JPH08180819A - Vacuum evacuating container and image displaying device provided therewith - Google Patents
Vacuum evacuating container and image displaying device provided therewithInfo
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- JPH08180819A JPH08180819A JP32300694A JP32300694A JPH08180819A JP H08180819 A JPH08180819 A JP H08180819A JP 32300694 A JP32300694 A JP 32300694A JP 32300694 A JP32300694 A JP 32300694A JP H08180819 A JPH08180819 A JP H08180819A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームにより蛍光
体を励起・発光させて画像を表示する画像表示装置等に
用いられる真空排気容器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum exhaust container used in an image display device for displaying an image by exciting and emitting a phosphor by an electron beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、画像形成装置として蛍光表示
管、電界放出型あるいは表面電導型の電子放出素子等を
用いた画像表示装置等、蛍光体を励起して発光させるこ
とによって画像を形成する装置が提案されている。この
種の画像表示装置は、平面上に輝度の高い画像を形成す
ることができるので、明るく見やすい画像を提供するこ
とができる等の利点を有し、産業上積極的に応用され、
また期待されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an image is formed by exciting a phosphor to emit light, such as an image display device using a fluorescent display tube, a field emission type or surface conduction type electron-emitting device as an image forming device. A device has been proposed. This type of image display device can form a high-luminance image on a flat surface, and thus has advantages such as being able to provide a bright and easy-to-see image, and is positively applied industrially.
Also expected.
【０００３】図１６は、電子ビームの発生源に表面電導
型素子を用いた薄型の画像表示装置の概略構成を表す斜
視図である。図１７は、図１６に示した薄型の画像表示
装置の特徴を説明するための断面図である。FIG. 16 is a perspective view showing a schematic structure of a thin image display device using a surface conductive type element as a source of an electron beam. FIG. 17 is a sectional view for explaining the features of the thin image display device shown in FIG.
【０００４】図１６および図１７において、３００は蛍
光表示管内を排気するための排気管（図では、封じきり
後の状態を示してある）で、３０１は電子放出素子を構
成する青板ガラスからなるリアプレート、３０２と３０
３は一定間隔を隔てて設置された電極、３０４は電極３
０２，３０３間に設けられた電子放出部を含む薄膜、３
０８はメタルバック３０９および蛍光体３１０が形成さ
れた青板ガラスからなるフェイスプレート、３１１は外
枠、３１３ゲッタ材コンテナ固定ジグであり、３１４は
ゲッタ材コンテナである。In FIGS. 16 and 17, reference numeral 300 denotes an exhaust pipe for exhausting the inside of the fluorescent display tube (in the figure, the state after sealing is shown), and 301 is made of soda-lime glass constituting an electron-emitting device. Rear plate, 302 and 30
3 is an electrode installed at a constant interval, 304 is an electrode 3
A thin film including an electron emission portion provided between 02 and 303, 3
Reference numeral 08 is a face plate made of soda-lime glass on which a metal back 309 and a phosphor 310 are formed, 311 is an outer frame, 313 is a getter material container fixing jig, and 314 is a getter material container.
【０００５】画像表示装置は、リアプレート３０１（上
面）、フェイスプレート３０８（下面）および外枠３１
１（側面）によって長方形の薄い箱状の気密容器を形成
し、該気密容器内に上記各構成部を配設した構成となっ
ており、気密容器内が所定の真空度に保たれた状態のも
のとなっている。The image display device includes a rear plate 301 (upper surface), a face plate 308 (lower surface) and an outer frame 31.
A rectangular thin box-shaped airtight container is formed by 1 (side surface), and the above-mentioned components are arranged in the airtight container, and the inside of the airtight container is kept at a predetermined vacuum degree. It has become a thing.
【０００６】上記画像表示装置において、外枠３１１の
所定の部位には排気管３００が設けられており、この排
気管３００を用いて気密容器内の排気が行なわれる。In the above image display device, an exhaust pipe 300 is provided at a predetermined portion of the outer frame 311, and the exhaust pipe 300 is used to exhaust the air in the airtight container.
【０００７】また、気密容器内に配設されたゲッタ材コ
ンテナ３１４は、ゲッタ材コンテナ固定ジグ３１３に固
定されており、その内部には気密容器内の真空を維持す
る目的の蒸発型ゲッタ材が収納されている。The getter material container 314 disposed in the airtight container is fixed to a getter material container fixing jig 313, and inside the airtight container is an evaporation type getter material for the purpose of maintaining a vacuum in the airtight container. It is stored.
【０００８】上記ゲッタ材コンテナ３１４としては、一
部が開放された金属管の内部にＢａを主成分とする蒸発
型ゲッタ材を収納するものが一般的で、形状としては直
線状、リング状等のものがある。ここでは、リング状の
ものが使用されている。なお、ゲッタ材コンテナ３１４
の内部に収納された蒸発型ゲッタ材は、誘導加熱若しく
は通電加熱されることによってフラッシュされ、フェイ
スプレート３０８またはリアプレート３０１に蒸着され
る。これにより、排気管封じきり後に発生するガスが吸
着されてパネル内の真空維持作用が生じる。The getter material container 314 is generally one in which a vaporized getter material containing Ba as a main component is housed in a partially open metal tube, and the getter material container 314 has a linear shape, a ring shape, or the like. There is one. Here, a ring-shaped one is used. The getter material container 314
The evaporative getter material housed inside is flashed by induction heating or electric heating, and is vapor-deposited on the face plate 308 or the rear plate 301. As a result, the gas generated after the exhaust pipe is completely sealed is adsorbed and a vacuum maintaining action in the panel occurs.
【０００９】また、薄膜３０４の電子放出部に形成され
る表面伝導型電子放出素子としては、電子放出を司る薄
膜としてＡｕ薄膜が用いられたもの（G.Dittmer:"Thin
Solid Films",9,317(1972)）、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜
が用いられたもの（M.Hartwell and C.G.Fonstad:"IEEE
Trans. ED Conf.",519(1975)）、カーボン薄膜を用い
たもの（荒木久 他：真空，第２６巻，第１号，２２項
（１９８３））等が報告されている。以下、表面伝導型
電子放出素子の典型的な素子構成として上記Ｍ．ハート
ウェルの素子構成を例にとり、その構成について簡単に
説明する。Further, as the surface conduction electron-emitting device formed in the electron-emitting portion of the thin film 304, an Au thin film is used as a thin film for controlling electron emission (G. Dittmer: "Thin
Solid Films ", 9,317 (1972)), using In 2 O 3 / SnO 2 thin films (M. Hartwell and CGFonstad:" IEEE
Trans. ED Conf. ", 519 (1975)), using a carbon thin film (Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, Item 22 (1983)) and the like. As a typical device configuration of the conduction electron-emitting device, the device configuration of M. Hartwell is taken as an example, and the configuration will be briefly described.
【００１０】図１８は、Ｍ．ハートウェルの素子の概略
を示す構成図である。同図において、３７１は絶縁性基
板である。３７２は絶縁性基板３７１上に、スパッタ法
でＨ型形状のパターンに形成された金属酸化物薄膜等か
らなる電子放出部形成用薄膜であり、その中央の所定部
には、後述するフォーミングと呼ばれる通電処理によっ
て電子放出部３７３が形成されている。３７４は電子放
出部を含む薄膜である。なお、図中のＬ１は０．５〜１
ｍｍ、Ｗは０．１ｍｍとなっている。FIG. It is a block diagram which shows the outline of the element of Hartwell. In the figure, 371 is an insulating substrate. Reference numeral 372 denotes an electron emission portion forming thin film made of a metal oxide thin film or the like formed on the insulating substrate 371 in an H-shaped pattern by a sputtering method, and a predetermined portion at the center thereof is called a forming described later. The electron emission portion 373 is formed by the energization process. 374 is a thin film including an electron emitting portion. In addition, L1 in the figure is 0.5 to 1
mm and W are 0.1 mm.
【００１１】上記表面伝導型電子放出素子では、電子放
出が行なわれる際に、電子放出部形成用薄膜３７２に予
めフォーミングと呼ばれる通電処理が施されて電子放出
部３７３が形成されるのが一般的である。すなわち、電
子放出部形成用薄膜３７２の両端に電圧を印加通電し、
電子放出部形成用薄膜３７２を局所的に破壊、変形若し
くは変質せしめて電気的に高抵抗な状態となった電子放
出部３７３が形成される。このようにしてフォーミング
処理が施された表面伝導型電子放出素子では、電子放出
部を含む薄膜３７４に電圧を印加して素子に電流を流す
ことによって、電子放出部３７３から電子が放出され
る。このような表面伝導型放出素子には、構造が単純で
製造も容易であることから、大面積に渡って多数素子を
配列形成することができる利点がある。In the surface conduction electron-emitting device described above, when electrons are emitted, the electron-emitting portion forming thin film 372 is generally subjected to an energization process called forming in advance to form the electron-emitting portion 373. Is. That is, a voltage is applied across both ends of the electron emission portion forming thin film 372,
The electron-emitting portion forming thin film 372 is locally destroyed, deformed, or altered to form an electron-emitting portion 373 in an electrically high resistance state. In the surface conduction electron-emitting device that has been subjected to the forming process in this way, electrons are emitted from the electron-emitting region 373 by applying a voltage to the thin film 374 including the electron-emitting region and passing a current through the device. Since such a surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture, it has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area.
【００１２】次に、上述の図１６および図１７に示した
画像表示装置の気密容器内を所定の真空度に保たれた状
態のものとする方法について簡単に説明する。Next, a method for keeping the inside of the airtight container of the image display device shown in FIGS. 16 and 17 in a predetermined vacuum degree will be briefly described.
【００１３】気密容器内を排気管を通して不図示のポン
プによって真空排気し、さらに不図示のベーキング手段
によって気密容器の内壁のアウトガスを行なった後、排
気管の一部を加熱して溶融させ、該溶融部を封じ切る
（閉塞、切断）。最後に、気密容器内部の一端に設置さ
れたゲッタ材コンテナを加熱し、その内部に収納された
蒸発型ゲッタ材をフェイスプレートまたはリアプレート
に蒸着する。このようにして、気密容器（パネル）内が
所定の真空度に維持された画像表示装置が完成する。な
お、気密容器内を排気するポンプとしては、１×１０-8
Torr程度以上の排気能力を有するターボポンプあるいは
イオンポンプ等が使用されており、この画像表示装置に
おける気密容器内の到達真空度は１×１０-6Torr程度の
ものとなっている。The inside of the airtight container is evacuated through an exhaust pipe by a pump (not shown), and the inside wall of the airtight container is outgassed by a baking means (not shown). Then, a part of the exhaust pipe is heated to melt the gas. Seal the fusion zone (block, cut). Finally, the getter material container installed at one end inside the airtight container is heated, and the evaporation type getter material contained therein is vapor-deposited on the face plate or the rear plate. In this way, an image display device in which the inside of the airtight container (panel) is maintained at a predetermined degree of vacuum is completed. As a pump for exhausting the airtight container, 1 × 10 -8
A turbo pump or an ion pump having an exhaust capacity of about Torr or higher is used, and the ultimate vacuum in the airtight container of this image display device is about 1 × 10 −6 Torr.
【００１４】上述のように構成される画像表示装置は、
近年、ＣＲＴに替って普及してきている液晶を用いた平
板型表示装置に比べて、液晶を用いた平板型表示装置の
ようにバックライトを持つ必要がないため、装置の薄型
化を図ることができる点で期待されている。The image display device configured as described above is
As compared with a flat panel display device using liquid crystal which has become popular in recent years in place of a CRT, it is not necessary to have a backlight as in a flat panel display device using liquid crystal, and therefore, the device can be made thinner. It is expected that it can be done.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図１６に示した従来の画像表示装置には、それぞれ以
下に挙げるような問題点がある。However, the above-mentioned conventional image display device shown in FIG. 16 has the following problems, respectively.
【００１６】図１６に示した各画像表示装置では、気密
容器（パネル）の薄い側面に断面が円形の排気管が設け
られ、該排気管を介して設置されたターボポンプあるい
はイオンポンプ等によって気密容器内の真空排気が行な
われる。このように、気密容器の薄い側面に断面が円形
の排気管が設けらるものにおいては、排気面積を大きく
とることができないために、排気時のコンダクタンスが
小さくなって排気に時間がかかってしまう。このため、
製造に時間がかかってしまうという問題点や、限られた
製造時間ではパネル内の到達真空度をあまり高くするこ
とができず、電子放出素子特性の安定性が低下するとい
う問題点がある。In each of the image display devices shown in FIG. 16, an exhaust pipe having a circular cross section is provided on a thin side surface of an airtight container (panel), and the airtight container is hermetically sealed by a turbo pump or an ion pump installed through the exhaust pipe. The container is evacuated. As described above, in the case where the exhaust pipe having a circular cross section is provided on the thin side surface of the airtight container, since the exhaust area cannot be made large, the conductance at the time of exhaust becomes small and it takes time to exhaust. . For this reason,
There are problems that it takes time to manufacture, and that the ultimate vacuum in the panel cannot be increased so much in a limited manufacturing time, and the stability of the characteristics of the electron-emitting device deteriorates.
【００１７】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、短い排気時
間で気密容器内を均一に排気し、かつ、到達真空度を高
いものとすることのできる真空排気容器およびその真空
排気容器を具備した画像表示装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the problems of the above-mentioned conventional techniques, and it is possible to uniformly exhaust the inside of an airtight container in a short exhaust time and to achieve a high ultimate vacuum. It is an object of the present invention to provide a vacuum exhaust container that can be used and an image display device including the vacuum exhaust container.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、気密容器と、
前記気密容器内を真空排気するための排気管とからなる
真空排気容器において、前記排気管の断面形状を前記気
密容器の側面の形状に応じた形状とし、該排気管が前記
気密容器の側面に１つ以上設けられたことを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises an airtight container,
In a vacuum exhaust container comprising an exhaust pipe for evacuating the inside of the airtight container, a cross-sectional shape of the exhaust pipe is a shape corresponding to the shape of the side surface of the airtight container, the exhaust pipe on the side surface of the airtight container One or more are provided.
【００１９】この場合、排気管の少なくとも１つは、気
密容器の１方向の側面全面を排気口とするように設けら
れていてもよい。In this case, at least one of the exhaust pipes may be provided so that the entire side surface in one direction of the airtight container serves as an exhaust port.
【００２０】また、本発明は、対向して設けられるフェ
ースプレートおよびリヤプレートと該フェースプレート
およびリヤプレートの間に設けられる外枠とによって構
成された気密容器と、前記気密容器内に設けられた画像
表示部材とを有し、電子ビームにより蛍光体を励起して
発光させ、前記フェースプレート上に画像を表示する画
像表示装置において、前記気密容器が上述した真空排気
容器によって構成されており、排気管が前記外枠に設け
られていることを特徴とする。Further, according to the present invention, an airtight container constituted by a face plate and a rear plate which are provided to face each other and an outer frame provided between the face plate and the rear plate, and the airtight container are provided. In an image display device having an image display member and exciting a phosphor by an electron beam to emit light, and displaying an image on the face plate, the airtight container is constituted by the vacuum exhaust container described above, A pipe is provided in the outer frame.
【００２１】この場合、フェースプレートとリヤプレー
トとを所定の間隔に支持する複数の平板状の支持体、お
よびゲッタ材収納部材が固定された複数の平板状の固定
部材によって気密容器内が仕切られており、排気管は、
前記各支持体によって仕切られた第１の部分および前記
各固定部材によって仕切られた第２の部分の排気抵抗が
それぞれ最も小さくなる方向から排気するように設けら
れていてもよい。In this case, the inside of the airtight container is partitioned by a plurality of flat plate-shaped supports for supporting the face plate and the rear plate at a predetermined interval, and a plurality of flat plate-shaped fixing members to which the getter material storage member is fixed. And the exhaust pipe is
The first portion partitioned by each of the support members and the second portion partitioned by each of the fixing members may be provided so as to exhaust gas from a direction in which the exhaust resistance is the smallest.
【００２２】[0022]
【作用】上述のように構成される本発明の真空気密容器
では、排気管はその断面形状が気密容器の側面の形状に
応じた形状となっているので、排気管の排気面積を大き
なものとすることができ、排気系のコンダクタンスを大
きくすることが可能となる。このように構成した場合に
は、実効的な排気速度を高め、排気時間の短縮、到達真
空度の向上を図ることができる。In the vacuum airtight container of the present invention configured as described above, since the exhaust pipe has a cross-sectional shape corresponding to the shape of the side surface of the airtight container, the exhaust area of the exhaust pipe is large. It is possible to increase the conductance of the exhaust system. With this configuration, it is possible to increase the effective exhaust speed, shorten the exhaust time, and improve the ultimate vacuum.
【００２３】さらに、本発明の真空気密容器のうち気密
容器の１つの側面全面を排気口とするものにおいては、
気密容器の排気が側面全面から行なわれるので、上記の
ものよりさらに排気管の排気面積を大きくとることがで
き、排気効率を向上することができる。Furthermore, in the vacuum airtight container of the present invention, in which one side surface of the airtight container is used as the exhaust port,
Since the airtight container is exhausted from the entire side surface, the exhaust area of the exhaust pipe can be made larger than that described above, and the exhaust efficiency can be improved.
【００２４】また、従来の画像表示装置では、気密容器
（パネル）内の真空排気はその気密容器側面に設けられ
た断面形状が円形の排気管によって排気されていたた
め、気密容器が薄い平板状のものの場合、排気管の排気
面積は小さなものとなっていたのに対して、本発明の画
像表示装置では、気密容器は、上述の断面形状を気密容
器の側面の形状に応じた形状とする排気管が設けられた
ものとなっている。したがって、本発明では、気密容器
が薄い平板状のものであっても、排気管の排気面積を大
きくとることができので、排気効率の向上を図ることが
でき、排気速度を高め、排気時間の短縮、到達真空度の
向上を図ることができる。Further, in the conventional image display device, since the vacuum exhaust in the airtight container (panel) is exhausted by the exhaust pipe having a circular cross section provided on the side of the airtight container, the airtight container has a thin flat plate shape. In the case of the exhaust gas, the exhaust area of the exhaust pipe was small, whereas in the image display device of the present invention, the airtight container has the above-described cross-sectional shape in the shape corresponding to the shape of the side surface of the airtight container. A pipe is provided. Therefore, in the present invention, even if the airtight container is a thin flat plate, the exhaust area of the exhaust pipe can be made large, so that it is possible to improve the exhaust efficiency, increase the exhaust speed, and increase the exhaust time. It is possible to shorten and improve the ultimate vacuum.
【００２５】[0025]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【００２６】１．実施例１：パネル内の真空排気を側面
全面排気とした画像形成装置 図１は本発明の第１の実施例の気密容器内の真空排気を
側面全面排気とした画像形成装置の概略を示す構成図
で、（ａ）は装置を上からみた場合の概略構成図、
（ｂ）は（ａ）に示した画像形成装置の特徴を説明する
ための断面図である。また、図２は、図１に示した側面
全面排気の画像形成装置の斜視図で、内部の構成が分か
るように装置の一部を切り開いた状態のものである。 1. Example 1: Side vacuum pumping inside the panel
Image Forming Apparatus with Whole Exhaust FIG. 1 is a schematic diagram showing an image forming apparatus in which vacuum exhaust in an airtight container according to a first embodiment of the present invention is exhausted to the entire side surface, and (a) shows the apparatus from above. Schematic configuration diagram when viewed,
(B) is a sectional view for explaining the features of the image forming apparatus shown in (a). FIG. 2 is a perspective view of the image forming apparatus of FIG. 1 in which the entire side surface is exhausted, with a part of the apparatus cut open so that the internal configuration can be seen.
【００２７】図１および図２において、７１は電子源基
板、８１は電子源基板７１を固定するリアプレート、８
２は支持枠、８３はガラス基板、８４は蛍光膜、８５は
メタルバック、８６はガラス基板８３と蛍光膜８４およ
びメタルバック８５により成るフェースプレート、９２
は排気管である。同図では、電子源基板７１、リアプレ
ート８１、支持枠８２、およびフェースプレート８６に
より気密容器である外囲器８８が形成されている。In FIGS. 1 and 2, 71 is an electron source substrate, 81 is a rear plate for fixing the electron source substrate 71, 8
2 is a support frame, 83 is a glass substrate, 84 is a fluorescent film, 85 is a metal back, 86 is a face plate composed of the glass substrate 83, the fluorescent film 84 and the metal back 85, 92
Is an exhaust pipe. In the figure, the electron source substrate 71, the rear plate 81, the support frame 82, and the face plate 86 form an envelope 88 that is an airtight container.
【００２８】上記外囲器８８において、支持枠８２は一
方向の側面全面が開口したものとなっており、この開口
部が排気口として用いられる。すなわち、この開口部に
はその開口枠に丁度はまる大きさの排気管９２が取り付
けられており、該排気管９２を介して不図示のポンプ
（例えば、イオンポンプやターボポンプ等）が設けられ
ている。なお、排気管９２は支持枠８２の一方向の側面
全面を排気口とするものであれば、その取付けは外囲器
８８の外側、内側いずれであってもよい。In the envelope 88, the support frame 82 has an opening on the entire side surface in one direction, and this opening is used as an exhaust port. That is, an exhaust pipe 92 of a size just fitted to the opening frame is attached to this opening, and a pump (for example, an ion pump or a turbo pump) not shown is provided through the exhaust pipe 92. There is. It should be noted that the exhaust pipe 92 may be attached to either the outside or the inside of the envelope 88 as long as the exhaust pipe 92 uses the entire side surface in one direction of the support frame 82 as the exhaust port.
【００２９】また、蛍光膜８４は、モノクロームの場合
には蛍光体のみで構成され、カラーの蛍光膜の場合には
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
クマトリクス等と呼ばれる黒色導伝材と蛍光体とで構成
されている。なお、本実施例では、ガラス基板８３への
蛍光体の塗布は、モノクロームの場合には沈殿法または
印刷法によって行なわれ、カラーの場合にはスラリー法
によって行なわれる。In the case of monochrome, the fluorescent film 84 is composed of only the fluorescent material, and in the case of a color fluorescent film, a black conductive material and a fluorescent material called a black stripe or a black matrix depending on the arrangement of the fluorescent materials. It consists of and. In this embodiment, the fluorescent material is applied to the glass substrate 83 by the precipitation method or the printing method in the case of monochrome, and the slurry method in the case of color.
【００３０】上述のように構成される画像表示装置で
は、外囲器８８内（すなわち、パネル内）の雰囲気が該
外囲器８８の一方向の側面全面に設けられた開口部から
排気される。In the image display device configured as described above, the atmosphere inside the envelope 88 (that is, inside the panel) is exhausted from the opening provided on the entire side surface in one direction of the envelope 88. .
【００３１】以下に、上述の本実施例のパネル内の真空
排気を側面全面排気とした画像形成装置の作製に関する
具体的な実験例を挙げる。A specific experimental example relating to the production of the image forming apparatus in which the vacuum exhaust in the panel of the present embodiment described above is exhausted to the side surface will be described below.
【００３２】まず、電子基板７１の具体的な作製につい
て説明する。First, the specific production of the electronic substrate 71 will be described.
【００３３】図３は、図１に示した電子基板７１の電子
放出素子の概略構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断
面図である。また、図４〜図６は、電子基板７１の作製
工程を表したもので、（ａ）〜（ｐ）はそれぞれの作製
工程における電子基板７１の構成状態を順次表したもの
である。なお、電子基板７１の作製工程は便宜上図４〜
図６に分けて表したが、これらは一連の作製工程を示す
ものである。3A and 3B are schematic diagrams of the electron-emitting device of the electronic substrate 71 shown in FIG. 1, where FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a sectional view. 4 to 6 show manufacturing steps of the electronic substrate 71, and (a) to (p) sequentially show constituent states of the electronic substrate 71 in the respective manufacturing steps. In addition, the manufacturing process of the electronic substrate 71 is illustrated in FIGS.
Although shown separately in FIG. 6, these show a series of manufacturing steps.
【００３４】図３において、１０１は基板、１０２と１
０３はそれぞれ基板１０１上に設けられた素子電極、１
０４は素子電極１０２，１０３間を覆うように基板１上
に形成された導電性薄膜、１０５は導電性薄膜１０４の
ほぼ中央部（素子電極１，２間のほぼ中央部）に形成さ
れた電子放出部である。以下、図４〜図６に基づいて、
電子基板７１の具体的な作製について説明する。In FIG. 3, 101 is a substrate, and 102 and 1
Reference numeral 03 is a device electrode provided on the substrate 101, and 1 is a device electrode.
Reference numeral 04 denotes a conductive thin film formed on the substrate 1 so as to cover between the device electrodes 102 and 103, and 105 denotes an electron formed at a substantially central portion of the conductive thin film 104 (almost a central portion between the device electrodes 1 and 2). It is a discharge part. Hereinafter, based on FIGS. 4 to 6,
A specific production of the electronic substrate 71 will be described.
【００３５】石英基板である基板１０１（図４（ａ）の
状態）を洗剤、純水および有機溶剤により十分に洗浄し
た後、レジスト材ＲＤ−２０００Ｎ（日立化成）を２５
００ｒｐｍで４０秒間スピンナー塗布し、さらに、これ
を２５分加熱してプリベークする（図４（ｂ）の状
態）。その後、素子電極の間隔を２μｍ、電極長さを３
００μｍとする電極形状に対応したマスクを用いて、上
記プリベークされた基板１０１に密着露光（図４（ｃ）
の状態）し、これをＲＤ−２０００Ｎ用現像液で現像す
る。現像後、１２０℃で２０分間加熱してポストベーク
する。The substrate 101 (state shown in FIG. 4A), which is a quartz substrate, is thoroughly washed with a detergent, pure water and an organic solvent, and then a resist material RD-2000N (Hitachi Kasei) is used.
Spinner application is performed at 00 rpm for 40 seconds, and this is further heated for 25 minutes and prebaked (state of FIG. 4B). After that, the element electrodes are separated by 2 μm and the electrode length is set by 3
Contact exposure is performed on the prebaked substrate 101 using a mask corresponding to an electrode shape of 00 μm (FIG. 4C).
State) and develop it with a developer for RD-2000N. After development, it is heated at 120 ° C. for 20 minutes and post-baked.
【００３６】続いて、上記ポストベークされた基板１０
１上に、抵抗加熱蒸着機を用いてニッケルを毎秒３Åで
膜厚が１０００Åとなるまで蒸着する（図４（ｄ）の状
態）。その後、アセトンでリフトオフし、アセトン、イ
ソプロピルアルコール、酢酸ブチルで順次洗浄し、乾燥
させる（図４（ｅ）の状態）。乾燥後、基板１０１全面
にクロムを膜厚が５００Åとなるように蒸着（図４
（ｆ）の状態）し、さらに、これにレジスト材ＡＺ１３
７０（ヘキスト社）を２５００ｒｐｍで３０秒間スピン
ナー塗布し、その後９０℃で３０分間加熱してプリベー
クする（図４（ｇ）の状態）。プリベーク後、形成され
る電子源のパターンに対応するマスクを用いて露光し
（図５（ｈ）の状態）、これを現像液ＭＩＦ３１２（ヘ
キスト社）で現像し（図５（ｉ）の状態）、その後１２
０℃で３０分間加熱してポストベークする。Then, the post-baked substrate 10 is formed.
Nickel is vapor-deposited on 1 using a resistance heating vapor deposition machine at a rate of 3 liters per second until the film thickness reaches 1000 liters (state of FIG. 4 (d)). After that, lift off with acetone, washing with acetone, isopropyl alcohol, and butyl acetate successively and drying (state of FIG. 4E). After drying, chromium was vapor-deposited on the entire surface of the substrate 101 to a film thickness of 500 Å (see FIG.
(State of (f)), and the resist material AZ13
70 (Hoechst) is spinner-coated at 2500 rpm for 30 seconds, and then heated at 90 ° C. for 30 minutes to be pre-baked (state of FIG. 4 (g)). After pre-baking, exposure is performed using a mask corresponding to the pattern of the electron source to be formed (state of FIG. 5 (h)), and this is developed with developer MIF312 (Hoechst) (state of FIG. 5 (i)). , Then 12
Post bake by heating at 0 ° C. for 30 minutes.
【００３７】上記ポストベーク後、（ＮＨ４）Ｃｅ（Ｎ
Ｏ３）６：ＨＣ１０４：Ｈ２Ｏ＝１７ｇ：５ｃｃ：１０
０ｃｃの組成の溶液中に３０秒浸漬させ、その後クロム
をエッチングする（図５（ｊ）の状態）。さらに、アセ
トン中で１０分間超音波攪拌してレジストを剥離する
（図５（ｋ）の状態）。レジスト剥離後、酢酸パラジウ
ムプロピルアミンを酢酸ブチルを溶媒として８００ｒｐ
ｍで３０秒間スピンナー塗布して有機金属薄膜を形成す
る（図５（ｌ）の状態）。さらに、これを空気中で３０
０℃で１時間焼成し、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子
（粒径：１０〜１５０Å）を主体とする微粒子状の電子
放出部形成用薄膜を形成する（図５（ｍ）の状態）。After the above post-baking, (NH4) Ce (N
O3) 6: HC104: H2O = 17 g: 5 cc: 10
It is dipped in a solution having a composition of 0 cc for 30 seconds, and then chromium is etched (state of FIG. 5 (j)). Further, the resist is removed by ultrasonically stirring in acetone for 10 minutes (state of FIG. 5 (k)). After removing the resist, 800 rp of palladium propylamine acetate with butyl acetate as a solvent
Spinner coating is performed at m for 30 seconds to form an organometallic thin film (state of FIG. 5 (l)). Furthermore, this is 30 in the air
Firing is performed at 0 ° C. for 1 hour to form a fine particle-shaped thin film for forming an electron emitting portion, which is mainly composed of palladium oxide (PdO) fine particles (particle diameter: 10 to 150Å) (state of FIG. 5 (m)).
【００３８】上記電子放出部形成用薄膜（導電性薄膜１
０４）形成後、クロムをリフトオフする（図６（ｎ）の
状態）。その後、該素子の電極１０２，１０３の間に電
圧を印加して通電処理を行なう（図６（ｏ）の状態）。
これにより、導電性薄膜１０４の一部に電子放出部１０
５が形成される（図６（ｐ）の状態）。これは、通電処
理によってパラジウム微粒子（粒径：８〜１２０Å、平
均粒径：２０Å）の膜が形成されたものと思われる。The electron emission portion forming thin film (conductive thin film 1
04) After formation, chromium is lifted off (state of FIG. 6 (n)). After that, a voltage is applied between the electrodes 102 and 103 of the element to carry out energization (state of FIG. 6 (o)).
As a result, the electron emission portion 10 is partially formed on the conductive thin film 104.
5 is formed (state of FIG. 6 (p)). It is considered that this is because a film of palladium fine particles (particle size: 8 to 120Å, average particle size: 20Å) was formed by the electric current treatment.
【００３９】上述のようにして素子電極１０２，１０
３、導電性薄膜１０４および電子放出部１０５が形成さ
れた基板１０１を、素子電極１０２，１０３に対して基
板鉛直方向に５ｍｍ離した位置に引き出し電極を設け
て、１×１０-6torrの真空でこれに電圧１５Ｖを印加し
てその時の放出電流を測定したところ、平均放出電流
１．１μＡ、放出電流の安定性±９％という結果が得ら
れた。また、素子間の均一性もよく、特性のばらつきは
６〜７％であり、電子放出時の放出効率（放出電流／電
極間電流）は７×１０-4という高い効率のものが得られ
た。As described above, the device electrodes 102, 10
3, the substrate 101 on which the conductive thin film 104 and the electron emitting portion 105 are formed is provided with an extraction electrode at a position 5 mm away from the device electrodes 102 and 103 in the vertical direction of the substrate, and a vacuum of 1 × 10 −6 torr is provided. Then, when a voltage of 15 V was applied to this and the emission current at that time was measured, the result that the average emission current was 1.1 μA and the stability of the emission current was ± 9% was obtained. Further, the uniformity between the devices was good, the characteristic variation was 6 to 7%, and the emission efficiency at the time of electron emission (emission current / interelectrode current) was as high as 7 × 10 −4 . .
【００４０】以上のようにして作製された電子基板７１
をリアプレート８１上に固定し、基板１の５ｍｍ上方に
フェースプレート８６（ガラス基板８３の内面に蛍光膜
８４とメタルバック８５が形成されたもの）を支持枠８
２を介して設け、これらの接合部にフリットガラスを塗
布して大気中あるいは窒素雰囲気中で４００℃〜５００
℃で１０分以上焼成することで封着し、外囲器８８を作
製する。また、支持枠８２の開口部に排気管９２を内接
し、その接続部を上記と同様にフリットガラスを塗布し
て焼成することにより封着する。Electronic substrate 71 manufactured as described above
Is fixed on the rear plate 81, and the face plate 86 (having the fluorescent film 84 and the metal back 85 formed on the inner surface of the glass substrate 83) is provided 5 mm above the substrate 1 to support the frame 8.
2 and the frit glass is applied to these joints and the temperature is 400 ° C. to 500 ° C. in the air or a nitrogen atmosphere.
The package is sealed by firing at 10 ° C. for 10 minutes or more, and the envelope 88 is manufactured. Further, the exhaust pipe 92 is inscribed in the opening of the support frame 82, and the connecting portion is sealed by applying frit glass and firing in the same manner as above.
【００４１】上記のようにして構成された画像形成装置
（側面全面排気タイプ）では、外囲器８８内の雰囲気が
排気管９２を介して不図示のポンプによって排気され
る。本実施例では、外囲器８８は１５０ｍｍ（縦）×２
２０ｍｍ（横）×５ｍｍ（高さ）のものとなっており、
この場合、排気による真空到達度を約５×１０-7torrと
することができた。これは、従来の画像表示装置（図１
２および図１３に示した画像表示装置）における真空到
達度（約１×１０-6torr）を大きく向上させたものとな
っている。また、排気速度においても本実施例の画像形
成装置の排気速度は従来のものに比べて、約２０倍以上
速いものとなっている。In the image forming apparatus (side surface exhaust type) constructed as described above, the atmosphere in the envelope 88 is exhausted by the pump (not shown) through the exhaust pipe 92. In this embodiment, the envelope 88 is 150 mm (length) × 2.
It is 20 mm (width) x 5 mm (height),
In this case, the degree of vacuum achieved by evacuation could be set to about 5 × 10 −7 torr. This is a conventional image display device (see FIG.
2 and the image display device shown in FIG. 13), the degree of vacuum achievement (about 1 × 10 −6 torr) is greatly improved. Also, in terms of exhaust speed, the exhaust speed of the image forming apparatus of this embodiment is about 20 times faster than that of the conventional one.
【００４２】上述の排気によって外囲器８８内が十分な
真空度に達した後、容器外端子Ｄｘ１，．．，Ｄｘｍお
よびＤｙ１，．．，Ｄｙｍを通じて素子電極７２，７３
間に電圧を印加して前述のフォーミング処理を行ない、
電子放出部７４を形成する。After the inside of the envelope 88 reaches a sufficient degree of vacuum by the above-described exhaust, the outside terminals Dx1 ,. ． , Dxm and Dy1 ,. ． , Dym through the device electrodes 72, 73
A voltage is applied between them to perform the above-mentioned forming process,
The electron emitting portion 74 is formed.
【００４３】電子放出部７４を形成した後、５×１０-7
torr程度の真空度の状態で排気管９２の所定部をガスバ
ーナーで融着して、外囲器８８を封止する。その後に、
抵抗加熱あるいは高周波加熱等の加熱方により、外囲器
８８内の所定の位置（不図示）に設けられたゲッタ材を
加熱し、当該容器内の所定の部分に蒸着膜を形成する
（ゲッタ処理）。このことによって、封止後の外囲器８
８内の真空度が維持される。After forming the electron emitting portion 74, 5 × 10 −7
A predetermined portion of the exhaust pipe 92 is fused with a gas burner in a vacuum degree of about torr to seal the envelope 88. After that,
The getter material provided at a predetermined position (not shown) in the envelope 88 is heated by a heating method such as resistance heating or high-frequency heating to form a vapor deposition film on a predetermined portion in the container (getter treatment). ). As a result, the envelope 8 after sealing
The degree of vacuum in 8 is maintained.
【００４４】以上のようにして作製された画像表示装置
では、容器外端子Ｄｘ１，．．，ＤｘｍおよびＤｙ
１，．．，Ｄｙｍを通じて所定の素子電極間に電圧を印
加することにより、所定の電子放出部から電子が放出さ
れる。そして、この放出された電子を、高圧端子Ｈｖ８
７を通じてメタルバック８５あるいは透明電極（不図
示）に数ｋＶ以上の高圧を印加することによって加速さ
せ、蛍光膜８４の所定の部分に衝突させる。加速した電
子が蛍光膜８４に衝突すると、その部分で励起・発光が
起こり、これにより画像が表示される。このようにして
表示された画像は、安定した良質のものであった。In the image display device manufactured as described above, the external terminals Dx1 ,. ． , Dxm and Dy
1 ,. ． , Dym, a voltage is applied between predetermined device electrodes, so that electrons are emitted from a predetermined electron emitting portion. Then, the emitted electrons are transferred to the high voltage terminal Hv8.
A high voltage of several kV or more is applied to the metal back 85 or the transparent electrode (not shown) through 7 to accelerate the metal back 85 and collide with a predetermined portion of the fluorescent film 84. When the accelerated electrons collide with the fluorescent film 84, excitation / light emission occurs at that portion, and an image is displayed thereby. The image thus displayed was stable and of good quality.
【００４５】なお、本実施例の画像表示装置における電
子基板の配線・配置は単純マトリックスのものとなって
いるが、その電子基板の配線・配置をはしご状のものと
しても同様の結果が得られる。図７に、配線・配置をは
しご状のものとした電子基板の概略構成を示す。Although the wiring / arrangement of the electronic substrate in the image display device of this embodiment is a simple matrix, the same result can be obtained even if the wiring / arrangement of the electronic substrate is ladder-shaped. . FIG. 7 shows a schematic configuration of an electronic board having a ladder-like wiring and arrangement.
【００４６】図７において、１７１は電子源基板、１７
２は電子放出素子、Ｄ１〜Ｄ１０は電子放出素子１７２
を配線するための共通配線である。電子放出素子１７２
は電子源基板１７１上に、Ｘ方向に並列に複数配置され
て１つの素子行を構成しており、この素子行が複数個配
置されて電子源となる。In FIG. 7, reference numeral 171 denotes an electron source substrate, 17
2 is an electron-emitting device, and D1 to D10 are electron-emitting devices 172.
Is a common wiring for wiring. Electron-emitting device 172
On the electron source substrate 171, a plurality of element rows are arranged in parallel in the X direction to form one element row, and a plurality of these element rows are arranged to serve as an electron source.
【００４７】上記のように構成される電子源基板では、
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できる。すなわ
ち、電子ビームを放出したい素子行には、電子放出しき
い値以上の電圧を印加し、電子ビームを放出しない素子
行には、電子放出しきい値未満の電圧を印加すれば良
い。In the electron source substrate constructed as described above,
By appropriately applying a driving 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 value may be applied to the element row from which the electron beam is desired to be emitted, and a voltage lower than the electron emission threshold value may be applied to the element row not to emit the electron beam.
【００４８】２．実施例２：パネル内の真空排気を側面
複数角形排気とした画像形成装置次に、本発明の第２の
実施例の画像表示装置について説明する。 2. Example 2: Side vacuum pumping inside the panel
Image Forming Apparatus Using Plural Square Exhaust Next, an image display apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
【００４９】図８は、本発明の第２の実施例のパネル内
の真空排気を側面複数角形排気とした画像形成装置の概
略を示すもので、（ａ）は装置を上からみた場合の概略
構成図、（ｂ）は（ａ）に示した画像形成装置の特徴を
説明するための断面図である。FIG. 8 is a schematic view of an image forming apparatus in which the vacuum exhaust in the panel of the second embodiment of the present invention is a multi-sided polygonal exhaust, and FIG. 8A is a schematic view of the apparatus as viewed from above. FIG. 1B is a sectional view for explaining the features of the image forming apparatus shown in FIG.
【００５０】本実施例の画像表示装置は、支持枠８２に
代えて、所定の対向する側面にそれぞれ所定の大きさの
開口部を設けた支持枠８２’が用いられ、排気管９２に
代えて排気管９３ａ，９３ｂが設けられている以外は前
述した実施例１の画像表示装置と同様の構成の装置であ
る。すなわち、本実施例の画像表示装置は、前述した第
１の実施例の画像表示装置が外囲器８８の一方向の側面
全体から排気しているのに対して、外囲器８８’の対向
する側面の両方向から排気する構成のものとなってい
る。なお、同図において同一の構成のものには同じ番号
を付してある。In the image display device of this embodiment, instead of the support frame 82, a support frame 82 'having openings of predetermined sizes on predetermined opposite side surfaces is used, and instead of the exhaust pipe 92. The apparatus has the same configuration as the image display apparatus according to the first embodiment except that the exhaust pipes 93a and 93b are provided. That is, in the image display device of the present embodiment, while the image display device of the first embodiment described above exhausts air from the entire side surface in one direction of the envelope 88, it faces the envelope 88 ′. The air is exhausted from both sides of the side. In the figure, the same numbers are given to the same components.
【００５１】図８において、支持枠８２’の一方の開口
部にはその開口枠に丁度はまる大きさの排気管９３ａが
内接され、支持枠８２’の他方の開口部にはその開口枠
に丁度はまる大きさの排気管９３ｂが内接されている。
これらの排気管９３ａ，９３ｂには、不図示の真空ポン
プ（例えば、ターボポンプあるいはイオンポンプ）が取
り付けられている。In FIG. 8, an exhaust pipe 93a having a size that fits the opening frame is inscribed in one opening of the supporting frame 82 ', and the other opening of the supporting frame 82' is in the opening frame. An exhaust pipe 93b of a size just fitted is inscribed.
A vacuum pump (not shown) (for example, a turbo pump or an ion pump) is attached to each of the exhaust pipes 93a and 93b.
【００５２】上記排気管９３ａ，９３ｂの長手方向の幅
は第１の実施例の画像表示装置の排気管９２の幅の半分
となっている。また、排気管９３ａ，９３ｂの排気面積
は、両方の排気管の排気面積を合わせたものが第１の実
施例の画像表示装置の排気管９２の排気面積と同じなる
ように設定されている。なお、本実施例の画像表示装置
も、前述した第１の実施例の画像表示装置と同様に作製
されるものとする。The width of the exhaust pipes 93a, 93b in the longitudinal direction is half the width of the exhaust pipe 92 of the image display device of the first embodiment. The exhaust areas of the exhaust pipes 93a and 93b are set so that the sum of the exhaust areas of both the exhaust pipes is the same as the exhaust area of the exhaust pipe 92 of the image display device of the first embodiment. The image display device of this embodiment is also manufactured in the same manner as the image display device of the first embodiment described above.
【００５３】上述のように構成される画像表示装置で
は、外囲器８８’の対向する側面にそれぞれ設けられた
排気管９３ａ，９３ｂの両方から排気が行なわれる。こ
のような真空排気系では、外囲器８８’を第１の実施例
の画像表示装置の外囲器８８と同じ容積のものとした場
合、外囲器８８’内の真空度が５×１０-7torrに達する
までの時間は第１の実施例の場合よりもさらに約１割速
いものとなった。In the image display device configured as described above, exhaust is performed from both the exhaust pipes 93a and 93b provided on the opposite side surfaces of the envelope 88 '. In such a vacuum exhaust system, when the envelope 88 'has the same volume as the envelope 88 of the image display device of the first embodiment, the degree of vacuum inside the envelope 88' is 5 × 10. The time required to reach -7 torr was about 10% faster than in the case of the first embodiment.
【００５４】また、第１の実施例の画像表示装置と同様
に、上記画像表示装置の容器外端子に電圧を印加して画
像を表示したところ、安定した良質の画像が得られた。Similarly to the image display device of the first embodiment, when a voltage was applied to the terminal outside the container of the image display device to display the image, a stable and good-quality image was obtained.
【００５５】なお、本実施例では、排気管９３ａ，９３
ｂの排気面積は、両方の排気管の排気面積を合わせたも
のが第１の実施例の画像表示装置の排気管９２の排気面
積と同じなるように設定されているが、この排気面積の
設定は第１の実施例の画像表示装置との比較を行なうた
めに設定したものあって、排気面積を大きくすることに
よってさらに排気効率を挙げられることはいうまでもな
い。In the present embodiment, the exhaust pipes 93a, 93a
The exhaust area of b is set such that the combined exhaust area of both exhaust pipes is the same as the exhaust area of the exhaust pipe 92 of the image display device of the first embodiment. Is set for comparison with the image display device of the first embodiment, and it goes without saying that the exhaust efficiency can be further increased by increasing the exhaust area.
【００５６】また、本実施例では、排気管を２つとし、
その配置位置も対面としたが、排気管の個数・配置・寸
法は外囲器の形状やその内部の構造によって適宜決定さ
れるものであり、上記例に限定されるものではない。Further, in this embodiment, there are two exhaust pipes,
Although the arrangement position is also face-to-face, the number, arrangement, and size of the exhaust pipes are appropriately determined depending on the shape of the envelope and the internal structure thereof, and are not limited to the above example.
【００５７】次に、以上説明した本発明の画像表示装置
において好適に用いられる表面伝導型電子放出素子につ
いて概説する。Next, the surface conduction electron-emitting device that is preferably used in the above-described image display device of the present invention will be outlined.
【００５８】本発明に好適な表面伝導型電子放出素子の
基本的な構成は、平面型及び垂直型の２つの構成があげ
られる。以下、平面型のものと垂直型のものとに分けて
説明する。The basic structure of the surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention includes two structures, a planar type and a vertical type. Hereinafter, the flat type and the vertical type will be described separately.
【００５９】まず、平面型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。First, the planar surface conduction electron-emitting device will be described.
【００６０】図９は、それぞれ本発明に好適な基本的な
表面伝導型電子放出素子の構成を示すもので、（ａ）は
模式的平面図、（ｂ）は断面図である。FIGS. 9A and 9B respectively show the structure of a basic surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention. FIG. 9A is a schematic plan view and FIG. 9B is a sectional view.
【００６１】図９において、２０１は基板、２０２と２
０３はそれぞれ基板２０１上に設けられた素子電極、２
０４は素子電極２０２，２０３間を覆うように基板２０
１上に形成された導電性薄膜、２０５は導電性薄膜２０
４の中央部（素子電極２０２，２０３間の中央部）に形
成された電子放出部である。In FIG. 9, 201 is a substrate, and 202 and 2
03 are element electrodes and 2 respectively provided on the substrate 201.
Reference numeral 04 denotes the substrate 20 so as to cover between the device electrodes 202 and 203.
1 is a conductive thin film formed on the surface of the conductive thin film 205.
4 is an electron emission portion formed in the center portion (the center portion between the device electrodes 202 and 203).
【００６２】基板２０１としては、石英ガラス，Ｎａ等
の不純物含有量を減少したガラス，青板ガラス，青板ガ
ラスにスパッタ法等により形成したＳｉＯ２を積層した
ガラス基板等及びアルミナ等のセラミックス等が用いら
れる。As the substrate 201, quartz glass, glass having a reduced content of impurities such as Na, soda-lime glass, a soda-lime glass substrate laminated with soda glass by a sputtering method, or a ceramic such as alumina is used. .
【００６３】対向する素子電極２０２，２０３の材料と
しては、一般的導体材料が用いられ、例えばＮｉ，Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等
の金属あるいは合金、およびＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ
２，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、In2O3−SnO2等の透明導電対
およびポリシリコン等の半導体導体材料から適宜選択さ
れる。As a material for the opposing device electrodes 202 and 203, a general conductive material is used, for example, Ni or C.
Metals or alloys such as r, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, and Pd, Ag, Au, RuO
2, a printed conductor composed of a metal such as Pd-Ag or a metal oxide and glass, a transparent conductive pair such as In2O3-SnO2, and a semiconductor conductor material such as polysilicon.
【００６４】素子電極問隔Ｌ、素子電極長さＷ、導電性
薄膜２０４の形状等は、応用される形態等によって設計
される。The element electrode gap L, the element electrode length W, the shape of the conductive thin film 204, etc. are designed according to the applied form.
【００６５】素子電極問隔Ｌは、好ましくは数百オング
ストロームより数百マイクロメートルであり、より好ま
しくは素子電極間に印加する電圧等により、数マイクロ
メートルより数十マイクロメートルである．素子電極長
さＷは、好ましくは電極の抵抗値、電子放出特性によ
り、数マイクロメートルより数百マイクロメートルであ
り、また素子電極２０２、２０３の膜厚ｄは、数百オン
グストロームより数マイクロメートルである。The device electrode gap L is preferably several hundred angstroms to several hundreds of micrometers, more preferably several micrometers to several tens of micrometers depending on the voltage applied between the device electrodes. The device electrode length W is preferably several micrometers to several hundreds of micrometers, and the film thickness d of the device electrodes 202 and 203 is several hundreds of angstroms, preferably depending on the resistance value of the electrodes and electron emission characteristics. is there.
【００６６】尚、図９の構成だけでなく、基板２０１上
に、導電性薄膜２０４、対向する素子電極２０２，２０
３の電極順に積層構成してもよい。In addition to the structure shown in FIG. 9, the conductive thin film 204 and the opposing device electrodes 202, 20 are formed on the substrate 201.
The electrodes may be laminated in the order of three electrodes.
【００６７】導電性薄膜２０４は、良好な電子放出特性
を得るためには、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２０２，２０３ヘのステ
ツプカバレージ、素子電極２０２，２０３間の抵抗値及
び後述する通電フオーミング条件等によって適宜設定さ
れ、好ましくは数オングストロームより数千オングスト
ロームで、特に好ましくは１０オングストロームより５
００オングストロームあり、その抵抗値は、１０3より
１０7オーム／□のシート抵抗値である。The conductive thin film 204 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics. The thickness of the conductive thin film 204 is the step coverage to the device electrodes 202 and 203, the device electrode 202, It is appropriately set according to the resistance value between 203 and the energization forming condition described later, and is preferably several angstroms to several thousand angstroms, and particularly preferably 10 angstroms to 5 angstroms.
The sheet resistance value is 00 angstrom and the sheet resistance value is 10 3 to 10 7 ohm / □.
【００６８】また、導電性薄膜４を構成する材料は、Ｐ
ｄ、Ｒ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、
Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、
ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３等の酸化
物、ＨｆＢ２、ＺｒＢ２、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＹＢ
４、ＧｄＢ４等の化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、Ｔａ
Ｃ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ
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, R, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr,
Metals such as Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, PdO,
Oxides such as SnO2, In2O3, PbO, Sb2O3, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB
4, compounds such as GdB4, TiC, ZrC, HfC, Ta
Carbides such as C, SiC, WC, TiN, ZrN, HfN
And the like, semiconductors such as Si and Ge, carbon and the like.
【００６９】尚、ここで述ベる微粒子膜とは、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
さしており、微粒子の粒径は、数オングストロームより
数千オングストローム、好ましくは１０オングストロー
ムより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 as the fine structure, not only the fine particles are individually dispersed and arranged, but also the fine particles are adjacent to each other or overlap each other. It refers to a film in a state (including an island shape), and the particle size of the fine particles is from several angstroms to several thousand angstroms, preferably from 10 angstroms to 200 angstroms.
【００７０】電子放出部５は、導電性薄膜２０４の一部
に形成された高抵抗の亀裂であり、導電性薄膜２０４の
膜厚、膜質、材料及び後述する通電フォーミング等の製
法に依存して形成される。また、数オングストロームよ
り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
する材料の元素の一部、あるいは全てと同様の物であ
る。また、電子放出部５及びその近傍の導電性薄４に
は、炭素及び炭素化合物を有する。The electron-emitting portion 5 is a high-resistance crack formed in a part of the conductive thin film 204, and depends on the film thickness, film quality, material of the conductive thin film 204, and manufacturing method such as energization forming described later. It is formed. Further, it may have conductive fine particles having a particle size of several hundred angstroms to several hundred angstroms. The conductive fine particles are the same as some or all of the elements of the material forming the conductive thin film 4. Further, the electron emitting portion 5 and the conductive thin film 4 in the vicinity thereof contain carbon and a carbon compound.
【００７１】次に、本発明に好適な別の構成の表面伝導
型電子放出素子である垂直型表面伝導型電子放出素子に
ついて説明する。Next, a vertical surface conduction electron-emitting device which is a surface conduction electron-emitting device having another structure suitable for the present invention will be described.
【００７２】図１０は、本発明に好適な基本的な垂直型
表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的図面であ
る。FIG. 10 is a schematic view showing the structure of a basic vertical type surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention.
【００７３】図１０において、図９と同一の符号のもの
は、同一である。２２１は、段さ形成部である。基板
１、素子電極２０２と２０３、導電性薄膜２０４、電子
放出部２０５は、前述した平面型表面伝導型電子放出素
子と同様の材料で構成されたものであり、段さ形成部２
２１は、真空蒸着法、印刷法、スパッダ法等で形成され
たＳｉＯ２等の絶縁性材料で構成され、段さ形成部２２
１の膜厚が、先に述ベた平面型表面伝導型電子放出素子
の素子電極間隔Ｌに対応し、数百オングストロームより
数十マイクロメートルであり、段さ形成部の製法及び素
子電極間に印加する電圧とにより設定されるが、好まし
くは数百オングストロームより数マイクロメートルであ
る。In FIG. 10, the same symbols as in FIG. 9 are the same. 221 is a step forming part. The substrate 1, the device electrodes 202 and 203, the conductive thin film 204, and the electron-emitting portion 205 are made of the same material as that of the above-mentioned plane type surface conduction electron-emitting device.
Reference numeral 21 is made of an insulating material such as SiO 2 formed by a vacuum deposition method, a printing method, a spadder method, or the like, and the step forming portion 22.
The film thickness of 1 corresponds to the device electrode spacing L of the flat surface conduction electron-emitting device described above, and is several tens of micrometers to several tens of angstroms. It is set according to the applied voltage, but is preferably several hundred angstroms to several micrometers.
【００７４】導電性薄膜２０４は、素子電極２０２，２
０３と段さ形成部２２１作成後に形成するため、素子電
極２０２，２０３の上に積層される。なお、電子放出部
２０５は、図１０において、段差形成部２２１に直線状
に示されているが、作成条件、通電フオーミング条件等
に依存し、形状、位置ともこれに限るものではない。上
述の表面伝導型電子放出素子の製造方法としては様々な
方法が考えられるが、その一例を図１１に示す。The conductive thin film 204 is composed of the device electrodes 202, 2
03 and the step forming part 221 are formed, so that they are laminated on the device electrodes 202 and 203. Although the electron emitting portion 205 is shown as a straight line in the step forming portion 221 in FIG. 10, the shape and position are not limited to this, depending on the preparation conditions, the energization forming conditions, and the like. Various methods can be considered as a method of manufacturing the above-mentioned surface conduction electron-emitting device, and one example thereof is shown in FIG.
【００７５】以下、順をおって製造方法の説明を図９及
び図１１に基づいて説明する。尚、図１と同一の符号の
ものは、同一である。The manufacturing method will be described below in order with reference to FIGS. 9 and 11. The same reference numerals as those in FIG. 1 are the same.
【００７６】（１）基板１を洗剤、純水および有機溶剤
により十分に洗浄後，真空蒸着法、スパッタ法等により
素子電極材料を堆積後，フオトリソグラフイー技術によ
り該基板２０１上に素子電極２０２，２０３を形成する
（図１１（ａ））。(1) After thoroughly cleaning the substrate 1 with a detergent, pure water and an organic solvent, depositing an element electrode material by a vacuum deposition method, a sputtering method or the like, and then using a photolithography technique, the element electrode 202 on the substrate 201. , 203 are formed (FIG. 11A).
【００７７】（２）素子電極争去２０３を設けた基板２
０１に、有機金属溶液を塗布して放置することにより、
有機金属薄膜を形成する。なお、有機金属溶液とは、前
述の導電性膜２０４の材料の金属を主元素とする有機金
属化合物の溶液である。この後、有機金属薄膜を加熱焼
成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニン
グし、導電性薄膜２０４を形成する（図１１（ｂ））。
尚、ここでは、有機金属溶液の塗布法により説明した
が、これに限るものではなく、真空蒸着法、スパッタ
法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピング法、
スピンナー法等によって形成される場合もある。(2) Substrate 2 provided with element electrode conflict 203
By applying the organometallic solution to 01 and leaving it to stand,
An organometallic thin film is formed. Note that the organometallic solution is a solution of an organometallic compound containing a metal of the material of the conductive film 204 described above as a main element. Then, the organometallic thin film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching or the like to form the conductive thin film 204 (FIG. 11B).
In addition, although the description has been given here by using the coating method of the organic metal solution, the present invention is not limited to this, and the vacuum vapor deposition method, the sputtering method, the chemical vapor deposition method, the dispersion coating method, the dipping method,
It may be formed by a spinner method or the like.
【００７８】（３）つづいて、通電フォーミングと呼ば
れる通電処理を、素子電極２０２，２０３間に、不図示
の電源より通電すると、導電性薄膜２０４の部位に、構
造の変化した電子放出部５が形成される（図１１
（ｃ））。この通電フォーミングにより導電性薄膜２０
４を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造の変
化した部位を電子放出部５と呼ぶ。通電フォーミングの
電圧波形の例を図１２に示す。(3) Next, when an energization process called energization forming is applied between the device electrodes 202 and 203 from a power source (not shown), the electron-emitting portion 5 having a changed structure is formed at the part of the conductive thin film 204. Formed (Fig. 11
(C)). The conductive thin film 20 is formed by this energization forming.
4 is locally destroyed, deformed, or altered, and the site where the structure is changed is called an electron emitting portion 5. FIG. 12 shows an example of the voltage waveform of energization forming.
【００７９】電圧波形は、特に、パルス波形が好まし
く、パルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加
する場合（図１２（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１２（ｂ））があ
る。まず、パルス波高値を定電圧とした場合を図１２
（ａ）について説明する。The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform, and in the case of continuously applying the pulse having the pulse peak value as a constant voltage (FIG. 12A), the voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value. There is a case (FIG. 12B). First, FIG. 12 shows a case where the pulse peak value is a constant voltage.
(A) will be described.
【００８０】図１２（ａ）におけるＴｌ及び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前述した形態に応じ
て適宜選択し、適当な真空度、例えば、１０-5torr程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分印加する。尚、素子
の電極間に印加する波形は三角波に限定することはな
く、矩形波等所望の波形を用いてもよい。In FIG. 12A, Tl 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 above-mentioned form of the surface conduction electron-emitting device, and applied for several seconds to several tens of minutes under an appropriate vacuum degree, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 torr. To do. The waveform applied between the electrodes of the element is not limited to the triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave may be used.
【００８１】図１２（ｂ）におけるＴｌ及びＴ２は、図
１２（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. 12 (b) are the same as those in FIG. 12 (a), and the peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) is increased by, for example, about 0.1 V step, and is set to an appropriate value. Apply in a vacuum atmosphere.
【００８２】尚、この場合の通電フォーミング処理の終
了は、パルス問隔Ｔ２中に、導電性薄膜２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を通電フォーミングの終了と
する。In this case, the energization forming process is terminated by applying a device current at a voltage that does not locally break or deform the conductive thin film 2 during the pulse interval T2, for example, a voltage of about 0.1V. The resistance value is measured and the resistance value is obtained. For example, when the resistance value is 1 M ohm or more, the energization forming is finished.
【００８３】（４）次に、通電フォ一ミングが終了した
素子に活性化工程と呼ぶ処理を施す。活性化工程とは、
例えば、１０-4〜１０-5torr程度の真空度で、通電フォ
ーミング同様、パルス波高値を定電圧のパルスを印加を
繰りかえす処理のことを言い、真空中に存在する有機物
質から炭素及び炭素化合物を堆積することで、素子電流
Ｉｆ、放出電流Ｉｅが著しく変化する処理である。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，活性化工程を終了する。ま
た、パルス波高値は、好ましくは動作駆動電圧である。(4) Next, the element for which the energization forming has been completed is subjected to a process called an activation process. What is the activation process?
For example, in the vacuum degree of about 10 −4 to 10 −5 torr, like the energization forming, it is a process of repeatedly applying a pulse of a constant voltage with a pulse peak value. Is a process for significantly changing the device current If and the emission current Ie. While measuring the device current If and the emission current Ie, for example, when the emission current Ie is saturated, the activation process is ended. Further, the pulse peak value is preferably an operation drive voltage.
【００８４】尚、ここで、炭素及び炭素化合物とは、グ
ラファイト（単、多結晶双方を指す）非晶質カーボン
（非晶質カーボン及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、好ましくは、５００オング
ストローム以下、より好ましくは、３００オングストロ
ーム以下である。Here, carbon and carbon compound are graphite (indicating both single and polycrystalline) and amorphous carbon (indicating a mixture of amorphous carbon and polycrystalline graphite), and their film thickness. Is preferably 500 angstroms or less, more preferably 300 angstroms or less.
【００８５】（５）こうして作成した電子放出素子を、
フォーミングエ程、活性化工程での真空度より高い真空
度の真空雰囲気にし、好ましく動作駆動する。また、よ
り好ましくは、これより高い真空度の真空雰囲気下で、
８０℃〜１５０℃の加熱後、動作駆動する。(5) The electron-emitting device thus prepared is
In the forming process, a vacuum atmosphere having a vacuum degree higher than the vacuum degree in the activation step is set, and the operation is preferably performed. Further, more preferably, in a vacuum atmosphere having a higher degree of vacuum,
After heating at 80 ° C. to 150 ° C., the operation is driven.
【００８６】尚、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の真空雰囲気とは、例えば、約１０
-6torr以上の真空度を有する真空度であり、よりこのま
しくは、超高真空系であり、炭素及び炭素化合物が新た
に、ほぼ堆積しない真空度である。これによって、これ
以上の炭素及び炭素化合物の堆積を抑制する事が可能と
なり、素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが安定する。The vacuum atmosphere having a higher degree of vacuum than the vacuum degree subjected to the forming process and the activation treatment is, for example, about 10.
A vacuum degree having a vacuum degree of -6 torr or more, more preferably an ultrahigh vacuum system, and a vacuum degree at which carbon and carbon compounds are not newly deposited. This makes it possible to suppress further deposition of carbon and carbon compounds, and stabilizes the device current If and the emission current Ie.
【００８７】上述のような素子構成と製造方法によって
作成された本発明に好適な電子放出素子の基本特性につ
いて図１３、図１４を用いて説明する。Basic characteristics of the electron-emitting device suitable for the present invention produced by the above device structure and manufacturing method will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
【００８８】図１３は、図９で示した構成を有する素子
の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１３において、図９と同様の符号は、同
一のものを示す。また、２５１は、電子放出素子に素子
電圧Ｖｆを印加するための電源、２５０は素子電極２０
２・２０３間の導電性薄膜２０４を流れる素子電流Ｉｆ
を測定するための電流計、２５４は、素子の電子放出部
より放出される放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード
電極、２５３は、アノード電極２５４に電圧を印加する
ための高圧電源、２５２は、素子の電子放出部５より放
出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計、２５５
は真空装置、２５６は排気ポンプである。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics of an element having the configuration shown in FIG. In FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG. 9 indicate the same parts. Further, 251 is a power source for applying the device voltage Vf to the electron-emitting device, and 250 is the device electrode 20.
Device current If flowing through the conductive thin film 204 between 2 and 203
Is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion of the device, 253 is a high voltage power source for applying a voltage to the anode electrode 254, and 252 is An ammeter 255 for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission portion 5 of the device
Is a vacuum device and 256 is an exhaust pump.
【００８９】また、電子放出素子及びアノード電極２５
４等は真空装置２５５内に設置され、その真空装置に
は、不図示の真空計等の真空装置に必要な機器が具備さ
れており、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるよ
うになっている。尚、排気ポンプ２５６は、ターボポン
プ、ロータリーボンプからなる通常の高真空装置系と更
に、イオンポンプ等からなる超高真空装置系とからな
る。また、真空装置全体、及び電子源基板は、不図示の
ヒーターにより２００度まで加熱できる。従って、本測
定装置では、前述の通電フォーミング以降の工程も行う
ことができる。Further, the electron-emitting device and the anode electrode 25
4 and the like are installed in a vacuum device 255, and the vacuum device is equipped with equipment necessary for a vacuum device such as a vacuum gauge (not shown) so that the measurement and evaluation of this element can be performed under a desired vacuum. Has become. The exhaust pump 256 is composed of a normal high vacuum system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultra high vacuum system including an ion pump. The entire vacuum device and the electron source substrate can be heated up to 200 degrees by a heater (not shown). Therefore, the present measuring apparatus can also perform the steps after the energization forming described above.
【００９０】なお、アノード電極の電圧は１ｋＶ〜１０
ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは２ｍｍ
〜８ｍｍの範囲で測定した。The voltage of the anode electrode is 1 kV to 10 kV.
kV, the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device is 2 mm
It was measured in the range of ~ 8 mm.
【００９１】図１３に示した測定評価装置により測定さ
れた放出電流Ｉｅおよび素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの
関係の典型的な例を図１４に示す。なお、図１４には、
放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆに比ベて著しく小さいので
任意単位で示されている。FIG. 14 shows a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG. In addition, in FIG.
Since the emission current Ie is significantly smaller than the device current If, it is shown in arbitrary units.
【００９２】図１４からも明らかなように、本発明に好
適な表面伝導型電子放出素子は、放出電流Ｉｅに対する
三つの特徴的特性を有する。As is clear from FIG. 14, the surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention has three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie.
【００９３】まず第一に、本素子はある電圧（しきい値
電圧と呼ぶ、図９中のＶｔｈ）以上の素子電圧を印加す
ると急激に放出電流Ｉｅが増加し、一方しきい値電圧Ｖ
ｔｈ以下では放出電流Ｉｅがほとんど検出されない。す
なわち、放出電流Ｉｅに対する明確なしきい値電圧Ｖｔ
ｈを持った非線形素子である。First, in the present device, when a device voltage higher than a certain voltage (called threshold voltage, Vth in FIG. 9) is applied, the emission current Ie rapidly increases, while the threshold voltage V
Below th, the emission current Ie is hardly detected. That is, a clear threshold voltage Vt with respect to the emission current Ie
It is a non-linear element having h.
【００９４】第二に、放出電流Ｉｅが素子電圧Ｖｆに単
調増加依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆで制
御できる。Secondly, since the emission current Ie monotonically increases with the element voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.
【００９５】第三に、アノード電極２５４に捕捉される
放出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存する。
すなわち、アノード電極２５４に捕捉される電荷量は、
素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御できる。Thirdly, the emitted charges captured by the anode electrode 254 depend on the time for which the device voltage Vf is applied.
That is, the amount of charge captured by the anode electrode 254 is
It can be controlled by the time for which the element voltage Vf is applied.
【００９６】以上のような本発明に好適な表面伝導型電
子放出素子の特徴的特性のため、入力信号に応じて、電
子放出特性が、複数の電子放出素子を配置した電子源、
画像形成装置等でも容易に制御できることとなり、多方
面ヘの応用ができる。Due to the characteristic characteristics of the surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention as described above, an electron source having a plurality of electron-emitting devices arranged according to an input signal has an electron-emitting property.
It can be easily controlled by an image forming apparatus and the like, and can be applied to various fields.
【００９７】また、素子電流Ｉｆは素子電圧Ｖｆに対し
て単調増加する（ＭＩ特性と呼ぶ）より好ましい特性の
例を図１４の実線に示したが、この他にも、素子電流Ｉ
ｆが素子電圧Ｖｆに対して電圧制御型負性抵抗（ＶＣＮ
Ｒ特性と呼ぶ）特性を示す場合もある（図１４中破線Ｉ
ｆ）。ただし、図中、破線で示したＩｆと実線で示した
Ｉｆ，Ｉｅとはスケールが異なる。また、これら素子電
流の特性は、その製法及測定時の測定条件等に依存す
る。尚、この場合も、本電子放出素子は上述した三つの
特性上の特徴を有する。An example of a more preferable characteristic in which the element current If monotonically increases with respect to the element voltage Vf (referred to as MI characteristic) is shown by the solid line in FIG.
f is a voltage-controlled negative resistance (VCN) with respect to the element voltage Vf.
In some cases, it may show a characteristic (called R characteristic) (broken line I in FIG. 14).
f). However, in the figure, the scales of If indicated by the broken line and If and Ie indicated by the solid line are different. Further, the characteristics of these device currents depend on the manufacturing method and the measurement conditions at the time of measurement. Also in this case, the electron-emitting device has the three characteristic features described above.
【００９８】次に、本発明に好適な電子源及び画像形成
装置について述ベる。Next, an electron source and an image forming apparatus suitable for the present invention will be described.
【００９９】本発明に好適な表面伝導型電子放出素子を
複数個基板上に配列し、電子源あるいは画像形成装置が
構成できる。An electron source or an image forming apparatus can be constructed by arranging a plurality of surface conduction electron-emitting devices suitable for the present invention on a substrate.
【０１００】基板上の配列の方式には、例えば、従来例
で述ベた、多数の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し、電子放出素子の
行を多数配列し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交する
方向に（列方向と呼ぶ）、該電子源の上方の空間に設置
された制御電極（グリッドとも呼ぶ）により、電子放出
素子からの電子を制御駆動するはしご状配置や、次に述
ベる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、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
配置法があげられる（以下、これを単純マトリクス配置
と呼ぶ）。As the arrangement method on the substrate, for example, a large number of surface conduction electron-emitting devices, which have been described in the conventional example, are arranged in parallel, and both ends of each device are connected by wiring, and the electron-emitting device A large number of rows are arranged (called a row direction), and a control electrode (also called a grid) installed in a space above the electron source in a direction orthogonal to the wiring (called a column direction) allows Ladder-shaped arrangement for controlling and driving the electrons of n, and n pieces of Y-direction wirings are installed on the m-pieces of X-direction wirings, which will be described below, with an interlayer insulating layer interposed therebetween, and There is an arrangement method in which the X-direction wiring and the Y-direction wiring are connected to the device electrodes, respectively (hereinafter, referred to as simple matrix arrangement).
【０１０１】まず、単純マトリクス配置について詳述す
る。First, the simple matrix arrangement will be described in detail.
【０１０２】前述した本好適な発明表面伝導型電子放出
素子の３つの基本的特性の特徴によれば、単純マトリク
ス配置された表面伝導型電子放出素子においても、表面
伝導型電子放出素子からの放出電子は、しきい値電圧以
上では、対向する素子電極間に印加するパルス状電圧の
波高値と巾で制御される。一方、しきい値電圧以下では
殆ど放出されない。この特性によれば、多数の電子放出
素子を配置した場合においても、個々の素子に上記パル
ス状電圧を適宜印加すれれば、入力信号に応じて表面伝
導型電子放出素子を選択し、その電子放出量が制御でき
る事となる。According to the characteristics of the three basic characteristics of the surface-conduction type electron-emitting device of the present invention described above, the emission from the surface-conduction type electron-emitting devices can be achieved even in the surface-conduction type electron-emitting devices arranged in a simple matrix. The electrons are controlled by the peak value and the width of the pulse voltage applied between the opposing element electrodes at the threshold voltage or higher. On the other hand, it is hardly emitted below the threshold voltage. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if the pulsed voltage is appropriately applied to each device, the surface conduction electron-emitting device is selected according to the input signal and the electron The release amount can be controlled.
【０１０３】以下、上記の原理に基ずき構成した電子源
基板の構成について図１５を用いて説明する。２７１は
電子源基板、２７２はＸ方向配線、２７３はＹ方向配
線、２７４は表面伝導型電子放出素子、２７５は結線で
ある。尚、表面伝導型電子放出素２７４は、前述した平
面型あるいは垂直型どちらであってもよい。The configuration of the electron source substrate constructed based on the above principle will be described below with reference to FIG. 271 is an electron source substrate, 272 is an X-direction wiring, 273 is a Y-direction wiring, 274 is a surface conduction electron-emitting device, and 275 is a connection. The surface conduction electron-emitting device 274 may be either the flat type or the vertical type described above.
【０１０４】同図において、電子源基板７１は前述した
ガラス基板等であり，用途に応じて、設置される表面伝
導型電子放出素子の個数及び個々の素子の設計上の形状
が適宜設定される。In the figure, the electron source substrate 71 is the above-mentioned glass substrate or the like, and the number of surface conduction electron-emitting devices to be installed and the design shape of each device are appropriately set according to the application. .
【０１０５】ｍ本のＸ方向配線２７２は、ＤＸ１，ＤＸ
２，．．，ＤＸｍからなり、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、多数の
表面伝導型素子にほぼ均等な電圧が供給される様に、材
料、膜厚、配線巾が適宜設定される。Ｙ方向配線２７３
は、ＤＹ１，ＤＹ２，．．，ＤＹｎのｎ本の配線よりな
り、Ｘ方向配線２７２と同様に作製される。これらｍ本
のＸ方向配線２７２とｎ本のＹ方向配線２７３間には不
図示の層問絶縁層が設置され、電気的に分離されてマト
リツクス配線を構成する（このｍ，ｎは，共に正の整
数）。The m X-direction wirings 272 are DX1 and DX.
2 ,. ． , DXm, and is a conductive metal or the like formed 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 appropriately set so that a substantially uniform voltage is supplied to a large number of surface conduction elements. Y-direction wiring 273
Are DY1, DY2 ,. ． , DYn, and is manufactured in the same manner as the X-direction wiring 272. An insulating layer (not shown) is installed between the m X-direction wirings 272 and the n Y-direction wirings 273, and electrically separated to form a matrix wiring (both m and n are positive). Integer).
【０１０６】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２７２を形成した基板２７１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２７２とＹ方向
配線２７３の交差部の電位差に耐え得る様に、膜厚、材
料、製法が適宜設定される。Ｘ方向配線２７２とＹ方向
配線２７３は、それぞれ外部端子として引き出されてい
る。The interlayer insulating layer (not shown) is SiO 2 or the like formed by a vacuum evaporation 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 271 on which the X-direction wiring 272 is formed. The film thickness, the material, and the manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-directional wiring 272 and the Y-directional wiring 273. The X-direction wiring 272 and the Y-direction wiring 273 are drawn out as external terminals.
【０１０７】更に、表面伝導型放出素子２７４の対向す
る電極（不図示）が、ｍ本のＸ方向配線２７２とｎ本の
Ｙ方向配線２７３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２７５によっ
て電気的に接続されているものである。Further, opposing electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 274 are formed by m X-direction wirings 272 and n Y-direction wirings 273 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method or the like. They are electrically connected by a connection wire 275 made of a conductive metal or the like.
【０１０８】ここで、ｍ本のＸ方向配線２７２とｎ本の
Ｙ方向配線２７３と結線２７５と対向する素子電極の導
電性金属は、その構成元素の一部あるいは全部が同一で
あっても、またそれぞれ異なっていてもよく、前述の素
子電極の材料等より適宜選択される。尚、これら素子電
極ヘの配線は、素子電極と配線材料が同一である場合に
は、素子電極と総称する場合もある。また表面伝導型電
子放出素子は、基板２７１あるいは、不図示の層問絶縁
層上どちらに形成してもよい。Here, the conductive metal of the element electrode facing the m X-direction wirings 272, the n Y-direction wirings 273, and the connection 275 may have the same or part of the constituent elements, Further, they may be different from each other, and are appropriately selected from the above-mentioned material of the device electrode and the like. Wiring to these element electrodes may be collectively referred to as element electrodes when the same wiring material is used for the element electrodes. The surface conduction electron-emitting device may be formed either on the substrate 271 or on an insulating layer (not shown).
【０１０９】また、前記Ｘ方向配線２７２には、Ｘ方向
に配列する表面伝導型放出素子２７４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が電気的に接続されている。Further, a scanning signal generating means (not shown) for applying a scanning signal for scanning the row of surface conduction electron-emitting devices 274 arranged in the X direction to the X-direction wiring 272 according to an input signal. Are electrically connected.
【０１１０】一方、Ｙ方向配線２７３には、Ｙ方向に配
列する表面伝導型放出素子２７４の列の各列を入力信号
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が電気的に接続されている。On the other hand, a modulation signal (not shown) for applying a modulation signal for modulating each row of the surface conduction electron-emitting devices 274 arranged in the Y direction according to an input signal to the Y-direction wiring 273. The generating means is electrically connected.
【０１１１】更に、表面伝導型電子放出素子にの各素子
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。Further, the drive voltage applied to each element of the surface conduction electron-emitting device is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the element.
【０１１２】上記構成において、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。In the above structure, individual elements can be selected and driven independently by using only simple matrix wiring.
【０１１３】[0113]
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【０１１４】請求項１に記載のものにおいては、排気管
はその断面形状が気密容器の側面の形状に応じた形状と
なっており、これにより排気管の排気面積を大きくとる
ことができるので、排気効率が向上するという効果があ
る。さらには、排気系のコンダクタンスを大きくするこ
とにより実効的な排気速度を高め、排気時間の短縮、到
達真空度の向上を図ることができるという効果もある。According to the first aspect of the present invention, the exhaust pipe has a cross-sectional shape corresponding to the shape of the side surface of the airtight container, so that the exhaust area of the exhaust pipe can be made large. There is an effect that the exhaust efficiency is improved. Further, by increasing the conductance of the exhaust system, the effective exhaust speed can be increased, the exhaust time can be shortened, and the ultimate vacuum degree can be improved.
【０１１５】請求項２に記載のものにおいては、気密容
器の１つの側面全面を排気口とし、その側面全面から排
気が行なわれるので、さらに排気効率の向上を図ること
ができ、排気時間の短縮、到達真空度の向上を図ること
ができるという効果がある。請求項３に記載のものにお
いては、気密容器（パネル）内の真空度の高い装置を提
供することができるので、電子放出素子の特性の安定化
および長寿命化を図ることができるという効果がある。
さらに、排気時間の短縮を図ることがでいるので、製造
時間が短くなるという効果がある。According to the second aspect of the present invention, since the entire one side surface of the airtight container is used as the exhaust port and exhaust is performed from the entire side surface, the exhaust efficiency can be further improved and the exhaust time can be shortened. The effect is that the ultimate vacuum can be improved. According to the third aspect, since it is possible to provide a device having a high degree of vacuum in the airtight container (panel), it is possible to stabilize the characteristics of the electron-emitting device and extend the life thereof. is there.
Further, since the exhaust time can be shortened, the manufacturing time can be shortened.
【図１】本発明の第１の実施例の気密容器内の真空排気
を側面全面排気とした画像形成装置の概略を示す構成図
で、（ａ）は装置を上からみた場合の概略構成図、
（ｂ）は（ａ）に示した画像形成装置の特徴を説明する
ための断面図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in which a vacuum exhaust in an airtight container according to a first embodiment of the present invention is exhausted to the entire side surface, and FIG. 1A is a schematic configuration diagram when the apparatus is viewed from above. ,
(B) is a sectional view for explaining the features of the image forming apparatus shown in (a).
【図２】図１に示した側面全面排気の画像形成装置の斜
視図で、内部の構成が分かるように装置の一部を切り開
いた状態のものである。FIG. 2 is a perspective view of the image forming apparatus with side exhaustion shown in FIG. 1, in which a part of the apparatus is cut open so that the internal configuration can be seen.
【図３】図１に示した電子基板７１の電子放出素子の概
略構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。3A and 3B are schematic configuration diagrams of an electron-emitting device of an electronic substrate 71 shown in FIG. 1, where FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a sectional view.
【図４】電子基板７１の作製工程（ａ）〜（ｐ）のうち
の（ａ）〜（ｇ）の工程の構成状態を順次表した図であ
る。FIG. 4 is a diagram sequentially showing a configuration state of steps (a) to (g) of steps (a) to (p) of manufacturing the electronic substrate 71.
【図５】電子基板７１の作製工程（ａ）〜（ｐ）のうち
の（ｇ）〜（ｍ）の工程の構成状態を順次表した図であ
る。5A to 5C are diagrams sequentially showing a configuration state of steps (g) to (m) of steps (a) to (p) of manufacturing the electronic substrate 71.
【図６】電子基板７１の作製工程（ａ）〜（ｐ）のうち
の（ｍ）〜（ｐ）の工程の構成状態を順次表した図であ
る。FIG. 6 is a diagram sequentially showing a configuration state of steps (m) to (p) of steps (a) to (p) of manufacturing the electronic substrate 71.
【図７】配線・配置をはしご状のものとした電子基板の
概略構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic board having a ladder-like wiring and arrangement.
【図８】本発明の第２の実施例のパネル内の真空排気を
側面複数角形排気とした画像形成装置の概略を示すもの
で、（ａ）は装置を上からみた場合の概略構成図、
（ｂ）は（ａ）に示した画像形成装置の特徴を説明する
ための断面図である。FIG. 8 is a schematic diagram of an image forming apparatus in which a vacuum exhaust in a panel according to a second embodiment of the present invention is a side surface polygonal exhaust, and (a) is a schematic configuration diagram when the apparatus is viewed from above;
(B) is a sectional view for explaining the features of the image forming apparatus shown in (a).
【図９】本発明に好適な基本的な表面伝導型電子放出素
子の構成を示すもので、（ａ）は模式的平面図、（ｂ）
は断面図である。9A and 9B show the structure of a basic surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention, in which FIG. 9A is a schematic plan view, and FIG.
Is a sectional view.
【図１０】本発明に好適な基本的な垂直型表面伝導型電
子放出素子の構成を示す模式的図面である。FIG. 10 is a schematic drawing showing the structure of a basic vertical surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention.
【図１１】表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を
しめしたもので、（ａ）〜（ｃ）ははそれぞれの作製工
程における基板の構成状態を順次表した図である。FIG. 11 shows an example of a method of manufacturing a surface conduction electron-emitting device, and FIGS. 11A to 11C are diagrams sequentially showing the constitutional state of the substrate in each manufacturing process.
【図１２】通電フォーミングの電圧波形の例をしめした
波形図で、（ａ）はパルス波高値を定電圧としたパルス
を連続的に印加したもの、（ｂ）はパルス波高値を増加
させながら電圧パルスを印加したものである。FIG. 12 is a waveform diagram showing an example of a voltage waveform of energization forming, in which (a) shows a case where pulses having a constant pulse peak value are continuously applied, and (b) shows a pulse peak value while increasing. A voltage pulse is applied.
【図１３】図９で示した構成を有する素子の電子放出特
性を測定するための測定評価装置の概略構成図である。13 is a schematic configuration diagram of a measurement / evaluation apparatus for measuring electron emission characteristics of an element having the configuration shown in FIG.
【図１４】図１３に示した測定評価装置により測定され
た放出電流Ｉｅおよび素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関
係の典型的な例を示したグラフである。14 is a graph showing a typical example of the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf measured by the measurement / evaluation apparatus shown in FIG.
【図１５】図１４示した関係を好適なものとする電子源
基板の構成の一例を示した図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of a configuration of an electron source substrate that makes the relationship shown in FIG. 14 preferable.
【図１６】電子ビームの発生源に表面電導型素子を用い
た薄型の画像表示装置の概略構成を表す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a schematic configuration of a thin image display apparatus using a surface-conduction-type element as an electron beam generation source.
【図１７】図１６に示した薄型の画像表示装置の特徴を
説明するための断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining features of the thin image display device shown in FIG.
【図１８】Ｍ．ハートウェルの素子の概略を示す構成図
である。FIG. 18: M. It is a block diagram which shows the outline of the element of Hartwell.
７２ Ｙ方向電極 ７３ Ｘ方向電極 ７４ 電子放出部 ８１ リアプレート ８２ 支持枠 ８３ ガラス基板 ８４ 蛍光膜 ８５ メタルバック ８６ フェースプレート ８７ Ｈｖ端子 ８８ 外囲器 ９２ 排気管 72 Y-direction electrode 73 X-direction electrode 74 Electron emission part 81 Rear plate 82 Support frame 83 Glass substrate 84 Fluorescent film 85 Metal back 86 Face plate 87 Hv terminal 88 Enclosure 92 Exhaust pipe
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年４月４日[Submission date] April 4, 1995
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図５[Name of item to be corrected] Figure 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図５】電子基板７１の作製工程（ａ）〜（ｐ）のうち
の（ｈ）〜（ｍ）の工程の構成状態を順次表した図であ
る。5A to 5C are diagrams sequentially showing a configuration state of steps (h) to (m) of steps (a) to (p) of manufacturing the electronic substrate 71.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図６[Name of item to be corrected] Figure 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図６】電子基板７１の作製工程（ａ）〜（ｐ）のうち
の（ｎ）〜（ｐ）の工程の構成状態を順次表した図であ
る。FIG. 6 is a diagram sequentially showing a configuration state of steps (n) to (p) of steps (a) to (p) of manufacturing the electronic substrate 71.
Claims (3)
するための排気管とからなる真空排気容器において、 前記排気管の断面形状を前記気密容器の側面の形状に応
じた形状とし、該排気管が前記気密容器の側面に１つ以
上設けられたことを特徴とする真空排気容器。1. A vacuum exhaust container comprising an airtight container and an exhaust pipe for evacuating the interior of the airtight container, wherein the exhaust pipe has a cross-sectional shape corresponding to a shape of a side surface of the airtight container A vacuum exhaust container, wherein at least one exhaust pipe is provided on a side surface of the airtight container.
て、 排気管の少なくとも１つは、気密容器の１方向の側面全
面を排気口とするように設けられていることを特徴とす
る真空排気容器。2. The vacuum exhaust container according to claim 1, wherein at least one of the exhaust pipes is provided so that an entire side surface in one direction of the airtight container serves as an exhaust port. container.
よびリヤプレートと該フェースプレートおよびリヤプレ
ートの間に設けられる外枠とによって構成された気密容
器と、前記気密容器内に設けられた画像表示部材とを有
し、電子ビームにより蛍光体を励起して発光させ、前記
フェースプレート上に画像を表示する画像表示装置にお
いて、 前記気密容器が請求項１または請求項２に記載の真空排
気容器によって構成されており、排気管が前記外枠に設
けられていることを特徴とする画像表示装置。3. An airtight container including a face plate and a rear plate that are provided to face each other, and an outer frame provided between the face plate and the rear plate, and an image display member provided in the airtight container. In the image display device having a fluorescent substance excited by an electron beam to emit light and displaying an image on the face plate, the airtight container is constituted by the vacuum exhaust container according to claim 1 or 2. And an exhaust pipe is provided in the outer frame.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32300694A JPH08180819A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Vacuum evacuating container and image displaying device provided therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32300694A JPH08180819A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Vacuum evacuating container and image displaying device provided therewith |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08180819A true JPH08180819A (en) | 1996-07-12 |
Family
ID=18150090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32300694A Pending JPH08180819A (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Vacuum evacuating container and image displaying device provided therewith |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08180819A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007049335A1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-03 | Lecip Corporation | Flat discharge tube |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP32300694A patent/JPH08180819A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007049335A1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-03 | Lecip Corporation | Flat discharge tube |
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