JP2903290B2 - Method for manufacturing electron-emitting device, electron source using the electron-emitting device, and image forming apparatus - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子の製造方
法と、該電子放出素子を複数個配置してなる電子源、及
び該電子源を用いて構成した表示装置や露光装置等の画
像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electron-emitting device .
And Law relates the electron-emitting device plurality arranged electron source comprising, and an image forming apparatus of a display device and an exposure device or the like constructed using the electron source.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られており、冷陰極電子源に
は、電界放出型（以下ＦＥ型と記す）、金属／絶縁層／
金属型（以下ＭＩＭ型と記す）や表面伝導型等がある。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitting devices, a thermionic electron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron source includes a field emission type (hereinafter referred to as an FE type) and a metal / insulating layer. /
There are a metal type (hereinafter referred to as an MIM type) and a surface conduction type.

【０００３】上記ＦＥ型の例としては、ダブリュ ピィ
ダイク アンド ダブリュ ダブリュ ドラン著「フ
ィールド エミッション」アドバンス イン エレクト
ロンフィジックス，８，８９（１９５６）（Ｗ．Ｐ．Ｄ
ｙｋｅ ＆ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ）或いはシィ エィ スピント「フ
ィジカル プロパティズ オブ シン−フィルム フィ
ールド エミッション カソーズ ウィズモリブデニウ
ム コーンズ」ジャーナル オブ アプライド フィジ
クス，４７，５２４８（１９７６）（Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎ
ｄｔ”ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ
ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕ
ｍ ｃｏｎｅｓ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）等が知ら
れている。[0003] As an example of the above-mentioned FE type, "Field Emission", Advanced in Electron Physics, written by AW Dyke and AW Dourin, 8, 89 (1956) (W.P.D.
yke & W. W. Dolan "Field emi
session ", Advance in electro
n Physics) or C. Spindt, "Physical Properties of Thin-Film Field Emissions Cathodes with Molybdenum Cones" Journal of Applied Physics, 47, 5248 (1976) (CA Spin)
dt "PHYSICAL PROPERTYS OF
thin-film field emission
cathodes with mollybdeniu
m cones "J. Appl. Phys.) and the like.

【０００４】またＭＩＭ型の例としては、シィ エィ
ミード「ザ トンネル−エミッション アンプリファイ
ア」ジャーナル オブ アプライド フィジクス，３
２，６４６（１９６１）（Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ”Ｔｈｅ
ｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅ
ｒ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）等が知られている。As an example of the MIM type, see FIG.
Mead "The Tunnel-Emissions Amplifier" Journal of Applied Physics, 3
2,646 (1961) (CA Mead "The"
tunnel-emission amplifier
r "J. Appl. Phys.) and the like are known.

【０００５】また、表面伝導型電子放出素子の例として
は、エム アイ エリンソン，レィディオ エンジニア
リング エレクトロン フィジクス，１０（１９６５）
（Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．）等がある。As examples of surface conduction electron-emitting devices, MI Elinson, Radio Engineering Electron Physics, 10 (1965)
(MI Elinson, Radio Eng. El.
electron Phys. ).

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記に挙げたような電
子放出素子を複数個用いて表示装置等を形成する場合、
各素子の電子放出特性が均一であること、及び均一な素
子の作製に繁雑な工程を伴わないことが要求される。従
って、電子放出素子においては、こういった要求や更な
る製造工程の簡略化、より優れた素子を達成するべく鋭
意検討されている。When a display device or the like is formed by using a plurality of electron-emitting devices as described above,
It is required that the electron emission characteristics of each element be uniform and that a uniform element be produced without complicated steps. Therefore, in the electron-emitting device, intensive studies are being made to achieve such requirements, further simplify the manufacturing process, and achieve a more excellent device.

【０００７】本発明の目的は、上記のような状況におい
て、繁雑な工程を伴わずに均一な電子放出特性を示す信
頼性の高い電子放出素子を提供することであり、更に、
該電子放出素子を用いて電子源、更には画像形成装置を
構成することにある。[0007] It is an object of the present invention to provide a highly reliable electron-emitting device exhibiting uniform electron-emitting characteristics without complicated steps in the above situation.
An object of the present invention is to configure an electron source and an image forming apparatus using the electron-emitting device.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
目的を達成した電子放出素子の製造方法、該電子放出素
子を用いた電子源並びに画像形成装置を提供するもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing an electron-emitting device which achieves the above object, and an electron-emitting device.
To provide an electron source and an image forming apparatus using
There is .

【０００９】即ち、請求項１〜１０の発明は、電子放出
素子の製造方法であって、絶縁基板上に、微小間隔を介
して対向する一対の電極を形成する工程と、該電極間微
小間隔に酸化金属微粒子を形成する工程と、該酸化金属
微粒子を還元凝集して金属微粒子とする工程と、該金属
微粒子上に繊維状カーボンを堆積する工程とを有するこ
とを特徴とする。 That is, the invention according to claims 1 to 10 relates to a method of manufacturing an electron-emitting device, wherein a method for manufacturing an electron-emitting device comprises the steps of:
Forming a pair of electrodes facing each other ,
Forming metal oxide fine particles at small intervals;
A step of reducing and aggregating the fine particles into metal fine particles;
Depositing fibrous carbon on the fine particles .

【００１０】請求項１１及び１２の発明は上記電子放出
素子を複数個配置したことを特徴とする電子源であり、
請求項１３〜１５の発明はこれらの電子源を用いたこと
を特徴とする画像形成装置である。The invention according to claims 11 and 12 is an electron source characterized by arranging a plurality of the electron-emitting devices,
The invention according to claims 13 to 15 is an image forming apparatus using these electron sources.

【００１１】以下本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【００１２】図１は本発明の電子放出素子の基本的な構
成を示す図である。図中、１は絶縁性基板、２，２’は
素子電極、３は炭素を主成分とする堆積物である。FIG. 1 is a diagram showing a basic structure of an electron-emitting device according to the present invention. In the figure, 1 is an insulating substrate, 2 and 2 ′ are device electrodes, and 3 is a deposit mainly composed of carbon.

【００１３】基板１としては、例えば石英ガラス、Ｎａ
等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青
板ガラスにスパッタ法等によりＳｉＯ₂ を積層した積層
体、アルミナ等のセラミックス等が挙げられる。As the substrate 1, for example, quartz glass, Na
And glass having reduced impurity content such as glass, blue plate glass, a laminate obtained by laminating SiO ₂ on a blue plate glass by a sputtering method or the like, and ceramics such as alumina.

【００１４】対向する素子電極２，２’の材料として
は、一般的導体材料が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａ
ｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属
あるいは合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ−
Ａｇ等の金属あるいは金属酸化物とガラス等から構成さ
れる印刷導体、Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明導電体及
びポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択され
る。As the material of the opposing element electrodes 2 and 2 ', a general conductor material is used, for example, Ni, Cr, A
u, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, metal or alloy and Pd such as _{Pd, Ag, Au, RuO 2,} Pd-
It is appropriately selected from a printed conductor composed of a metal such as Ag or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In ₂ O ₃ —SnO ₂ , and a semiconductor conductor material such as polysilicon.

【００１５】素子電極間隙Ｌ、素子電極長さＷは、応用
される形態等によって設計される。The element electrode gap L and the element electrode length W are designed according to the applied form and the like.

【００１６】素子電極長さＷは、電極の抵抗値や電子放
出特性を考慮すると、好ましくは数μｍ〜数百μｍであ
り、また素子電極厚ｄは、数百Å〜数μｍである。The device electrode length W is preferably several μm to several hundred μm in consideration of the resistance value and electron emission characteristics of the electrode, and the device electrode thickness d is several hundred μm to several μm.

【００１７】素子電極間隙Ｌは、微小であり、好ましく
は５００ｎｍ以下である。The device electrode gap L is very small, and preferably 500 nm or less.

【００１８】本発明の電子放出素子の製造方法について
図２に基づいて説明する。尚、図２において図１と同じ
符号は同じ部材を示すものである。A method for manufacturing an electron-emitting device according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same members.

【００１９】（Ａ）基板１を洗剤、純水及び有機溶剤に
より十分に洗浄した後、真空蒸着法、スパッタ法等によ
り素子電極材料を堆積させた後、フォトリソグラフィー
技術により基板１の面上に素子電極２，２’がつながっ
た状態を形成する（図２（ａ））。(A) After the substrate 1 is sufficiently washed with a detergent, pure water and an organic solvent, an element electrode material is deposited by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like, and then the surface of the substrate 1 is deposited on the surface of the substrate 1 by a photolithography technique. A state in which the device electrodes 2 and 2 'are connected is formed (FIG. 2A).

【００２０】（Ｂ）次に、収束イオンビーム（ＦＩＢ）
により、所定の間隙Ｌを素子電極２、２’間に形成する
（図２（ｂ））。間隙Ｌの形成は、上記ＦＩＢの他に、
フォトリソグラフィーのプロセスを用いて形成する方
法、或いは、基板１に段差を設けておいて間隙を形成す
る方法などが可能である。(B) Next, a focused ion beam (FIB)
As a result, a predetermined gap L is formed between the device electrodes 2 and 2 ′ (FIG. 2B). The gap L is formed in addition to the FIB,
A method using a photolithography process or a method in which a gap is formed by providing a step on the substrate 1 is possible.

【００２１】（Ｃ）繊維状カーボンを間隙Ｌに堆積す
る。本発明において、かかる繊維状カーボンは、グラフ
ァイト或いはアモルファスカーボンからなる。(C) Fibrous carbon is deposited in the gap L. In the present invention, such fibrous carbon is made of graphite or amorphous carbon.

【００２２】繊維状カーボンは、ベンゼンなどの炭化水
素やＣＯを気相で微粒子を触媒として熱分解した時に生
成するもので、不規則な曲折を示したり、くびれを伴う
場合もある（例えば、アール ティ ケイ ベーカー
アンド ピィ エス ハリス：ケミストリィ アンド
フィジクス オブ カーボン Ｖｏｌ．１４ ｐ８４〜
１６５，フィリップ エル ウォーカー ジュニア ア
ンド ピーター エィスローワー編，マーセル ディー
カー インク（Ｒ．Ｔ．Ｋ．Ｂａｋｅｒ ａｎｄ Ｐ．
Ｓ．Ｈａｒｒｉｓ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ，Ｐｈｉｌｉｐ Ｌ．
Ｗａｌｋｅｒ Ｊｒ． ａｎｄ Ｐｅｔｅｒｅ Ａ．Ｔ
ｈｒｏｗｅｒ， ＭＡＲＣＥＬ ＤＥＥＫＥＲ，ｉｎ
ｃ．））。The fibrous carbon is formed when a hydrocarbon such as benzene or CO is thermally decomposed in the gas phase using fine particles as a catalyst. The fibrous carbon may show an irregular bend or may be constricted (for example, R Ti Kay Baker
And Pie S. Harris: Chemistry And
Physics of Carbon Vol. 14 p84 ~
165, edited by Philip El Walker Jr. and Peter Aislower, Marcel Deaker, Inc. (RTK Baker and P.K.
S. Harris: Chemistry and Ph
ysics of Carbon, Philip L.
Walker Jr. and Peter A. T
lower, MARCEL DEEKER, in
c. )).

【００２３】Ｆｅなどの金属表面の、炭化水素ガスの分
解反応における触媒活性は古くから研究されており、エ
チレンの分解についても多くの報告がある（例えば、矢
ケ崎えり子・岩崎康裕「遷移金属表面におけるエチレン
の化学」：表面 第２９巻８７９〜８９１頁 １９９１
年）。The catalytic activity of metal surfaces such as Fe in the decomposition reaction of hydrocarbon gas has been studied for a long time, and there have been many reports on the decomposition of ethylene (for example, Eriko Yagasaki, Yasuhiro Iwasaki, "Transition metal surface Ethylene Chemistry ": Surface, Vol. 29, pp. 879-891, 1991
Year).

【００２４】Ｆｅの微粒子がある場合には、炭化水素の
存在する雰囲気中で熱処理することにより、微粒子を核
にして繊維状カーボンが形成されることは上記の通り良
く知られている。このＦｅ微粒子はフェライト基板の一
部などのＦｅ化合物を還元して形成したものである。本
発明者等は、電子放出素子の分野において広く用いられ
ているＰｄからなる微粒子でも、Ｆｅと同様に繊維状カ
ーボン形成時の核となることを見出した。従って本発明
において、Ｐｄを繊維状カーボン形成の核として用いる
と、プロセス最高温度を４５０℃以下に抑えることがで
き（Ｆｅを用いた場合には９５０〜１０００℃であ
る）、他の部材への影響や、製造コストの面から好まし
い。As described above, it is well known that when Fe fine particles are present, heat treatment is performed in an atmosphere in which hydrocarbons are present to form fibrous carbon with the fine particles as nuclei. These Fe fine particles are formed by reducing an Fe compound such as a part of a ferrite substrate. The present inventors have found that fine particles made of Pd, which are widely used in the field of electron-emitting devices, serve as nuclei during the formation of fibrous carbon, like Fe. Therefore, in the present invention, when Pd is used as a core for forming fibrous carbon, the maximum process temperature can be suppressed to 450 ° C. or lower (if Fe is used, the temperature is 950 to 1000 ° C.). It is preferable in terms of influence and manufacturing cost.

【００２５】具体的には、Ｐｄ等用いる金属の有機錯体
溶液を塗布し、加熱焼成して金属酸化物とした後、水素
ガスを含む雰囲気中に曝露するか或いは該雰囲気中で熱
処理することにより、金属酸化物を還元凝集させ金属微
粒子２１とする（図２（ｃ））。Specifically, an organic complex solution of a metal such as Pd or the like is applied and fired to form a metal oxide, which is then exposed to an atmosphere containing hydrogen gas or heat-treated in the atmosphere. Then, the metal oxide is reduced and aggregated to form metal fine particles 21 (FIG. 2C).

【００２６】本発明において、カーボンの形成核として
は、上記ＦｅやＰｄの他にＮｉが好ましく用いられ、ま
た、微粒子の形状をとる必要もなく、突起等繊維状カー
ボンの成長の特異点となる形状であれば同様の効果が得
られる。In the present invention, Ni is preferably used as a nucleus for forming carbon in addition to the above-mentioned Fe and Pd, and it is not necessary to take the shape of fine particles, and becomes a singular point of growth of fibrous carbon such as projections. The same effect can be obtained if it is a shape.

【００２７】上記金属微粒子を核として、繊維状カーボ
ンを堆積させる（図２（ｄ））。堆積方法は、前記した
ように、炭化水素等炭素化合物を熱分解すれば良く、例
えば、エチレンガスを含む雰囲気中でエチレンの熱分解
以上の温度で熱処理を行なえばよい。エチレンの他に
も、メタン、プロパン、プロピレンなどの炭化水素ガ
ス、或いはエタノールやアセトンなどの有機溶剤の蒸気
を用いることも可能である。Fibrous carbon is deposited using the metal fine particles as nuclei (FIG. 2D). As described above, the deposition method may be such that a carbon compound such as a hydrocarbon is thermally decomposed. For example, a heat treatment may be performed at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition of ethylene in an atmosphere containing ethylene gas. In addition to ethylene, it is also possible to use hydrocarbon gas such as methane, propane, and propylene, or vapor of an organic solvent such as ethanol and acetone.

【００２８】本発明者等は４００℃以下では繊維状カー
ボンが形成されないことを確認した。一方、高温側では
十分広い範囲で形成可能であり、９００℃の熱処理で後
述の実施例と同様の繊維状カーボンが形成される。しか
しながら、上記したように、高温では素子の他の部材が
影響を受けるため、９００℃以下での熱処理が好まし
い。実際には、電極や基板の耐熱温度から設定すればよ
い。The present inventors have confirmed that no fibrous carbon is formed below 400 ° C. On the other hand, on the high temperature side, it can be formed in a sufficiently wide range, and the same fibrous carbon as in the examples described later is formed by the heat treatment at 900 ° C. However, as described above, since other members of the element are affected at high temperatures, heat treatment at 900 ° C. or less is preferable. Actually, the temperature may be set based on the heat-resistant temperatures of the electrodes and the substrate.

【００２９】また、上記金属微粒子の還元工程を、例え
ばエチレンガスを含む雰囲気中でエチレンの熱分解温度
未満で行ない、続いてエチレンの熱分解温度以上の熱処
理を行なうことにより、金属微粒子の還元工程と繊維状
カーボンの堆積工程を連続して行なうことができ、製造
工程の簡素化の上で好ましい。The step of reducing the fine metal particles is performed, for example, in an atmosphere containing ethylene gas at a temperature lower than the thermal decomposition temperature of ethylene, followed by a heat treatment at a temperature higher than the thermal decomposition temperature of ethylene. And the step of depositing fibrous carbon can be performed continuously, which is preferable from the viewpoint of simplifying the manufacturing process.

【００３０】尚、表面に熱酸化膜を形成したシリコン基
板に後述する実施例と同様の工程でＰｄ微粒子を形成し
てなるＰｄ粒子分散膜をエチレン雰囲気中熱処理した試
料を走査電子顕微鏡で観察したところ、繊維状カーボン
が観察された。これがカーボンであることはＸ線光電子
分光（ＸＰＳ）分析、ラマン分光分析により確認した。
また、この繊維状カーボンを、透過電子顕微鏡により観
察したところ、格子像が観察され結晶性を持つことがわ
かった。但し、格子像は非常に乱れており、結晶性は悪
い。A sample obtained by heat-treating a Pd particle-dispersed film obtained by forming Pd fine particles on a silicon substrate having a surface formed with a thermal oxide film in the same process as that described later in an ethylene atmosphere was observed by a scanning electron microscope. However, fibrous carbon was observed. The fact that this was carbon was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis and Raman spectroscopy.
Further, when the fibrous carbon was observed with a transmission electron microscope, a lattice image was observed, and it was found that the fibrous carbon had crystallinity. However, the lattice image is very disturbed, and the crystallinity is poor.

【００３１】図３は、電子放出素子の電子放出特性を測
定するための測定評価系の一例を示す概略構成図で、ま
ずこの測定評価系を説明する。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a measurement evaluation system for measuring the electron emission characteristics of the electron-emitting device. First, this measurement evaluation system will be described.

【００３２】図３において、図１と同じ符号は同じ部材
を示す。また、３１は素子に素子電圧Ｖ_fを印加するた
めの電源、３０は素子電極２，２’間を流れる素子電流
Ｉ_fを測定するための電流計、３４は放出電流Ｉ_eを捕捉
するためのアノード電極、３３はアノード電極３４に電
圧を印加するための高圧電源、３２は放出電流Ｉ_eを測
定するための電流計、３５は真空装置、３６は排気ポン
プである。In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members. Reference numeral 31 denotes a power supply for applying the device voltage _Vf to the device, 30 denotes an ammeter for measuring the device current _If flowing between the device electrodes 2 and 2 ', and 34 denotes a device for capturing the emission current _Ie. Is a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode, 32 is an ammeter for measuring the emission current _Ie , 35 is a vacuum device, and 36 is an exhaust pump.

【００３３】電子放出素子及びアノード電極３４等は真
空装置３５内に設置され、この真空装置３５には不図示
の真空計等の必要な機器が具備されていて、所望の真空
下で電子放出素子の測定評価ができるようになってい
る。The electron-emitting device, the anode electrode 34, and the like are installed in a vacuum device 35. The vacuum device 35 is equipped with necessary equipment such as a vacuum gauge (not shown). Can be measured and evaluated.

【００３４】排気ポンプ３６は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とから構成されている。
また、真空装置３５全体及び電子放出素子の基板１は、
ヒーターにより２００℃程度まで加熱できるようになっ
ている。The exhaust pump 36 is composed of a normal high vacuum system such as a turbo pump and a rotary pump, and an ultrahigh vacuum system such as an ion pump.
The entire vacuum device 35 and the substrate 1 of the electron-emitting device are
The heater can heat up to about 200 ° C.

【００３５】以下に述べる電子放出素子の基本特性は、
上記測定評価系のアノード電極３４の電圧を１ｋＶ〜１
０ｋＶとし、アノード電極３４と電子放出素子の距離Ｈ
を２〜８ｍｍとして行った測定に基づくものである。The basic characteristics of the electron-emitting device described below are as follows.
The voltage of the anode electrode 34 of the above-mentioned measurement and evaluation system is 1 kV to 1 kV.
0 kV, and a distance H between the anode electrode 34 and the electron-emitting device.
Is set to 2 to 8 mm.

【００３６】まず、放出電流Ｉ_e 及び素子電流Ｉ_f と、
素子電圧Ｖ_f との関係の典型的な例を図４に示す。尚、
図４において、放出電流Ｉ_e は素子電流Ｉ_f に比べて著
しく小さいので、任意単位で示されている。First, the emission current I _e and the device current _If ,
FIG. 4 shows a typical example of the relationship with the element voltage _Vf . still,
In FIG. 4, the emission current _Ie is shown in arbitrary units because it is significantly smaller than the device current _If .

【００３７】図４から明らかなように、本発明の電子放
出素子は、放出電流Ｉ_e に対する次の３つの特徴的特性
を有する。As apparent from FIG. 4, the electron-emitting device of the present invention has the following three characteristic characteristics with respect to the emission current _Ie .

【００３８】まず第１に、電子放出素子はある電圧（し
きい値電圧と呼ぶ：図４中のＶ_th）以上の素子電圧Ｖ_f
を印加すると急激に放出電流Ｉ_e が増加し、一方しきい
値電圧Ｖ_th以下では放出電流Ｉ_e が殆ど検出されない。
即ち、放出電流Ｉ_e に対する明確なしきい値電圧Ｖ_thを
持った非線形素子である。First, the device voltage V _f of the electron-emitting device is higher than a certain voltage (referred to as threshold voltage: V _{th in} FIG. 4 ).
Is applied, the emission current _Ie sharply increases, while the emission current _Ie is hardly detected below the threshold voltage _Vth .
That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage V _th with respect to the emission current I _e .

【００３９】第２に、放出電流Ｉ_e が素子電圧Ｖ_f に対
して単調増加する特性（ＭＩ特性と呼ぶ）を有するた
め、放出電流Ｉ_e は素子電圧Ｖ_f で制御できる。Second, since the emission current _Ie has a characteristic (referred to as MI characteristic) that monotonically increases with respect to the device voltage _Vf , the emission current _Ie can be controlled by the device voltage _Vf .

【００４０】第３に、アノード電極３４（図３参照）に
捕捉される放出電荷は、素子電圧Ｖ_f を印加する時間に
依存する。即ち、アノード電極３４に捕捉される電荷量
は、素子電圧Ｖ_f を印加する時間により制御できる。Thirdly, the amount of charge discharged to the anode electrode 34 (see FIG. 3) depends on the time during which the device voltage _Vf is applied. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 34 can be controlled by the time during which the device voltage _Vf is applied.

【００４１】放出電流Ｉ_e が素子電圧Ｖ_f に対してＭＩ
特性を有すると同時に、素子電流Ｉ_f も素子電圧Ｖ_f に
対してＭＩ特性を有する場合もある。このような電子放
出素子の特性の例が図４の実線で示す特性である。一
方、図４に破線で示すように、素子電流Ｉ_f は素子電圧
Ｖ_f に対して電圧制御型負性抵抗特性（ＶＣＮＲ特性と
呼ぶ）を示す場合もある。いずれの特性を示すかは、電
子放出素子の製法及び測定時の測定条件等に依存する。
但し、素子電流Ｉ_f が素子電圧Ｖ_f に対してＶＣＮＲ特
性を有する電子放出素子でも、放出電流Ｉ_e は素子電圧
Ｖ_f に対してＭＩ特性を有する。When the emission current _Ie is _smaller than the device voltage _Vf by MI
At the same time having a characteristic, it may have a MI characteristic with respect to the device current I _f also the device voltage V _f. An example of such a characteristic of the electron-emitting device is a characteristic indicated by a solid line in FIG. On the other hand, as shown by a broken line in FIG. 4, the element current I _f may exhibit a voltage controlled negative resistance characteristic with respect to the device voltage V _f (referred to as VCNR characteristic). Which characteristic is exhibited depends on the manufacturing method of the electron-emitting device, the measurement conditions at the time of measurement, and the like.
However, even in an electron-emitting device in which the device current _If has VCNR characteristics with respect to the device voltage _Vf , the emission current _Ie has MI characteristics with respect to the device voltage _Vf .

【００４２】次に、本発明の電子源における電子放出素
子の配列について説明する。Next, the arrangement of the electron-emitting devices in the electron source of the present invention will be described.

【００４３】本発明の電子源における電子放出素子の配
列方式としては、並列に電子放出素子を配列し、個々の
素子の両端（両素子電極）を配線（共通配線とも呼ぶ）
にて夫々結線した行を複数行配列した梯型配置と、ｍ本
のＸ方向配線の上にｎ本のＹ方向配線を層間絶縁層を介
して設置し、電子放出素子の一対の素子電極に夫々Ｘ方
向配線、Ｙ方向配線を接続した配置方式が挙げられる。
これを以後単純マトリクス配置と呼ぶ。まず、この単純
マトリクス配置について詳述する。In the arrangement of the electron-emitting devices in the electron source of the present invention, the electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends (both device electrodes) of each device are interconnected (also referred to as a common interconnect).
A ladder arrangement in which rows connected to each other are arranged in a plurality of rows, and n number of Y direction wirings are disposed on m number of X direction wirings via an interlayer insulating layer, and are arranged on a pair of element electrodes of the electron emission element. An arrangement method in which the X-direction wiring and the Y-direction wiring are connected, respectively, can be given.
This is hereinafter referred to as a simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail.

【００４４】前述した電子放出素子の基本的特性によれ
ば、単純マトリクス配置された電子放出素子における放
出電子は、しきい値電圧を超える電圧では、対向する素
子電極間に印加するパルス状電圧の波高値とパルス幅で
制御できる。一方、しきい値電圧以下では殆ど電子は放
出されない。従って、複数の電子放出素子を配置した場
合においても、個々の素子に上記パルス状電圧を適宜印
加すれば、入力信号に応じて電子放出素子を選択し、そ
の電子放出量が制御でき、単純なマトリクス配線だけで
個別の電子放出素子を選択して独立に駆動可能となる。According to the above-described basic characteristics of the electron-emitting device, the emitted electrons in the electron-emitting devices arranged in a simple matrix form a pulse-like voltage applied between the opposing device electrodes at a voltage exceeding the threshold voltage. It can be controlled by peak value and pulse width. On the other hand, below the threshold voltage, almost no electrons are emitted. Therefore, even when a plurality of electron-emitting devices are arranged, if the pulse-like voltage is appropriately applied to each of the devices, the electron-emitting device can be selected according to an input signal, and the amount of electron emission can be controlled. Individual electron-emitting devices can be selected and driven independently only by the matrix wiring.

【００４５】単純マトリクス配置はこのような原理に基
づくもので、本発明の電子源の一例である、この単純マ
トリクス配置の電子源の構成について図５に基づいて更
に説明する。The simple matrix arrangement is based on such a principle, and the structure of the electron source having the simple matrix arrangement, which is an example of the electron source of the present invention, will be further described with reference to FIG.

【００４６】図５において基板１は既に説明したような
ガラス板等であり、この基板１上に配列された電子放出
素子５４の個数及び形状は用途に応じて適宜設定される
ものである。In FIG. 5, the substrate 1 is a glass plate or the like as described above, and the number and shape of the electron-emitting devices 54 arranged on the substrate 1 are appropriately set according to the application.

【００４７】ｍ本のＸ方向配線５２は、夫々外部端子Ｄ
_x1，Ｄ_x2，……，Ｄ_xmを有するもので、基板１上に、真
空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成した導電性金属
等である。また、複数の電子放出素子５４にほぼ均等に
電圧が供給されるように、材料、膜厚、配線幅が設定さ
れている。Each of the m X-direction wirings 52 has an external terminal D
_x1 , _Dx2 ,..., _Dxm , and is a conductive metal or the like formed on the substrate 1 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. Further, the material, the film thickness, and the wiring width are set so that the voltage is supplied to the plurality of electron-emitting devices 54 almost uniformly.

【００４８】ｎ本のＹ方向配線５３は、夫々外部端子Ｄ
_y1，Ｄ_y2，……，Ｄ_ynを有するもので、Ｘ方向配線５２
と同様に作成される。Each of the n Y-directional wirings 53 has an external terminal D
_y1 , _Dy2 ,..., _Dyn
Is created in the same way as

【００４９】これらｍ本のＸ方向配線５２とｎ本のＹ方
向配線５３間には、不図示の層間絶縁層が設置され、電
気的に分離されて、マトリクス配線を構成している。
尚、このｍ，ｎは共に正の整数である。An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 52 and the n Y-directional wirings 53, and is electrically separated to form a matrix wiring.
Note that both m and n are positive integers.

【００５０】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ₂ 等であり、Ｘ方
向配線５２を形成した基板１の全面或は一部に所望の形
状で形成され、特に、Ｘ方向配線５２とＹ方向配線５３
の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法
が適宜設定される。The interlayer insulating layer (not shown) is, for example, SiO ₂ formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like, and has a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 1 on which the X-directional wiring 52 is formed. In particular, the X-direction wiring 52 and the Y-direction wiring 53
The film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of.

【００５１】更に、電子放出素子５４の対向する素子電
極（不図示）が、ｍ本のＸ方向配線５２と、ｎ本のＹ方
向配線５３と、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形
成された導電性金属等からなる結線５５によって電気的
に接続されているものである。Further, the device electrodes (not shown) facing the electron-emitting devices 54 are formed by m X-direction wires 52 and n Y-direction wires 53, by vacuum deposition, printing, sputtering, or the like. Electrically connected by a connection 55 made of a conductive metal or the like.

【００５２】ここで、ｍ本のＸ方向配線５２と、ｎ本の
Ｙ方向配線５３と、結線５５と、対向する素子電極と
は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であって
も、また夫々異なっていてもよく、前述の素子電極の材
料等より適宜選択される。これら素子電極への配線は、
素子電極と材料が同一である場合は素子電極と総称する
場合もある。また、電子放出素子５４は、基板１或いは
不図示の層間絶縁層上どちらに形成してもよい。Here, the m X-directional wirings 52, the n Y-directional wirings 53, the connection 55, and the opposing element electrodes are identical even if some or all of the constituent elements are the same. Further, they may be different from each other, and are appropriately selected from the above-described materials of the device electrodes and the like. The wiring to these device electrodes is
When the material is the same as the device electrode, it may be referred to as a device electrode. Further, the electron-emitting device 54 may be formed on either the substrate 1 or an interlayer insulating layer (not shown).

【００５３】また、詳しくは後述するが、前記Ｘ方向配
線５２には、Ｘ方向に配列された電子放出素子５４の行
を入力信号に応じて走査するために、走査信号を印加す
る不図示の走査信号印加手段が電気的に接続されてい
る。As will be described later in detail, the X-direction wiring 52 is provided with a scanning signal (not shown) for applying a scanning signal in order to scan a row of the electron-emitting devices 54 arranged in the X-direction in accordance with an input signal. The scanning signal applying means is electrically connected.

【００５４】一方、Ｙ方向配線５３には、Ｙ方向に配列
された電子放出素子５４の列の各列を入力信号に応じて
変調するために、変調信号を印加する不図示の変調信号
発生手段が電気的に接続されている。更に、各電子放出
素子５４に印加される駆動電圧は、当該電子放出素子５
４に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給
されるものである。On the other hand, a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal in order to modulate each of the rows of the electron-emitting devices 54 arranged in the Y direction according to an input signal is provided on the Y-direction wiring 53. Are electrically connected. Further, the driving voltage applied to each electron-emitting device 54 is
4 is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the scanning signal.

【００５５】次に、以上のような単純マトリクス配置の
本発明の電子源を用いた本発明の画像形成装置の一例
を、図６〜図８を用いて説明する。尚、図６は表示パネ
ル８１の基本構成図であり、図７は蛍光膜６４を示す図
であり、図８は図６の表示パネル８１で、ＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に応じてテレビジョン表示を行うための駆
動回路の一例を示すブロック図である。Next, an example of the image forming apparatus of the present invention using the electron source of the present invention having the above-described simple matrix arrangement will be described with reference to FIGS. 6 is a diagram showing a basic configuration of the display panel 81, FIG. 7 is a view showing the fluorescent film 64, and FIG. 8 is a display panel 81 of FIG. 6, which displays a television display according to an NTSC television signal. FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a driving circuit for performing the driving.

【００５６】図６において、１は上述のようにして電子
放出素子を配置した電子源の基板、６１は基板１を固定
したリアプレート、６６はガラス基板６３の内面に蛍光
膜６４とメタルバック６５等が形成されたフェースプレ
ート、６２は支持枠であり、リアプレト６１、支持枠６
２及びフェースプレート６６にフリットガラス等を塗布
し、大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃で１０
分以上焼成することで封着して外囲器６８を構成してい
る。In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a substrate of an electron source on which the electron-emitting devices are arranged as described above; 61, a rear plate on which the substrate 1 is fixed; 66, a fluorescent film 64 and a metal back 65 on the inner surface of a glass substrate 63; A face plate 62 on which a support plate and the like are formed.
2 and a face plate 66 are coated with frit glass or the like,
The envelope 68 is sealed by firing for more than a minute.

【００５７】図６において、５２、５３は、電子放出素
子５４の一対の素子電極２，２’と接続されたＸ方向配
線及びＹ方向配線で、夫々外部端子Ｄ_x1〜Ｄ_xm，Ｄ_y1〜
Ｄ_ynを有している。[0057] In FIG. 6, 52 and 53, a pair of device electrodes 2 and 2 'and the connected X-direction wiring and Y-direction wiring of the electron-emitting device 54, respectively external terminals D _x1 ~D _xm, D _y1 ~
D _yn .

【００５８】外囲器６８は、上述の如く、フェースープ
レート６６、支持枠６２、リアプレート６１で構成され
ている。しかし、リアプレート６１は主に基板１の強度
を補強する目的で設けられるものであり、基板１自体で
十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート６１は不要
で、基板１に直接支持枠６２を封着し、フェースプレー
ト６６、支持枠６２、基板１にて外囲器６８を構成して
もよい。また、フェースプレート６６、リアプレート６
１の間にスぺーサーと呼ばれる不図示の支持体を更に設
置することで、大気圧に対して十分な強度を有する外囲
器６８とすることもできる。The envelope 68 includes the face-plate 66, the support frame 62, and the rear plate 61, as described above. However, the rear plate 61 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 1. If the substrate 1 itself has sufficient strength, the separate rear plate 61 is unnecessary, and the support frame is directly attached to the substrate 1. The envelope 62 may be configured by sealing the face plate 62, the face plate 66, the support frame 62, and the substrate 1. Also, the face plate 66, the rear plate 6
By further installing a support (not shown) called a spacer between the two, an envelope 68 having sufficient strength against atmospheric pressure can be obtained.

【００５９】蛍光膜６４は、モノクロームの場合は蛍光
体７２のみからなるが、カラーの蛍光膜６４の場合は、
蛍光体７２の配列により、ブラックストライプ（図７
（ａ））あるいはブラックマトリクス（図７（ｂ））等
と呼ばれる黒色導伝材７１と蛍光体７２とで構成され
る。ブラックストライプ、ブラックマトリクスが設けら
れる目的は、カラー表示の場合必要となる三原色の各蛍
光体７２間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立
たなくすることと、蛍光膜７４における外光反射による
コントラストの低下を抑制することである。黒色導伝材
７１の材料としては、通常良く用いられている黒鉛を主
成分とする材料だけでなく、導電性があり、光の透過及
び反射が少ない材料であれば他の材料を用いることもで
きる。The fluorescent film 64 is composed of only the fluorescent substance 72 in the case of monochrome, but in the case of the color fluorescent film 64,
Depending on the arrangement of the phosphors 72, black stripes (FIG. 7)
(A)) or a black conductive material 71 called a black matrix (FIG. 7 (b)) and the like and a phosphor 72. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the mixed portions between the phosphors 72 of the three primary colors necessary for color display black so that color mixing and the like become inconspicuous, and to reflect external light on the phosphor film 74. Is to suppress a decrease in contrast due to As a material of the black conductive material 71, not only a material mainly containing graphite, which is often used, but also a material having conductivity and low light transmission and reflection may be used. it can.

【００６０】ガラス基板６３に蛍光体７２を塗布する方
法としては、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や
印刷法が用いられる。As a method of applying the phosphor 72 to the glass substrate 63 , a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color.

【００６１】また、図６に示されるように、蛍光膜６４
の内面側には通常メタルバック６５が設けられる。メタ
ルバック６５の目的は、蛍光体７２（図７参照）の発光
のうち内面側への光をガラス基板６３側へ鏡面反射する
ことにより輝度を向上すること、電子ビーム加速電圧を
印加するための電極として作用すること、外囲器６８内
で発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光体
７２の保護等である。メタルバック６５は、蛍光膜６４
の作製後、蛍光膜６４の内面側表面の平滑化処理（通常
フィルミングと呼ばれる）を行い、その後Ａｌを真空蒸
着等で堆積することで作製できる。Further, as shown in FIG.
Is usually provided with a metal back 65. The purpose of the metal back 65 is to improve the brightness by mirror-reflecting the light toward the inner surface side of the light emitted from the phosphor 72 (see FIG. 7) toward the glass substrate 63, and to apply an electron beam acceleration voltage. Acting as an electrode, protecting the phosphor 72 from damage due to collision of negative ions generated in the envelope 68, and the like. The metal back 65 is a fluorescent film 64
After the fabrication, a smoothing process (usually called filming) of the inner surface of the fluorescent film 64 is performed, and then Al is deposited by vacuum evaporation or the like.

【００６２】フェースプレート６６には、更に蛍光膜６
４の導電性を高めるため、蛍光膜６４の外面側に透明電
極（不図示）を設けてもよい。The fluorescent film 6 is further provided on the face plate 66.
A transparent electrode (not shown) may be provided on the outer surface side of the fluorescent film 64 in order to enhance the conductivity of the phosphor film 4.

【００６３】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体７２と電子放出素子５４とを対応させなくてはい
けないため、十分な位置合わせを行う必要がある。At the time of performing the above-mentioned sealing, in the case of color, since the phosphors 72 of each color must correspond to the electron-emitting devices 54 , it is necessary to perform sufficient alignment.

【００６４】外囲器６８内は、不図示の排気管を通じ、
１０ ^-7 ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止される。ま
た、外囲器６８の封止を行う直前あるいは封止後に、ゲ
ッター処理を行うこともある。これは、外囲器６８内の
所定の位置に配置したゲッター（不図示）を加熱し、蒸
着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主
成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１
０^-5〜１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持するためのも
のである。The inside of the envelope 68 passes through an exhaust pipe (not shown)
The degree of vacuum is set to about 10 ⁻⁷ torr, and sealing is performed. Also, a getter process may be performed immediately before or after sealing the envelope 68. This is a process of heating a getter (not shown) arranged at a predetermined position in the envelope 68 to form a vapor deposition film. The getter is usually composed mainly of Ba or the like.
This is for maintaining a degree of vacuum of 0 ^-5 to 1 × 10 ^-7 torr.

【００６５】上述の表示パネル８１は、例えば図８に示
されるような駆動回路で駆動することができる。尚、図
８において、８１は表示パネル、８２は走査回路、８３
は制御回路、８４はシフトレジスタ、８５はラインメモ
リ、８６は同期信号分離回路、８７は変調信号発生器、
Ｖ_x 及びＶ_a は直流電圧源である。The above-described display panel 81 can be driven by a drive circuit as shown in FIG. 8, for example. In FIG. 8, 81 is a display panel, 82 is a scanning circuit, 83
Is a control circuit, 84 is a shift register, 85 is a line memory, 86 is a synchronization signal separation circuit, 87 is a modulation signal generator,
V _x and V _a are DC voltage sources.

【００６６】図８に示されるように、表示パネル８１
は、外部端子Ｄ_x1〜Ｄ_xm、外部端子Ｄ_y1〜Ｄ_yn及び高圧
端子Ｈｖを介して外部の電気回路と接続されている。こ
の内、外部端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmには前記表示パネル８１内に
設けられている電子放出素子、即ちｍ行ｎ列の行列状に
マトリクス配置された電子放出素子群を１行（ｎ素子ず
つ）順次駆動して行くための走査信号が印加される。As shown in FIG. 8, the display panel 81
_Are connected to an external electric circuit via external terminals D _{x1 to} D _xm , external terminals D _{y1 to} D _yn and a high voltage terminal Hv. Of these, the electron-emitting devices provided in the display panel 81, that is, electron-emitting device groups arranged in a matrix of m rows and n columns are arranged in the external terminals D _{x1 to} D _xm in one row (each n elements). 3) A scanning signal for sequentially driving is applied.

【００６７】一方、外部端子Ｄ_y1〜Ｄ_ynには、前記走査
信号により選択された１行の各電子放出素子の出力電子
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Ｖ_a より、例えば１０ｋ
Ｖの直流電圧が供給される。これは電子放出素子より出
力される電子ビームに、蛍光体を励起するのに十分なエ
ネルギーを付与するための加速電圧である。On the other hand, to the external terminals D _{y1 to} D _yn , a modulation signal for controlling the output electron beam of each electron-emitting device in one row selected by the scanning signal is applied. Also,
The high-voltage terminal Hv, the DC voltage source V _a, for example, 10k
V DC voltage is supplied. This is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam output from the electron-emitting device to excite the phosphor.

【００６８】走査回路８２は、内部にｍ個のスイッチン
グ素子（図８中Ｓ₁ 〜Ｓ_m で模式的に示す）を備えるも
ので、各スイッチング素子Ｓ₁ 〜Ｓ_m は、直流電圧電源
Ｖ_xの出力電圧もしくは０Ｖ（グランドレベル）のいず
れか一方を選択して、表示パネル８１の外部端子Ｄ_x1〜
Ｄ_xmと電気的に接続するものである。各スイッチング素
子Ｓ₁ 〜Ｓ_m は、制御回路８３が出力する制御信号Ｔ
_scanに基づいて動作するもので、実際には、例えばＦＥ
Ｔのようなスイッチング機能を有する素子を組み合わせ
ることにより容易に構成することが可能である。The scanning circuit 82 includes m switching elements (schematically indicated by S _{1 to} S _m in FIG. 8). Each of the switching elements S _{1 to} S _m includes a DC voltage power supply V _x. output voltage or by selecting one of 0V (ground level) of the external terminals D _x1 of the display panel 81 to
It is electrically connected to _Dxm . Each of the switching elements S _{1 to} S _m receives a control signal T output from the control circuit 83.
It operates based on _scan , and in fact, for example, FE
It can be easily configured by combining elements having a switching function such as T.

【００６９】本例における前記直流電圧源Ｖ_x は、前記
電子放出素子の特性（しきい値電圧）に基づき、走査さ
れていない電子放出素子に印加される駆動電圧がしきい
値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう設定さ
れている。[0069] The DC voltage source V _x in this example, based upon the characteristics (threshold voltage) of the electron-emitting device, the driving voltage to be applied becomes lower than or equal to the threshold voltage to the electron emission elements not being scanned It is set to output such a constant voltage.

【００７０】制御回路８３は、外部より入力される画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の動
作を整合させる働きを持つものである。次に説明する同
期信号分離回路８６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、Ｔ_sft 及びＴ_mry の各制御
信号を発生する。The control circuit 83 has a function of coordinating the operation of each unit so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. Based on the synchronization signal T _sync next fed from the synchronizing signal separation circuit 86 to be described, T _scan, generating a respective control signal T _sft and T _mry to each unit.

【００７１】同期信号分離回路８６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
度信号成分を分離するための回路で、よく知られている
ように、周波数分離（フィルター）回路を用いれば、容
易に構成できるものである。同期信号分離回路８６によ
り分離された同期信号は、これもよく知られるように、
垂直同期信号と水平同期信号よりなる。ここでは、説明
の便宜上Ｔ_syncとして図示する。一方、前記テレビ信号
から分離された画像の輝度信号成分を便宜上ＤＡＴＡ信
号と図示する。このＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ８４
に入力される。The synchronizing signal separating circuit 86 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside. As is well known, a frequency separating (filter) is used. If a circuit is used, it can be easily configured. The synchronization signal separated by the synchronization signal separation circuit 86 is, as is well known,
It consists of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal. Here, it is illustrated as T _sync for convenience of explanation. On the other hand, a luminance signal component of an image separated from the television signal is illustrated as a DATA signal for convenience. This DATA signal is supplied to the shift register 84.
Is input to

【００７２】シフトレジスタ８４は、時系列的にシリア
ル入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン毎に
シリアル／パラレル変換するためのもので、前記制御回
路８３より送られる制御信号Ｔ_sft に基づいて作動す
る。この制御信号Ｔ_sft は、シフトレジスタ８４のシフ
トクロックであると言い換えてもよい。また、シリアル
／パラレル変換された画像１ライン分（電子放出素子の
ｎ素子分の駆動データに相当する）のデータは、Ｉ_d1〜
Ｉ_dnのｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ８４よ
り出力される。The shift register 84 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal _Tsft sent from the control circuit 83. Work. This control signal _Tsft may be rephrased as a shift clock of the shift register 84. The data for one line of the serial / parallel-converted image (corresponding to drive data for n electron-emitting devices) is I _d1 to I _d1 .
It is output from the shift register 84 as n parallel signals of _Idn .

【００７３】ラインメモリ８５は、画像１ライン分のデ
ータを必要時間だけ記憶するための記憶装置であり、制
御回路８３より送られる制御信号Ｔ_mry に従って適宜Ｉ
_d1〜Ｉ_dnの内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉ_d'1
〜Ｉ_d'n として出力され、変調信号発生器８７に入力さ
れる。The line memory 85 is a storage device for storing data of one line of an image for a required time, and appropriately stores a signal according to a control signal T _mry sent from the control circuit 83.
stores the contents of _d1 ~I _dn. The stored content is I _d'1
It is output as ~I _d'n, is input to the modulation signal generator 87.

【００７４】変調信号発生器８７は、前記画像データＩ
_d'1 〜Ｉ_d'n の各々に応じて、電子放出素子の各々を適
切に駆動変調するための信号源で、その出力信号は、端
子Ｄ_y1〜Ｄ_ynを通じて表示パネル８１内の電子放出素子
に印加される。The modulation signal generator 87 outputs the image data I
Depending on each of _d'1 ~I _d'n, the signal source for properly driving modulating each of the electron-emitting device, the output signal, the electron emission in the display panel 81 through the terminals D _y1 to D _yn Applied to the device.

【００７５】前述したように、電子放出素子は電子放出
に明確なしきい値電圧を有しており、しきい値電圧を超
える電圧が印加された場合にのみ電子放出が生じる。ま
た、しきい値電圧を超える電圧に対しては電子放出素子
への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化して行く。
電子放出素子の材料、構成、製造方法を変えることによ
り、しきい値電圧の値や印加電圧に対する放出電流の変
化度合いが変わる場合もあるが、いずれにしても以下の
ことがいえる。As described above, the electron-emitting device has a clear threshold voltage for electron emission, and electron emission occurs only when a voltage exceeding the threshold voltage is applied. For a voltage exceeding the threshold voltage, the emission current also changes in accordance with the change in the voltage applied to the electron-emitting device.
By changing the material, configuration, and manufacturing method of the electron-emitting device, the value of the threshold voltage or the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may change, but in any case, the following can be said.

【００７６】即ち、電子放出素子にパルス状の電圧を印
加する場合、例えばしきい値電圧以下の電圧を印加して
も電子放出は生じないが、しきい値電圧を超える電圧を
印加する場合には電子放出を生じる。その際、第１には
電圧パルスの波高値を変化させることにより、出力され
る電子ビームの強度を制御することが可能である。第２
には、電圧パルスの幅を変化させることにより、出力さ
れる電子ビームの電荷の総量を制御することが可能であ
る。That is, when a pulse-like voltage is applied to the electron-emitting device, for example, when a voltage lower than the threshold voltage is applied, no electron emission occurs, but when a voltage exceeding the threshold voltage is applied. Causes electron emission. At that time, first, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value of the voltage pulse. Second
By changing the width of the voltage pulse, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.

【００７７】従って、入力信号に応じて電子放出素子を
変調する方式としては、電圧変調方式とパルス幅変調方
式とが挙げられる。電圧変調方式を行う場合、変調信号
発生器８７としては、一定の長さの電圧パルスを発生す
るが、入力されるデータに応じて適宜パルスの波高値を
変調できる電圧変調方式の回路を用いる。また、パルス
幅変調方式を行う場合、変調信号発生器８７としては、
一定の波高値の電圧パルスを発生するが、入力されるデ
ータに応じて適宜パルス幅を変調できるパルス幅変調方
式の回路を用いる。Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device in accordance with the input signal, there are a voltage modulation method and a pulse width modulation method. In the case of performing the voltage modulation method, the modulation signal generator 87 generates a voltage pulse of a fixed length, but uses a circuit of the voltage modulation method capable of appropriately modulating the peak value of the pulse according to input data. When the pulse width modulation method is performed, the modulation signal generator 87 includes:
Although a voltage pulse having a constant peak value is generated, a pulse width modulation type circuit capable of appropriately modulating a pulse width according to input data is used.

【００７８】シフトレジスタ８４やラインメモリ８５
は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもので
もよく、画像信号のシリアル／パラレル変換や記憶が所
定の速度で行えるものであればよい。The shift register 84 and the line memory 85
May be a digital signal type or an analog signal type, as long as they can perform serial / parallel conversion and storage of an image signal at a predetermined speed.

【００７９】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路８６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化す
る必要がある。これは同期信号分離回路８６の出力部に
Ａ／Ｄ変換器を設けることで行える。When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separating circuit 86 into a digital signal. This can be achieved by providing an A / D converter at the output of the synchronization signal separation circuit 86.

【００８０】また、これと関連して、ラインメモリ８５
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８７に設けられる回路が若干異なるものと
なる。In connection with this, the line memory 85
The circuit provided in the modulation signal generator 87 differs slightly depending on whether the output signal is a digital signal or an analog signal.

【００８１】即ち、デジタル信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器８７には、例えばよく知られている
Ｄ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付け
加えればよい。また、デジタル信号でパルス幅変調方式
の場合、変調信号発生器８７は、例えば高速の発振器及
び発振器の出力する波数を計数する計数器（カウンタ）
及び計数器の出力値と前記メモリの出力値を比較する比
較器（コンパレータ）を組み合わせた回路を用いること
で容易に構成することができる。更に、必要に応じて、
比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放
出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付
け加えてもよい。That is, in the case of a voltage modulation method using a digital signal, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 87, and an amplification circuit or the like may be added as necessary. In the case of a pulse width modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 87 includes, for example, a high-speed oscillator and a counter that counts the number of waves output from the oscillator.
It can be easily configured by using a circuit combining a comparator (comparator) for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. In addition, if necessary,
An amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device may be added.

【００８２】一方、アナログ信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器８７には、例えばよく知られている
オペアンプ等を用いた増幅回路を用いればよく、必要に
応じてレベルシフト回路等を付け加えてもよい。また、
アナログ信号でパルス幅変調方式の場合、例えばよく知
られている電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用いればよ
く、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増
幅するための増幅器を付け加えてもよい。On the other hand, in the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using a well-known operational amplifier or the like may be used as the modulation signal generator 87, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. You may. Also,
In the case of a pulse width modulation method using an analog signal, for example, a well-known voltage-controlled oscillation circuit (VCO) may be used. If necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the electron-emitting device may be added. Is also good.

【００８３】以上のような表示パネル８１及び駆動回路
を有する本発明の画像形成装置は、端子Ｄ_x1〜Ｄ_xm及び
Ｄ_y1〜Ｄ_ynから電圧を印加することにより、必要な電子
放出素子から電子を放出させることができ、高圧端子Ｈ
ｖを通じて、メタルバック６５あるいは透明電極（不図
示）に高電圧を印加して電子ビームを加速し、加速した
電子ビームを蛍光膜６４に衝突させることで生じる励起
・発光によって、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じてテ
レビジョン表示を行うことができるものである。The image forming apparatus of the present invention having the display panel 81 and the driving circuit as described above, applies a voltage from the terminals D _{x1 to} D _xm and D _{y1 to} D _yn , so that electrons are emitted from necessary electron emitting elements. Can be discharged, and the high voltage terminal H
v, a high voltage is applied to the metal back 65 or a transparent electrode (not shown) to accelerate the electron beam, and the excited electron beam collides with the fluorescent film 64 to generate and emit light, thereby generating an NTSC television signal. TV display can be performed in accordance with

【００８４】尚、以上説明した構成は、表示等に用いら
れる本発明の画像形成装置を得る上で必要な概略構成で
あり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述の内容
に限られるものではなく、画像形成装置の用途に適する
よう、適宜選択されるものである。また、入力信号とし
てＮＴＳＣ方式を挙げたが、本発明に係る画像形成装置
はこれに限られるものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方
式等の他の方式でもよく、更にはこれらよりも複数の走
査線からなるＴＶ信号、例えばＭＵＳＥ方式を初めとす
る高品位ＴＶ方式でもよい。The configuration described above is a schematic configuration necessary for obtaining the image forming apparatus of the present invention used for display and the like, and detailed portions such as materials of each member are limited to those described above. Instead, it is appropriately selected so as to be suitable for the use of the image forming apparatus. Although the NTSC system has been described as an input signal, the image forming apparatus according to the present invention is not limited to this, and may employ another system such as a PAL or SECAM system. For example, a high-definition TV system such as a MUSE system may be used.

【００８５】次に、前述の梯型配置の電子源及びこれを
用いた本発明の画像形成装置の一例について図９及び図
１０を用いて説明する。Next, an example of the above-described trapezoidal electron source and an image forming apparatus of the present invention using the same will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG.

【００８６】図９において、１は基板、５４は電子放出
素子、９４は電子放出素子５４を接続する共通配線で１
０本設けられており、各々外部端子Ｄ₁ 〜Ｄ₁₀を有して
いる。In FIG. 9, 1 is a substrate, 54 is an electron-emitting device, and 94 is a common wiring connecting the electron-emitting device 54.
0 terminals are provided and each has external terminals D _{1 to} D ₁₀ .

【００８７】電子放出素子５４は、基板１上に並列に複
数個配置されている。これを素子行と呼ぶ。そしてこの
素子行が複数行配置されて電子源を構成している。A plurality of electron-emitting devices 54 are arranged on the substrate 1 in parallel. This is called an element row. These element rows are arranged in a plurality of rows to constitute an electron source.

【００８８】各素子行の共通配線９４（例えば外部端子
Ｄ₁ とＤ₂ の共通配線９４）間に適宜の駆動電圧を印加
することで、各素子行を独立に駆動することが可能であ
る。即ち、電子ビームを放出させたい素子行にはしきい
値電圧を超える電圧を印加し、電子ビームを放出させた
くない素子行にはしきい値電圧以下の電圧を印加するよ
うにすればよい。このような駆動電圧の印加は、各素子
行間に位置する共通配線Ｄ₂ 〜Ｄ₉ について、夫々相隣
接する共通配線９４、即ち夫々相隣接する外部端子Ｄ₂
とＤ₃ ，Ｄ₄ とＤ₅ ，Ｄ₆ とＤ₇ ，Ｄ₈ とＤ₉ の共通配
線９４を一体の同一配線としても行うことができる。By applying an appropriate drive voltage between the common wiring 94 of each element row (for example, the common wiring 94 of the external terminals D ₁ and D ₂ ), each element row can be driven independently. That is, a voltage exceeding the threshold voltage may be applied to an element row where electron beams are to be emitted, and a voltage lower than the threshold voltage may be applied to an element row where electron beams are not desired to be emitted. Application of the driving voltage, the common wiring D ₂ to D ₉ located at each element rows, the common wiring 94 adjacent respective phases, each mutually adjacent external terminals D ₂
And D ₃ , D ₄ and D ₅ , D ₆ and D ₇ , and D ₈ and D ₉ .

【００８９】図１０は、本発明の電子源の他の例であ
る、上記梯型配置の電子源を備えた表示パネル９１の構
造を示す図である。FIG. 10 is a view showing the structure of a display panel 91 provided with the above-mentioned trapezoidal arrangement of electron sources, which is another example of the electron source of the present invention.

【００９０】図１０中９２はグリッド電極、９３は電子
が通過するための開口、Ｄ₁ 〜Ｄ_mは各電子放出素子に
電圧を印加するための外部端子、Ｇ₁ 〜Ｇ_n はグリッド
電極９２に接続された外部端子である。また、各素子行
間の共通配線９４は一体の同一配線として基板１上に形
成されている。In FIG. 10, 92 is a grid electrode, 93 is an opening through which electrons pass, D _{1 to} D _m are external terminals for applying a voltage to each electron-emitting device, and G _{1 to} G _n are grid electrodes 92. External terminal connected to the Further, the common wiring 94 between the element rows is formed on the substrate 1 as an integrated single wiring.

【００９１】尚、図１０において図６と同じ符号は同じ
部材を示すものであり、図６に示される単純マトリクス
配置の電子源を用いた表示パネル８１との大きな違い
は、基板１とフェースプレート６６の間にグリッド電極
９２を備えている点である。In FIG. 10, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same members, and the major difference between the display panel 81 using the electron sources in the simple matrix arrangement shown in FIG. The difference is that a grid electrode 92 is provided between 66.

【００９２】基板１とフェースプレート６６の間には、
上記のようにグリッド電極９２が設けられている。この
グリッド電極９２は、電子放出素子５４から放出された
電子ビームを変調することができるもので、梯型配置の
素子行と直行して設けられたストライプ状の電極に、電
子ビームを通過させるために、各電子放出素子５４に対
応して１個ずつ円形の開口９３を設けたものとなってい
る。Between the substrate 1 and the face plate 66,
The grid electrode 92 is provided as described above. The grid electrode 92 can modulate the electron beam emitted from the electron-emitting device 54, and allows the electron beam to pass through a stripe-shaped electrode provided perpendicular to the ladder-shaped element row. In addition, one circular opening 93 is provided for each electron-emitting device 54.

【００９３】グリッド電極９２の形状や配置位置は、必
ずしも図１０に示すようなものでなければならないもの
ではなく、開口９３をメッシュ状に多数設けることもあ
り、またグリッド電極９２を、例えば電子放出素子５４
の周囲や近傍に設けてもよい。The shape and the arrangement position of the grid electrode 92 need not always be as shown in FIG. 10, and a large number of openings 93 may be provided in a mesh shape. Element 54
May be provided around or in the vicinity.

【００９４】外部端子Ｄ₁ 〜Ｄ_m 及びＧ₁ 〜Ｇ_n は不図
示の駆動回路に接続されている。そして、素子行を１列
ずつ順次駆動（走査）して行くのと同期してグリッド電
極９２の列に画像１ライン分の変調信号を印加すること
により、各電子ビームの蛍光膜６４への照射を制御し、
画像を１ラインずつ表示することができる。The external terminals D _{1 to} D _m and G _{1 to} G _n are connected to a drive circuit (not shown). Then, by applying a modulation signal for one image line to the column of the grid electrode 92 in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one by one, each electron beam is irradiated on the fluorescent film 64. Control the
Images can be displayed line by line.

【００９５】以上のように、本発明の画像形成装置は、
単純マトリクス配置及び梯型配置のいずれの本発明の電
子源を用いても得ることができ、上述したテレビジョン
放送の表示装置のみならず、テレビ会議システム、コン
ピューター等の表示装置として好適な画像形成装置が得
られる。更には、感光ドラムとで構成した光プリンター
の露光装置としても用いることができるものである。As described above, the image forming apparatus of the present invention
It can be obtained by using any of the electron sources of the present invention in a simple matrix arrangement or a trapezoidal arrangement, and is suitable not only for the above-described television broadcast display device, but also as a video conference system and a display device such as a computer. A device is obtained. Furthermore, the present invention can be used as an exposure device of an optical printer including a photosensitive drum.

【００９６】[0096]

【実施例】【Example】

［実施例１］本発明第１の実施例として、図１に示した
電子放出素子を作製した。Example 1 As the first example of the present invention, the electron-emitting device shown in FIG. 1 was manufactured.

【００９７】先ず、メタルマスクを用いて、石英ガラス
基板上に厚さ５ｎｍのＴｉ、及び厚さ３０ｎｍのＰｔを
真空蒸着し素子電極を形成した。次に素子電極間をＦＩ
Ｂにより局所的に除去してＬ＝２４０ｎｍ、Ｗ＝１００
μｍの間隙を形成した。First, using a metal mask, 5 nm thick Ti and 30 nm thick Pt were vacuum-deposited on a quartz glass substrate to form device electrodes. Next, FI between the device electrodes
L = 240 nm, W = 100 by local removal with B
A gap of μm was formed.

【００９８】次に、有機Ｐｄ錯体溶液（ＣＣＰ４２３
０：奥野製薬株式会社製を酢酸ブチルで３倍に希釈した
もの）をスピンナーコートした後、大気中３００℃で熱
処理、更に窒素で希釈した２％水素気流中で１８０℃の
熱処理を行なった。この段階で素子表面にはφ＝３〜７
ｎｍの微粒子が形成された。Next, an organic Pd complex solution (CCP423)
0: a product of Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. diluted three times with butyl acetate), and then heat-treated at 300 ° C. in the air and further heat-treated at 180 ° C. in a 2% hydrogen stream diluted with nitrogen. At this stage, φ = 3 to 7
nm fine particles were formed.

【００９９】続いて、窒素希釈した０．１％エチレン気
流中で５００℃で１０分間熱処理した。これを走査電子
顕微鏡で観察すると、電極間隙中に直径１０〜２５ｎｍ
程度で、屈曲しながら繊維状に伸びた多数の繊維状カー
ボンが形成されていることがわかった。尚、素子電極上
には、Ｐｄ微粒子も繊維状カーボンも見られず、Ｐｄ微
粒子はＰｔ電極に吸収されたものと思われる。Subsequently, heat treatment was performed at 500 ° C. for 10 minutes in a 0.1% ethylene stream diluted with nitrogen. When this was observed with a scanning electron microscope, it was found that the diameter was 10 to 25 nm in the electrode gap.
It was found that a large number of fibrous carbons that extended in a fibrous shape while bending were formed. It should be noted that neither Pd fine particles nor fibrous carbon was found on the device electrode, and it is considered that the Pd fine particles were absorbed by the Pt electrode.

【０１００】上記のようにして作製した電子放出素子の
Ｉ_e 及びＩ_f を、図３に示した測定評価系により測定し
た。 _Ie and _If of the electron-emitting device manufactured as described above were measured by the measurement evaluation system shown in FIG.

【０１０１】その結果、Ｉ_e は徐々に増加し、Ｉ_f は一
端急激に減少した後、徐々に増加し、約６００秒で飽和
に達した。この時Ｉ_e は０．５μＡ、Ｉ_f は０．５ｍＡ
程度であった。As a result, I _e gradually increased, and I _f suddenly decreased, then increased gradually, and reached saturation in about 600 seconds. At this time, _Ie is 0.5 μA and _If is 0.5 mA.
It was about.

【０１０２】［実施例２］素子電極間の間隙を５００ｎ
ｍとする以外は実施例１と同様にして電子放出素子を作
製し、Ｉ_e 及びＩ_f を測定した。Ｉ_e 及びＩ_f はそれぞ
れ約４００秒で飽和し、その値は実施例１の電子放出素
子とほぼ同じであった。[Embodiment 2] The gap between the device electrodes was 500 n
An electron-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that m was used, and _Ie and _If were measured. Each of _Ie and _If was saturated in about 400 seconds, and their values were almost the same as those of the electron-emitting device of Example 1.

【０１０３】走査電子顕微鏡による観察では、実施例１
と同様に、間隙中に多数の繊維状カーボンが形成されて
いる様子が観察された。但し、間隙中央部ではやや疎に
なっていた。In observation with a scanning electron microscope, Example 1 was used.
Similarly to the above, a state in which many fibrous carbons were formed in the gap was observed. However, it was slightly sparse at the center of the gap.

【０１０４】［実施例３］実施例１と同様にして素子電
極、及び該電極間の間隙を形成し、有機Ｐｄ錯体溶液を
塗布、３００℃で焼成を行なった後、窒素で希釈した
０．１％エチレン気流中で１８０℃で１０分間の熱処理
を行ない、引き続き４５０℃に昇温して１０分間の熱処
理を行なった。この電子放出素子の電気的特性は実施例
１とほぼ同様であった。Example 3 Device electrodes and gaps between the electrodes were formed in the same manner as in Example 1, an organic Pd complex solution was applied, baked at 300 ° C., and diluted with nitrogen. The heat treatment was performed at 180 ° C. for 10 minutes in a 1% ethylene stream, and then the temperature was increased to 450 ° C. for 10 minutes. The electrical characteristics of this electron-emitting device were almost the same as those in Example 1.

【０１０５】［比較例１］実施例１と同様の工程で素子
電極及び電極間隙を形成し、Ｐｄ微粒子を形成した後、
エチレン雰囲気中での熱処理工程を省いて、Ｉ_e 及びＩ
_f を測定した。その結果、Ｉ_e 、Ｉ_f 共に観測されなか
った。[Comparative Example 1] An element electrode and an electrode gap were formed in the same steps as in Example 1 to form Pd fine particles.
Omitting the heat treatment step in an ethylene atmosphere, _Ie and I
_f was measured. As a result, it was observed I _e, I _f both.

【０１０６】［比較例２］電極間隙を９００ｎｍとする
以外は実施例１と同様にして電子放出素子を作製し、Ｉ
_e 及びＩ_f を測定したところ、Ｉ_e 、Ｉ_f とも全く観測
されなかった。Comparative Example 2 An electron-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the electrode gap was 900 nm.
_{When e} and _If were measured, neither _Ie nor _If was observed at all.

【０１０７】この電子放出素子を走査電子顕微鏡で観察
したところ、素子電極の端面付近には繊維状カーボンが
形成されているが、間隙の中央部には存在せず、両方の
カーボン間の間隔が大きく開いていることがわかった。
これは、有機Ｐｄ溶液を塗布した際、表面張力により電
極端面付近に溶液が集まり、中央付近は少なくなるため
に、Ｐｄ微粒子が間隙中央部に形成されず、従って、こ
れを核として堆積する繊維状カーボンが堆積しにくかっ
たものと推測される。そのため、カーボン間の間隙が広
く、Ｉ_e 、Ｉ_f が観測されなかった、即ち素子電極間に
電流が流れず電子放出が行なわれなかったものと推測さ
れる。When the electron-emitting device was observed with a scanning electron microscope, it was found that fibrous carbon was formed near the end face of the device electrode but was not present at the center of the gap. It turned out to be wide open.
This is because, when an organic Pd solution is applied, the solution collects near the electrode end face due to surface tension and decreases near the center, so that Pd fine particles are not formed in the center of the gap, and therefore, fibers that deposit using this as a nucleus It is presumed that carbonaceous carbon was difficult to deposit. Therefore, it is presumed that the gap between the carbons was wide and _Ie and _If were not observed, that is, no current flowed between the device electrodes and no electron emission was performed.

【０１０８】［実施例４］単純マトリクス配線により電
子放出素子を配置した電子源を作製した。その手順を以
下に示す。Example 4 An electron source in which electron-emitting devices were arranged by simple matrix wiring was manufactured. The procedure is shown below.

【０１０９】洗浄した青板ガラスの基板上に真空蒸着法
により厚さ５ｎｍのＣｒ、厚さ６０ｎｍのＡｕを順次積
層した後、フォトレジスト（ＡＺ１３７０：ヘキスト社
製）をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、フォ
トマスク像を露光、現像して、下配線のレジストパター
ンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ積層膜をウエットエッチングし
て下配線を形成した。After sequentially laminating Cr with a thickness of 5 nm and Au with a thickness of 60 nm on the washed blue glass substrate by vacuum evaporation, a photoresist (AZ1370: manufactured by Hoechst) was spin-coated with a spinner and baked. Then, the photomask image was exposed and developed to form a resist pattern of the lower wiring, and the Au / Cr laminated film was wet-etched to form the lower wiring.

【０１１０】厚さ０．１μｍのシリコン酸化膜からなる
層間絶縁層を高周波スパッタ法により形成した。An interlayer insulating layer made of a silicon oxide film having a thickness of 0.1 μm was formed by a high frequency sputtering method.

【０１１１】堆積したシリコン酸化膜上にコンタクトホ
ールを形成するためのフォトレジストパターンを作り、
これをマスクとして層間絶縁層をエッチングしてコンタ
クトホールを形成した。エッチングはＣＦ₄ とＨ₂ ガス
を用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈ
ｉｎｇ）法によった。A photoresist pattern for forming a contact hole is formed on the deposited silicon oxide film,
Using this as a mask, the interlayer insulating layer was etched to form a contact hole. Etching is performed by RIE (Reactive Ion Etch) using CF ₄ and H ₂ gas.
ing) method.

【０１１２】素子電極となるべきパターンをフォトレジ
スト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１：日立化成社製）で形成
し、真空蒸着法により厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ１００ｎ
ｍのＮｉを順次積層した。フォトレジストパターンを有
機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし素子
電極を形成した。A pattern to be used as an element electrode is formed of a photoresist (RD-2000N-41: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
m of Ni were sequentially laminated. The photoresist pattern was dissolved with an organic solvent, and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes.

【０１１３】素子電極の上に上配線のフォトレジストパ
ターンを形成した後、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ１００ｎ
ｍのＡｕを順次真空蒸着法により堆積し、リフトオフに
より不要の部分を除去して上配線を形成する。After forming a photoresist pattern of the upper wiring on the device electrode, a 5 nm-thick Ti and a 100 n-thick
Au of m is sequentially deposited by a vacuum evaporation method, and unnecessary portions are removed by lift-off to form an upper wiring.

【０１１４】コンタクトホール部分以外をカバーするよ
うにレジスト膜を形成し、真空蒸着法により厚さ５ｎｍ
のＴｉ、厚さ５００ｎｍのＡｕを順次積層した。リフト
オフにより不要部分を除去することにより、コンタクト
ホールを埋め込んだ。A resist film is formed so as to cover portions other than the contact hole portion, and has a thickness of 5 nm by vacuum evaporation.
Ti and 500 nm thick Au were sequentially laminated. Unnecessary portions were removed by lift-off to bury the contact holes.

【０１１５】実施例１と同様に、ＦＩＢにより素子電極
間に間隙を形成した。更に、実施例１と同様にして、有
機Ｐｄ錯体溶液をスピンナーで塗布し、大気中３００℃
で焼成してＰｄＯとし、更にＮ₂ −２％Ｈ₂ 混合ガス気
流中で１８０℃１０分間の熱処理を行ないＰｄ微粒子を
形成した。As in Example 1, a gap was formed between the device electrodes by FIB. Further, in the same manner as in Example 1, an organic Pd complex solution was applied by a spinner,
And heat-treated at 180 ° C. for 10 minutes in an N ₂ -2% H ₂ mixed gas stream to form Pd fine particles.

【０１１６】実施例１と同様に、０．０１％Ｃ₂ Ｈ₂ 気
流中で５００℃１０分間の熱処理を行ない、繊維状カー
ボンを形成した。高分解能ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）
によりこの電子源の電子放出素子を観察したところ、熱
処理により、素子電極上のＰｄ微粒子は電極中に拡散し
たらしく、素子電極上には微粒子も繊維状カーボンも見
られなかった。In the same manner as in Example 1, heat treatment was carried out at 500 ° C. for 10 minutes in a stream of 0.01% C ₂ H ₂ to form fibrous carbon. High resolution SEM (scanning electron microscope)
Observation of the electron-emitting device of this electron source revealed that due to the heat treatment, Pd fine particles on the device electrode seemed to diffuse into the electrode, and neither fine particles nor fibrous carbon was found on the device electrode.

【０１１７】この電子源に図１１に示すように引き出し
電極と蛍光板を取り付け、全ての電子放出素子を時間順
次に走査駆動した。図１１の系を説明する。図中１１１
は真空槽であり、不図示の排気系により、５×１０^-5Ｐ
ａ以下に排気されている。１１２は窓、１１４は電子放
出部（電極間隙）、電極、配線などからなる素子本体で
ある。１１５、１１６はＸ方向及びＹ方向ラインの駆動
用配線である。１１７は前記配線に適当なパルスを印加
するドライバーである。１１８は引き出し電極で、アル
ミニウム製の枠に透明電極のＩＴＯ薄膜を形成したガラ
スを嵌め込み、その下面に蛍光体を塗布したものであ
る。As shown in FIG. 11, an extraction electrode and a fluorescent plate were attached to this electron source, and all the electron-emitting devices were scanned and driven sequentially in time. The system of FIG. 11 will be described. 111 in the figure
Denotes a vacuum chamber, which is 5 × 10 ⁻⁵ P by an exhaust system (not shown).
It is exhausted below a. Reference numeral 112 denotes a window, and 114 denotes an element body including an electron-emitting portion (electrode gap), electrodes, wiring, and the like. Reference numerals 115 and 116 denote driving wirings for X and Y direction lines. A driver 117 applies an appropriate pulse to the wiring. Reference numeral 118 denotes an extraction electrode, which is formed by fitting glass formed with an ITO thin film of a transparent electrode in an aluminum frame, and applying a phosphor on the lower surface thereof.

【０１１８】電子放出素子に、駆動電圧１４Ｖ、半選択
電圧７Ｖとなるようにドライバー１１７で矩形波パルス
を印加した。引き出し電圧は５ｋＶである。A driver 117 applied a rectangular pulse to the electron-emitting device so that the driving voltage was 14 V and the half-selection voltage was 7 V. The extraction voltage is 5 kV.

【０１１９】窓１１２を通して、電子放出による蛍光体
の発光を目視で観察したところ、本実施例の電子源にお
いては、素子間での輝度のばらつきが小さく、電子放出
特性の均一性が高いことが確認された。When the light emission of the phosphor due to the electron emission was visually observed through the window 112, it was found that the electron source of this embodiment has a small variation in luminance among the devices and a high uniformity of the electron emission characteristics. confirmed.

【０１２０】［実施例５］実施例４の電子源に、図６に
示すように画像形成部材を組み合わせ、例えばテレビジ
ョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提供され
る画像情報を表示できる表示装置を構成した。図１２に
そのブロック図を示す。[Embodiment 5] An image forming member is combined with the electron source of the embodiment 4 as shown in FIG. 6 so that image information provided from various image information sources such as television broadcasting can be displayed. A display device was constructed. FIG. 12 shows a block diagram thereof.

【０１２１】図中１２０はディスプレイパネル、１２１
はディスプレイパネルの駆動回路、１２２はディスプレ
イコントローラ、１２３はマルチプレクサ、１２４はデ
コーダ、１２５は入出力インターフェース回路、１２６
はＣＰＵ、１２７は画像生成回路、１２８、１２９及び
１３０は画像メモリインターフェース回路、１３１は画
像入力インターフェース回路、１３２及び１３３はＴＶ
信号受信回路、１３４は入力部である。（尚、本表示装
置は、例えばテレビジョン信号のように映像情報と音声
情報の両方を含む信号を受信する場合には、当然映像の
表示と同時に音声を再生するものであるが、本発明の特
徴と直接関係しない音声情報の受信、分離、再生、処
理、記憶などに関する回路やスピーカーなどについては
説明を省略する。）In the figure, 120 is a display panel, 121
Is a display panel drive circuit, 122 is a display controller, 123 is a multiplexer, 124 is a decoder, 125 is an input / output interface circuit, 126
Is a CPU, 127 is an image generation circuit, 128, 129 and 130 are image memory interface circuits, 131 is an image input interface circuit, and 132 and 133 are TVs.
The signal receiving circuit 134 is an input unit. (Note that when the present display device receives a signal containing both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like related to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that is not directly related to features are omitted.)

【０１２２】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。Hereinafter, each part will be described along the flow of the image signal.

【０１２３】先ず、ＴＶ信号受信回路１３３は、例えば
電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝送
されるＴＶ画像信号を受信するための回路である。受信
するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例え
ば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式などの
諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線
よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式をはじめとする
いわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素数化に適し
た前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な信
号源である。ＴＶ信号受信回路１３３で受信されたＴＶ
信号は、デコーダ１２４に出力される。First, the TV signal receiving circuit 133 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The format of the received TV signal is not particularly limited, and may be, for example, various systems such as the NTSC system, the PAL system, and the SECAM system. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV including the MUSE system) composed of a larger number of scanning lines than the above is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Signal source. TV received by the TV signal receiving circuit 133
The signal is output to the decoder 124.

【０１２４】また、画像ＴＶ信号受信回路１３２は、例
えば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送
系を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回
路である。前記ＴＶ信号受信回路１３３と同様に、受信
するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、また
本回路で受信されたＴＶ信号もデコーダ１２４に出力さ
れる。The image TV signal receiving circuit 132 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similarly to the TV signal receiving circuit 133, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 124.

【０１２５】また、画像入力インターフェース回路１３
１は、例えばＴＶカメラや画像読取スキャナーなどの画
像入力装置から供給される画像信号を取り込むための回
路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１２４に出力さ
れる。Further, the image input interface circuit 13
Reference numeral 1 denotes a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner. The captured image signal is output to the decoder 124.

【０１２６】また、画像メモリインターフェース回路１
３０は、ビデオテープレコーダー（以下ＶＴＲと略す）
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ１２４に出力される。The image memory interface circuit 1
30 is a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR)
Is a circuit for receiving the image signal stored in the decoder 124. The captured image signal is output to the decoder 124.

【０１２７】また、画像メモリインターフェース回路１
２９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取
り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ
１２４に出力される。The image memory interface circuit 1
Reference numeral 29 denotes a circuit for taking in an image signal stored in the video disk. The taken image signal is output to the decoder 124.

【０１２８】また、画像メモリ−インターフェース回路
１２８は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを記憶している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ１２
４に出力される。The image memory-interface circuit 128 is a circuit for taking in an image signal from a device storing still image data, such as a so-called still image disk.
4 is output.

【０１２９】また、入出力インターフェース回路１２５
は、本表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータ
ネットワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続
するための回路である。画像データや文字・図形情報の
入出力を行なうのはもちろんのこと、場合によっては本
表示装置の備えるＣＰＵ１２６と外部との間で制御信号
や数値データの入出力などを行なうことも可能である。The input / output interface circuit 125
Is a circuit for connecting the present display device to an output device such as an external computer, a computer network, or a printer. It is possible not only to input and output image data and character / graphic information, but also to input and output control signals and numerical data between the CPU 126 provided in the display device and the outside in some cases.

【０１３０】また、画像生成回路１２７は、前記入出力
インターフェース回路１２５を介して外部から入力され
る画像データや文字・図形情報や、或いはＣＰＵ１５６
より出力される画像データや文字・図形情報に基づき表
示用画像データを生成するための回路である。本回路の
内部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積す
るための書き換え可能メモリや、文字コードに対応する
画像パターンが記憶されている読み出し専用メモリや、
画像処理を行なうためのプロセッサなどをはじめとして
画像の生成に必要な回路が組み込まれている。The image generating circuit 127 is provided with image data and character / graphic information input from outside via the input / output interface circuit 125, or the CPU 156.
This is a circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from the display unit. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory storing an image pattern corresponding to a character code,
A circuit necessary for generating an image such as a processor for performing image processing is incorporated therein.

【０１３１】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ１２４に出力されるが、場合によっては前
記入出力インターフェース回路１２５を介して外部のコ
ンピュータネットワークやプリンターに出力することも
可能である。The display image data generated by this circuit is output to the decoder 124, but may be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 125 in some cases.

【０１３２】また、ＣＰＵ１２６は、主として本表示装
置の動作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる
作業を行なう。The CPU 126 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection, and editing of a display image.

【０１３３】例えば、マルチプレクサ１２３に制御信号
を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適
宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には表
示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロー
ラ１２２に対して制御信号を発生し、画面表示周波数や
走査方法（例えばインターレースかノンインターレース
か）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制
御する。For example, a control signal is output to the multiplexer 123, and image signals to be displayed on the display panel are appropriately selected or combined. At that time, a control signal is generated for the display panel controller 122 in accordance with the image signal to be displayed, and the display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines on one screen, and the like are displayed. The operation of the device is appropriately controlled.

【０１３４】また、前記画像生成回路１２７に対して画
像データや文字・図形情報を直接出力したり、或いは前
記入出力インターフェース回路１２５を介して外部のコ
ンピュータやメモリをアクセスして画像データや文字・
図形情報を入力する。Further, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 127, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 125 to access the image data or character / graphic information.
Enter graphic information.

【０１３５】尚、ＣＰＵ１２６は、むろんこれ以外の目
的の作業にも関わるものであっても良い。例えば、パー
ソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、
情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良い。The CPU 126 may, of course, be involved in work for other purposes. For example, like a personal computer or word processor,
It may be directly related to the function of generating and processing information.

【０１３６】或いは、前述したように入出力インターフ
ェース回路１２５を介して外部のコンピュータネットワ
ークと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と
協同して行なっても良い。Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 125 to perform operations such as numerical calculations in cooperation with external devices.

【０１３７】また、入力部１３４は、前記ＣＰＵ１２６
に使用者が命令やプログラム、或いはデータなどを入力
するためのものであり、例えばキーボードやマウスの
他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識
装置など多様な入力機器を用いることが可能である。The input unit 134 is connected to the CPU 126
The user inputs commands, programs, data, or the like, and various input devices such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device can be used, for example, in addition to a keyboard and a mouse.

【０１３８】また、デコーダ１２４は、前記１２７ない
し１３３より入力される種々の画像信号を３原色信号、
または輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回
路である。尚、同図中に点線で示すように、デコーダ１
２４は内部に画像メモリを備えるのが望ましい。これ
は、例えばＭＵＳＥ方式をはじめとして、逆変換するに
際して画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。また、画像メモリを備えることにより、静
止画の表示が容易になる、或いは前記画像生成回路１２
７及びＣＰＵ１２６と協同して画像の間引き、補間、拡
大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易に
行なえるようになるという利点が生まれるからである。The decoder 124 converts the various image signals input from the above 127 to 133 into three primary color signals,
Alternatively, it is a circuit for inversely converting a luminance signal into an I signal and a Q signal. As shown by the dotted line in FIG.
24 preferably has an image memory inside. This is for handling television signals that require an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory facilitates the display of a still image, or the image generation circuit 12
7 and the CPU 126 in cooperation with the image processing and editing such as thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis of images.

【０１３９】また、マルチプレクサ１２３は前記ＣＰＵ
１２６より入力される制御信号に基づき表示画像を適宜
選択するものである。即ち、マルチプレクサ１２３はデ
コーダ１２４から入力される逆変換された画像信号のう
ちから所望の画像信号を選択して駆動回路１２１に出力
する。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切
り換えて選択することにより、いわゆる多画面テレビの
ように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異な
る画像を表示することも可能である。The multiplexer 123 is connected to the CPU
A display image is appropriately selected based on the control signal input from 126. That is, the multiplexer 123 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 124 and outputs the selected image signal to the drive circuit 121. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is also possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【０１４０】また、ディスプレイパネルコントローラ１
２２は、前記ＣＰＵ１２６より入力される制御信号に基
づき駆動回路１２１の動作を制御するための回路であ
る。The display panel controller 1
Reference numeral 22 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 121 based on a control signal input from the CPU 126.

【０１４１】先ず、ディスプレイパネルの基本的な動作
に関わるものとして、例えばディスプレイパネルの駆動
用電源（不図示）の動作シーケンスを制御するための信
号を駆動回路１２１に対して出力する。First, a signal for controlling the operation sequence of a drive power source (not shown) for the display panel, for example, is output to the drive circuit 121 as one related to the basic operation of the display panel.

【０１４２】また、ディスプレイパネルの駆動方法に関
わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方法（例
えばインターレースかノンインターレースか）を制御す
るための信号を駆動回路１２１に対して出力する。Further, as a signal related to the display panel driving method, a signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 121.

【０１４３】また、場合によっては表示画像の輝度、コ
ントラスト、色調、シャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路１２１に対して出力する場合
もある。In some cases, a control signal related to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 121.

【０１４４】また、駆動回路１２１は、ディスプレイパ
ネル１２０に印加する駆動信号を発生するための回路で
あり、前記マルチプレクサ１２３から入力される画像信
号と、前記ディスプレイパネルコントローラ１２２より
入力される制御信号に基づいて動作するものである。The drive circuit 121 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 120. The drive circuit 121 receives the image signal input from the multiplexer 123 and the control signal input from the display panel controller 122. It operates on the basis of:

【０１４５】以上、各部の機能を説明したが、図１２に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル１
２０に表示することが可能である。即ち、テレビジョン
放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ１２４に
おいて逆変換された後、マルチプレクサ１２３において
適宜選択され、駆動回路１２１に入力される。一方、デ
ィスプレイコントローラ１２２は、表示する画像信号に
応じて駆動回路１２１の動作を制御するための制御信号
を発生する。駆動回路１２１は、上記画像信号と制御信
号に基づいてディスプレイパネル１２０に駆動信号を印
加する。これにより、ディスプレイパネル１２０におい
て画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ１
２６により統括的に制御される。The function of each section has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 12, in this display device, image information input from various image information sources is displayed on the display panel 1.
20 can be displayed. That is, various image signals such as television broadcasts are inversely converted by the decoder 124, then appropriately selected by the multiplexer 123, and input to the drive circuit 121. On the other hand, the display controller 122 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 121 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 121 applies a drive signal to the display panel 120 based on the image signal and the control signal. Thereby, an image is displayed on the display panel 120. These series of operations are performed by the CPU 1
26.

【０１４６】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ１２４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１２７
及びＣＰＵ１２６が関与することにより、単に複数の画
像情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表
示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移
動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比
変換などをはじめとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を
行なうことも可能である。また、本実施例の説明では、
特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様
に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための専用
回路を設けても良い。Further, in the present display device, an image memory incorporated in the decoder 124 and an image generation circuit 127
And the involvement of the CPU 126 not only displays the selected one of the plurality of image information, but also displays, for example, enlargement, reduction, rotation, movement, edge emphasis, thinning, interpolation, It is also possible to perform image processing such as color conversion and image aspect ratio conversion, and image editing such as combining, erasing, connecting, exchanging, and fitting. In the description of the present embodiment,
Although not particularly mentioned, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【０１４７】従って、本表示装置は、テレビジョン放送
の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画
像を扱う画像編集機器、コンピューターの端末機器、ワ
ードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム
機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用
或いは民生用として極めて応用範囲が広い。Accordingly, the present display device is a television broadcast display device, a video conference terminal device, an image editing device that handles still and moving images, a computer terminal device, an office terminal device including a word processor, a game terminal device, and the like. It is possible to combine the functions of a single machine, etc., and has a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【０１４８】尚、上記図１２は、電子放出素子を電子源
とするディスプレイパネルを用いた表示装置の構成の一
例を示したに過ぎず、これのみに限定されるものでない
ことは言うまでもない。例えば図１２の構成要素のうち
使用目的上必要のない機能に関わる回路は省いても差し
支えない。またこれとは逆に、使用目的によってはさら
に構成要素を追加しても良い。例えば、本表示装置をテ
レビ電話機として応用する場合には、テレビカメラ、音
声マイク、照明機、モデムを含む送受信回路などを構成
要素に追加するのが好適である。FIG. 12 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel using an electron-emitting device as an electron source, and it goes without saying that the present invention is not limited to this. For example, among the components in FIG. 12, circuits relating to functions that are unnecessary for the intended purpose may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied to a videophone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【０１４９】本表示装置においては、とりわけ電子放出
素子を電子源とするディスプレイパネルの薄型化が容易
なため、表示装置の奥行きを小さくすることができる。
それに加えて、電子放出素子を電子源とするディスプレ
イパネルは大画面化が容易で輝度が高く視野角特性にも
優れるため、本表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画
像を視認性良く表示することが可能である。In the present display device, in particular, it is easy to reduce the thickness of a display panel using an electron-emitting device as an electron source, so that the depth of the display device can be reduced.
In addition, the display panel using the electron-emitting device as the electron source can easily enlarge the screen, and has high brightness and excellent viewing angle characteristics, so that the present display device displays an image full of a sense of reality and full of power with good visibility. It is possible.

【０１５０】更に、本発明の電子源は各電子放出素子間
での電子放出特性が均一であるため、形成される画像の
画質が高く、また高精細な画像の表示も可能である。Furthermore, since the electron source of the present invention has uniform electron emission characteristics between the electron-emitting devices, the quality of the formed image is high and a high-definition image can be displayed.

【０１５１】[0151]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好な電子放出特性を示す電子放出素子を信頼性高く提
供することができ、該素子の作製に当たり、特に繁雑な
工程や効果な素材を用いることもない。従って、当該素
子を複数用いてなる本発明の電子源、更に画像形成装置
においては、各素子によって形成される輝点の輝度が均
一でむらがないため、高品質な画像の形成が可能とな
る。As described above, according to the present invention,
An electron-emitting device exhibiting good electron-emitting characteristics can be provided with high reliability, and no particularly complicated steps or effective materials are used in manufacturing the device. Therefore, in the electron source of the present invention using the plurality of elements and the image forming apparatus, since the brightness of the bright spot formed by each element is uniform and non-uniform, a high-quality image can be formed. .

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

【図１】本発明の電子放出素子の基本構成図である。FIG. 1 is a basic configuration diagram of an electron-emitting device of the present invention.

【図２】本発明の電子放出素子の製造工程例を示す図で
ある。FIG. 2 is a view showing an example of a manufacturing process of the electron-emitting device of the present invention.

【図３】本発明の電子放出素子の電子放出特性を評価す
るための測定評価系を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a measurement evaluation system for evaluating the electron emission characteristics of the electron-emitting device of the present invention.

【図４】本発明の電子放出素子の電子放出特性を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing electron emission characteristics of the electron-emitting device of the present invention.

【図５】本発明の単純マトリクス電子源の模式図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram of a simple matrix electron source of the present invention.

【図６】本発明の画像形成装置の一実施態様を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図７】本発明の画像形成装置に用いる蛍光膜を示す図
である。FIG. 7 is a diagram illustrating a fluorescent film used in the image forming apparatus of the present invention.

【図８】本発明の画像形成装置の一実施態様のブロック
図である。FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図９】本発明の梯子型電子源の模式図である。FIG. 9 is a schematic view of a ladder-type electron source according to the present invention.

【図１０】梯子型電子源を用いた本発明の画像形成装置
を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an image forming apparatus of the present invention using a ladder-type electron source.

【図１１】本発明の電子源の測定評価系を示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing a measurement evaluation system for an electron source according to the present invention.

【図１２】本発明の実施例４の画像形成装置の応用例の
ブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of an application example of the image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 絶縁性基板 ２，２’ 素子電極 ３ 炭素を主成分とする堆積物 ２１ 金属微粒子 ３０ 電流計 ３１ 電源 ３２ 電流計 ３３ 高圧電源 ３４ アノード電極 ３５ 真空装置 ３６ 排気ポンプ ５２ Ｘ方向配線 ５３ Ｙ方向配線 ５４ 電子放出素子 ５５ 結線 ６１ リアプレート ６２ 支持枠 ６３ ガラス基板 ６４ 蛍光膜 ６５ メタルバック ６６ フェースプレート ６８ 外囲器 ７１ 黒色導伝材 ７２ 蛍光体 ８１ 表示パネル ８２ 走査回路 ８３ 制御回路 ８４ シフトレジスタ ８５ ラインメモリ ８６ 同期信号分離回路 ８７ 変調信号発生器 ９２ グリッド電極 ９３ 開口 ９４ 共通配線 １１１ 真空槽 １１２ 窓 １１４ 素子本体 １１５ Ｘ方向駆動用配線 １１６ Ｙ方向駆動用配線 １１７ ドライバー １１８ 引き出し電極 １１９ 電源 １２０ ディスプレイパネル １２１ 駆動回路 １２２ ディスプレイパネルコントローラ １２３ マルチプレクサ １２４ デコーダ １２５ 入出力インターフェース １２６ ＣＰＵ １２７ 画像生成回路 １２８ 画像メモリーインターフェース １２９ 画像メモリーインターフェース １３０ 画像メモリーインターフェース １３１ 画像入力メモリーインターフェース １３２ ＴＶ信号受信回路 １３３ ＴＶ信号受信回路 １３４ 入力部 １３０ ディスプレイパネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2, 2 'element electrode 3 Deposit mainly composed of carbon 21 Metal fine particles 30 Ammeter 31 Power supply 32 Ammeter 33 High voltage power supply 34 Anode electrode 35 Vacuum device 36 Exhaust pump 52 X direction wiring 53 Y direction wiring 54 electron emission element 55 connection 61 rear plate 62 support frame 63 glass substrate 64 fluorescent film 65 metal back 66 face plate 68 envelope 71 black conductive material 72 phosphor 81 display panel 82 scanning circuit 83 control circuit 84 shift register 85 line Memory 86 Synchronous signal separation circuit 87 Modulation signal generator 92 Grid electrode 93 Opening 94 Common wiring 111 Vacuum chamber 112 Window 114 Element body 115 X direction driving wiring 116 Y direction driving wiring 117 Driver 118 Leader electrode 119 Power supply 120 Display panel Panel 121 Drive circuit 122 Display panel controller 123 Multiplexer 124 Decoder 125 Input / output interface 126 CPU 127 Image generation circuit 128 Image memory interface 129 Image memory interface 130 Image memory interface 131 Image input memory interface 132 TV signal receiving circuit 133 TV signal receiving circuit 134 Input unit 130 Display panel

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−127428（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−309242（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−282990（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−147226（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147534（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−276530（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 1/30 H01J 9/02 H01J 31/12 Continuation of front page (56) References JP-A-3-127428 (JP, A) JP-A-1-309242 (JP, A) JP-A 5-282990 (JP, A) JP-A-3-147226 (JP) JP-A-4-147534 (JP, A) JP-A-1-276530 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) H01J 1/30 H01J 9/02 H01J 31/12

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 絶縁基板上に、微小間隔を介して対向す
る一対の電極を形成する工程と、該電極間微小間隔に酸
化金属微粒子を形成する工程と、該酸化金属微粒子を還
元凝集して金属微粒子とする工程と、該金属微粒子上に
繊維状カーボンを堆積する工程とを有することを特徴と
する電子放出素子の製造方法。To 1. A insulating substrate, forming a pair of electrodes opposing each other via a small gap, acid minute space between the electrodes
Forming metal oxide fine particles, and returning the metal oxide fine particles.
Original coagulation to form metal fine particles, and
A step of depositing fibrous carbon . 【請求項２】 繊維状カーボンを堆積する工程が、炭素
化合物の熱分解工程であることを特徴とする請求項１記
載の電子放出素子の製造方法。2. A process for depositing the fibrous carbon, a manufacturing method of the electron-emitting device according to claim 1, characterized in that the pyrolysis step of the carbon compound. 【請求項３】 炭素化合物が炭化水素であることを特徴
とする請求項２記載の電子放出素子の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the carbon compound is a hydrocarbon. 【請求項４】 炭化水素がエチレンであることを特徴と
する請求項３記載の電子放出素子の製造方法。4. The method according to claim 3 , wherein the hydrocarbon is ethylene. 【請求項５】 炭素化合物の熱分解工程が、炭素化合物
を含む雰囲気中で加熱する工程であることを特徴とする
請求項２〜４のいずれかに記載の電子放出素子の製造方
法。The pyrolysis process wherein carbon-containing compound, method of manufacturing an electron-emitting device according to any one of claims 2-4, characterized in that the step of heating in an atmosphere containing carbon compound. 【請求項６】 繊維状カーボンを堆積する工程が、炭素
化合物を熱分解して上記金属微粒子を核として繊維状カ
ーボンを堆積させる工程であることを特徴とする請求項
１記載の電子放出素子の製造方法。6. The step of depositing fibrous carbon comprises:
A step of thermally decomposing a compound to deposit fibrous carbon with the metal fine particles as nuclei.
2. A method for manufacturing an electron-emitting device according to item 1 . 【請求項７】 酸化金属微粒子を形成する工程が、当該
金属の有機錯体溶液を電極間微小間隙に塗布する工程
と、該有機金属錯体を焼成して金属酸化物とする工程と
からなることを特徴とする請求項６記載の電子放出素子
の製造方法。7. A process for forming a metal oxide fine particles, a step of applying an organic complex solution of the metal in the inter-electrode minute gap, a step of firing the organometallic complex metal oxide
The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 6, comprising : 【請求項８】 酸化金属微粒子を還元凝集して金属微粒
子とする工程が、水素ガスを含む雰囲気中に曝露、或い
は該雰囲気中での熱処理工程であることを特徴とする請
求項６又は７記載の電子放出素子の製造方法。8. A metal fine particle obtained by reducing and aggregating metal oxide fine particles.
8. The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 6 , wherein the step of forming the element is a step of exposing in an atmosphere containing hydrogen gas or a heat treatment step in the atmosphere. 【請求項９】 金属微粒子を核として繊維状カーボンを
堆積させる工程が、エチレンガスを含む雰囲気中でのエ
チレンの熱分解温度以上で熱処理する工程であることを
特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の電子放出素
子の製造方法。9. A process for depositing a fibrous carbon fine metal particles as a nucleus, according to claim 6-8, characterized in that the step of heat treating at thermal decomposition temperature or higher of ethylene in an atmosphere containing ethylene gas A method for manufacturing the electron-emitting device according to any one of the above. 【請求項１０】 酸化金属微粒子を還元凝集して金属微
粒子とする工程をエチレンガスを含む雰囲気中でエチレ
ンの熱分解温度未満で熱処理して行い、続けて、金属微
粒子を核として繊維状カーボンを堆積する工程を同じ雰
囲気中でエチレンの熱分解温度以上に加熱して行うこと
を特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の電子放出
素子の製造方法。10. A method of reducing and aggregating metal oxide fine particles to form metal fine particles.
Performed by heat-treating step of the particles in an atmosphere containing ethylene gas below ethylene pyrolysis temperature, followed by the metal fine particles depositing a fibrous carbon in the same atmosphere ethylene pyrolysis temperature or higher as nuclei The method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 6 , wherein the heating is performed while heating. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかによって製
造された電子放出素子を複数個並列に配置し結線してな
る素子列を少なくとも１列以上有してなることを特徴と
する電子源。11. A method according to claim 1 , wherein
An electron source, characterized by comprising a granulated been the electron-emitting devices arranged in parallel a plurality element row formed by connecting at least one row or more. 【請求項１２】 請求項１〜１０のいずれかによって製
造された電子放出素子を複数個並列に配置し結線してな
る素子列を少なくとも１列以上有し、該電子放出素子を
駆動するための配線がマトリクス配置されていることを
特徴とする電子源。12. A method according to claim 1 , wherein
Having at least one row or a Concrete has been an electron-emitting device arranged in parallel a plurality element row formed by connecting, electron source wiring for driving the electron-emitting device is characterized in that it is arranged in a matrix . 【請求項１３】 少なくとも、請求項１１に記載の電子
源、画像形成部材、及び情報信号により各電子放出素子
から放出される電子線を制御する制御電極を有すること
を特徴とする画像形成装置。13. An image forming apparatus comprising at least the electron source according to claim 11 , an image forming member, and a control electrode for controlling an electron beam emitted from each electron-emitting device according to an information signal. 【請求項１４】 少なくとも、請求項１２に記載の電子
源と画像形成部材とを有することを特徴とする画像形成
装置。14. An image forming apparatus comprising at least the electron source according to claim 12 and an image forming member. 【請求項１５】 テレビジョン放送の表示装置、テレビ
会議システムの表示装置、コンピューターの表示装置の
いずれかに用いられる請求項１３又は１４記載の画像形
成装置。15. The image forming apparatus according to claim 13, which is used as one of a display device for a television broadcast, a display device for a video conference system, and a display device for a computer.