詳しく説明するために、図
１１の（ａ）に、活性化用電源２９から印加する適宜の
電圧波形の一例を示す。実施例においては、一定電圧の
矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行ったが、
具体的には、矩形波の電圧Ｖａｃは１４Ｖ，パルス幅Ｔ
３は１ｍｓｅｃ．，パルス間隔Ｔ４は１０ｍｓｅｃ．と
した。なお、上述の通電条件は、実施例の表面伝導型放
出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型放出素
子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜
変更するのが望ましい。In order to explain the energizing method in more detail, FIG. 11A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 29. In the embodiment, the energization activation process was performed by periodically applying a rectangular wave having a constant voltage.
Specifically, the voltage Vac of the rectangular wave is 14 V, and the pulse width T is
3 is 1 msec. , The pulse interval T4 is 10 msec. And The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly.

【０１１１】図９の（ｄ）に示す３０は該表面伝導型放
出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉するためのア
ノード電極で、直流高電圧電源３１および電流計３２が
接続されている（なお、基板２１を、表示パネルの中に
組み込んでから活性化処理を行う場合には、表示パネル
の蛍光面をアノード電極３０として用いる。）。Reference numeral 30 shown in FIG. 9D denotes an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, to which a DC high-voltage power supply 31 and an ammeter 32 are connected. When the activation process is performed after the substrate 21 is incorporated into the display panel, the phosphor screen of the display panel is used as the anode 30.)

【０１１２】活性化用電源２９から電圧を印加する間、
電流計３２で放出電流Ｉｅを計測して通電活性化処理の
進行状況をモニターし、活性化用電源２９の動作を制御
する。電流計３２で計測された放出電流Ｉｅの一例を図
１１（ｂ）に示すが、活性化電源２９からパルス電圧を
印加しはじめると、時間の経過とともに放出電流Ｉｅは
増加するが、やがて飽和してほとんど増加しなくなる。
このように、放出電流Ｉｅがほぼ飽和した時点で活性化
用電源２９からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を
終了する。While the voltage is applied from the activation power supply 29,
The progress of the energization activation process is monitored by measuring the emission current Ie with the ammeter 32, and the operation of the activation power supply 29 is controlled. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 32 is shown in FIG. 11B. When the pulse voltage is started to be applied from the activation power supply 29, the emission current Ie increases with time, but eventually saturates. And hardly increase.
As described above, when the emission current Ie is substantially saturated, the application of the voltage from the activation power supply 29 is stopped, and the energization activation process ends.

【０１１３】なお、上述の通電条件は、実施例の表面伝
導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型
放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件
を適宜変更するのが望ましい。The above-mentioned energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly. .

【０１１４】以上のようにして、図９（ｅ）に示す平面
型の表面伝導型放出素子が得られる。As described above, the planar type surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 9E is obtained.

【０１１５】［垂直型の表面伝導型放出素子］次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち
垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。[Vertical Surface Conduction Emitting Element] Next, another typical structure of a surface conduction electron emitting element in which the electron-emitting portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, a vertical surface conduction electron-emitting device. The configuration of the element will be described.

【０１１６】図１２は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の３３は基板、３４と
３５は素子電極、３９は段差形成部材、３６は微粒子膜
を用いた導電性膜、３７は通電フォーミング処理により
形成した電子放出部、３８は通電活性化処理により形成
した薄膜である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of the vertical type. In the figure, reference numeral 33 denotes a substrate, reference numerals 34 and 35 denote element electrodes, reference numeral 39 denotes a step forming member, and reference numeral 36 denotes a fine particle film. The used conductive film, 37 is an electron emitting portion formed by the energization forming process, and 38 is a thin film formed by the energization activation process.

【０１１７】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（３４）が段差形成部材３９
上に設けられており、導電性膜３６が段差形成部材３９
の側面を被覆している点にある。したがって、前記図８
の平面型における素子電極間隔Ｌは、垂直型においては
段差形成部材３９の段差高Ｌｓとして設定される。な
お、基板３３、素子電極３４および３５、微粒子膜を用
いた導電性膜３６については、前記平面型の説明中に列
挙した材料を同様に用いることが可能である。また、段
差形成部材３９には、たとえばＳｉＯ₂ のような電気的
に絶縁性の材料を用いる。The difference between the vertical type and the flat type described above is that one of the device electrodes (34) is provided with a step forming member 39.
The conductive film 36 is provided on the step forming member 39.
In that it covers the side surface of Therefore, FIG.
The element electrode interval L in the planar type is set as the step height Ls of the step forming member 39 in the vertical type. For the substrate 33, the device electrodes 34 and 35, and the conductive film 36 using the fine particle film, the materials listed in the description of the flat type can be similarly used. For the step forming member 39, an electrically insulating material such as SiO ₂ is used.

【０１１８】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図１３の（ａ）〜（ｆ）は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図１
２と同一である。Next, a method of manufacturing a vertical type surface conduction electron-emitting device will be described. FIGS. 13A to 13F are cross-sectional views for explaining a manufacturing process.
Same as 2.

【０１１９】１）まず、図１３（ａ）に示すように、基
板３３上に素子電極３５を形成する。1) First, as shown in FIG. 13A, an element electrode 35 is formed on a substrate 33.

【０１２０】２）次に、同図（ｂ）に示すように、段差
形成部材３９を形成するための絶縁層を積層する。絶縁
層は、たとえばＳｉＯ₂ をスパッタ法で積層すればよい
が、真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いても
よい。2) Next, as shown in FIG. 14B, an insulating layer for forming the step forming member 39 is laminated. The insulating layer may be formed by stacking, for example, SiO ₂ by a sputtering method, but another film forming method such as a vacuum evaporation method or a printing method may be used.

【０１２１】３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶縁
層の上に素子電極３４を形成する。3) Next, as shown in FIG. 13C, an element electrode 34 is formed on the insulating layer.

【０１２２】４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁
層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素
子電極３５を露出させる。4) Next, as shown in FIG. 14D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the element electrode 35.

【０１２３】５）次に、同図（ｅ）に示すように、微粒
子膜を用いた導電性膜３６を形成する。形成するには、
前記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法などの成膜
技術を用いればよい。5) Next, as shown in FIG. 14E, a conductive film 36 using a fine particle film is formed. To form
As in the case of the flat type, a film forming technique such as a coating method may be used.

【０１２４】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部３７を形成する
（図９（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミン
グ処理と同様の処理を行えばよい。）。6) Next, as in the case of the planar type, the energization forming process is performed to form the electron emission portion 37 (the same process as the planar type energization forming process described with reference to FIG. 9C). Should be done.)

【０１２５】７）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭
素化合物を堆積させる（図９（ｄ）を用いて説明した平
面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよい。）。7) Next, similarly to the case of the above-mentioned flat type, an activation process is performed to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity of the electron emission portion (the flat type current described with reference to FIG. 9D). The same processing as the activation processing may be performed.)

【０１２６】以上のようにして、図１３（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子が得られる。As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 13F is obtained.

【０１２７】［表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性］以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。[Characteristics of Surface Conduction Emission Device Used in Display Device] The element structure and manufacturing method of the planar and vertical surface conduction emission devices have been described above. Next, the characteristics of the device used in the display device will be described. Is described.

【０１２８】図１４に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素
子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的な例
を示す。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著
しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、
これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータ
を変更することにより変化するものであるため、２本の
グラフは各々任意単位で図示した。FIG. 14 shows typical examples of (emission current Ie) versus (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) versus (device applied voltage Vf) characteristics of the device used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, and it is difficult to show the same current on the same scale.
Since these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the element, the two graphs are shown in arbitrary units.

【０１２９】表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉｅに
関して以下に述べる３つの特性を有している。The element used for the display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie.

【０１３０】第一に、ある電圧（これを闘値電圧Ｖｔｈ
と呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に
放出電流Ｉｅが増加するが、一方、闘値電圧Ｖｔｈ未満
の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。すな
わち、放出電流Ｉｅに関して、明確な闘値電圧Ｖｔｈを
持った非線形素子である。First, a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage Vth
When a voltage having the above magnitude is applied to the element, the emission current Ie sharply increases. On the other hand, at a voltage lower than the threshold voltage Vth, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a nonlinear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【０１３１】第二に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電
圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉ
ｅの大きさを制御できる。Second, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie varies with the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.

【０１３２】第三に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して
素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電
圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element is faster than the voltage Vf applied to the element, the amount of charge of the electrons emitted from the element depends on the length of time for applying the voltage Vf. Can control.

【０１３３】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、
駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて闘値電圧Ｖｔ
ｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には闘値
電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次
切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表
示を行うことが可能である。Because of the above characteristics, the surface conduction electron-emitting device could be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen. That is,
The driving element has a threshold voltage Vt according to a desired light emission luminance.
h or more, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected elements. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.

【０１３４】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。Further, since the emission luminance can be controlled by using the second characteristic or the third characteristic, gradation display can be performed.

【０１３５】［駆動回路構成および駆動方法］図１５
は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいてテレビジョン
表示を行うための駆動回路の概略構成をプロック図で示
したものである。同図中、表示パネル１０１は前述した
表示パネルに相当するもので、前述した様に製造され、
動作する。また、走査回路１０２は表示ラインを走査
し、制御回路１０３は走査回路へ入力する信号等を生成
する。シフトレジスタ１０４は１ライン毎のデータをシ
フトし、ラインメモリ１０５は、シフトレジスタ１０４
からの１ライン分のデータを変調信号発生器１０７に入
力する。同期信号分離回路１０６はＮＴＳＣ信号から同
期信号を分離する。[Driving Circuit Configuration and Driving Method] FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a driving circuit for performing television display based on an NTSC television signal. In the figure, a display panel 101 corresponds to the display panel described above, and is manufactured as described above.
Operate. The scanning circuit 102 scans a display line, and the control circuit 103 generates a signal or the like to be input to the scanning circuit. The shift register 104 shifts data for each line, and the line memory 105 stores the shift register 104
Is input to the modulation signal generator 107. The synchronization signal separation circuit 106 separates the synchronization signal from the NTSC signal.

【０１３６】以下、図１５の装置各部の機能を詳しく説
明する。Hereinafter, the function of each section of the apparatus shown in FIG. 15 will be described in detail.

【０１３７】まず表示パネル１０１は、端子Ｄ_ox1 ない
しＤ_oxm および端子Ｄ_oy1 ないしＤ_oyn 、および高圧端
子Ｈｖを介して外部の電気回路と接続されている。この
うち、端子Ｄ_ox1 ないしＤ_oxm には、表示パネル１０１
内に設けられているマルチ電子ビーム源、すなわちｍ行
ｎ列の行列状にマトリクス配線された冷陰極素子を１行
（ｎ素子）ずつ順次駆動していくための走査信号が印加
される。一方、端子Ｄ_oy1 ないしＤ_oyn には、前記走査
信号により選択された１行分のｎ個の各素子の出力電子
ビームを制御するための変調信号が印加される。また、
高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖａより、たとえば５
［ｋＶ］の直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子
ビーム源より出力される電子ビームに蛍光体を励起する
のに充分なエネルギーを付与するための加速電圧であ
る。[0137] First display panel 101 is connected to an external electric circuit to _oy1 no D _oxm and terminal D to no terminal D _ox1 through D _Oyn, and high voltage terminal Hv. The terminals D _ox1 to D _oxm are _connected to the display panel 101.
A scanning signal for sequentially driving the multi-electron beam sources provided therein, that is, the cold-cathode devices arranged in a matrix of m rows and n columns in a matrix manner is applied one row at a time (n elements). On the other hand, to the terminals _Doy1 to _Doyn , a modulation signal for controlling the output electron beam of each of the n elements for one row selected by the scanning signal is applied. Also,
The high voltage terminal Hv is connected to a DC voltage source Va, for example, 5
A DC voltage of [kV] is supplied, and this is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam output from the multi-electron beam source to excite the phosphor.

【０１３８】次に、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
ないしＳ_m で模式的に示されている）を備えるもので、
各スイッチング素子は、直流電圧源Ｖｘの出力電圧もし
くは０［Ｖ］（グランドレベル）のいすれか一方を選択
し、表示パネル１０１の端子Ｄ_ox1 ないしＤ_oxm と電気
的に接続するものである。Ｓ₁ ないしＳ_m の各スイッチ
ング素子は、制御回路１０３が出力する制御信号Ｔ_scan
に基づいて動作するものだが、実際にはたとえばＦＥＴ
のようなスイッチング素子を組合わせることにより容易
に構成することが可能である。なお、前記直流電圧源Ｖ
ｘは、図１４に例示した電子放出素子の特性に基づき走
査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出し
きい値電圧Ｖｔｈ電圧以下となるよう、一定電圧を出力
するよう設定されている。Next, the scanning circuit 102 will be described.
The circuit includes m switching elements (in the figure, S ₁
Or S _m ).
Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 [V] (ground level) and is electrically connected to the terminals D _ox1 to D _{oxm of the} display panel 101. Each of the switching elements S ₁ to S _m outputs a control signal T _scan output from the control circuit 103.
It operates based on
It can be easily configured by combining such switching elements. The DC voltage source V
x is set so as to output a constant voltage so that the drive voltage applied to an element that is not scanned based on the characteristics of the electron emission element illustrated in FIG. 14 is equal to or lower than the electron emission threshold voltage Vth. .

【０１３９】また、制御回路１０３は、外部より入力す
る画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各
部の動作を整合させる働きをもつものである。次に説明
する同期信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔ
_syncに基づいて、各部に対してＴ_scanおよびＴ_sft およ
びＴ_mry の各制御信号を発生する。The control circuit 103 has a function of matching the operations of the respective units so that appropriate display is performed based on an externally input image signal. The synchronization signal T sent from the synchronization signal separation circuit 106 described next
Based on the _sync, it generates a respective control signal T _scan and T _sft and T _mry to each unit.

【０１４０】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、良く知られて
いるように周波数分離（フィルタ）回路を用いれば容易
に構成できるものである。同期信号分離回路１０６によ
り分離された同期信号は、良く知られるように垂直同期
信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜
上、Ｔ_sync信号として図示した。一方、前記テレビ信号
から分離された画像の輝度信号成分を便宜上ＤＡＴＡ信
号と表すが、同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 externally input NTSC television signal, and as is well known, a frequency separating (filter). It can be easily configured by using a circuit. The synchronization signal separated by the synchronization signal separation circuit 106 is composed of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal as is well known, but is shown here as a _Tsync signal for convenience of explanation. On the other hand, a luminance signal component of an image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience, and the signal is input to the shift register 104.

【０１４１】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Ｔ_sft に基づいて動
作する。すなわち、制御信号Ｔ_sft は、シフトレジスタ
１０４のシフトクロックであると言い換えることもでき
る。シリアル／パラレル変換された画像１ライン分（電
子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当する）のデータ
は、Ｉ_d1ないしＩ_dnのｎ個の信号として前記シフトレジ
スタ１０４より出力される。The shift register 104 is for serially / parallel-converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and converts the DATA signal into a control signal _Tsft sent from the control circuit 103. Work based on. That is, the control signal _Tsft can be rephrased as a shift clock of the shift register 104. Data of one line of an image (corresponding to drive data for n electron-emitting devices) subjected to serial / parallel conversion is output from the shift register 104 as n signals I _d1 to I _dn .

【０１４２】ラインメモリ１０５は、画像１ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔ_mry にした
がって適宜Ｉ_d1ないしＩ_dnの内容を記憶する。記憶され
た内容は、Ｉ’_d1ないしＩ’_dnとして出力され、変調信
号発生器１０７に入力される。The line memory 105 is a storage device for storing data for one line of an image for a necessary time only, and stores the contents of I _d1 to I _dn as appropriate according to a control signal T _mry sent from the control circuit 103. Remember. The stored contents are output as I ′ _d1 to I ′ _dn and input to modulation signal generator 107.

【０１４３】変調信号発生器１０７は、前記画像データ
Ｉ’_d1ないしＩ’_dn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ための信号源で、その出力信号
は、端子Ｄ_oy1 ないしＤ_oyn を通じて表示パネル１０１
内の電子放出素子に印加される。[0143] Modulation signal generator 107 'to _d1 no I' the image data I according to each of _dn, the signal source for properly driving modulating each of the electron-emitting device, the output signal, terminal D Display panel 101 through _oy1 or _Doyn
Is applied to the electron-emitting device in the inside.

【０１４４】図１４を用いて説明したように、本発明に
適用される表面伝導型放出素子は放出電流Ｉｅに対して
以下の基本特性を有している。すなわち、電子放出には
明確な闘値電圧Ｖｔｈ（後述する実施例の表面伝導型放
出素子では８［Ｖ］）があり、闘値Ｖｔｈ以上の電圧を
印加された時のみ電子放出が生じる。また、電子放出闘
値Ｖｔｈ以上の電圧に対しては、図１４のグラフのよう
に電圧の変化に応じて放出電流Ｉｅ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、たと
えば電子放出闘値Ｖｔｈ以下の電圧を印加しても電子放
出は生じないが、電子放出闘値Ｖｔｈ以上の電圧を印加
する場合には表面伝導型放出素子から電子ビームが出力
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重を制御することが可能で
ある。As described with reference to FIG. 14, the surface conduction electron-emitting device applied to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. In other words, electron emission has a clear threshold voltage Vth (8 [V] in the surface conduction electron-emitting device of the embodiment described later), and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than the threshold value Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold value Vth, the emission current Ie also changes according to the change in the voltage as shown in the graph of FIG. From this, when a pulse-like voltage is applied to the present element, for example, even if a voltage equal to or lower than the electron emission threshold Vth is applied, electron emission does not occur, but when a voltage equal to or higher than the electron emission threshold Vth is applied. Outputs an electron beam from the surface conduction electron-emitting device. At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. Further, by changing the pulse width Pw, it is possible to control the total charge of the output electron beam.

【０１４５】従って、入力信号に応じて、電子放出素子
を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調
方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器１０７として、一定長さの電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルスの波
高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いること
ができる。また、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 employed. When implementing the voltage modulation method, a circuit of a voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 107. be able to. When the pulse width modulation method is performed, the modulation signal generator 107 generates a voltage pulse having a constant peak value, and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data. Circuit can be used.

【０１４６】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。すなわち、画像信号のシリアル／パラ
レル変換や記憶が所定の速度で行われればよいからであ
る。The shift register 104 and the line memory 10
5 can be a digital signal type or an analog signal type. That is, the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【０１４７】デジタル信号式を用いる場合には、同時信
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変換器を設ければよい。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、変調信号発生器に用いられる回路が若
干異なったものとなる。すなわち、デジタル信号を用い
た電圧変調方式の場合、変調信号発生器１０７には、例
えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路など
を付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器
１０７には、例えば高速の発振器および発振器の出力す
る波数を計数する計数器（カウンタ）および計数器の出
力値と前記メモリの出力値を比較する比較器（コンパレ
ータ）を組み合せた回路を用いる。必要に応じて、比較
器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放出素
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 simultaneous 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 differs slightly 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, for example, a D / A conversion circuit is used as the modulation signal generator 107, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 107 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. (Comparator) is used. If necessary, an amplifier for amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【０１４８】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、例えばオペアンプなど
を用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてシフトレベ
ル回路などを付加することもできる。パルス幅変調方式
の場合には、例えば、電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を
採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧まで電
圧増幅するための増幅器を付加することもできる。In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier or the like can be used as the modulation signal generator 107, and a shift level circuit or the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) can be employed, and an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the electron-emitting device can be added as necessary.

【０１４９】このような構成をとりうる本発明を適用可
能な画像表示装置においては、各電子放出素子に、容器
外端子Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm 、Ｄ_oy1 〜Ｄ_oyn 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Ｈｖを
介してメタルバック６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５に衝突し、発光が生じて画像が形成され
る。[0149] In the image display apparatus to which the present invention can be applied can take such a construction, the respective electron-emitting devices, vessel terminals D _ox1 to D _oxm, applying a voltage via the _D oy1 ~D oyn Causes electron emission. A high voltage is applied to the metal back 6 or the transparent electrode (not shown) via the high voltage terminal Hv to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 5 and emit light to form an image.

【０１５０】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につい
てはＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限るも
のではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式などの他、これら
より多数の走査線からなるＴＶ信号（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 display apparatus described here is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the concept of the present invention. The input signal is described in the NTSC system. However, the input signal is not limited to this. In addition to the PAL and SECAM systems, a TV signal including a larger number of scanning lines (high-definition TV including the MUSE system) A method can also be adopted.

【０１５１】[0151]

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳述
する。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【０１５２】（実施例１）本実施例のスペーサの製造方
法を図１を参照して説明する。(Example 1) A method for manufacturing a spacer of this example will be described with reference to FIG.

【０１５３】絶縁性部材１１として石英ガラスを用い
（図１（ａ））、ＴｉのターゲットをＯ₂ を１．３×１
０^-1Ｐａ中で高周波電源でスパッタすることにより、絶
縁性部材１１の表面にＴｉ酸化膜１２を形成した（図１
（ｂ））。石英ガラスのサイズは４ｍｍ×４０ｍｍ×
０．２ｍｍで、その両面（４ｍｍ×４０ｍｍの面）およ
び端面（４０ｍｍ×０．２ｍｍの面）にＴｉ酸化膜１２
を形成した。得られた膜の比抵抗は３×１０⁷ Ωｃｍ
で、膜厚５００ｎｍで、スペーサ抵抗Ｒｓ＝６×１０¹⁰
Ωであった。[0153] Using quartz glass as the insulating member 11 (FIG. 1 (a)), the a Ti target O ₂ 1.3 × 1
A Ti oxide film 12 was formed on the surface of the insulating member 11 by sputtering with a high frequency power supply at 0 ^-1 Pa.
(B)). The size of quartz glass is 4mm × 40mm ×
0.2 mm, a Ti oxide film 12 on both sides (4 mm × 40 mm) and end faces (40 mm × 0.2 mm).
Was formed. The specific resistance of the obtained film is 3 × 10 ⁷ Ωcm
At a film thickness of 500 nm and a spacer resistance Rs = 6 × 10 ¹⁰
Ω.

【０１５４】次に、サイズ３．６ｍｍ×５０ｍｍ×０．
２ｍｍのアルミナ製のマスク１３をスペーサの両端が
０．２ｍｍづつマスクから露出するようにその両面に配
し、これを真空中に入れて、Ａｒイオンを両端部の裏表
に照射した（図１（ｃ））。Ａｒ圧力５×ｌ０^-4Ｐａ、
加速エネルギー５ｋｅＶで３分間照射した。非露出部と
露出部をＸＰＳを用い、Ｔｉ２ｐ_3/2 のスペクトルで化
学状態を調べたところ（分析領域１００μｍφ）、非露
出部が主にＴｉＯ₂ であるのに対し、露出部は金属Ｔｉ
の他にＴｉＯ₂ よりも低結合エネルギーのスペクトルが
観測され（ＴｉＯ₂ よりも酸化度が低いことを示す。Ｔ
ｉＯ，Ｔｉ₂ Ｏ₃ 、Ｔｉ₂ Ｏなど）、Ａｒイオン照射に
よって還元されたことが確かめられた（図１（ｄ））。Next, the size 3.6 mm × 50 mm × 0.
A 2 mm alumina mask 13 was placed on both sides of the spacer so that both ends of the spacer were exposed from the mask in 0.2 mm increments, and this was placed in a vacuum, and Ar ions were irradiated on both sides of the both ends (FIG. 1 ( c)). Ar pressure 5 × 10 ^-4 Pa,
Irradiation was performed at an acceleration energy of 5 keV for 3 minutes. When the unexposed portion and the exposed portion were examined by XPS for the chemical state in the spectrum of Ti2p _3/2 (analysis area 100 μmφ), the unexposed portion was mainly TiO ₂ , whereas the exposed portion was metallic Ti.
In addition, a spectrum having a lower binding energy than TiO ₂ is observed (indicating that the degree of oxidation is lower than that of TiO _2. T
iO, Ti ₂ O ₃ , Ti ₂ O, etc.) and reduced by Ar ion irradiation (FIG. 1D).

【０１５５】なお、ここではマスクを用いてパターニン
グしたが、スペーサをずらして重ねて一番上のスペーサ
にのみマスク１３を施し、露出部にＡｒイオン照射して
もよい（図２）。Although the patterning is performed using a mask here, the mask 13 may be applied only to the uppermost spacer by displacing the spacers and the exposed portion may be irradiated with Ar ions (FIG. 2).

【０１５６】（実施例２）本実施例のスペーサの製造方
法を図１を参照して説明する。(Embodiment 2) A method of manufacturing a spacer of this embodiment will be described with reference to FIG.

【０１５７】絶縁性部材１１として石英ガラスを用い
（図１（ａ））、ＣｕのターゲットをＯ₂ を１．３×１
０^-1Ｐａで高周波電源でスパッタすることにより、絶縁
性部材１１の表面にＣｕ酸化膜１２を形成した（図１
（ｂ））。石英ガラスのサイズは４ｍｍ×４０ｍｍ×
０．２ｍｍで、その両面（４ｍｍ×４０ｍｍの面）およ
び端面（４０ｍｍ×０．２ｍｍの面）にＣｕ酸化膜を形
成した。得られた膜の比抵抗は〜１×１０³ Ωｃｍで、
膜厚５０ｎｍで、Ｒｓ＝２×１０⁷ Ωであった。Quartz glass was used as the insulating member 11 (FIG. 1A), and a Cu target was 1.3 × 1 O _2.
A Cu oxide film 12 was formed on the surface of the insulating member 11 by sputtering with a high frequency power supply at 0 ^-1 Pa.
(B)). The size of quartz glass is 4mm × 40mm ×
A Cu oxide film was formed on both sides (4 mm × 40 mm face) and end faces (40 mm × 0.2 mm face) of 0.2 mm. The specific resistance of the obtained film is ~ 1 × 10 ³ Ωcm,
When the film thickness was 50 nm, Rs was 2 × 10 ⁷ Ω.

【０１５８】次に、サイズ３．６ｍｍ×５０ｍｍ×０．
２ｍｍのアルミナ製のマスク１３をスペーサの両端が
０．２ｍｍづつマスクから露出するようにその両面に配
し、これを真空中に入れて、Ａｒイオンを両端部の裏表
に照射した（図１（ｃ））。Ａｒ圧力５×ｌ０^-4Ｐａ、
加速エネルギー３ｋｅＶで３分間照射した。非露出部と
露出部をＸＰＳを用い、Ｃｕ２ｐ_3/2 のスペクトルで化
学状態を調べたところ（分析領域１００μｍφ）、非露
出部が主にＣｕＯであるのに対し、露出部は金属Ｃｕの
他にＣｕ₂ Ｏが認められ、Ａｒイオン照射によって還元
されたことが確かめられた。Next, the size 3.6 mm × 50 mm × 0.
A 2 mm alumina mask 13 was placed on both sides of the spacer so that both ends of the spacer were exposed from the mask in 0.2 mm increments, and this was placed in a vacuum, and Ar ions were irradiated on both sides of the both ends (FIG. 1 ( c)). Ar pressure 5 × 10 ^-4 Pa,
Irradiation was performed at an acceleration energy of 3 keV for 3 minutes. When the unexposed part and the exposed part were examined by XPS for the chemical state in the spectrum of Cu2p3 _{/ 2} (analysis area 100 μmφ), the unexposed part was mainly CuO, while the exposed part was made of metal Cu. Cu ₂ O is observed, it was confirmed to have been reduced by Ar ion irradiation.

【０１５９】なお、ここではマスクを用いてパターニン
グしたが、スペーサをずらして重ねて一番上のスペーサ
にのみマスク１３を施し、露出部にＡｒイオン照射して
もよいのは実施例１と同様である。Although patterning is performed using a mask here, the mask 13 may be applied only to the uppermost spacer by displacing the spacers and the exposed portion may be irradiated with Ar ions as in the first embodiment. It is.

【０１６０】（実施例３）本実施例のスペーサの製造方
法を図１を参照して説明する。(Embodiment 3) A method of manufacturing a spacer of this embodiment will be described with reference to FIG.

【０１６１】絶縁性部材１１として石英ガラスを用い
（図１（ａ））、ＴａのターゲットをＯ₂ を１．３×１
０^-1Ｐａ中で高周波電源でスパッタすることにより、絶
縁性部材１１の表面にＴａ酸化膜を形成した（図１
（ｂ））。石英ガラスのサイズは４ｍｍ×４０ｍｍ×
０．２ｍｍで、その両面（４ｍｍ×４０ｍｍの面）およ
び端面（４０ｍｍ×０．２ｍｍの面）にＴａ酸化膜を形
成した。得られた膜の比抵抗は〜１×１０⁵ Ωｃｍで、
膜厚５０ｎｍで、Ｒｓ＝１×１０⁹ Ωであった。[0161] Using quartz glass as the insulating member 11 (FIG. 1 (a)), the a Ta target O ₂ 1.3 × 1
A Ta oxide film was formed on the surface of the insulating member 11 by sputtering with a high frequency power supply at 0 ^-1 Pa (FIG. 1).
(B)). The size of quartz glass is 4mm × 40mm ×
A 0.2 mm thick Ta oxide film was formed on both sides (4 mm × 40 mm face) and end faces (40 mm × 0.2 mm face). The specific resistance of the obtained film is ~ 1 × 10 ⁵ Ωcm,
At a film thickness of 50 nm, Rs = 1 × 10 ⁹ Ω.

【０１６２】次に、サイズ３．６ｍｍ×５０ｍｍ×０．
２ｍｍのアルミナ製のマスク１３をスペーサの両端が
０．２ｍｍづつマスクから露出するようにその両面に配
し、これを真空中に入れて、Ａｒイオンを両端部の裏表
に照射した（図１（ｃ））。Ａｒ圧力５×ｌ０^-4Ｐａ、
加速エネルギー３ｋｅＶで３分間照射した。非露出部と
露出部をＸＰＳを用い、Ｔａ４ｆ_7/2 のスペクトルで化
学状態を調べたところ（分析領域１００μｍφ）、非露
出部が主にＴａ₂ Ｏ₅ であるのに対し、露出部は金属Ｔ
ａとＴａ₂ Ｏ₅ よりも低結合エネルギーのスペクトルが
観測され（Ｔａ₂Ｏ₅ よりも酸化度が低いことを示
す）、Ａｒイオン照射によって還元されたことが確かめ
られた。Next, the size 3.6 mm × 50 mm × 0.
A 2 mm alumina mask 13 was placed on both sides of the spacer so that both ends of the spacer were exposed from the mask in 0.2 mm increments, and this was placed in a vacuum, and Ar ions were irradiated on both sides of the both ends (FIG. 1 ( c)). Ar pressure 5 × 10 ^-4 Pa,
Irradiation was performed at an acceleration energy of 3 keV for 3 minutes. The exposed portion and the unexposed portion using the XPS, spectra were examined chemical state (analysis region 100Myuemufai) of TA4F _7/2, the non-exposed portion is predominantly Ta ₂ O ₅ with respect to the exposed portion of the metal T
a and a spectrum having a lower binding energy than that of Ta ₂ O ₅ were observed (indicating that the degree of oxidation was lower than that of Ta ₂ O ₅ ), and it was confirmed that they were reduced by Ar ion irradiation.

【０１６３】なお、ここではマスクを用いてパターニン
グしたが、スペーサをずらして重ねて一番上のスペーサ
にのみマスク１３を施し、露出部にＡｒイオン照射して
もよいのは実施例１と同様である（図２）。Although patterning is performed using a mask here, the mask 13 may be applied only to the uppermost spacer by displacing the spacers and the exposed portions may be irradiated with Ar ions as in the first embodiment. (FIG. 2).

【０１６４】（実施例４）実施例３と同様に石英ガラス
１１の表面にＴａ酸化膜１２を形成した（図１
（ｂ））。Example 4 A Ta oxide film 12 was formed on the surface of quartz glass 11 in the same manner as in Example 3 (FIG. 1).
(B)).

【０１６５】次に、サイズ３．６ｍｍ×５０ｍｍ×０．
２ｍｍのアルミナ製のマスク１３をスペーサの両端が
０．２ｍｍづつマスクから露出するようにその両面に配
し（図１（ｃ）参照）、これを真空中に入れて、電子線
を両端部の裏表に照射した。真空度ｌ×１０^-5Ｐａ、加
速エネルギー３０ｋｅＶで３分間照射した。非露出部と
露出部をＸＰＳを用い、Ｔａ４ｆ_7/2 のスペクトルで化
学状態を調べたところ（分析領域１００μｍφ）、非露
出部が主にＴａ₂ Ｏ₅ であるのに対し、露出部は金属Ｔ
ａとＴａ₂ Ｏ₅ よりも低結合エネルギーのスペクトルが
観測され（Ｔａ₂Ｏ₅ よりも酸化度が低いことを示
す）、電子線照射によって還元されたことが確かめられ
た。Next, the size 3.6 mm × 50 mm × 0.
A 2 mm alumina mask 13 is disposed on both sides of the spacer such that both ends of the spacer are exposed from the mask by 0.2 mm each (see FIG. 1 (c)). Irradiated on both sides. Irradiation was performed at a degree of vacuum of 1 × 10 ⁻⁵ Pa and acceleration energy of 30 keV for 3 minutes. The exposed portion and the unexposed portion using the XPS, spectra were examined chemical state (analysis region 100Myuemufai) of TA4F _7/2, the non-exposed portion is predominantly Ta ₂ O ₅ with respect to the exposed portion of the metal T
a and a spectrum having a lower binding energy than that of Ta ₂ O ₅ were observed (indicating that the degree of oxidation was lower than that of Ta ₂ O ₅ ), and it was confirmed that they were reduced by electron beam irradiation.

【０１６６】なお、ここではマスクを用いてパターニン
グしたが、スペーサをずらして重ねて一番上のスペーサ
にのみマスク１３を施し、露出部にＡｒイオン照射して
もよいのは実施例１と同様である（図２）。さらに、電
子線ビームを走査することで、マスクレスでパターニン
グしてもよい。Although patterning is performed using a mask here, the mask 13 may be applied only to the uppermost spacer by displacing the spacers and the exposed portion may be irradiated with Ar ions as in the first embodiment. (FIG. 2). Further, patterning may be performed without a mask by scanning an electron beam.

【０１６７】（実施例５）実施例２と同様に石英ガラス
１１の表面にＣｕ酸化膜１２を形成した（図１
（ｂ））。Example 5 A Cu oxide film 12 was formed on the surface of quartz glass 11 in the same manner as in Example 2 (FIG. 1).
(B)).

【０１６８】次に、サイズ３．６ｍｍ×５０ｍｍ×０．
２ｍｍのアルミナ製のマスク１３をスペーサの両端が
０．２ｍｍづつマスクから露出するようにその両面に配
し（図１（ｃ）参照）、さらに側面（４ｍｍ×０．２ｍ
ｍの面のうち、両端０．２ｍｍを除く３．６ｍｍ×０．
２の面）に厚み０．２ｍｍのマスクを接触させ、低抵抗
膜１５を形成したい部分以外を露出しないようにした
（不図示）。これを加熱機構を持つ試料台が設置された
密閉容器に入れた。この容器をロータリーポンプで排気
した後、一酸化炭素ガスを大気圧まで導入し、試料台を
２５０℃に加熱した。約３分後にスペーサを大気中に取
り出し、非露出部と露出部をＸＰＳで調べたところ（分
析領域１００μｍφ）、非露出部が主にＣｕＯであるの
に対し、露出部は主に金属Ｃｕであることが認められ、
該処理によってほぼ完全にＣｕＯ膜が金属Ｃｕに還元さ
れたことが確かめられた。Next, the size 3.6 mm × 50 mm × 0.
A 2 mm alumina mask 13 is disposed on both sides of the spacer so that both ends of the spacer are exposed from the mask in 0.2 mm increments (see FIG. 1C).
m, 3.6 mm × 0.
2) was brought into contact with a mask having a thickness of 0.2 mm so that portions other than the portion where the low resistance film 15 was to be formed were not exposed (not shown). This was placed in an airtight container provided with a sample stage having a heating mechanism. After the container was evacuated with a rotary pump, carbon monoxide gas was introduced to atmospheric pressure, and the sample stage was heated to 250 ° C. After about 3 minutes, the spacer was taken out into the atmosphere, and the unexposed portion and the exposed portion were examined by XPS (analysis area 100 μmφ). The unexposed portion was mainly CuO, whereas the exposed portion was mainly metallic Cu. It is recognized that there is
It was confirmed that the CuO film was almost completely reduced to metallic Cu by the treatment.

【０１６９】（実施例６）本実施例のスペーサの製造方
法を図１を参照して説明する。(Embodiment 6) A method of manufacturing a spacer of this embodiment will be described with reference to FIG.

【０１７０】絶縁性部材１１として石英ガラスを用い
（図１（ａ））、ＮｉのターゲットをＯ₂ を１．３×１
０^-1Ｐａ中で高周波電源でスパッタすることにより、絶
縁性部材１１の表面にＮｉ酸化膜１２を形成した（図１
（ｂ））。石英ガラスのサイズは４ｍｍ×４０ｍｍ×
０．２ｍｍで、その両面（４ｍｍ×４０ｍｍの面）およ
び端面（４０ｍｍ×０．２ｍｍの面）にＮｉ酸化膜を形
成した。これを酸素雰囲気中で熱処理し、Ｒｓ＝〜１×
１０⁹ Ωとなるように調整した。Ｎｉ酸化膜１２の膜厚
は５０ｎｍである。[0170] Using quartz glass as the insulating member 11 (FIG. 1 (a)), the a Ni target O ₂ 1.3 × 1
A Ni oxide film 12 was formed on the surface of the insulating member 11 by sputtering with a high frequency power supply at 0 ^-1 Pa.
(B)). The size of quartz glass is 4mm × 40mm ×
A Ni oxide film was formed on both sides (4 mm × 40 mm face) and end faces (40 mm × 0.2 mm face) of 0.2 mm. This is heat-treated in an oxygen atmosphere, and Rs = 〜1 ×
It was adjusted to be 10 ⁹ Ω. The thickness of the Ni oxide film 12 is 50 nm.

【０１７１】次に、サイズ３．６ｍｍ×５０ｍｍ×０．
２ｍｍのアルミナ製のマスク１３をスペーサの両端が
０．２ｍｍづつマスクから露出するようにその両面に配
し（図１（ｃ）参照）、さらに側面（４ｍｍ×０．２ｍ
ｍの面のうち、両端０．２ｍｍを除く３．６ｍｍ×０．
２の面）に厚み０．２ｍｍのマスクを接触させ、低抵抗
膜１５を形成したい部分以外を露出しないようにした
（不図示）。これを加熱機構を持つ試料台が設置された
密閉容器に入れた。この容器をロータリーポンプで排気
した後、Ｎ₂ ／Ｈ₂ ＝９８：２の混合ガスを大気圧まで
導入し、試料台を８０℃に加熱した。約１０分後にスペ
ーサを大気中に取り出し、非露出部と露出部をＸＰＳで
調べたところ（分析領域１００μｍφ）、非露出部が主
にＮｉＯであるのに対し、露出部は主に金属Ｎｉである
ことが認められ、該処理によってＮｉＯ膜が還元された
ことが確かめられた。Next, the size 3.6 mm × 50 mm × 0.
A 2 mm alumina mask 13 is disposed on both sides of the spacer so that both ends of the spacer are exposed from the mask in 0.2 mm increments (see FIG. 1C).
m, 3.6 mm × 0.
2) was brought into contact with a mask having a thickness of 0.2 mm so that portions other than the portion where the low resistance film 15 was to be formed were not exposed (not shown). This was placed in an airtight container provided with a sample stage having a heating mechanism. After the container was evacuated with a rotary pump, a mixed gas of N ₂ / H ₂ = 98: 2 was introduced to atmospheric pressure, and the sample stage was heated to 80 ° C. About 10 minutes later, the spacer was taken out into the atmosphere, and the unexposed portion and the exposed portion were examined by XPS (analysis area 100 μmφ). The unexposed portion was mainly NiO, whereas the exposed portion was mainly metallic Ni. It was confirmed that the treatment reduced the NiO film.

【０１７２】（実施例７）実施例６と同様に石英ガラス
１１の表面にＮｉ酸化膜１２を形成した（図１
（ｂ））。Example 7 An Ni oxide film 12 was formed on the surface of a quartz glass 11 in the same manner as in Example 6 (FIG. 1).
(B)).

【０１７３】次に、サイズ３．６ｍｍ×５０ｍｍ×０．
２ｍｍのアルミナ製のマスク１３をスペーサの両端が
０．２ｍｍづつマスクから露出するようにその両面に配
し（図１（ｃ））、さらに側面（４ｍｍ×０．２ｍｍの
面のうち、両端０．２ｍｍを除く３．６ｍｍ×０．２の
面）を厚み０．２ｍｍのマスクを接触させ、低抵抗膜１
５を形成したい部分以外を露出しないようにした（不図
示）。これを加熱機構を持つ試料台が設置された密閉容
器に入れた。この容器をロータリーポンプで排気した
後、アンモニアガスを大気圧まで導入し、試料台を２５
０℃に加熱した。約５分後にスペーサを大気中に取り出
し、非露出部と露出部をＸＰＳで調べたところ（分析領
域１００μｍφ）、非露出部が主にＮｉＯであるのに対
し、露出部は主に金属Ｎｉであることが認められ、該処
理によってＮｉＯ膜が還元されたことが確かめられた。Next, a size of 3.6 mm × 50 mm × 0.
A 2 mm alumina mask 13 is disposed on both sides of the spacer such that both ends of the spacer are exposed from the mask by 0.2 mm each (FIG. 1C). (A surface of 3.6 mm × 0.2 excluding 0.2 mm) was brought into contact with a mask having a thickness of 0.2 mm to form a low-resistance film 1
The portion other than the portion where 5 was to be formed was not exposed (not shown). This was placed in an airtight container provided with a sample stage having a heating mechanism. After evacuating this container with a rotary pump, ammonia gas was introduced to atmospheric pressure, and
Heated to 0 ° C. About 5 minutes later, the spacer was taken out into the atmosphere, and the unexposed portion and the exposed portion were examined by XPS (analysis area 100 μmφ). The exposed portion was mainly NiO, whereas the unexposed portion was mainly Ni. It was confirmed that the treatment reduced the NiO film.

【０１７４】（実施例８）本実施例は図３及び図４に示
したような画像形成装置を作製した例であり、マルチ電
子ビーム源として、前述した電極間の導電性微粒子膜に
電子放出部を有するタイプのＮ×Ｍ個（Ｎ＝３０７２、
Ｍ＝１０２４）の表面伝導型放出素子を、Ｍ本の行方向
配線とＮ本の列方向配線とによりマトリクス配線（図５
及び図６参照）したマルチ電子ビーム源を用いた。(Embodiment 8) This embodiment is an example in which an image forming apparatus as shown in FIGS. 3 and 4 is manufactured. Electron emission is performed on the conductive fine particle film between the electrodes as a multi-electron beam source. N × M pieces (N = 3072,
The surface conduction electron-emitting device (M = 1024) is formed by matrix wiring (FIG. 5) using M row-directional wirings and N column-directional wirings.
And FIG. 6).

【０１７５】まず、スペーサの製造方法を説明する。長
さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み０．２ｍｍのリアプレート
と同質のソーダライムガラス表面に窒化シリコン膜を
０．５μｍスパッタ法により形成し、これを絶縁性部材
１１とした。First, a method for manufacturing a spacer will be described. A silicon nitride film was formed on the surface of soda lime glass of the same quality as the rear plate having a length of 20 mm, a width of 5 mm and a thickness of 0.2 mm by a 0.5 μm sputtering method, and this was used as an insulating member 11.

【０１７６】この絶縁性部材１１の表面に、帯電防止膜
（高抵抗膜１２）として実施例３と同様にＴａ酸化膜を
形成した。このＴａ酸化膜の厚みは５０ｎｍである。A Ta oxide film was formed on the surface of the insulating member 11 as an antistatic film (high resistance film 12) in the same manner as in Example 3. The thickness of this Ta oxide film is 50 nm.

【０１７７】このスペーサ部材に対して、フェースプレ
ート及びリアプレー卜との接続部に接続部と平行に２０
０μｍの帯状にＡｒイオンを照射し、Ｔａ酸化膜を還元
して金属ＴａとＴａ２Ｏ５よりも酸化度の低い酸化物の
混合物からなる低抵抗膜１５を形成した。With respect to this spacer member, the connecting portion between the face plate and the rear plate is placed in parallel with the connecting portion.
A 0 μm band was irradiated with Ar ions to reduce the Ta oxide film to form a low resistance film 15 made of a mixture of metal Ta and an oxide having a lower oxidation degree than Ta 2 O 5.

【０１７８】次に、画像形成装置の製造方法を説明す
る。Next, a method for manufacturing the image forming apparatus will be described.

【０１７９】まず、予め行方向配線電極９、列方向配線
電極１７、配線電極間絶縁層（不図示）、および表面伝
導型放出素子の素子電極と導電性膜を形成した電子源基
板１を、リアプレート２に固定した。次に、前記のよう
にして作製したスペーサ１０を基板１の行方向配線電極
９上に等間隔で、行方向配線電極９と平行に固定した。
その後、基板１の５ｍｍ上方に、内面に蛍光膜５とメタ
ルバック６が付設されたフェースプレート７を側壁３を
介し配置し、リアプレート２、フェースプレート７、側
壁３およびスペーサ１０の各接合部を固定した。なお、
基板１とリアプレート２の接合部、リアプレート２と側
壁３の接合部、およびフェースプレート７と側壁３の接
合部は、フリットガラス（不図示）を塗布し、窒素雰囲
気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼成することで
封着した。First, the electron source substrate 1 on which the row direction wiring electrodes 9, the column direction wiring electrodes 17, the insulating layers between the wiring electrodes (not shown), the device electrodes of the surface conduction electron-emitting device, and the conductive film are formed in advance. It was fixed to the rear plate 2. Next, the spacers 10 manufactured as described above were fixed on the row-direction wiring electrodes 9 of the substrate 1 at equal intervals in parallel with the row-direction wiring electrodes 9.
Thereafter, a face plate 7 having a fluorescent film 5 and a metal back 6 attached to the inner surface thereof is disposed 5 mm above the substrate 1 via the side wall 3, and each joint of the rear plate 2, the face plate 7, the side wall 3 and the spacer 10 is provided. Was fixed. In addition,
The joint between the substrate 1 and the rear plate 2, the joint between the rear plate 2 and the side wall 3, and the joint between the face plate 7 and the side wall 3 are coated with frit glass (not shown) and heated at 400 ° C. to 500 ° C. in a nitrogen atmosphere. It sealed by baking at ℃ for 10 minutes or more.

【０１８０】また、スペーサ１０は、基板１側では行方
向配線電極９（線幅０．３ｍｍ）上に、フェースプレー
ト７側ではメタルバック６面上に、導電性のフィラーあ
るいは金属等の導電材を混合した導電性フリットガラス
（不図示）を介して配置し、上記気密容器の封着と同時
に、大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼成する
ことで、接着しかつ電気的な接続も行った。これによ
り、スペーサ表面の帯電防止膜（高抵抗膜１２）は、低
抵抗膜１５を介してＸ方向配線電極９あるいはフェース
プレート７のメタルバック６と電気的に接続してある。The spacer 10 is provided on the row-direction wiring electrode 9 (line width 0.3 mm) on the substrate 1 side, on the metal back 6 surface on the face plate 7 side, and on a conductive material such as a conductive filler or metal. Are bonded via a conductive frit glass (not shown) mixed with, and baked at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more in the air at the same time as sealing the airtight container, thereby bonding and electrically connecting I also went. Thus, the antistatic film (high resistance film 12) on the spacer surface is electrically connected to the X-direction wiring electrode 9 or the metal back 6 of the face plate 7 via the low resistance film 15.

【０１８１】なお、本実施例においては、蛍光膜５は、
図７に示すように、各色蛍光体５ａが列方向（Ｙ方向）
に延びるストライプ形状を採用し、黒色の導電体５ｂは
各色蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）５ａ間だけでなく、Ｙ方向の
各画素間をも分離するようにＸ方向に平行に配置された
蛍光膜が用いられ、スペーサ１０は、行方向（Ｘ方向）
に平行な黒色の導電体５ｂ領域（線幅０．３ｍｍ）内に
メタルバック６を介して配置された。なお、前述の封着
を行う際には、各色蛍光体５ａと基板１上に配置された
各素子１８とを対応させなくてはいけないため、リアプ
レート２、フェースプレート７およびスペーサ１０は十
分な位置合わせを行った。In this embodiment, the fluorescent film 5 is
As shown in FIG. 7, each color phosphor 5a is aligned in the column direction (Y direction).
The black conductor 5b is arranged in parallel with the X direction so as to separate not only between the phosphors (R, G, B) 5a of each color but also between the pixels in the Y direction. A fluorescent film is used, and the spacer 10 is arranged in the row direction (X direction).
Are arranged via a metal back 6 in a black conductor 5b region (line width 0.3 mm) parallel to the black conductor 5b. When the above-described sealing is performed, each color phosphor 5a must correspond to each element 18 disposed on the substrate 1, so that the rear plate 2, the face plate 7, and the spacer 10 are sufficiently provided. Alignment was performed.

【０１８２】以上のようにして完成した気密容器内を排
気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真
空度に達した後、容器外端子Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm 、Ｄ_oy1 〜
Ｄ_oyn を通じ、行方向配線電極９および列方向配線電極
１７を介して各素子１８に給電して前述の通電フォーミ
ング処理と通電活性化処理を行うことによりマルチ電子
ビーム源を製造した。The inside of the airtight container completed as described above is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, terminals outside the container D _{ox1 to} D _oxm , D _oy1 to D _oy1 .
The multi-electron beam source was manufactured by supplying power to each element 18 via the row wiring electrodes 9 and the column direction wiring electrodes 17 through _Doyn and performing the above-described energization forming processing and energization activation processing.

【０１８３】次に、１．３×１０^-4Ｐａ程度の真空度
で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着
し外囲器（気密容器）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、ゲッター処理を行った。Next, at a degree of vacuum of about 1.3 × 10 ⁻⁴ Pa, an exhaust pipe (not shown) was welded by heating with a gas burner to seal the envelope (airtight container). Finally, a getter process was performed to maintain the degree of vacuum after sealing.

【０１８４】以上のように完成した、図３および図４に
示されるような表示パネルを用いた画像表示装置におい
て、各冷陰極素子（表面伝導型放出素子）１８には、容
器外端子Ｄ_ox1 〜Ｄ_oxm 、Ｄ_oy1 〜Ｄ_oyn を通じ、走査
信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ
印加することにより電子を放出させ、メタルバック６に
は、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放
出電子ビームを加速し、蛍光膜５に電子を衝突させ、各
色蛍光体５ａ（図２４のＲ、Ｇ、Ｂ）を励起・発光させ
ることで画像を表示した。なお、高圧端子Ｈｖへの印加
電圧Ｖａは３〜１０ｋＶ、各配線９，１７間への印加電
圧Ｖｆは１４Ｖとした。In the image display device using the display panel as shown in FIGS. 3 and 4 completed as described above, each cold cathode element (surface conduction type emission element) 18 has a terminal D _ox1 outside the container. _{ＤD oxm} , D _oy1 D _oyn , by applying a scanning signal and a modulation signal from signal generating means (not shown) to emit electrons, and applying a high voltage to the metal back 6 through a high voltage terminal Hv. An image was displayed by accelerating the emitted electron beam and causing electrons to collide with the fluorescent film 5 to excite and emit the phosphors 5a (R, G, B in FIG. 24). The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv was 3 to 10 kV, and the applied voltage Vf between the wirings 9 and 17 was 14 V.

【０１８５】このとき、スペーサ１０に近い位置にある
冷陰極素子１８からの放出電子による発光スポットも含
め、二次元状に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮
明で色再現性のよいカラー画像表示ができた。このこと
は、スペーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼす
ような電界の乱れは発生しなかったことを示している。At this time, a two-dimensional array of light-emitting spots including light-emitting spots generated by electrons emitted from the cold cathode elements 18 located close to the spacers 10 are formed at two-dimensional intervals, and the color image is clear and has good color reproducibility. Display was completed. This indicates that even when the spacer 10 was provided, no disturbance of the electric field that would affect the electron trajectory occurred.

【０１８６】[0186]

【発明の効果】導電性スペーサの高抵抗膜の一部を還元
することで低抵抗膜を作製するために、成膜工程が１回
で済むなどの製造プロセスの簡略化、製造コストの削減
が図られる。また、高抵抗膜と低抵抗膜が連続膜となる
ため、従来あった低抵抗膜の膜剥れがないため電気的接
続も良好な状態が長期にわたって保たれる。According to the present invention, since a low-resistance film is formed by reducing a part of the high-resistance film of the conductive spacer, the manufacturing process can be simplified such that only one film-forming step is required, and the manufacturing cost can be reduced. It is planned. Further, since the high-resistance film and the low-resistance film are continuous films, the conventional low-resistance film is not peeled off, so that good electrical connection can be maintained for a long time.

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

【図１】本発明のスペーサの製造方法の一例を説明する
ための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing a spacer according to the present invention.

【図２】本発明のスペーサの製造方法の別の例を説明す
るための図である。FIG. 2 is a view for explaining another example of the method of manufacturing a spacer according to the present invention.

【図３】本発明の電子線装置の一例である表示パネルの
部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a display panel as an example of the electron beam device according to the present invention.

【図４】本発明の電子線装置の一例である表示パネルの
一部を切り欠いて示した斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing a display panel as an example of the electron beam apparatus of the present invention.

【図５】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の平
面図である。FIG. 5 is a plan view of a substrate of the multi-electron beam source used in the example.

【図６】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の一
部断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a substrate of the multi-electron beam source used in the example.

【図７】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を
例示した平面図である。FIG. 7 is a plan view illustrating a phosphor array of a face plate of the display panel.

【図８】実施例で用いた平面型の表面伝導型放出素子の
平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。FIGS. 8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, of a planar surface conduction electron-emitting device used in an example.

【図９】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す
断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the planar type surface conduction electron-emitting device.

【図１０】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形を
示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an applied voltage waveform during energization forming processing.

【図１１】通電活性化処理の際の印加電圧波形（ａ）及
び放出電流Ｉｅの変化（ｂ）を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an applied voltage waveform (a) and a change (b) of an emission current Ie in the activation process.

【図１２】垂直型の表面伝導型放出素子の断面図であ
る。FIG. 12 is a sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device.

【図１３】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the vertical surface conduction electron-emitting device.

【図１４】実施例で用いた表面伝導型放出素子の典型的
な特性を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing typical characteristics of a surface conduction electron-emitting device used in an example.

【図１５】本発明の実施例である画像表示装置の駆動回
路の概略構成を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drive circuit of the image display device according to the embodiment of the present invention.

【図１６】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す図である。FIG. 16 is a view showing an example of a conventionally known surface conduction electron-emitting device.

【図１７】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す図であ
る。FIG. 17 is a diagram showing an example of a conventionally known FE element.

【図１８】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す図で
ある。FIG. 18 is a diagram showing an example of a conventionally known MIM type device.

【図１９】冷陰極素子を用いた画像表示装置の表示パネ
ルの一部を切り欠いて示した斜視図である。FIG. 19 is a partially cutaway perspective view of a display panel of an image display device using a cold cathode element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 電子源基板 ２ リアプレート ３ 側壁 ４ ガラス基板 ５ 蛍光膜 ５ａ 蛍光体 ５ｂ 黒色導電材 ６ メタルバック ７ フェースプレート ９ 行方向配線電極 １０ スペーサ １１ 絶縁性部材 １２ 高抵抗膜（帯電防止膜） １３ マスク １４ イオン照射 １５ 低抵抗膜 １６ 接合部材 １７ 列方向配線電極 １８ 冷陰極素子（表面伝導型放出素子） ２１ 基板 ２２，２３ 素子電極 ２４ 導電性膜 ２５ 電子放出部 ２６ 通電活性化処理によって堆積した薄膜 ２７ フォーミング用電源 ２８ 電流計 ２９ 活性化用電源 ３０ 電子放出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉
するためのアノード電極 ３１ 直流高電圧電源 ３２ 電流計 ３３ 基板 ３４，３５ 素子電極 ３６ 導電性膜 ３７ 電子放出部 ３８ 通電活性化処理によって堆積した薄膜 ３９ 段差形成部材 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 １００１ 基板 １００２ 導電性膜 １００３ 電子放出部 １００４ 基板 １００５ エミッタ配線 １００６ エミッタコーン １００７ 絶縁層 １００８ ゲート電極 １００９ 基板 １０１０ 下電極 １０１１ 絶縁層 １０１２ 上電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron source substrate 2 Rear plate 3 Side wall 4 Glass substrate 5 Fluorescent film 5a Phosphor 5b Black conductive material 6 Metal back 7 Face plate 9 Row direction wiring electrode 10 Spacer 11 Insulating member 12 High resistance film (antistatic film) 13 Mask DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Ion irradiation 15 Low resistance film 16 Joining member 17 Column direction wiring electrode 18 Cold cathode device (Surface conduction type emission device) 21 Substrate 22, 23 Device electrode 24 Conductive film 25 Electron emission part 26 Thin film deposited by activation process 27 Forming power supply 28 Ammeter 29 Activation power supply 30 Anode electrode 31 for capturing emission current Ie emitted from electron-emitting device 31 DC high-voltage power supply 32 Ammeter 33 Substrate 34, 35 Device electrode 36 Conductive film 37 Electron emission unit 38 Thin film deposited by current activation process 39 Step formation unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Display panel 102 Scanning circuit 103 Control circuit 104 Shift register 105 Line memory 106 Synchronous signal separation circuit 107 Modulation signal generator 1001 Substrate 1002 Conductive film 1003 Electron emission part 1004 Substrate 1005 Emitter wiring 1006 Emitter cone 1007 Insulating layer 1008 Gate electrode 1009 Substrate 1010 Lower electrode 1011 Insulating layer 1012 Upper electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 複数の冷陰極素子を有する電子源基板と
前記冷陰極素子より放出される電子を照射するターゲッ
トとの間に配置されるスペーサであって、絶縁性部材の
表面に金属酸化膜を主成分とする高抵抗膜を有し、且つ
前記電子源基板及び前記ターゲットに当接させる部分に
は、前記高抵抗膜が還元された低抵抗膜を有しているこ
とを特徴とするスペーサ。1. A spacer disposed between an electron source substrate having a plurality of cold cathode devices and a target for irradiating electrons emitted from the cold cathode devices, wherein a metal oxide film is formed on a surface of the insulating member. A spacer having a high-resistance film containing, as a main component, a low-resistance film in which the high-resistance film is reduced in a portion to be brought into contact with the electron source substrate and the target. . 【請求項２】 複数の冷陰極素子を有する電子源基板と
前記冷陰極素子より放出される電子を照射するターゲッ
トとの間に配置されるスペーサの製造方法であって、絶
縁性部材の表面に金属酸化膜を主成分とする高抵抗膜を
形成した後、該高抵抗膜のうち前記電子源基板及び前記
ターゲットに当接させる部分を還元することで低抵抗化
させることを特徴とするスペーサの製造方法。2. A method for manufacturing a spacer disposed between an electron source substrate having a plurality of cold cathode devices and a target for irradiating electrons emitted from the cold cathode devices, the method comprising: After forming a high-resistance film containing a metal oxide film as a main component, a portion of the high-resistance film which is brought into contact with the electron source substrate and the target is reduced to reduce resistance, thereby reducing the resistance. Production method. 【請求項３】 前記高抵抗膜の還元方法が、イオン照射
によってなされることを特徴とする請求項２に記載のス
ペーサの製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the method of reducing the high-resistance film is performed by ion irradiation. 【請求項４】 前記高抵抗膜の還元方法が、電子線照射
によってなされることを特徴とする請求項２に記載のス
ペーサの製造方法。4. The method according to claim 2, wherein the method of reducing the high resistance film is performed by electron beam irradiation. 【請求項５】 前記高抵抗膜の還元方法が、還元性ガス
によってなされることを特徴とする請求項２に記載のス
ペーサの製造方法。5. The method according to claim 2, wherein the method of reducing the high-resistance film is performed using a reducing gas. 【請求項６】 前記高抵抗膜の還元方法が、還元性ガス
と加熱とによってなされることを特徴とする請求項２に
記載のスペーサの製造方法。6. The method according to claim 2, wherein the method of reducing the high-resistance film is performed by using a reducing gas and heating. 【請求項７】 複数の冷陰極素子を有する電子源基板と
前記冷陰極素子より放出される電子を照射するターゲッ
トとをスペーサを介して対向させた構造を有する電子線
装置において、該スペーサが、絶縁性部材の表面に金属
酸化膜を主成分とする高抵抗膜を有し、且つ前記電子源
基板及び前記ターゲットとの当接面に前記高抵抗膜が還
元された低抵抗膜を有していることを特徴とする電子線
装置。7. An electron beam apparatus having a structure in which an electron source substrate having a plurality of cold cathode devices and a target for irradiating electrons emitted from the cold cathode devices are opposed to each other with a spacer interposed therebetween. A high resistance film mainly composed of a metal oxide film is provided on the surface of the insulating member, and a low resistance film in which the high resistance film is reduced is provided on a contact surface between the electron source substrate and the target. An electron beam apparatus, comprising: