JP3423524B2 - Method for manufacturing electron-emitting device - Google Patents

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の製造
方法に関する。The present invention relates to the method for manufacturing the electron emission element.

【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種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型（以下、ＦＥ型という）、金属／絶縁層／金
属型（以下、ＭＩＭ型という）や表面伝導型電子放出素
子等がある。ＦＥ型の例としては「Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、８ ８９（１９５６）」あるいは「Ｃ．
Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ、“Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅ
ｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌ
ｙｂｄｅｎｉｕｍ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７
５２４８（１９７６）」等が知られている。ＭＩＭ型の
例としては「Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ、“Ｔｈｅ Ｔｕｎｎｅ
ｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”、Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２ ６４６（１９６１）」等が
知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron source includes a field emission type (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as MIM type), a surface conduction type electron emitting device, and the like. An example of the FE type is "WP Dyke &
W. W. Dolan, "Field Emissio"
n ”, Advance in Electron Ph
ysics, 8 89 (1956) "or" C.
A. Spindt, “Physical Proper
ties of thin-film field e
Mission cathodes with mol
ybdenium "J. Appl. Phys., 47 .
5248 (1976) "and the like are known. As an example of the MIM type, “CA Mead,“ The Tune
l-emission amplifier ”, JA
ppl. Phys. , 32 646 (1961) "and the like.

【０００３】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
「Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．、１０（１９６５）」等があ
る。表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小
面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電
子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝
導型電子放出素子としては、前記エリンソン等によるＳ
ｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの（「Ｇ．
Ｄｉｔｔｍｅｒ：“Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍ
ｓ”、９ ３１７（１９７２）」）、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／Ｓｎ
Ｏ₂ 薄膜によるもの（「Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｅ
Ｄ Ｃｏｎｆ．”、５１９（１９７５）」）、カーボン
薄膜によるもの（「荒木久 他：真空、第２６巻、第１
号、２２頁（１９８３）」）等が報告されている。As an example of the surface conduction electron-emitting device type,
"MI Elinson, Radio Eng. El
electron Phys. 10 (1965) ”and the like. The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is applied to a thin film having a small area formed on a substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, the S by Erinson et al.
One using an nO ₂ thin film, one using an Au thin film (see “G.
Dittmer: "Thin Solid Film"
s ", 9 317 (1972)"), In ₂ O ₃ / Sn
O ₂ thin film (“M. Hartwell and
C. G. Fonstad: “IEE Trans. E
D Conf. "519 (1975)"), by a carbon thin film ("Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1"
No., p. 22 (1983) ”).

【０００４】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図１３に示す。同図において１は基板である。４は導電
性薄膜で、Ｈ型形状のパターンに、スパッタで形成され
た金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォーミング
と呼ばれる通電処理により電子放出部５が形成される。
尚、図中の素子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’
は、０．１ｍｍで設定されている。尚、電子放出部５の
位置および形状については、不明であるので模式図とし
て表した。As a typical element structure of these surface conduction electron-emitting devices, the above-mentioned M. The Hartwell device structure is shown in FIG. In the figure, 1 is a substrate. Reference numeral 4 denotes a conductive thin film, which is composed of a metal oxide thin film or the like formed by sputtering on an H-shaped pattern, and the electron emitting portion 5 is formed by an energization process called energization forming described later.
The element electrode spacing L in the figure is 0.5 to 1 mm, W '
Is set to 0.1 mm. Since the position and shape of the electron emitting portion 5 are unknown, they are shown as a schematic diagram.

【０００５】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜４に対して予
め通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことによ
って電子放出部５を形成するのが一般的である。通電フ
ォーミングとは導電性薄膜４の両端に直流電圧あるいは
非常にゆっくりとした昇電圧例えば１Ｖ／分程度を印加
通電し、導電性薄膜４を局所的に破壊、変形もしくは変
質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部５を
形成することである。尚、電子放出部５は導電性薄膜４
の一部に亀裂が発生しその亀裂付近から電子放出が行わ
れる。前記通電フォーミング処理をした表面伝導型電子
放出素子は、導電性薄膜４に電圧を印加し、素子に電流
を流すことにより電子放出部５より電子を放出せしめる
ものである。Conventionally, in these surface conduction electron-emitting devices, the electron-emitting portion 5 is generally formed by subjecting the conductive thin film 4 to an energization process called energization forming in advance before the electron emission. Target. The energization forming means that a direct current voltage or a very slow rising voltage, for example, about 1 V / min is applied to both ends of the electroconductive thin film 4 to energize the electroconductive thin film 4 to locally break, deform, or deteriorate the electroconductive thin film 4, and thus electrically high. This is to form the electron emitting portion 5 in a resistance state. The electron emitting portion 5 is formed of the conductive thin film 4
A crack is generated in a part of the area and electrons are emitted from the vicinity of the crack. In the surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the energization forming process, a voltage is applied to the conductive thin film 4 and a current is passed through the device so that electrons are emitted from the electron-emitting portion 5.

【０００６】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから大面積にわたり多数素子を配
列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生かせるよ
うないろいろな応用が研究されている。例えば、荷電ビ
ーム源、画像表示装置等の表示装置があげられる。The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area because it has a simple structure and is easy to manufacture. Therefore, various applications that can make full use of this feature are being researched. For example, a charged beam source, a display device such as an image display device may be used.

【０００７】また、特開平２−５６８２２に開示されて
いる電子放出素子の構成を図１４に示す。同図において
１は基板、２および３は素子電極、４は導電性薄膜、５
は電子放出部である。この電子放出素子の製造方法とし
ては、様々な方法があるが、例えば基板１に一般的な真
空蒸着技術、フォトリソグラフィ技術により素子電極
２、３を形成する。次いで導電性薄膜４を分散塗布法等
によって形成する。その後、素子電極２、３に電圧を印
加し通電処理を施すことによって電子放出部５を形成す
る。FIG. 14 shows the structure of the electron-emitting device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-56822. In the figure, 1 is a substrate, 2 and 3 are element electrodes, 4 is a conductive thin film, 5
Is an electron emitting portion. There are various methods for manufacturing the electron-emitting device, and the device electrodes 2 and 3 are formed on the substrate 1 by, for example, a general vacuum deposition technique or a photolithography technique. Next, the conductive thin film 4 is formed by a dispersion coating method or the like. After that, a voltage is applied to the device electrodes 2 and 3 to carry out an energization process to form the electron emitting portion 5.

【０００８】また、電子放出素子の製造方法として、一
対の素子電極間に導電性薄膜を形成する材料の溶液を液
滴の状態で付与することによって形成する方法も提案さ
れている。As a method of manufacturing an electron-emitting device, a method of forming a conductive thin film by applying a solution of a material for forming a conductive thin film in a droplet state between a pair of device electrodes has also been proposed.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例による製造方法によれば、一対の素子電極間に導電
性薄膜を形成する材料の溶液を液滴の状態で付与するこ
とによって形成するために前記基板、素子電極等とのぬ
れ性等により、前記液滴の形状が異なり、素子抵抗がば
らつく。また、導電性薄膜Ｗの長さがばらつく等によ
り、素子特性がばらつくといった欠点が生じる場合があ
る。However, according to the manufacturing method of the above-mentioned conventional example, since the solution of the material for forming the conductive thin film is applied between the pair of device electrodes in the form of droplets, the formation is performed. Due to the wettability with the substrate, the element electrodes, etc., the shape of the droplets varies, and the element resistance varies. Further, there may be a defect that the element characteristics vary due to variations in the length of the conductive thin film W.

【００１０】そこで本発明の目的は、素子抵抗を均一に
し素子特性のばらつきのない均一な表面伝導型電子放出
素子およびそれを有する電子源基板、電子源、表示パネ
ル、画像形成装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a uniform surface conduction electron-emitting device having a uniform device resistance and no fluctuation in device characteristics, and an electron source substrate, an electron source, a display panel and an image forming apparatus having the same. It is in.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の表面伝導型電子放出素子の製造方法では、一対
の素子電極間の、電子放出部を形成するための予定部分
に前記電子放出部を形成する材料の溶液を吸収する材料
の溶液を液滴の状態で付与して１０Å〜１μｍの厚さの
吸収膜を形成する工程と、前記吸収膜上に前記電子放出
部を形成する導電膜を形成するための材料を液滴の状態
で付与する工程とを有することを特徴とする。ここで、
前記液滴の付与は、インクジェット方式またはバブルジ
ェット方式により行うのが好ましい。さらに、前記電子
放出部を形成する材料の溶液を吸収する材料は、熱によ
り分解するものが好ましい。Means for Solving the Problems] In the manufacturing method of the surface conduction electron-emitting element of the present invention to achieve this purpose, between the pair of device electrodes, the electrons portion reserved for forming the electron emission portion A step of applying a solution of a material that absorbs a solution of a material forming the emission part in the form of droplets to form an absorption film having a thickness of 10Å to 1 μm; and forming the electron emission part on the absorption film. And a step of applying a material for forming a conductive film in a droplet state. here,
The application of the droplets is preferably performed by an inkjet method or a bubble jet method. Further, the material that absorbs the solution of the material forming the electron emitting portion is preferably one that decomposes by heat.

【００１２】また、上述の製造方法を用いて電子放出素
子を製造し、それを用いて電子源基板を製造し、それを
用いて電子源を製造し、さらにそれを用いて表示パネル
を製造することができる。Further, an electron-emitting device is manufactured by using the above-mentioned manufacturing method, an electron source substrate is manufactured by using it, an electron source is manufactured by using it, and a display panel is manufactured by using it. be able to.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１４】図１は本発明の一実施形態に係る電子放出
素子の製造方法を示す図であり、図２はそれにより作製
された表面伝導型電子放出素子の一実施形態を示す図で
ある。図１、２において、１は基板、２、３は素子電
極、４は導電性薄膜、５は電子放出部、６は液滴付与装
置、７は吸収材液滴、８は吸収膜、９は導電膜材液滴で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a method of manufacturing an electron-emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a surface conduction electron-emitting device manufactured by the method. In FIGS. 1 and 2, 1 is a substrate, 2 and 3 are element electrodes, 4 is a conductive thin film, 5 is an electron emitting portion, 6 is a droplet applying device, 7 is an absorbing material droplet, 8 is an absorbing film, and 9 is It is a conductive material droplet.

【００１５】ここで用いられる液滴付与装置６の具体例
を挙げるならば、任意の液滴を形成できる装置であれば
どのような装置を用いても構わないが、特に、十数ｎｇ
程度ないし数十μｇ程度の範囲で制御が可能でかつ数十
ｎｇ程度以上の微小量の液滴が容易に形成できるバブル
ジェットなどのインクジェット方式の装置が良い。To give a concrete example of the droplet applying device 6 used here, any device may be used as long as it can form an arbitrary droplet, but in particular, ten and several ng.
An inkjet type device such as a bubble jet, which can be controlled in the range of about several to several tens of μg and can easily form a minute amount of droplets of several tens of ng or more, is preferable.

【００１６】また、導電性薄膜４は、導電膜材液滴９が
形成できる状態であればどのような状態でも構わない
が、水、溶剤等に以下で詳述する材料を分散、溶解した
溶液、有機金属溶液等がある。The conductive thin film 4 may be in any state as long as the conductive film material droplets 9 can be formed. A solution obtained by dispersing and dissolving the materials described below in water, a solvent or the like. , Organic metal solutions, etc.

【００１７】また吸収膜８は、導電膜材液滴９を吸収す
る状態のものであれば、どのような膜でも構わないが、
特に吸収材液滴７が形成できる状態であればどのような
状態でも構わないが、水、溶剤等に以下で詳述する材
料、溶解した溶剤等がある。また、吸収膜８は熱により
分解し、素子電極間に残らない材料であればどのような
ものでも構わないが、その温度は数百℃程度でよく、好
ましくは画像形成装置の封着温度等以下の温度が良く、
より好ましくは導電性薄膜４の形成温度以下の材料が良
く、具体例を挙げるならば、ポリビニルアルコール、ゼ
ラチン等が良い。基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等
の不純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ₂
を表面に形成したガラス基板およびアルミナ等のセラミ
ックス基板が用いられる。素子電極２、３の材料として
は一般的な導電体が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａ
ｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属
あるいは合金、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ−Ａ
ｇ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、ポ
リシリコン等の半導体材料等から適宜選択される。The absorbing film 8 may be any film as long as it absorbs the conductive material droplet 9.
In particular, it may be in any state as long as it can form the absorbent droplets 7, but water, solvent, and the like include materials detailed below, dissolved solvents, and the like. The absorbing film 8 may be made of any material as long as it is decomposed by heat and does not remain between the device electrodes, but the temperature may be about several hundreds of degrees Celsius, preferably the sealing temperature of the image forming apparatus. The following temperatures are good,
It is more preferable to use a material having a temperature not higher than the formation temperature of the conductive thin film 4, and specific examples thereof include polyvinyl alcohol and gelatin. As the substrate 1, quartz glass, glass having a low content of impurities such as Na, soda lime glass, SiO ₂
A glass substrate and a ceramics substrate made of alumina or the like formed on the surface thereof are used. A general conductor is used as a material for the device electrodes 2 and 3, for example, Ni, Cr, A
Metals or alloys such as u, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, Pd, Ag, Au, RuO ₂ , Pd-A
It is appropriately selected from a printed conductor composed of a metal such as g or a metal oxide and glass, a transparent conductor such as In ₂ O ₃ —SnO _{2 and} a semiconductor material such as polysilicon.

【００１８】素子電極２、３間の間隔Ｌは好ましくは数
百オングストロームないし数百マイクロメートルであ
る。また素子電極２、３間に印加する電圧は低い方が望
ましく、再現良く作成することが要求されるため、好ま
しい素子電極間隔Ｌは数マイクロメートルないし数十マ
イクロメートルである。素子電極２、３の長さＷ１は電
極の抵抗値および電子放出特性から、数マイクロメート
ルないし数百マイクロメートルであり、また素子電極
２、３の膜厚ｄは、数百オングストロームないし数マイ
クロメートルが好ましい。The distance L between the device electrodes 2 and 3 is preferably several hundred angstroms to several hundred micrometers. Further, it is desirable that the voltage applied between the device electrodes 2 and 3 is low, and it is required to create the device with good reproducibility. Therefore, the preferred device electrode interval L is several micrometers to several tens of micrometers. The length W1 of the device electrodes 2 and 3 is several micrometers to several hundreds of micrometers due to the resistance value and electron emission characteristics of the electrodes, and the film thickness d of the device electrodes 2 and 3 is several hundreds of angstroms to several micrometers. Is preferred.

【００１９】導電性薄膜４としては、良好な電子放出特
性を得るために、微粒子で構成された微粒子膜が特に好
ましく、その膜厚は素子電極２、３へのステップカバレ
ージ、素子電極２、３間の抵抗値および後述する通電フ
ォーミング条件等によって、適宜設定されるが、好まし
くは数オングストロームないし数千オングストローム
で、特に好ましくは１０オングストロームないし５００
オングストロームである。そのシート抵抗値は１０の３
乗ないし１０の７乗オーム／□である。As the conductive thin film 4, a fine particle film composed of fine particles is particularly preferable in order to obtain good electron emission characteristics, and the film thickness thereof is the step coverage to the device electrodes 2 and 3, and the device electrodes 2 and 3. Although it is appropriately set depending on the resistance value between them and the energization forming conditions described later, it is preferably several angstroms to several thousand angstroms, particularly preferably 10 angstroms to 500 angstroms.
Angstrom. The sheet resistance value is 3 of 10
It is the power of 7 to 10 7 ohms / square.

【００２０】導電性薄膜４を構成する材料としては、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸
化物、ＨｆＢ₂ 、ＺｒＢ₂ 、ＬａＢ₆ 、ＣｅＢ₆ 、ＹＢ
₄ 、ＧｄＢ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、Ｔ
ａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｈｆ
Ｎ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等があ
げられる。The material forming the conductive thin film 4 is P
d, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, C
Metals such as r, Fe, Zn, Sn, Ta, W and Pb, Pd
O, SnO ₂ , In ₂ O ₃ , oxides such as PbO and Sb ₂ O ₃ , HfB ₂ , ZrB ₂ , LaB ₆ , CeB ₆ , YB
₄ , boride such as GdB ₄ , TiC, ZrC, HfC, T
Carbides such as aC, SiC, WC, TiN, ZrN, Hf
Examples thereof include nitrides such as N, semiconductors such as Si and Ge, and carbon.

【００２１】尚、ここで述べる微粒子膜とは複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜を指
しており、微粒子の粒径は数オングストロームないし数
千オングストロームであり、好ましくは１０オングスト
ロームないし２００オングストロームである。The fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only in a state where the fine particles are individually dispersed and arranged but also in a state where the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (island). The particle size of the fine particles is several angstroms to several thousand angstroms, preferably 10 angstroms to 200 angstroms.

【００２２】電子放出部５は導電性薄膜４の一部に形成
された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミング等により
形成される。また亀裂内には数オングストロームから数
百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有すること
もある。この導電性微粒子は導電性薄膜４を構成する物
質の少なくとも一部の元素を含んでいる。また電子放出
部５およびその近傍の導電性薄膜４は炭素あるいは炭素
化合物を有することもある。The electron emitting portion 5 is a high resistance crack formed in a part of the conductive thin film 4, and is formed by energization forming or the like. Further, the cracks may have conductive fine particles having a particle diameter of several angstroms to several hundred angstroms. The conductive fine particles contain at least a part of the elements forming the conductive thin film 4. Further, the electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof may contain carbon or a carbon compound.

【００２３】また、電子放出部５は導電性薄膜４および
素子電極２、３が形成された素子に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を行う。通電フォーミングは素子電極
２、３間に不図示の電源より通電を行い、導電性薄膜４
を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化
させた部位を形成させるものである。この局所的に構造
変化させた部位を電子放出部５と呼ぶ（図１（ｆ））。
通電フォーミングの電圧波形の例を図３に示す。In addition, the electron emitting portion 5 performs energization treatment called energization forming on the element on which the conductive thin film 4 and the element electrodes 2 and 3 are formed. In the energization forming, the element electrodes 2 and 3 are energized by a power source (not shown) to form the conductive thin film 4
Is locally destroyed, deformed or altered to form a site with a changed structure. The part where the structure is locally changed is called an electron emission part 5 (FIG. 1 (f)).
FIG. 3 shows an example of the voltage waveform of energization forming.

【００２４】電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
（図３（ａ））と、パルス波高値を増加させながら、電
圧パルスを印加する場合（図３（ｂ））とがある。まず
パルス波高値が一定電圧とした場合（図３（ａ））につ
いて説明する。The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform, and a case where a voltage pulse having a constant pulse peak value is continuously applied (FIG. 3A) and a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value (Fig. 3 (b)). First, the case where the pulse peak value is a constant voltage (FIG. 3A) will be described.

【００２５】図３（ａ）におけるＴ１およびＴ２は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔であり、Ｔ１を１マイクロ
秒〜１０ミリ秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１００ミリ秒
とし、三角波の波高値（通電フォーミング時のピーク電
圧）は表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択
し、適当な真空度、例えば、１０の−５乗ｔｏｒｒ程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分印加する。なお、素
子電極間に印加する波形は三角波に限定することはな
く、矩形波など所望の波形を用いても良い。In FIG. 3A, T1 and T2 are the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. T1 is 1 microsecond to 10 milliseconds, T2 is 10 microseconds to 100 milliseconds, and the peak value of the triangular wave ( The peak voltage during energization forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device, and is applied for several seconds to several tens of minutes in a vacuum atmosphere with an appropriate degree of vacuum, for example, about 10 −5 torr. . The waveform applied between the device electrodes is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave may be used.

【００２６】図３（ｂ）におけるＴ１およびＴ２は、図
３（ａ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォーミ
ング時のピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度
づつ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。T1 and T2 in FIG. 3 (b) are the same as those in FIG. 3 (a), and the peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is increased by, for example, about 0.1 V step to obtain an appropriate vacuum. Apply in an atmosphere.

【００２７】尚、この場合の通電フォーミング処理はパ
ルス間隔Ｔ２中に、導電性薄膜４を局所的に破壊、変形
しない程度の電圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧で素子電
流を測定し、抵抗値を求め、例えば、１Ｍオーム以上の
抵抗を示した時に通電フォーミング終了とする。In the energization forming process in this case, the element current is measured during the pulse interval T2 at a voltage that does not locally break or deform the conductive thin film 4, for example, a voltage of about 0.1 V, and the resistance value is measured. Is determined, and the energization forming is completed when the resistance is 1 M ohm or more.

【００２８】次に通電フォーミングが終了した素子に活
性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化工程
とは、例えば、１０の−４乗〜１０の−５乗ｔｏｒｒ程
度の真空度で、通電フォーミング同様、パルス波高値が
一定の電圧パルスを繰り返し印加する処理のことであ
り、真空中に存在する有機物質に起因する炭素あるいは
炭素化合物を導電性薄膜４上に堆積させ、素子電流Ｉ
ｆ、放出電流Ｉｅを著しく変化させる処理である。活性
化工程は素子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅを測定しながら、
例えば、放出電流Ｉｅが飽和した時点で終了する。また
印加する電圧パルスは動作駆動電圧で行うことが好まし
い。Next, it is desirable to perform a process called an activation process on the element for which the energization forming has been completed. The activation step is, for example, a process of repeatedly applying a voltage pulse having a constant pulse peak value at a vacuum degree of about −10 −5 to −10 −5 torr, similarly to the energization forming. Carbon or a carbon compound derived from the organic substance existing in the element is deposited on the conductive thin film 4, and the device current I
f, a process of significantly changing the emission current Ie. In the activation process, while measuring the device current If and the emission current Ie,
For example, the process ends when the emission current Ie is saturated. Further, it is preferable that the applied voltage pulse is an operation drive voltage.

【００２９】尚、ここで炭素あるいは炭素化合物とは、
グラファイト（単結晶、多結晶双方を指す）、非晶質カ
ーボン（非晶質カーボンおよび多結晶グラファイトとの
混合物を指す）であり、その膜厚は５００オングストロ
ーム以下が好ましく、より好ましくは３００オングスト
ローム以下である。The term carbon or carbon compound as used herein means
Graphite (refers to both single crystal and polycrystal) and amorphous carbon (refers to a mixture of amorphous carbon and polycrystal graphite), and its film thickness is preferably 500 angstroms or less, more preferably 300 angstroms or less. Is.

【００３０】こうして作成した電子放出素子は、通電フ
ォーミング工程、活性化工程における真空度よりも高い
真空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。ま
た更に高い真空度の雰囲気下で、８０℃〜１５０℃の加
熱後動作駆動させることが望ましい。フォーミング工
程、活性化処理した真空度より高い真空度とは、例えば
約１０の−６乗以上の真空度であり、より好ましくは超
高真空系であり、新たに炭素あるいは炭素化合物が導電
性薄膜４上にほとんど堆積しない真空度である。こうす
ることによって素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定化さ
せることが可能になる。The electron-emitting device thus produced is preferably operated and driven in an atmosphere having a vacuum degree higher than the vacuum degree in the energization forming step and the activation step. In addition, it is desirable to operate after heating at 80 ° C. to 150 ° C. in an atmosphere of a higher degree of vacuum. The degree of vacuum higher than the degree of vacuum formed by the forming step or activation is, for example, a degree of vacuum of about 10 −6 or higher, more preferably an ultrahigh vacuum system, in which carbon or a carbon compound is newly added to the conductive thin film. The degree of vacuum is such that there is almost no deposition on the surface. By doing so, the device current If and the emission current Ie can be stabilized.

【００３１】図４は電子放出特性を測定するための測定
評価装置の概略構成図である。図４において、８１は電
子保守津素子に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、８
０は素子電極２、３間の導電性薄膜４を流れる素子電流
Ｉｆを測定するための電流計、８４は素子の電子放出部
より放出される放出電流Ｉｅを測定するためのアノード
電極、８３はアノード電極８４に電圧を印加するための
高圧電源、８２は素子の電子放出部より放出される放出
電流Ｉｅを測定するための電流計、８５は真空装置、８
６は排気ポンプである。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics. In FIG. 4, 81 is a power supply for applying the element voltage Vf to the electronic maintenance element, 8
0 is an ammeter for measuring the device current If flowing through the conductive thin film 4 between the device electrodes 2 and 3, 84 is an anode electrode for measuring the emission current Ie emitted from the electron emitting portion of the device, and 83 is A high voltage power source for applying a voltage to the anode electrode 84, 82 an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device, 85 a vacuum device, 8
6 is an exhaust pump.

【００３２】次に画像形成装置について述べる。Next, the image forming apparatus will be described.

【００３３】画像形成装置に用いられる電子源基板は複
数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列することに
より形成される。表面伝導型電子放出素子の配列の方式
としては、表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個
々の素子の両端を配線で接続するはしご型配置（以下、
はしご型配置電子源基板という）や、表面伝導型電子放
出素子の一対の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向
配線を接続した単純マトリクス配置（以下、マトリクス
型配置電子源基板という）があげられる。尚、はしご型
配置電子源基板を有する画像形成装置には電子放出素子
からの電子の飛翔を制御する電極である制御電極（グリ
ッド電極）を必要とする。The electron source substrate used in the image forming apparatus is formed by arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices on the substrate. As a method of arranging the surface conduction electron-emitting devices, the surface conduction electron-emitting devices are arranged in parallel, and a ladder-type arrangement (hereinafter,
A ladder-type arrangement electron source substrate) and a simple matrix arrangement (hereinafter referred to as a matrix-type arrangement electron source substrate) in which a pair of element electrodes of a surface conduction electron-emitting device are respectively connected with X-direction wiring and Y-direction wiring. . An image forming apparatus having a ladder type electron source substrate requires a control electrode (grid electrode) which is an electrode for controlling the flight of electrons from the electron-emitting device.

【００３４】以下単純マトリクス配置の電子源の構成に
ついて、図５を用いて説明する。９１は電子源基板、９
２はＸ方向配線、９３はＹ方向配線、９４は表面伝導型
電子放出素子、９５は結線である。なお、表面伝導型電
子放出素子９４は前述した平面型あるいは垂直型のどち
らであっても良い。電子源基板９１に用いる基板は前述
したガラス基板等であり、用途に応じて形状が適宜設定
される。ｍ本のＸ方向配線９２は、ＤＸ１、ＤＸ２、・・
・・・・ＤＸｍからなり、Ｙ方向配線９３はＤＹ１、ＤＹ
２、・・・・・・ＤＹｎのｎ本の配線よりなる。また多数の表
面伝導型素子９４にほぼ均等な電圧が供給されるように
材料、膜厚、配線幅が適宜設定される。これらｍ本のＸ
方向配線９２とｎ本のＹ方向配線９３間は不図示の層間
絶縁層により電気的に分離されてマトリックス配線を構
成する（ｍ，ｎは共に正の整数）。不図示の層間絶縁層
はＸ方向配線９２を形成した基板９１の全面域は一部の
所望の領域に形成される。Ｘ方向配線９２とＹ方向配線
９３はそれぞれ外部端子として引き出される。更に表面
伝導型放出素子９４の素子電極（不図示）がｍ本のＸ方
向配線９２およびｎ本のＹ方向配線９３と結線９５によ
って電気的に接続されている。また表面伝導型電子放出
素子９４は、基板あるいは不図示の層間絶縁層上のどち
らに形成してもよい。The structure of the electron source having the simple matrix arrangement will be described below with reference to FIG. 91 is an electron source substrate, 9
2 is an X-direction wiring, 93 is a Y-direction wiring, 94 is a surface conduction electron-emitting device, and 95 is a connection. The surface conduction electron-emitting device 94 may be either the flat type or the vertical type described above. The substrate used for the electron source substrate 91 is the above-mentioned glass substrate or the like, and the shape is appropriately set according to the application. The m X-direction wirings 92 are DX1, DX2, ...
.... Made of DXm, and the Y-direction wiring 93 is DY1, DY
2, ... DYn n wirings. Further, the material, the film thickness, and the wiring width are appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to the large number of surface conduction elements 94. These m X
The directional wiring 92 and the n Y-directional wirings 93 are electrically separated by an interlayer insulating layer (not shown) to form a matrix wiring (m and n are both positive integers). The interlayer insulating layer (not shown) is formed in a desired region on the entire surface of the substrate 91 on which the X-direction wiring 92 is formed. The X-direction wiring 92 and the Y-direction wiring 93 are drawn out as external terminals. Further, the device electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 94 are electrically connected to the m X-direction wirings 92 and the n Y-direction wirings 93 by connection lines 95. The surface conduction electron-emitting device 94 may be formed either on the substrate or on an interlayer insulating layer (not shown).

【００３５】また詳しくは後述するが、Ｘ方向配線９２
は、Ｘ方向に配列する表面伝導型放出素子９４の行を入
力信号に応じて走査するための走査信号を印加するため
の不図示の走査信号発生手段と電気的に接続されてい
る。一方、Ｙ方向配線９３は、Ｙ方向に配列する表面伝
導型放出素子９４の各列を入力信号に応じて変調するた
めの変調信号を印加するための不図示の変調信号発生手
段と電気的に接続されている。更に表面伝導型電子放出
素子９４の各素子に印加される駆動電圧は、当該素子に
印加される走査信号と変調信号の差電圧として供給され
るものである。これにより、単純なマトリクス配線だけ
で個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。The X-direction wiring 92 will be described later in detail.
Is electrically connected to a scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for scanning the row of the surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the X direction according to the input signal. On the other hand, the Y-direction wiring 93 is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for applying a modulation signal for modulating each column of the surface conduction electron-emitting devices 94 arranged in the Y direction according to an input signal. It is connected. Further, the drive voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting device 94 is supplied as a difference voltage between the scanning signal applied to the element and the modulation signal. As a result, individual elements can be selected and driven independently with simple matrix wiring.

【００３６】次に、以上のようにして作成した単純マト
リクス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図
６、図７および図８を用いて説明する。図６は画像形成
装置の表示パネルの基本構成図であり、図７はこれに用
いられる蛍光膜を示す。図８はＮＴＳＣ方式のテレビ信
号に応じて表示を行うための駆動回路のブロック図を示
すとともに、その駆動回路を含む画像形成装置を表す。Next, an image forming apparatus using the electron source arranged in the simple matrix as described above will be described with reference to FIGS. 6, 7 and 8. FIG. 6 is a basic configuration diagram of a display panel of the image forming apparatus, and FIG. 7 shows a fluorescent film used for this. FIG. 8 shows a block diagram of a drive circuit for displaying in accordance with an NTSC television signal, and shows an image forming apparatus including the drive circuit.

【００３７】図６において、９１は電子放出素子９４を
基板上に作製した電子源基板、１０８１は電子源基板９
１を固定したリアプレート、１０８６はガラス基板１０
８３の内面に蛍光膜１０８４とメタルバック１０８５等
が形成されたフェースプレート、１０８２は支持枠、１
０８１はリアプレートであり、これらによって外囲器１
０８８が構成される。９４は電子放出素子、９２、９３
は各表面伝導型電子放出素子９４の一対の素子電極と接
続されたＸ方向配線およびＹ方向配線である。外囲器１
０８８は、上述の如くフェースプレート１０８６、支持
枠１０８２、リアプレート１０８１で構成したが、リア
プレート１０８１は主に電子源基板９１の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板９１自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート１０８１は不要で
あり、電子源基板９１に直接支持枠１０８２を封着し、
フェースプレート１０８６、支持枠１０８２、電子源基
板９１にて外囲器１０８８を構成しても良い。またさら
にはフェースプレート１０８６、リアプレート１０８１
間に、スペーサーとよばれる耐大気圧支持部材を設置す
ることで大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器１０８
８にすることもできる。In FIG. 6, 91 is an electron source substrate having an electron-emitting device 94 formed on the substrate, and 1081 is an electron source substrate 9.
1 is fixed to the rear plate, 1086 is the glass substrate 10
A face plate having a fluorescent film 1084, a metal back 1085, etc. formed on the inner surface of 83, a supporting frame 1082,
Reference numeral 081 denotes a rear plate, by which the envelope 1
088 is configured. 94 is an electron-emitting device, and 92 and 93.
Is an X-direction wiring and a Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes of each surface conduction electron-emitting device 94. Envelope 1
The 088 is composed of the face plate 1086, the support frame 1082, and the rear plate 1081 as described above. Since the rear plate 1081 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the electron source substrate 91, the electron source substrate 91 itself is sufficient. If it has sufficient strength, the separate rear plate 1081 is unnecessary, and the supporting frame 1082 is directly sealed to the electron source substrate 91.
The envelope 1088 may be configured by the face plate 1086, the support frame 1082, and the electron source substrate 91. Furthermore, the face plate 1086, the rear plate 1081
An atmospheric pressure resistant support member called a spacer is installed between the envelope 108 having sufficient strength against atmospheric pressure.
It can be set to 8.

【００３８】図７中１０９２は蛍光膜１０８４を構成す
る蛍光体である。蛍光体１０９２はモノクロームの場合
は蛍光体のみからなるが、カラーの蛍光膜の場合は、蛍
光体の配列によりブラックストライプあるいはブラック
マトリクスなどと呼ばれる黒色導電材１０９１と蛍光体
１０９２とで構成される。ブラックストライプ、ブラッ
クマトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要
となる三原色蛍光体の各蛍光体１０９２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１０８４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。ブラックストライプの材料とし
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、光の透過および反射が少な
い材料であればこれに限るものではない。Reference numeral 1092 in FIG. 7 denotes a phosphor forming the phosphor film 1084. In the case of monochrome, the phosphor 1092 is composed of only the phosphor, but in the case of a color phosphor film, it is composed of a black conductive material 1091 called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the phosphor and a phosphor 1092. In the case of color display, the purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color-separated portion between the respective phosphors 1092 of the three primary color phosphors black so as to make the color mixture inconspicuous, and to prevent the outside of the phosphor film 1084. This is to suppress a decrease in contrast due to light reflection. The material of the black stripe is not limited to the commonly used material containing graphite as a main component, but is not limited to this as long as it is a material that is electrically conductive and has little light transmission and reflection.

【００３９】ガラス基板１０８３に蛍光体を塗布する方
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。また蛍光膜１０８４（図６）の内面
側には通常、メタルバック１０８５（図６）が設けられ
る。メタルバック１０８５は、蛍光体の発光のうち内面
側への光をフェースプレート１０８６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の保
護等の役割を有する。メタルバック１０８５は蛍光膜１
０８４の作製後、蛍光膜１０８４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。As a method for applying the phosphor to the glass substrate 1083, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color. A metal back 1085 (Fig. 6) is usually provided on the inner surface side of the fluorescent film 1084 (Fig. 6). The metal back 1085 improves the brightness by specularly reflecting the light emitted from the phosphor toward the inner surface side to the face plate 1086 side, acts as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage, and surrounds the outer surface. It has a role of protecting the phosphor from damage due to the collision of negative ions generated inside the container. Metal back 1085 is fluorescent film 1
After the production of 084, the inner surface of the fluorescent film 1084 is smoothed (usually called filming), and then Al is deposited by vacuum vapor deposition or the like.

【００４０】フェースプレート１０８６には、更に蛍光
膜１０８４の導電性を高めるため、蛍光膜１０８４の外
面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。The face plate 1086 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 1084 in order to further enhance the conductivity of the fluorescent film 1084.

【００４１】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体と電子放出素子とを対応させなくてはならず、十
分な位置合わせを行う必要がある。When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, it is necessary to associate each color phosphor with the electron-emitting device, and it is necessary to perform sufficient alignment.

【００４２】外囲器１０８８は不図示の排気管を通じ、
１０^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止が行なわれ
る。また外囲器１０８８の封止後の真空度を維持するた
めにゲッター処理を行う場合もある。これは外囲器１０
８８の封止を行う直前あるいは封止後に抵抗加熱あるい
は高周波加熱等の加熱法により、外囲器１０８８内の所
定の位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、蒸
着膜を形成する処理である。ゲッターは通常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^-5ｔｏｒｒないし１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持
するものである。尚、表面伝導型電子放出素子の通電フ
ォーミング以降の工程は適宜設定される。次に、単純マ
トリクス配置型基板を有する電子源を用いて構成したこ
の表示パネルを駆動してＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基
づきテレビジョン表示を行うための駆動回路の概略構成
を図８を用いて説明する。１１０１は前記表示パネル、
１１０２は走査回路、１１０３は制御回路、１１０４は
シフトレジスタ、１１０５はラインメモリ、１１０６は
同期信号分離回路、１１０７は変調信号発生器、Ｖｘお
よびＶａは直流電圧源である。The envelope 1088 is provided with an exhaust pipe (not shown),
The degree of vacuum is set to about 10 ⁻⁷ torr and sealing is performed. Further, a getter process may be performed to maintain the degree of vacuum after the envelope 1088 is sealed. This is the envelope 10
Immediately before or after the sealing of 88, a heating method such as resistance heating or high-frequency heating is used to heat a getter arranged at a predetermined position (not shown) in the envelope 1088 to form a vapor deposition film. Is. The getter usually has Ba or the like as a main component, and is, for example, 1 × 1 due to the adsorption action of the deposited film.
The degree of vacuum is maintained at 0 ⁻⁵ torr to 1 × 10 ⁻⁷ torr. The steps after the energization forming of the surface conduction electron-emitting device are set appropriately. Next, a schematic configuration of a drive circuit for driving this display panel configured by using an electron source having a simple matrix arrangement type substrate to perform television display based on a television signal of the NTSC system will be described with reference to FIG. To do. 1101 is the display panel,
1102 is a scanning circuit, 1103 is a control circuit, 1104 is a shift register, 1105 is a line memory, 1106 is a synchronizing signal separation circuit, 1107 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【００４３】以下、各部の機能を説明するが、まず表示
パネル１１０１は端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍおよび端
子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎおよび高圧端子Ｈｖを介して
外部の電気回路と接続している。このうち端子Ｄｏｘ１
ないしＤｏｘｍには表示パネル１１０１内に設けられて
いる電子源、すなわちＭ行Ｎ列の行列状にマトリクス配
線された表面伝導型電子放出素子群を一行（Ｎ素子）ず
つ順次駆動してゆくための走査信号が印加される。一
方、端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎには前記走査信号によ
り選択された一行の表面伝導型電子放出素子の各素子の
出力電子ビームを制御するための変調信号が印加され
る。また高圧端子Ｈｖには直流電圧源Ｖａより、例えば
１０Ｋ［Ｖ］の直流電圧が供給されるが、これは表面伝
導型電子放出素子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。The functions of the respective parts will be described below. First, the display panel 1101 is connected to an external electric circuit via the terminals Dox1 to Doxm, the terminals Doy1 to Doyn and the high voltage terminal Hv. Of these, the terminal Dox1
To Doxm, an electron source provided in the display panel 1101, that is, a group of surface conduction electron-emitting devices that are matrix-wired in a matrix of M rows and N columns, are sequentially driven row by row (N elements). A scanning signal is applied. On the other hand, a modulation signal for controlling an output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting devices of one row selected by the scanning signal is applied to the terminals Doy1 to Doyn. The high voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 K [V] from the DC voltage source Va, which is sufficient to excite the phosphor into the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device. It is an accelerating voltage for applying energy.

【００４４】次に走査回路１１０２について説明する。
同回路は内部にＭ個のスイッチング素子を備えるもので
（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示している）、各ス
イッチング素子は直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０
［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表
示パネル１１０１の端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍと電気
的に接続するものである。Ｓ１ないしＳｍの各スイッチ
ング素子は制御回路１１０３が出力する制御信号Ｔｓｃ
ａｎに基づいて動作するものだが、実際には例えばＦＥ
Ｔのようなスイッチング素子を組み合わせることにより
構成することが可能である。なお、前記直流電圧源Ｖｘ
は前記表面伝導型電子放出素子の特性（電子放出しきい
値電圧）に基づき走査されていない素子に印加される駆
動電圧が電子放出しきい値電圧以下となるような一定電
圧を出力するよう設定されている。Next, the scanning circuit 1102 will be described.
The circuit is provided with M switching elements therein (schematically shown by S1 to Sm in the figure), and each switching element is an output voltage of the DC voltage source Vx or 0.
One of [V] (ground level) is selected and electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the display panel 1101. Each of the switching elements S1 to Sm has a control signal Tsc output from the control circuit 1103.
It operates based on an, but in reality, for example, FE
It can be configured by combining switching elements such as T. The DC voltage source Vx
Is set to output a constant voltage such that the driving voltage applied to the non-scanned device is equal to or lower than the electron emission threshold voltage based on the characteristics of the surface conduction electron-emitting device (electron emission threshold voltage). Has been done.

【００４５】また制御回路１１０３は、外部より入力す
る画像信号に基づいて適切な表示が行われるように各部
の動作を整合させる働きをもつものである。次に説明す
る同期信号分離回路１１０６より送られる同期信号Ｔｓ
ｙｎｃに基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、Ｔｓｆｔお
よびＴｍｒｙの各制御信号を発生する。The control circuit 1103 also has a function of matching the operation of each part so that an appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The synchronization signal Ts sent from the synchronization signal separation circuit 1106 described below
The control signals of Tscan, Tsft, and Tmry are generated for each unit based on the sync.

【００４６】同期信号分離回路１１０６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あり、周波数分
離（フィルター）回路を用いれば構成できるものであ
る。同期信号分離回路１１０６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
りなるが、ここでは説明の便宜上Ｔｓｙｎｃ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１１０４に入力される。The sync signal separation circuit 1106 is a circuit for separating a sync signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and can be constructed by using a frequency separation (filter) circuit. Is. The sync signal separated by the sync signal separation circuit 1106 is composed of a vertical sync signal and a horizontal sync signal, as is well known, but it is shown here as a Tsync signal for convenience of description. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience, but the signal is input to the shift register 1104.

【００４７】シフトレジスタ１１０４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あり、制御
回路１１０３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて
動作する。すなわち制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジス
タ１１０４のシフトクロックであると言い換えても良
い。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Ｉｄ１ないしＩｄｎのＮ個の並列信号としてシフトレ
ジスタ１１０４より出力される。The shift register 1104 is for serially / parallel converting the DATA signal serially input in time series for each line of the image, and operates based on the control signal Tsft sent from the control circuit 1103. To do. That is, the control signal Tsft may be restated as the shift clock of the shift register 1104. The serial / parallel converted image data for one line (corresponding to drive data for N electron emission elements) is output from the shift register 1104 as N parallel signals Id1 to Idn.

【００４８】ラインメモリ１１０５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１１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに
したがって適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容を記憶する。
記憶された内容はＩｄ１ないしＩｄｎとして出力され変
調信号発生器１１０７に入力される。The line memory 1105 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate in accordance with the control signal Tmry sent from the control circuit 1103.
The stored contents are output as Id1 to Idn and input to the modulation signal generator 1107.

【００４９】変調信号発生器１１０７は前記画像データ
Ｉｄ１ないしＩｄｎの各々に応じて表面伝導型電子放出
素子の各々を適切に駆動変調するための信号源であり、
その出力信号は端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて表
示パネル１１０１内の表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる。The modulation signal generator 1107 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices according to each of the image data Id1 to Idn.
The output signal is applied to the surface conduction electron-emitting device in the display panel 1101 through the terminals Doy1 to Doyn.

【００５０】前述したように本発明に関わる電子放出素
子は放出電流Ｉｅに対して以下の基本特性を有してい
る。すなわち前述したように電子放出には明確なしきい
値電圧Ｖｔｈがあり、Ｖｔｈ以上の電圧を印加された時
のみ電子放出が生じる。また電子放出しきい値以上の電
圧に対しては素子への印加電圧の変化に応じて放出電流
も変化してゆく。尚、電子放出素子の材料や構成、製造
方法を変えることにより電子放出しきい値電圧Ｖｔｈの
値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえ
る。As described above, the electron-emitting device according to the present invention has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, as described above, electron emission has a clear threshold voltage Vth, and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied. Further, for a voltage higher than the electron emission threshold value, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. The value of the electron emission threshold voltage Vth and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed by changing the material, configuration, and manufacturing method of the electron emitting element. I can say that.

【００５１】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出しきい値以下の電圧を印加し
ても電子放出は生じないが電子放出しきい値以上の電圧
を印加する場合には電子ビームが出力される。その際、
第一にはパルスの波高値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。第二
には、パルスの幅Ｐｗを変化させることにより出力され
る電子ビームの電荷の総量を制御することが可能であ
る。That is, when a pulsed voltage is applied to this element, for example, when a voltage below the electron emission threshold is applied, no electron emission occurs but a voltage above the electron emission threshold is applied. Emits an electron beam. that time,
First, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value Vm of the pulse. Second, it is possible to control the total amount of charges of the electron beam output by changing the pulse width Pw.

【００５２】したがって、入力信号に応じて電子放出素
子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変
調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには、変
調信号発生器１１０７として、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
高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる。ま
たパルス幅変調方式を実施するには、変調信号発生器１
１０７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。Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, there are a voltage modulation method, a pulse width modulation method and the like. To implement the voltage modulation method, the modulation signal generator 1107 is set to a constant value. A circuit of a voltage modulation system is used which generates a voltage pulse having a length of, but appropriately modulates the peak value of the pulse according to the input data. In order to implement the pulse width modulation method, the modulation signal generator 1
As the circuit 107, a pulse width modulation type circuit is used that generates a voltage pulse having a constant peak value, but appropriately modulates the width of the voltage pulse according to the input data.

【００５３】以上に説明した一連の動作により、画像表
示装置は表示パネル１１０１を用いてテレビジョンの表
示を行える。なお、上記説明中特に記載しなかったが、
シフトレジスタ１１０４やラインメモリ１１０５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差し支
えなく、要は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。Through the series of operations described above, the image display apparatus can display television using the display panel 1101. Although not particularly described in the above description,
The shift register 1104 and the line memory 1105 may be of a digital signal type or an analog signal type, and the point is that the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【００５４】デジタル信号式のものを用いる場合には、
同期信号分離回路１１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタ
ル信号化する必要があるが、これは同期信号分離回路１
１０６の出力部にＡ／Ｄ変換器を備えれば可能である。
また、これと関連してラインメモリ１１０５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１１０７に用いられる回路が若干異なったものとな
る。When using the digital signal type,
The output signal DATA of the sync signal separation circuit 1106 needs to be converted into a digital signal.
This is possible if the output section of 106 is provided with an A / D converter.
Further, in connection with this, the circuit used for the modulation signal generator 1107 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 1105 is a digital signal or an analog signal.

【００５５】まずデジタル信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１１０７には、
例えばよく知られるＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じ
て増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅変調
方式の場合、変調信号発生器１１０７は、例えば高速の
発振器、発振器が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ラインメモリ１１０５
の出力値を比較する比較器（コンパレータ）を組み合せ
た回路を用いることにより構成できる。必要に応じて比
較器の出力するパルス幅変調された変調信号を表面伝導
型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増
幅器を付け加えてもよい。First, the case of a digital signal will be described.
In the voltage modulation method, the modulation signal generator 1107 has
For example, a well-known D / A conversion circuit may be used, and an amplification circuit or the like may be added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 1107 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter (counter) that counts the number of waves output by the oscillator, and an output value of the counter and the line memory 1105.
It can be configured by using a circuit in which a comparator (comparator) that compares the output values of the. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.

【００５６】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１１０７には、
例えばよく知られるオペアンプなど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などを付
け加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には例え
ばよく知られた電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用いれ
ばよく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電
圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよ
い。Next, the case of an analog signal will be described.
In the voltage modulation method, the modulation signal generator 1107 has
For example, a well-known amplifier circuit using an operational amplifier may be used, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a well-known voltage controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and an amplifier for amplifying the voltage to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added if necessary. May be.

【００５７】以上のような構成を有する画像表示装置に
おいて、表示パネル１１０１の各電子放出素子には、容
器外端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍ，Ｄｏｙ１ないしＤｏ
ｙｎを通じ、電圧を印加することにより、電子放出させ
るとともに、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバック１０８
５あるいは透明電極（不図示）に高圧を印加して電子ビ
ームを加速し、蛍光膜８４に衝突させ、励起・発光させ
ることで画像を表示することができる。In the image display device having the above-mentioned structure, each of the electron-emitting devices of the display panel 1101 has terminals outside the container Dox1 to Doxm, Doy1 to Do.
Electrons are emitted by applying a voltage through yn, and the metal back 108 is supplied through the high voltage terminal Hv.
5 or a transparent electrode (not shown) is applied with a high voltage to accelerate the electron beam, collide with the fluorescent film 84, and excite and emit light to display an image.

【００５８】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製す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
適宜選択する。また、入力信号例として、ＮＴＳＣ方式
をあげたが、これに限るものでなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡ
Ｍ方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数
の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をは
じめとする高品位ＴＶ）方式でもよい。The structure described above is a schematic structure necessary for manufacturing a suitable image forming apparatus used for display or the like, and the detailed parts such as the material of each member are not limited to the above contents. , Is appropriately selected to suit the application of the image forming apparatus. Further, although the NTSC system is given as an example of the input signal, the input signal is not limited to this, and PAL, SECA
Various methods such as the M method may be used, or a TV signal (for example, a high-definition TV such as the MUSE method) including a number of scanning lines may be used.

【００５９】次に、前述のはしご型配置電子源基板およ
びそれを用いた画像表示装置について図９、図１０を用
いて説明する。Next, the above-mentioned ladder type electron source substrate and the image display device using the same will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

【００６０】図９において、１１１０は電子源基板、１
１１１は電子放出素子、１１１２のＤｘ１〜Ｄｘ１０は
電子放出素子１１１１に接続した共通配線である。電子
放出素子１１１１は、基板１１１０上に、Ｘ方向に並列
に複数個配置される。これを素子行と呼ぶ。この素子行
を複数個基板上に配置し、はしご型電子源基板が構成さ
れる。各素子行の共通配線間に適宜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になる。
すなわち、電子ビームを放出させる素子行には、電子放
出しきい値以上の電圧を印加し、電子ビームを放出させ
ない素子行には電子放出しきい値以下の電圧を印加すれ
ばよい。また、各素子行間の共通配線Ｄｘ２〜Ｄｘ９、
例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線とするようにしても良
い。In FIG. 9, 1110 is an electron source substrate, 1
Reference numeral 111 denotes an electron-emitting device, 1112 Dx1 to Dx10 are common wirings connected to the electron-emitting device 1111. A plurality of electron-emitting devices 1111 are arranged in parallel in the X direction on the substrate 1110. This is called an element row. A plurality of this element rows are arranged on the substrate to form a ladder type electron source substrate. By appropriately applying a drive voltage between the common wirings of each element row, each element row can be independently driven.
That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold may be applied to the element row that emits the electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold may be applied to the element row that does not emit the electron beam. In addition, common wirings Dx2 to Dx9 between each element row,
For example, Dx2 and Dx3 may have the same wiring.

【００６１】図１０はこのようなはしご型配置の電子源
を備えた画像形成装置の構造を示す。１１２０はグリッ
ド電極、１１２１は電子が通過するための空孔、１１２
２は、Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２・・・・・・Ｄｏｘｍよりなる容器
外端子、１１２３はグリッド電極１１２０と接続された
Ｇ１、Ｇ２、・・・・・・Ｇｎからなる容器外端子、１１２４
は前述のように各素子行間の共通配線を同一配線とした
電子源基板である。尚、図６、９と同一の符号は同一の
部材を示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置
（図６）との違いは、電子源基板１１１０とフェースプ
レート１０８６の間にグリッド電極１１２０を備えてい
ることである。FIG. 10 shows the structure of an image forming apparatus provided with such a ladder-type electron source. Reference numeral 1120 is a grid electrode, 1121 is a hole through which electrons pass, 112
2 is an external terminal of the container made of Dox1, Dox2 ... Doxm, 1123 is an external terminal of G1 connected to the grid electrode 1120, ...
Is an electron source substrate in which the common wiring between each element row is the same wiring as described above. The same reference numerals as those in FIGS. 6 and 9 indicate the same members. A difference from the image forming apparatus having the simple matrix arrangement (FIG. 6) described above is that the grid electrode 1120 is provided between the electron source substrate 1110 and the face plate 1086.

【００６２】グリッド電極１１２０は、表面伝導型放出
素子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、はしご型配置の素子行と直交して設けられたス
トライプ状の電極に電子ビームを通過させるため、各素
子１１１１に対応して１個ずつ円形の開口１１２１が設
けられている。グリッドの形状や設置位置は必ずしも図
１３のようなものでなくともよく、開口としてメッシュ
状に多数の通過口を設けることもあり、また例えば表面
伝導型放出素子１１１１の周囲や近傍に設けてもよい。The grid electrode 1120 is capable of modulating the electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device, and passes the electron beam through a striped electrode provided orthogonal to the ladder-shaped element rows. For this reason, a circular opening 1121 is provided for each element 1111. The shape and installation position of the grid are not necessarily those shown in FIG. 13, and a large number of passage openings may be provided in the form of a mesh as openings, and may be provided around or near the surface conduction electron-emitting device 1111. Good.

【００６３】容器外端子１１２２およびグリッド容器外
端子１１２３は、不図示の制御回路と電気的に接続され
ている。The external terminal 1122 and the grid external terminal 1123 are electrically connected to a control circuit (not shown).

【００６４】本画像形成装置では素子行を１列ずつ順次
駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極列に画
像１ライン分の変調信号を同時に印加することにより、
各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１ライ
ンずつ表示することができる。In this image forming apparatus, the modulation signals for one line of the image are simultaneously applied to the grid electrode columns in synchronization with the sequential driving (scanning) of the element rows one column at a time.
The irradiation of each electron beam to the phosphor can be controlled to display an image line by line.

【００６５】これによれば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、コンピュータ等の表示
装置に適した画像形成装置を提供することができる。さ
らには感光性ドラム等で構成された光プリンタとしての
画像形成装置としても用いることもできる。According to this, it is possible to provide an image forming apparatus suitable not only for a display device for television broadcasting but also for a display device such as a video conference system and a computer. Furthermore, it can be used as an image forming apparatus as an optical printer including a photosensitive drum or the like.

【００６６】[0066]

【実施例】【Example】

［実施例１］図１は第１の実施例に係る電子放出素子の
製造方法を示す図、図２は本実施例によって作成した表
面伝導型電子放出素子の平面および断面図である。図１
１は、本実施例の製造方法によって作成した表面伝導型
電子放出素子をマトリックス状に配線した基体の概略構
成図である。[Embodiment 1] FIG. 1 is a diagram showing a method of manufacturing an electron-emitting device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of a surface conduction electron-emitting device prepared according to this embodiment. Figure 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate in which surface conduction electron-emitting devices produced by the manufacturing method of the present embodiment are wired in a matrix.

【００６７】同図において、１は基板、２、３は素子電
極、４は導電性薄膜、５は電子放出部、６は液滴付与装
置、７は吸収材液滴、８は吸収膜、９は導電膜材液滴で
ある。In the figure, 1 is a substrate, 2 and 3 are element electrodes, 4 is a conductive thin film, 5 is an electron emitting portion, 6 is a droplet applying device, 7 is an absorbing material droplet, 8 is an absorbing film, 9 Is a conductive film material droplet.

【００６８】本実施例では以下の〜の工程を経て電
子放出素子を作製した。In this example, an electron-emitting device was manufactured through the following steps.

【００６９】基板１として青板を用い、これを有機溶
剤により充分に洗浄した後、基板１上に一般的な真空成
膜技術およびフォトリソグラフィ技術によりＮｉからな
る素子電極２、３を形成した（図１（ａ））。素子電極
の間隔Ｌは５μｍ、素子電極の幅Ｗは６００μｍ、厚さ
ｄを１０００Åであった。A blue plate was used as the substrate 1, which was thoroughly washed with an organic solvent, and then element electrodes 2 and 3 made of Ni were formed on the substrate 1 by a general vacuum film forming technique and a photolithography technique ( FIG. 1 (a)). The distance L between the device electrodes was 5 μm, the width W of the device electrodes was 600 μm, and the thickness d was 1000Å.

【００７０】次に、液滴付与装置６として、圧電素子
を用いたインクジェット噴射装置を用意し、ポリビニル
アルコール水溶液の吸収材液滴７を素子電極２、３の間
に付与した（図１（ｂ））。Next, as the droplet applying device 6, an ink jet ejecting device using a piezoelectric element was prepared, and an absorbent material droplet 7 of a polyvinyl alcohol aqueous solution was applied between the element electrodes 2 and 3 (FIG. 1 (b)). )).

【００７１】次に室温で放置して乾燥させ、１００Å
の吸収膜８を形成した（図１（ｃ））。なお、本実施例
では加熱処理したが、これに限るものではない。Next, it is left to stand at room temperature to dry, and 100 Å
The absorption film 8 was formed (FIG. 1 (c)). Although the heat treatment is performed in this embodiment, the heat treatment is not limited to this.

【００７２】次に上述液滴付与装置６により、素子電
極２、３間に有機パラジウム水溶液の導電膜材液滴９を
付与した（図１（ｄ））。Next, the conductive film droplet 9 of the organic palladium aqueous solution was applied between the element electrodes 2 and 3 by the above-described droplet applying device 6 (FIG. 1 (d)).

【００７３】次に３００℃で１０ｍｉｎ間の加熱処理
をして吸収膜８を除去するとともに、酸化パラジウム
（ＰｄＯ）微粒子からなる微粒子膜を形成し、導電性薄
膜４を形成した（図１（ｅ））。なお、ここで述べる微
粒子膜とは、複数の微粒子が集合した膜であり、その微
細構造として、微粒子が個々に分散配置した状態のみな
らず、微粒子が互いに隣接、あるいは重なり合った状態
（島状も含む）の膜を指す。Next, the absorption film 8 was removed by heat treatment at 300 ° C. for 10 minutes, and a fine particle film made of fine particles of palladium oxide (PdO) was formed to form the conductive thin film 4 (FIG. 1 (e)). )). Note that the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged, but also in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (also in an island shape). (Including) film.

【００７４】次に電極２、３の間に電圧を印加し、導
電性薄膜４を通電処理（フォーミング処理）することに
より、電子放出部５を形成した（図１（ｆ））。Next, a voltage is applied between the electrodes 2 and 3 and the conductive thin film 4 is energized (forming) to form the electron-emitting portion 5 (FIG. 1 (f)).

【００７５】こうして、図２に示した電子放出素子が形
成された電子源基板を用いて、前述したようにフェース
プレート１０８６、支持枠１０８２、リアプレート１０
８１とで外囲器１０８８を形成し、封止を行い、表示パ
ネル、さらには図８に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ
信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を
有する画像形成装置を作成した。As described above, the face plate 1086, the support frame 1082, and the rear plate 10 are used by using the electron source substrate on which the electron-emitting device shown in FIG. 2 is formed.
An envelope 1088 is formed with 81, sealing is performed, and an image forming apparatus having a display panel and a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal as shown in FIG. 8 is formed. did.

【００７６】以上のように、本電子放出素子は、何ら問
題のない良好な特性を示したばかりか、素子抵抗のばら
つきの極めて小さい電子源基板が作成でき、均一な輝度
の表示パネル、画像形成装置を作製することができた。As described above, the electron-emitting device of the present invention not only exhibits good characteristics without any problems, but also makes it possible to form an electron source substrate with extremely small variation in device resistance, and to provide a display panel with uniform brightness and an image forming apparatus. Could be made.

【００７７】［実施例２］素子電極幅Ｗ１を６００μ
ｍ、素子電極ギャップ間隔Ｌ１を２μｍ、素子電極の厚
さを１０００Åとして形成したはしご状に配線された素
子電極を有する基板を用い、実施例１と同様の方法で表
面伝導型電子放出素子を作製した。得られた電子源基板
（図１２）を用いて、実施例１と同様な方法でフェース
プレート１０８６、支持枠１０８２、リアプレート１０
８１とで外囲器１０８８を形成し、封止を行い、表示パ
ネル、さらには図８に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ
信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を
有する画像形成装置を作製した。その結果、実施例１と
同様な効果が得られた。[Embodiment 2] The device electrode width W1 is 600 μm.
m, a device electrode gap interval L1 was 2 μm, and a substrate having device electrodes formed in a ladder shape and having a device electrode thickness of 1000 Å was used to manufacture a surface conduction electron-emitting device in the same manner as in Example 1. did. Using the obtained electron source substrate (FIG. 12), the face plate 1086, the support frame 1082, and the rear plate 10 were processed in the same manner as in Example 1.
An envelope 1088 is formed with 81, sealing is performed, and an image forming apparatus having a display panel and a driver circuit for performing television display based on an NTSC television signal as shown in FIG. 8 is manufactured. did. As a result, the same effect as in Example 1 was obtained.

【００７８】［実施例３］マトリクス状に配線された素
子電極を前述したような方法で形成した基板（図１１）
を用い、バブルジェット方式のインクジェット装置を用
い、実施例１と同様に表面伝導型電子放出素子を作製し
た。得られた電子源基板を用いて、実施例１と同様な方
法でフェースプレート１０８６、支持枠１０８２、リア
プレート１０８１とで外囲器１０８８を形成し、封止を
行い表示パネル、さらには図８に示すようなＮＴＳＣ方
式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための
駆動回路を有する画像形成装置を作製した。その結果、
実施例１と同様な効果が得られた。[Embodiment 3] A substrate in which element electrodes arranged in a matrix are formed by the method described above (FIG. 11).
A surface conduction electron-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 by using a bubble jet type inkjet device. Using the obtained electron source substrate, an envelope 1088 is formed with the face plate 1086, the support frame 1082, and the rear plate 1081 in the same manner as in Example 1, and sealing is performed to display the display panel and further to FIG. An image forming apparatus having a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal as shown in FIG. as a result,
The same effect as in Example 1 was obtained.

【００７９】［実施例４］はしご状に配線された素子電
極を前述したような方法で形成した基板（図１２）を用
い、バブルジェット方式のインクジェット装置を用い、
実施例１と同様に表面伝導型電子放出素子を作製した。
得られた電子源基板を用いて、バブルジェットにより実
施例１と同様に表面伝導型電子放出素子を作製した。得
られた電子源基板を用いて、実施例１と同様な方法でフ
ェースプレート１０８６、支持枠１０８２、リアプレー
ト１０８１とで外囲器１０８８を形成し、封止を行い表
示パネル、さらには図８に示すようなＮＴＳＣ方式のテ
レビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回
路を有する画像形成装置を作製した。その結果、実施例
３と同様な効果が得られた。[Embodiment 4] Using a substrate (FIG. 12) in which element electrodes wired in a ladder shape are formed by the above-described method, a bubble jet type ink jet apparatus is used,
A surface conduction electron-emitting device was produced in the same manner as in Example 1.
Using the obtained electron source substrate, a surface conduction electron-emitting device was produced by a bubble jet in the same manner as in Example 1. Using the obtained electron source substrate, an envelope 1088 is formed with the face plate 1086, the support frame 1082, and the rear plate 1081 in the same manner as in Example 1, and sealing is performed to display the display panel and further to FIG. An image forming apparatus having a drive circuit for performing television display based on an NTSC television signal as shown in FIG. As a result, the same effect as in Example 3 was obtained.

【００８０】[0080]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子放出部を形成する予定部分に、電子放出部を有する
微粒子膜の材料の溶液を吸収する材料の溶液を液滴の状
態で付与し、電子放出部を形成する導電性薄膜を形成す
る材料の溶液を液滴の状態で付与する製造方法により、
導電性薄膜を形成する材料の溶液と基板、電極等のぬれ
性に影響されることがなく、導電性薄膜の幅、形状等を
均一にすることができ、素子抵抗のばらつきを極めて小
さく作製でき、均一性が向上するとともに、再現性が向
上する。As described above, according to the present invention,
A solution of a material that absorbs a solution of the material of the fine particle film having an electron emitting portion is applied in a droplet state to a portion where the electron emitting portion is to be formed, so that a conductive thin film that forms the electron emitting portion is formed. By the manufacturing method of applying the solution in the form of droplets,
The width and shape of the conductive thin film can be made uniform without being affected by the wettability of the solution of the material forming the conductive thin film and the substrate, electrodes, etc., and the variation in element resistance can be made extremely small. The uniformity is improved and the reproducibility is improved.

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

【図１】 本発明の一実施形態に係る基本的な表面伝導
型電子放出素子の製造方法を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a basic surface conduction electron-emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図２】 図１の方法で製造された表面伝導型電子放出
素子の構成を示す模式的平面図および断面図である。FIG. 2 is a schematic plan view and a cross-sectional view showing a configuration of a surface conduction electron-emitting device manufactured by the method of FIG.

【図３】 本発明に適用しうる通電フォーミングの電圧
波形例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a voltage waveform example of energization forming which can be applied to the present invention.

【図４】 電子放出特性を測定するための測定評価装置
の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics.

【図５】 本発明を適用しうる単純マトリクス配置の電
子源を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an electron source having a simple matrix arrangement to which the present invention can be applied.

【図６】 本発明を適用しうる画像形成装置の表示パネ
ルの概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図７】 図６の表示パネルの蛍光膜を示す図である。7 is a diagram showing a fluorescent film of the display panel of FIG.

【図８】 ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて図７の表
示パネルの表示を行うための駆動回路およびその駆動回
路を有する画像表示装置のブロック図である。8 is a block diagram of a drive circuit for performing display on the display panel in FIG. 7 according to an NTSC television signal and an image display device including the drive circuit.

【図９】 本発明を適用しうる梯子配置の電子源を示す
図である。FIG. 9 is a diagram showing a ladder-arranged electron source to which the present invention can be applied.

【図１０】 本発明を適用しうる画像形成装置の表示パ
ネルの概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a display panel of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図１１】 本発明を適用しうるマトリクス状配線と素
子電極を有する基板を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a substrate having matrix wirings and device electrodes to which the present invention can be applied.

【図１２】 本発明を適用しうるはしご状配線と素子電
極を有する基板を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a substrate having ladder-shaped wiring and device electrodes to which the present invention can be applied.

【図１３】 従来の表面伝導型電子放出素子を示す図で
ある。FIG. 13 is a view showing a conventional surface conduction electron-emitting device.

【図１４】 従来の他の表面伝導型電子放出素子を示す
図である。FIG. 14 is a view showing another conventional surface conduction electron-emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：基板、２，３：素子電極、４：導電性薄膜、５：電
子放出部、６：液滴付与装置、７：吸収材液滴、８：吸
収膜、９：導電膜材液滴、８０：素子電極間の導電性薄
膜を流れる素子電流を測定するための電流計、８１：電
子放出素子に素子電圧を印加するための電源、８２：素
子の電子放出部より放出される放出電流を測定するため
の電流、８３：アノード電極に電圧を印加するための高
圧電源、８４：素子の電子放出部より放出される放出電
流を捕捉するためのアノード電極、８５：真空装置、８
６：排気ポンプ、９１：電子源基板、９２：Ｘ方向配
線、９３：Ｙ方向配線、９４：表面伝導型電子放出素
子、９５：結線、１０８１：リアプレート、１０８２：
支持枠、１０８３：ガラス基板、１０８４：蛍光膜、１
０８５：メタルバック、１０８６：フェースプレート、
１０８７：高圧端子、１０８８：外囲器、１０９１：黒
色導電材、１０９２：蛍光体、１０９３：ガラス基板、
１１０１：表示パネル、１１０２：走査回路、１１０
３：制御回路、１１０４：シフトレジスタ、１１０５：
ラインメモリ、１１０６：同期信号分離回路、１１０
７：変調信号発生器、１１１０：電子源基板、１１１
１：電子放出素子、１１１２：Ｄｘ１〜Ｄｘ１０は電子
放出素子を配線するための共通配線、１１２０：グリッ
ド電極、１１２１：電子が通過するための空孔、１１２
２：Ｄｏｘ１，Ｄｏｘ２，・・・・・・Ｄｏｘｍよりな
る容器外端子、１１２３：グリッド電極と接続されたＧ
１，Ｇ２，・・・・・・Ｇｎからなる容器外端子、１１
２４：電子源基板、Ｖｘ，Ｖａ：直流電圧源。1: substrate, 2, 3: element electrode, 4: conductive thin film, 5: electron emission part, 6: droplet applying device, 7: absorbing material droplet, 8: absorbing film, 9: conductive film droplet 80: ammeter for measuring the device current flowing through the conductive thin film between the device electrodes, 81: power supply for applying the device voltage to the electron-emitting device, 82: emission current emitted from the electron-emitting portion of the device Current for measurement, 83: High-voltage power supply for applying voltage to anode electrode, 84: Anode electrode for trapping emission current emitted from electron emission section of device, 85: Vacuum device, 8
6: exhaust pump, 91: electron source substrate, 92: X-direction wiring, 93: Y-direction wiring, 94: surface conduction electron-emitting device, 95: connection, 1081: rear plate, 1082:
Support frame, 1083: glass substrate, 1084: fluorescent film, 1
085: Metal back, 1086: Face plate,
1087: high-voltage terminal, 1088: envelope, 1091: black conductive material, 1092: phosphor, 1093: glass substrate,
1101: display panel, 1102: scanning circuit, 110
3: control circuit, 1104: shift register, 1105:
Line memory, 1106: Synchronous signal separation circuit, 110
7: Modulation signal generator, 1110: Electron source substrate, 111
Reference numeral 1: electron-emitting device, 1112: Dx1 to Dx10 are common wirings for wiring the electron-emitting device, 1120: grid electrode, 1121: holes for passing electrons, 112
2: Dox1, Dox2, ... Doxm outer terminal made of Doxm, 1123: G connected to grid electrode
1, G2, ... Gn external terminals made of Gn, 11
24: electron source substrate, Vx, Va: DC voltage source.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−161666（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−102271（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−106757（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−65704（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−65702（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−187900（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−296532（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−114104（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/02 ─────────────────────────────────────────────────── ───Continued from the front page (56) Reference JP-A-9-161666 (JP, A) JP-A-9-102271 (JP, A) JP-A-9-106757 (JP, A) JP-A-7- 65704 (JP, A) JP 7-65702 (JP, A) JP 6-187900 (JP, A) JP 1-296532 (JP, A) JP 7-114104 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01J 9/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 一対の素子電極間の、電子放出部を形成
するための予定部分に前記電子放出部を形成する材料の
溶液を吸収する材料の溶液を液滴の状態で付与して１０
Å〜１μｍの厚さの吸収膜を形成する工程と、前記吸収
膜上に前記電子放出部を形成する導電膜を形成するため
の材料を液滴の状態で付与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。1. A solution of a material that absorbs a solution of a material that forms the electron-emitting portion is applied in a droplet state to a predetermined portion between the pair of device electrodes for forming the electron-emitting portion.
Forming an absorption film having a thickness of A～1myuemu, the absorption
And a step of applying a material for forming a conductive film for forming the electron emitting portion on the film in a droplet state. 【請求項２】 前記液滴の付与工程が、インクジェット
方式により行われ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. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the step of applying the droplets is performed by an inkjet method. 【請求項３】 前記インクジェット方式がバブルジェッ
ト方式により前記液滴の付与を行う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 of manufacturing an electron-emitting device according to claim 2, wherein the droplets are applied by the ink jet method by a bubble jet method. 【請求項４】 前記電子放出部を形成する材料の溶液を
吸収する材料が、熱により分解す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。4. The method of manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, wherein the material that absorbs the solution of the material that forms the electron-emitting portion is decomposed by heat.