JPH09106753A - Electron beam generating device and image formation device using it - Google Patents

Electron beam generating device and image formation device using it

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JPH09106753A
JPH09106753A JP26286795A JP26286795A JPH09106753A JP H09106753 A JPH09106753 A JP H09106753A JP 26286795 A JP26286795 A JP 26286795A JP 26286795 A JP26286795 A JP 26286795A JP H09106753 A JPH09106753 A JP H09106753A
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electron
potential
regulating plate
substrate
emitting device
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JP26286795A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Yasuda
進 安田
Masahiro Fushimi
正弘 伏見
Hideaki Mitsutake
英明 光武
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/316—Cold cathodes having an electric field parallel to the surface thereof, e.g. thin film cathodes
    • H01J2201/3165—Surface conduction emission type cathodes

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the width of a beam narrower comparing with that of a conventional electron beam generating device, and provide an image formation device having highly finer characteristics than that of conventional one by particularly using the same. SOLUTION: Electrons emitted from an electron emission portion 13 fly based on an electric field caused by the potential applied to an acceleration electrode 9. Then, by interposing a potential regulation plate 11, and further by applying a potential to the potential regulation plate 11 so that it becomes smaller against an electric field at a potential regulation plate 11 position before the potential regulation plate 11 is set, the orbit of the electrons is converged and also the electron emission portion 13 is protected.

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、電子源、電子線発
生装置及びその応用である表示装置等の画像形成装置に
かかわり、特に表面伝導型放出素子等の電子放出素子を
備える電子源、電子線発生装置及び画像形成装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron source, an electron beam generator, and an image forming apparatus such as a display device which is an application of the electron source. In particular, the present invention relates to an electron source including an electron emitting element such as a surface conduction type electron emitting element. The present invention relates to a line generator and an image forming apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、電子を用いた画像形成装置にお
いて、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出させる
ための電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光す
る蛍光体等の画像形成部材、電子を画像形成部材にむけ
て加速するための加速電極及び高圧電源が必要である。
また、薄型画像表示装置等のように偏平な外囲器を用い
る画像形成装置においては、耐大気圧構造体として支持
柱（スペーサ）を用いる場合もある。2. Description of the Related Art Generally, in an image forming apparatus using electrons, an envelope for maintaining a vacuum atmosphere, an electron source for emitting electrons and a driving circuit therefor, an image forming for a phosphor emitting light by collision of electrons, etc. A member, an accelerating electrode for accelerating electrons toward the image forming member, and a high voltage power supply are required.
Further, in an image forming apparatus using a flat envelope such as a thin image display apparatus, a supporting column (spacer) may be used as the atmospheric pressure resistant structure.

【０００３】上記画像形成装置にいて、上記外囲器内を
加速電子が飛翔する時、真空雰囲気内や蛍光体上の残留
ガス等が電離され、その正イオンが上記加速電極により
電子源側へむけて飛翔する現象が生じる。この正イオン
が電子源、特に電子放出部を有する電子放出素子に衝突
すると、上記電子源を劣化させてしまう。このため、電
子放出素子に対して帯電粒子が直接衝突するのを防ぐこ
とは、電子源の長寿命化及び信頼正の向上を図る上で重
要である。In the image forming apparatus described above, when accelerated electrons fly in the envelope, residual gas or the like in the vacuum atmosphere or on the phosphor is ionized, and the positive ions are transmitted to the electron source side by the acceleration electrode. A phenomenon of flying toward the target occurs. When the positive ions collide with an electron source, particularly an electron emitting device having an electron emitting portion, the electron source is deteriorated. Therefore, it is important to prevent the charged particles from directly colliding with the electron emitting element in order to prolong the life of the electron source and improve reliability.

【０００４】上記現象による電子源の劣化を防止するた
めの構成として、ＵＳＰ４１５５０２８に示されるよう
な静電偏向システムがある。図２９はその概略構成を示
したものであり、３１１１は熱冷陰極からなる電子放出
素子、３１１２は第１グリッド、３１１３は第２グリッ
ド、３１１４は加速電極である。第１グリッド３１１２
と第２グリッド３１１３は、互いに一定の角度を成して
配置され、両者は電子放出素子から電子を引き出すには
十分であるが、正イオンの生成には不十分である同一の
電位が与えられている。図中、３１１５の実線は電子放
出素子３１１１からの放出電子の軌道を表しており、第
２グリッド３１１３の近傍で偏向され、加速電極３１１
４に対して垂直な軌道になる。一方、加速電極３１１４
で発生する正イオンは、電子に比べて質量が大きいの
で、第２グリッド３１１３近傍での偏向量は少なく、３
１１６で示される点線の軌道をとる。従って、上記正イ
オンが直接電子放出素子３１１１に向かうことはない。
この様にＵＳＰ４１５５０２８においては、傾斜配置を
成す複数の制御電極を用いて電子放出素子の劣化を防止
した。As a structure for preventing deterioration of the electron source due to the above phenomenon, there is an electrostatic deflection system as shown in USP41555028. FIG. 29 shows the schematic structure thereof. 3111 is an electron-emitting device formed of a hot-cold cathode, 3112 is a first grid, 3113 is a second grid, and 3114 is an accelerating electrode. First grid 3112
The second grid 3113 and the second grid 3113 are arranged at a constant angle to each other, and both of them are given the same potential which is sufficient to extract electrons from the electron-emitting device but insufficient to generate positive ions. ing. In the figure, the solid line 3115 represents the trajectory of the electrons emitted from the electron-emitting device 3111, which is deflected in the vicinity of the second grid 3113, and the acceleration electrode 311.
It becomes an orbit perpendicular to 4. On the other hand, the acceleration electrode 3114
Since the positive ions generated in 1) have a larger mass than electrons, the amount of deflection in the vicinity of the second grid 3113 is small.
Take the trajectory of the dotted line indicated by 116. Therefore, the positive ions do not directly go to the electron-emitting device 3111.
As described above, in US Pat. No. 4,155,028, deterioration of the electron-emitting device was prevented by using a plurality of control electrodes arranged in an inclined arrangement.

【０００５】一方、従来から、電子放出素子として熱陰
極素子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち
冷陰極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界
放出型素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金
属型放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）、などが知られて
いる。On the other hand, conventionally, two types of electron-emitting devices are known, a hot cathode device and a cold cathode device. Among these, among the cold cathode devices, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), and the like are known. I have.

【０００６】表面伝導型放出素子としては、たとえば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ Ｅ−ｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６
５）や、後述する他の例が知られている。As the surface conduction electron-emitting device, for example,
M. I. Elinson, Radio E-ng. El
electron Phys. , 10, 1290, (196
5) and other examples described later are known.

【０００７】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ2 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］や、Ｉｎ2 Ｏ3 ／
ＳｎＯ2 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎ
ｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ．ＥＤ Ｃｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］や、カ
ーボン薄膜によるもの［荒木久 他：真空、第２６巻、
第１号、２２（１９８３）］等が報告されている。[0007] The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted when a current flows in a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. As this surface conduction type emission element, Sn described by Elinson et al.
In addition to those using an O2 thin film, those using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fi
lms ", 9,317 (1972)] and In2O3 /
According to SnO2 thin film [M. Hartwell an
d C.I. G. FIG. Fonstad: "IEEE Tran
s. ED Conf. , 519 (1975)] and those using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26,
No. 1, 22 (1983)].

【０００８】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図２６に前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌ
ｌらによる素子の平面図を示す。同図において、３００
１は基板で、３００４はスパッタで形成された金属酸化
物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図
示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。該導電
性薄膜３００４に後述の通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を施すことにより、電子放出部３００５が形成さ
れる。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，Ｗは、
０．１［ｍｍ］で設定されている。尚、図示の便宜か
ら、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に
矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実
際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけ
ではない。As a typical example of the element structure of these surface conduction electron-emitting devices, FIG. Hartwel
1 shows a plan view of an element according to the present invention. In FIG.
Reference numeral 1 denotes a substrate, and reference numeral 3004 denotes a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped planar shape as shown. An electron emission portion 3005 is formed by performing an energization process called energization forming described later on the conductive thin film 3004. The interval L in the figure is 0.5 to 1 [mm], and W is
It is set at 0.1 [mm]. In addition, for convenience of illustration, the electron emitting portion 3005 is shown in a rectangular shape at the center of the conductive thin film 3004, but this is a schematic one, and the position and shape of the actual electron emitting portion are faithfully represented. Not necessarily.

【０００９】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子をはじ
めとして上述の表面伝導型放出素子においては、電子放
出を行う前に導電性薄膜３００４に通電フォーミングと
呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部３００５
を形成するのが一般的であった。すなわち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直
流電圧、もしくは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっく
りとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、
導電性薄膜３００４を局所的に破壊もしくは変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３０
０５を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは
変形もしくは変質した導電性薄膜３００４の一部には、
亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜
３００４に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付
近において電子放出が行われる。M. In the above-described surface conduction electron-emitting device including the device by Hartwell et al., The electron-emitting portion 3005 is formed by subjecting the conductive thin film 3004 to an energization process called energization forming before electron emission.
It was common to form That is, the energization forming energizes by applying a constant DC voltage or a DC voltage boosting at a very slow rate of, for example, about 1 V / min to both ends of the conductive thin film 3004,
The electron emitting portion 30 in a state where the conductive thin film 3004 is locally destroyed, deformed or deteriorated, and is in an electrically high resistance state.
05 is formed. Note that a part of the conductive thin film 3004 that has been locally broken, deformed, or altered includes
Cracks occur. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 3004 after the energization forming, electron emission is performed in the vicinity of the crack.

【００１０】また、ＦＥ型の例は、たとえば、Ｗ．Ｐ．
Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅ−ｌｄ ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎＰｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるい
は、 Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒ
ｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅ
ｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ
ｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが知
られている。An example of the FE type is, for example, the W. P.
Dyke & W. W. Dolan, "Fie-ld em
issue ", Advance in Electr
onPhysics, 8, 89 (1956) or C.I. A. Spindt, "Physicalpr
operations of thin-film figure
ld emissioncathodes with
molybdenium cones ", J. App.
l. Phys. , 47, 5248 (1976) and the like are known.

【００１１】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
２７に前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる素子の断面
図を示す。同図において、３０１０は基板で、３０１１
は導電材料よりなるエミッタ配線、３０１２はエミッタ
コーン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲート電極であ
る。本素子は、エミッタコーン３０１２とゲート電極３
０１４の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッ
タコーン３０１２の先端部より電界放出を起こさせるも
のである。As a typical example of the FE type element structure, FIG. A. 1 shows a cross-sectional view of a device by Spindt et al. In the figure, reference numeral 3010 denotes a substrate, and 3011
Is an emitter wiring made of a conductive material, 3012 is an emitter cone, 3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. This device comprises an emitter cone 3012 and a gate electrode 3
By applying an appropriate voltage during 014, field emission is caused from the tip of the emitter cone 3012.

【００１２】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図２
７のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ
平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。As another element structure of the FE type, as shown in FIG.
There is also an example in which the emitter and the gate electrode are arranged on the substrate substantially parallel to the substrate plane, instead of the laminated structure as in 7.

【００１３】また、ＭＩＭ型の例としては、たとえば、
Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆ ｔｕｎ
ｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）などが知
られている。ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図２８
に示す。同図は断面図であり、図において、３０２０は
基板で、３０２１は金属よりなる下電極、３０２２は厚
さ１００オングストローム程度の薄い絶縁層、３０２３
は厚さ８０〜３００オングストローム程度の金属よりな
る上電極である。ＭＩＭ型においては、上電極３０２３
と下電極３０２１の間に適宜の電圧を印加することによ
り、上電極３０２３の表面より電子放出を起こさせるも
のである。As an example of the MIM type, for example,
C. A. Mead, “Operation of tun
nel-emission Devices, J. et al. Ap
pl. Phys. , 32, 646 (1961). FIG. 28 shows a typical example of the MIM type device configuration.
Shown in The figure is a cross-sectional view. In the figure, 3020 is a substrate, 3021 is a lower electrode made of metal, 3022 is a thin insulating layer having a thickness of about 100 Å, and 3023.
Is an upper electrode made of a metal having a thickness of about 80 to 300 angstroms. In the MIM type, the upper electrode 3023
By applying an appropriate voltage between the lower electrode 3021 and the lower electrode 3021, electrons are emitted from the surface of the upper electrode 3023.

【００１４】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
ターを必要としない。したがって、熱陰極素子よりも構
造が単純であり、微細な素子を作成可能である。また、
基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱
溶融などの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒ
ーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのとは
異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利
点もある。The cold cathode device described above does not require a heater for heating because it can emit electrons at a lower temperature than the hot cathode device. Therefore, the structure is simpler than that of the hot cathode element, and a fine element can be produced. Also,
Even if a large number of elements are arranged on a substrate at a high density, problems such as thermal melting of the substrate hardly occur. In addition, the response speed is slow because the hot cathode element operates by heating the heater, and the cold cathode element has an advantage that the response speed is fast.

【００１５】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。Therefore, researches for applying the cold cathode device have been actively conducted.

【００１６】たとえば、表面伝導型放出素子は、冷陰極
素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であること
から、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、たとえば本出願人による特開昭６４−３１
３３２において開示されるように、多数の素子を配列し
て駆動するための方法が研究されている。For example, the surface conduction electron-emitting device has the advantage that a large number of devices can be formed over a large area because it has a particularly simple structure and is easy to manufacture among cold cathode devices. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Methods for arranging and driving a large number of devices have been investigated, as disclosed at 332.

【００１７】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、たとえば、画像表示装置、画像記録装置などの画像
形成装置や、荷電ビーム源、等が研究されている。Regarding the application of the surface conduction electron-emitting device, for example, an image forming apparatus such as an image display device and an image recording device, a charged beam source, and the like have been studied.

【００１８】特に、画像表示装置への応用としては、た
とえば本出願人によるＵＳＰ５，０６６，８８３号や特
開平２−２５７５５１号や特開平４−２８１３７号にお
いて開示されているように、表面伝導型放出素子と電子
ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用
いた画像表示装置が研究されている。表面伝導型放出素
子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置は、従
来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待さ
れている。たとえば、近年普及してきた液晶表示装置と
比較しても、自発光型であるためバックライトを必要と
しない点や、視野角が広い点が優れていると言える。In particular, as an application to an image display device, as disclosed in, for example, US Pat. No. 5,066,883 by the present applicant, JP-A-2-257551, and JP-A-4-28137, a surface conduction type is disclosed. An image display device using a combination of an emission element and a phosphor that emits light when irradiated with an electron beam has been studied. An image display device using a combination of a surface conduction electron-emitting device and a phosphor is expected to have better characteristics than other conventional image display devices. For example, compared to a liquid crystal display device that has become widespread in recent years, it can be said that it is superior in that it does not require a backlight because it is a self-luminous type and that it has a wide viewing angle.

【００１９】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、たとえば本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８９
５に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応
用した例として、たとえば、Ｒ．Ｍｅｙｅｒらにより報
告された平板型表示装置が知られている。［Ｒ．Ｍｅｙ
ｅｒ：”Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎ
ＭｉｃｒｏｔｉｐｓＤｉｓｐｌａｙ ａｔ ＬＥＴ
Ｉ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎ
ｔ． Ｖａｃｕｕｍ Ｍｉｃｒｏｅｌｅ−ｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ Ｃｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９
（１９９１）］また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示
装置に応用した例は、たとえば本出願人による特開平３
−５５７３８号に開示されている。Further, a method of driving a large number of FE type devices is disclosed in, for example, USP 4,904,89 by the present applicant.
5 is disclosed. Further, as an example in which the FE type is applied to an image display device, for example, R.F. The flat panel display reported by Meyer et al. Is known. [R. Mey
er: "Recent Development
Microtips Display at LET
I ", Tech. Digest of 4th In
t. Vacuum Microele-troni
cs Conf. , Nagahama, pp .; 6-9
(1991)] Further, an example in which a large number of MIM types are arranged and applied to an image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3 (1999) -1999.
-55738.

【００２０】[0020]

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記従来
技術に記載したものをはじめとして、さまざまな材料、
製法、構造の冷陰極素子を試みてきた。さらに、多数の
冷陰極素子を配列したマルチ電子ビーム源、ならびにこ
のマルチ電子ビーム源を応用した画像表示装置について
研究を行ってきた。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have developed various materials, including those described in the above-mentioned prior art.
We have tried cold cathode devices with manufacturing method and structure. Furthermore, research has been conducted on a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode devices are arranged, and on an image display device using the multi-electron beam source.

【００２１】発明者らは、たとえば図３０に示す電気的
な配線方法によるマルチ電子ビーム源を試みてきた。す
なわち、冷陰極素子を２次元的に多数個配列し、これら
の素子を図示のようにマトリクス状に配線したマルチ電
子ビーム源である。The inventors have tried a multi-electron beam source by an electrical wiring method shown in FIG. 30, for example. That is, it is a multi-electron beam source in which a large number of cold cathode devices are two-dimensionally arranged and these devices are wired in a matrix as shown.

【００２２】図中、４００１は冷陰極素子を模式的に示
したもの、４００２は行方向配線、４００３は列方向配
線である。行方向配線４００２および列方向配線４００
３は、実際には有限の電気抵抗を有するものであるが、
図においては配線抵抗４００４および４００５として示
されている。上述のような配線方法を、単純マトリクス
配線と呼ぶ。In the figure, reference numeral 4001 schematically shows a cold cathode element, 4002 is row-direction wiring, and 4003 is column-direction wiring. Row direction wiring 4002 and column direction wiring 400
3 actually has a finite electric resistance,
In the drawing, they are shown as wiring resistances 4004 and 4005. The above-described wiring method is called simple matrix wiring.

【００２３】なお、図示の便宜上、６ｘ６のマトリクス
で示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限っ
たわけではなく、たとえば画像表示装置用のマルチ電子
ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りる
だけの素子を配列し配線するものである。Although a 6 × 6 matrix is shown for convenience of illustration, the scale of the matrix is not limited to this. For example, in the case of a multi-electron beam source for an image display device, a desired image display can be performed. It arranges and wires the elements enough to carry out.

【００２４】冷陰極素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力さ
せるため、行方向配線４００２および列方向配線４００
３に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクス
の中の任意の１行の冷陰極素子を駆動するには、選択す
る行の行方向配線４００２には選択電圧Ｖｓを印加し、
同時に非選択の行の行方向配線４００２には非選択電圧
Ｖｎｓを印加する。これと同期して列方向配線４００３
に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加す
る。この方法によれば、配線抵抗４００４および４００
５による電圧降下を無視すれば、選択する行の冷陰極素
子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の
冷陰極素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。Ｖ
ｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば選択す
る行の冷陰極素子だけから所望の強度の電子ビームが出
力されるはずであり、また列方向配線の各々に異なる駆
動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から
異なる強度の電子ビームが出力されるはずである。ま
た、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変えれば、電
子ビームが出力される時間の長さも変えることができる
はずである。In a multi-electron beam source in which cold cathode elements are wired in a simple matrix, in order to output a desired electron beam, row-direction wiring 4002 and column-direction wiring 400
3 is applied with an appropriate electric signal. For example, to drive one row of the cold cathode devices in the matrix, a selection voltage Vs is applied to the row direction wiring 4002 of the selected row,
At the same time, the non-selection voltage Vns is applied to the row direction wiring 4002 of the non-selected row. In synchronization with this, column direction wiring 4003
A drive voltage Ve for outputting an electron beam is applied to. According to this method, wiring resistances 4004 and 4004
If the voltage drop due to 5 is ignored, the voltage of Ve-Vs is applied to the cold cathode elements of the selected row, and the voltage of Ve-Vns is applied to the cold cathode elements of the non-selected rows. V
If e, Vs, and Vns are set to voltages of appropriate magnitudes, an electron beam of a desired intensity should be output only from the cold cathode elements in the selected row, and a different drive voltage Ve is applied to each of the column wirings. If applied, each of the elements in the selected row should output a different intensity electron beam. Further, if the length of time during which the drive voltage Ve is applied is changed, the length of time during which the electron beam is output should be changed.

【００２５】したがって、冷陰極素子を単純マトリクス
配線したマルチ電子ビーム源はいろいろな応用可能性が
あり、たとえば画像情報に応じた電気信号を適宜印加す
れば、画像表示装置用の電子源として好適に用いること
ができる。Therefore, the multi-electron beam source in which the cold cathode elements are wired in a simple matrix has various applications. For example, if an electric signal according to image information is appropriately applied, it is suitable as an electron source for an image display device. Can be used.

【００２６】しかしながら、冷陰極素子を単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源には、実際には以下に述
べるような問題が発生していた。However, in the multi-electron beam source in which the cold cathode elements are wired in a simple matrix, the following problems actually occur.

【００２７】上記単純マトリクス型の表面伝導型電子放
出素子電子源を用いた画像形成装置においても、電子
源、特に表面伝導型電子放出素子の電子放出部に帯電粒
子が衝突して、上記電子源が劣化してしまう可能性があ
る。また、上記電子源、特に表面伝導型電子放出素子の
電子放出部が、加速電極側から見て直接露出しているた
めに、不測の放電が起こった場合に電子源が劣化してし
まう可能性がある。Also in the image forming apparatus using the electron-emitting device of the surface conduction electron-emitting device of the simple matrix type, charged particles collide with the electron source, especially the electron-emitting portion of the surface-conduction electron-emitting device, and the electron source is generated. May deteriorate. Further, since the electron source, particularly the electron-emitting portion of the surface conduction electron-emitting device, is directly exposed when viewed from the accelerating electrode side, there is a possibility that the electron source may deteriorate when an unexpected discharge occurs. There is.

【００２８】また、上記単純マトリクス型の表面伝導型
電子放出素子電子源を用いた画像形成装置の検討におい
て、本発明者らは、画像形成部材をなす蛍光体上の発光
位置（電子の衝突位置）や発光形状が設計値からずれる
場合が生ずることを見出した。特に、カラー画像用の画
像形成部材を用いた場合は、発光位置ずれと併せて、輝
度低下や色ずれの発生もみられる場合があった。また、
本現象は電子源と画像形成部材間に配置される支持枠ま
たは支持柱（スペーサ）の近傍、或は画像形成部材の周
縁部で起こることを確認した。Further, in the examination of the image forming apparatus using the electron source of the simple matrix type surface conduction electron-emitting device, the present inventors have found that the light emitting position (electron collision position) on the phosphor forming the image forming member. ) And the emission shape may deviate from the design value. In particular, when an image forming member for a color image is used, a decrease in luminance and a color shift may occur in addition to the shift in the light emitting position. Also,
It was confirmed that this phenomenon occurs near the supporting frame or supporting column (spacer) arranged between the electron source and the image forming member, or in the peripheral portion of the image forming member.

【００２９】また、表面伝導型電子放出素子を用いた単
純マトリクス型の画像形成装置において、より高精細な
画像を形成するためには、高密度に電子放出素子を配置
する技術と放出された電子ビームを所望のサイズに集束
させる技術が必要となる。Further, in a simple matrix type image forming apparatus using surface conduction electron-emitting devices, in order to form a higher-definition image, a technique of arranging the electron-emitting devices at a high density and the emitted electrons are used. Techniques are needed to focus the beam to the desired size.

【００３０】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、従来の電子線発生装置に比べビームの幅が狭い電子
線発生装置を提供し、特に画像形成装置に用いることで
従来より高精細の画像形成装置を提供しようとしるもの
である。In view of the above problems, the present invention provides an electron beam generator having a beam width narrower than that of a conventional electron beam generator, and in particular, when used in an image forming apparatus, the electron beam generator is higher than the conventional one. It is intended to provide a fine image forming apparatus.

【００３１】また、電子放出素子として特に表面伝導型
電子放出素子等のように、基板面に並設された電極間に
電子放出部を有する電子源を用いた画像形成装置におい
て、簡易な構成でかつ容易に素子の選択及び電子放出量
を制御し得ると同時に、高精細な画像形成に適した電子
ビームの集束ができ、発光位置ずれ等がなく長寿命で信
頼性の高い新規な画像形成装置の提供を目的とする。Further, in the image forming apparatus using an electron source having an electron emitting portion between the electrodes arranged in parallel on the substrate surface, such as a surface conduction type electron emitting element as the electron emitting element, a simple structure is provided. In addition, a novel image forming apparatus which can easily control the selection of elements and the amount of electron emission and at the same time can focus the electron beam suitable for high-definition image formation, has no light emitting position shift, and has a long life and high reliability. For the purpose of providing.

【００３２】上記課題を解決するため、本発明の電子線
発生装置は以下の構成を備える。すなわち、電子放出部
と当該電子放出部に電圧を印加し電子を放出させる一対
の素子電極を基板上に並設して構成される電子放出素子
と、該電子放出素子に対応配置され、該電子放出素子か
ら放出された電子に作用する加速電圧を印加する加速電
極と、前記電子放出素子の近傍にあって、当該電子放出
素子と前記加速電極の間に介在し、前記電子放出素子か
ら放出された電子の起動付近に当該電子を通過させる電
子通過孔を備える電位規定板とを備え、前記電位規定板
を導電性材質とし、当該電位規定板に印加する電圧Ｖを
次式、 Ｖ＜Ｖａ・ｈ／Ｈ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖａ：加速電極の電位 Ｖ ：電位規定板の電位 を満たすことを特徴とする。In order to solve the above problems, the electron beam generator of the present invention has the following configuration. That is, an electron-emission element and an electron-emission element configured by arranging a pair of element electrodes that apply a voltage to the electron-emission section to emit electrons and are arranged in parallel on the substrate, and the electron-emission element is arranged corresponding to the electron-emission element. An accelerating electrode that applies an accelerating voltage that acts on the electrons emitted from the electron-emitting device, and an electron-emitting device that is located between the electron-emitting device and the accelerating electrode in the vicinity of the electron-emitting device and is emitted from the electron-emitting device. A potential regulating plate having an electron passage hole for allowing the electron to pass therethrough, and the potential regulating plate is made of a conductive material, and the voltage V applied to the potential regulating plate is expressed by the following formula: V <Va. h / H where H: the distance between the substrate and the acceleration electrode, h: the distance between the substrate and the potential regulating plate, Va: the potential of the acceleration electrode, V: the potential of the potential regulating plate.

【００３３】ここで本発明の好適な実施態様に従えば、
前記電位規定板に印加する電位Ｖが以下の式、 ０．３・Ｖａ・ｈ／Ｈ≦Ｖ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖａ：加速電極の電位 Ｖ ：電位規定板の電位 を満たすことが望ましい。According to a preferred embodiment of the present invention,
The potential V applied to the potential regulating plate is the following formula: 0.3 · Va · h / H ≦ V where H: distance between substrate and accelerating electrode h: distance between substrate and potential regulating plate Va: accelerating electrode Potential V: It is desirable to satisfy the potential of the potential regulating plate.

【００３４】この結果、レンズ効果を上げ、放出される
電子ビームを絞りこむことができると共に、輝度を上げ
るという相乗効果を得ることが可能になる。As a result, the lens effect can be enhanced, the emitted electron beam can be narrowed down, and the synergistic effect of increasing the brightness can be obtained.

【００３５】また、前記電子透過孔の大きさを、前記電
子放出部の外周よりも次式に示されるｒmi以上大きくす
る、 ｒmin＝１．５・SQRT（ＶfＨh／Ｖa） 但し、SQRT(X)：Ｘの平方根を示し、 Ｖf： 素子電極間の電位 Ｈ ： 基板と加速電極との距離 ｈ ： 基板と電位規定板の距離 Ｖa： 加速電極の電位 ことをが望ましい。これによって、規定板に電子が衝
突、すなわち、電子放出量が低下することがなくなる。Further, the size of the electron transmitting hole is made larger than the outer circumference of the electron emitting portion by at least rmi shown by the following equation: rmin = 1.5 · SQRT (VfHh / Va) where SQRT (X) : Shows the square root of X. Vf: Potential between device electrodes H: Distance between substrate and accelerating electrode h: Distance between substrate and potential regulating plate Va: Potential of accelerating electrode As a result, electrons do not collide with the regulation plate, that is, the electron emission amount does not decrease.

【００３６】また、前記電子通過孔は前記電子放出部の
真上に位置しないように配置することが望ましい。これ
によって電子放出部へのイオンの衝突を防ぎ、電子源の
延命を図ることが可能になる。Further, it is desirable that the electron passage hole is arranged so as not to be located right above the electron emission portion. This makes it possible to prevent the collision of the ions with the electron emitting portion and prolong the life of the electron source.

【００３７】また、前記電位規定板に印加する電位Ｖが
以下の式、 Ｖ＜Ｖａ・ｈ／Ｈ−２・Ｖｆ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖｆ：素子電極間の電位差 Ｖａ：加速電極の電位 を満たすことが望ましい。これによっても、電位規定板
に電子が衝突することを抑制することが可能になり、多
くの電子を通過させることが可能になる。The potential V applied to the potential regulating plate is expressed by the following formula: V <Va · h / H−2 · Vf where H: distance between substrate and accelerating electrode h: distance between substrate and potential regulating plate It is desirable to satisfy Vf: potential difference between device electrodes, Va: potential of accelerating electrode. This also makes it possible to prevent the electrons from colliding with the potential regulating plate and allow many electrons to pass through.

【００３８】請求項１から５の電子発生装置において、
加速電極により加速された電子線の衝突により画像が形
成される画像形成部材を設けることで容易に画像形成装
置を構成することが可能になる。In the electron generator of claims 1 to 5,
The image forming apparatus can be easily configured by providing the image forming member on which the image is formed by the collision of the electron beam accelerated by the acceleration electrode.

【００３９】また、この場合の画像形成部材を、電子の
衝突で発光する発光部材にすることでもって画像を表示
する装置に適用させることが可能になる。Further, the image forming member in this case can be applied to an apparatus for displaying an image by using a light emitting member which emits light by collision of electrons.

【００４０】上記の通りであるが、本願発明の構成に至
った概要を説明すると次の通りである。As described above, the outline of the structure of the present invention will be described below.

【００４１】（スポット径の減少）電子ビームがひろが
って、スポット径が大きくなってしまう問題の原因は、
冷陰極型の電子放出素子から放出される電子の初速度の
基板に水平な成分が分布を持っているためである。そこ
で、本発明の電子線発生装置に於いては、基板上に並設
された一対の素子電極により構成される冷陰極型の電子
放出素子において、その加速電極型に配置された電位規
定板の電位Ｖを次式、 Ｖ＜Ｖａ・ｈ／Ｈ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖａ：加速電極の電位 Ｖ ：電位規定板の電位 を満たすように設定すると、電子放出素子の側の電界が
加速電極型の電界よりも弱くなり、加速電極側の強い電
界が素子電極側に押し出されることで収束レンズを構成
して電子ビームを収束しスポット径を減少する効果を持
たせることができる。(Reduction of spot diameter) The cause of the problem that the electron beam spreads and the spot diameter becomes large is as follows.
This is because the horizontal component has a distribution on the substrate of the initial velocity of electrons emitted from the cold cathode type electron-emitting device. Therefore, in the electron beam generator of the present invention, in the cold cathode type electron-emitting device constituted by a pair of device electrodes arranged in parallel on the substrate, the potential regulating plate of the accelerating electrode type is arranged. The potential V is expressed by the following formula: V <Va · h / H where H: distance between substrate and accelerating electrode h: distance between substrate and potential regulating plate Va: potential of accelerating electrode V: potential of potential regulating plate When set, the electric field on the electron-emitting device side becomes weaker than the accelerating electrode type electric field, and the strong electric field on the accelerating electrode side is pushed out to the device electrode side, thereby forming a converging lens to converge the electron beam and reduce the spot diameter. Can have a decreasing effect.

【００４２】（電位規定板の電位）本発明者らは鋭意研
究した結果、電位規定板の電位とスポットサイズの関係
が図４の様になることを見出した。図４によれば、スポ
ット径が最少になるのは前記電位規定板の電位を該電位
規定板が存在しないときの空間電位に０．３を乗じた電
位に設定した時であること、また、電位規定板の電位を
低くすると電子放出の効率が低下することがわかる。そ
こで、本発明の電子線発生装置に於いては、前記電位規
定板の電位Ｖを次式、 ０．３・Ｖａ・ｈ／Ｈ≦Ｖ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖａ：加速電極の電位 Ｖ ：電位規定板の電位 を満たすように設定することで電子の放出効率をあまり
低下させずに電子ビームを必要なスポット径に絞ること
ができる。(Electric potential of potential regulating plate) As a result of intensive studies by the present inventors, the inventors found that the relation between the potential of the potential regulating plate and the spot size is as shown in FIG. According to FIG. 4, the spot diameter is minimized when the potential of the potential regulating plate is set to a potential obtained by multiplying 0.3 by the spatial potential when the potential regulating plate is not present. It can be seen that the efficiency of electron emission decreases when the potential of the potential regulating plate is lowered. Therefore, in the electron beam generator of the present invention, the potential V of the potential regulating plate is expressed by the following equation: 0.3 · Va · h / H ≦ V, where H is the distance between the substrate and the accelerating electrode, and h is the substrate. And the potential regulating plate Va: potential of the accelerating electrode V: potential of the potential regulating plate is set so that the electron beam can be focused to a required spot diameter without significantly lowering the electron emission efficiency.

【００４３】（孔の大きさ）電位規定板に電子が衝突し
ないためには電子通過項は電子ビームの幅よりも大きく
なければならないことは明らかである。ここで、電子放
出素子や配線等がつくる電場を無視して、電子線発生装
置内の電場が基板面に垂直な静電場中であると仮定した
ときの電子の２次元運動を考える（図５）。電子の軌道
は、 ｘ＝ｖ0x・ｔ （１） ｙ＝１／２・ａy・ｔ^2＋ｖ0y・ｔ （２） ｘ ：電子のｘ座標 ｙ ：電子のｙ座標 ｖ0x：電子のｘ方向初速度 ｖ0y：電子のｙ方向初速度 ａy ：電子のｙ方向加速度 ｔ ：時間 x^2 ：xの２乗 となる。ａyは加速電極によってつくられる電場によっ
て生じるので、 ａy＝Ｖa・ｅ／（Ｈ・ｍe） （３） Ｖa：加速電極の電位 ｅ ：電子の電荷 ｍe：電子の質量 Ｈ ：基板と加速電極との距離 また、電子の初速度は素子電極の電場で得られるので、
エネルギー保存則から ｖ0x^2＋ｖ0y^2≦２・ｅ・Ｖf／ｍe （４） Ｖf：素子電極間の電位 の関係がある。最も外側の軌道を通る電子の初速度は、
ｖ0xが最大でｖ0yが０のものであるので、 ｖ0x＝±ＳＱＲＴ（２ｅＶf／ｍe） （５） ｖ0y＝０ （６） である。（１）、（２）、（３）、（５）、（６）か
ら、 ｘ＝±２ＳＱＲＴ（ＶfＨy／Ｖa） （７） となり、最も外側を通る電子の軌道が得られる。故に、
素子からの高さがｙの時のビームの幅ｗは、 ｗ＝４・ＳＱＲＴ（Ｖf・Ｈy／Ｖa） （８） である。これは一様な加速電界中での電子の軌道である
が、電位規定板を加速電極側の電界が素子基板側の電界
に比べて強くなるように配置するとビームが絞り込まれ
るので、その場合には電子通過孔の大きさをｗの７５％
まで小さくしてもビームが電位規定板に衝突しないこと
を本発明者らは電子軌道のシュミレーションと実験を通
じて見出した。(Size of Hole) It is clear that the electron passage term must be larger than the width of the electron beam in order for the electrons not to collide with the potential regulating plate. Here, consider the two-dimensional motion of electrons, assuming that the electric field in the electron beam generator is an electrostatic field perpendicular to the substrate surface, ignoring the electric field created by the electron-emitting device, the wiring, etc. (FIG. 5). ). The orbit of the electron is as follows: x = v0x · t (1) y = 1/2 · ay · t ^ 2 + v0y · t (2) x: x coordinate of electron y: y coordinate of electron v0x: initial velocity in the x direction of electron v0y : Electron y-direction initial velocity ay: Electron y-direction acceleration t: Time x ^ 2: x squared. Since ay is generated by the electric field created by the accelerating electrode, ay = Va · e / (H · me) (3) Va: potential of the accelerating electrode e: charge of electron me: mass of electron H: between substrate and accelerating electrode Distance Also, since the initial velocity of the electron is obtained by the electric field of the device electrode,
From the law of conservation of energy, v0x ^ 2 + v0y ^ 2 ≦ 2 · e · Vf / me (4) Vf: There is a relation of potential between device electrodes. The initial velocity of the electron passing through the outermost orbit is
Since v0x is the maximum and v0y is 0, v0x = ± SQRT (2eVf / me) (5) v0y = 0 (6). From (1), (2), (3), (5), and (6), x = ± 2SQRT (VfHy / Va) (7), and the orbit of the electron passing through the outermost side is obtained. Therefore,
The beam width w when the height from the device is y is w = 4 · SQRT (Vf · Hy / Va) (8). This is the trajectory of electrons in a uniform accelerating electric field, but if the potential regulating plate is arranged so that the electric field on the accelerating electrode side is stronger than the electric field on the element substrate side, the beam will be narrowed down. Is the size of the electron passage hole is 75% of w
The inventors have found that the beam does not collide with the potential regulating plate even if the size is reduced to 0 through simulations of electron orbits and experiments.

【００４４】そこで、本発明に於いては、前記電子透過
孔の大きさを、前記電子放出部の外周部よりも（９）式
に示されるｒmin以上大きなものとすることで、電子通
過孔の大きさが電子ビームの幅よりも大きくなるように
して、電子が電位規定板に衝突することを防止してい
る。Therefore, in the present invention, the size of the electron transmitting hole is set to be larger than the outer peripheral portion of the electron emitting portion by at least rmin shown in the equation (9), so that the electron passing hole is formed. The size is made larger than the width of the electron beam to prevent the electrons from colliding with the potential regulating plate.

【００４５】 ｒmin＝１．５・ＳＱＲＴ（Ｖf・Ｈh／Ｖa） （９） ｈ：基板と電位規定板の距離 例えば、図２６に示すような表面伝導型電子放出素子に
於いては電子放出部は幅Ｗの直線状であるので、電子透
過孔は外形線が図６（ａ）で示された長方形の両端に半
円を付加した形状よりも大きな孔とすればよい。また、
図２７に示すような電界放出素子に於いては電子放出部
は点とみなせるため、電子透過孔は図６（ｂ）で示され
る円よりも大きな孔とすればよい。Rmin = 1.5 · SQRT (Vf · Hh / Va) (9) h: Distance between substrate and potential regulating plate For example, in a surface conduction electron-emitting device as shown in FIG. Is a straight line having a width W, the electron transmission hole may have a larger outline than the shape shown in FIG. 6A in which semicircles are added to both ends of the rectangle. Also,
In the field emission device as shown in FIG. 27, since the electron emission portion can be regarded as a point, the electron transmission hole may be a hole larger than the circle shown in FIG. 6B.

【００４６】（電子源劣化の防止）荷電粒子が電子放出
部に衝突することにより電子源の劣化を防ぐために、本
発明者らは電子放出素子の中でも、表面伝導型電子放出
素子のように基体面併設された電極間に電子放出部を有
するタイプの素子は、その駆動時に前記基体面に平行な
電界成分を発生する素子であるがゆえに、放出電子の軌
道が、電子放出部の真上方向に対して一対の素子電極の
なす電界方向にずれる点、さらには画像形成装置内で発
生する正イオンが、電子源と画像形成部材間に印加され
高圧により形成されるこれらに垂直な電界にほぼ沿って
飛翔する点に着目し、本発明の最も好ましい形態を完成
させたものである。本発明の画像形成装置に於いては、
前記電子放出部の真上部に前記電子通過孔が位置しない
ように配置することで荷電粒子が電子源に衝突すること
を防止している。(Prevention of Electron Source Deterioration) In order to prevent the electron source from deteriorating due to collision of charged particles with the electron emitting portion, the inventors of the present invention use a substrate such as a surface conduction electron emitting device among electron emitting devices. Since the element of the type having an electron emitting portion between the electrodes provided side by side on the body surface is an element which generates an electric field component parallel to the base surface when driven, the trajectory of the emitted electrons is directed right above the electron emitting portion. With respect to the electric field formed by the pair of element electrodes, and moreover, the positive ions generated in the image forming apparatus are applied to between the electron source and the image forming member and are almost formed in the electric field perpendicular to them. The most preferable form of the present invention has been completed, paying attention to the point of flying along. In the image forming apparatus of the present invention,
The charged particles are prevented from colliding with the electron source by arranging the electron passage hole so as not to be located right above the electron emission portion.

【００４７】即ち、本発明の電子線発生装置によれば、
電子放出素子の電子放出部から放出された電子は上記素
子の真上方向に対して一対の素子電極のなす電界方向に
ずれて飛翔するのに加え、電位規定板の電位を加速電極
型の電界が強くなるように設定することで電子の軌道を
更に大きく上記素子の真上方向に対してずらすことがで
きるので、電子が電位規定板に衝突することなく電子通
過孔を通過することができる。一方、画像形成装置内で
発生する正イオンは、電子放出素子に対してほぼ鉛直方
向から入射してくる。そのため、上記正イオンは電位規
定板にて遮られ、電子放出部に到達することはない。即
ち、電位規定板はイオン遮蔽板として働く。また、不測
の放電が生じた場合にも電子源の劣化を防止できる。従
って、本発明の場合、図２９に示したような電子偏向の
ためのグリッドを付加する必要はない。That is, according to the electron beam generator of the present invention,
The electrons emitted from the electron-emitting portion of the electron-emitting device are displaced in the direction of the electric field formed by the pair of device electrodes with respect to the direction directly above the device, and in addition, the potential of the potential regulating plate is changed to the accelerating electrode type electric field. By setting so as to be stronger, the orbit of the electron can be further shifted to the direction directly above the element, so that the electron can pass through the electron passage hole without colliding with the potential regulating plate. On the other hand, positive ions generated in the image forming apparatus are incident on the electron-emitting device in a substantially vertical direction. Therefore, the positive ions are blocked by the potential regulating plate and do not reach the electron emitting portion. That is, the potential regulating plate functions as an ion shielding plate. Moreover, even if an unexpected discharge occurs, the deterioration of the electron source can be prevented. Therefore, in the case of the present invention, it is not necessary to add a grid for electron deflection as shown in FIG.

【００４８】また、本発明は、表面伝導型電子放出素子
以外の冷陰極型電子放出素子のうち、電子放出素子の真
上方向に対してずれた電子軌道を成すいずれの電子放出
素子に対しても適用できる。具体例としては、本出願人
による特開昭６３−２７４０４７号公報に記載されたよ
うな対向する一対の電極を電子源を成す基板面に沿って
構成した電界放出型の電子放出素子がある。Further, the present invention is applicable to any of the cold cathode type electron emitting devices other than the surface conduction type electron emitting device, which form an electron orbit which is deviated from the direction directly above the electron emitting device. Can also be applied. As a specific example, there is a field emission type electron-emitting device in which a pair of electrodes facing each other are formed along the surface of a substrate forming an electron source, as described in JP-A-63-274047 by the present applicant.

【００４９】（電位規定板の電位）本発明者らは鋭意研
究した結果、前記電子放出部の真上部に前記電子通過孔
が位置しないように配置した構成の電子線発生装置にお
いて電位規定板の電位を高くしていくと、電子線が電気
規定板に引き寄せられていき、前記電位規定板の電位を
電気規定板が存在しないときの空間電位から、前記素子
の電極の電位の２倍を減じた電位よりも高くすると電子
線が電位規定板に衝突してしまうことを見出した。(Electric potential of potential regulating plate) As a result of intensive studies by the present inventors, the potential regulating plate of the electron beam generating device having a structure in which the electron passing hole is not located directly above the electron emitting portion is arranged. When the electric potential is increased, the electron beam is attracted to the electric regulating plate, and the electric potential of the electric potential regulating plate is subtracted from the space potential when the electric regulating plate does not exist by twice the electric potential of the electrode of the element. It was found that the electron beam collides with the potential regulating plate when the potential is higher than the potential.

【００５０】そこで、本発明の電子線発生装置に於いて
は、図３２に示すように、電位規定板の電位Ｖを次式、 Ｖ＜Ｖａ・ｈ／Ｈ−２・Ｖｆ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖｆ：素子電極間の電位差 Ｖａ：加速電極の電位 を満たすように設定することで、電子線が電位規定板に
衝突しないようにすることができる。Therefore, in the electron beam generator of the present invention, as shown in FIG. 32, the potential V of the potential regulating plate is expressed by the following formula: V <Va.h / H-2.Vf where H: substrate Between the substrate and the potential regulating plate h: distance between the substrate and the potential regulating plate Vf: potential difference between the device electrodes Va: potential of the accelerating electrode is set so that the electron beam does not collide with the potential regulating plate. You can

【００５１】（帯電防止）また、本発明者らは鋭意研究
した結果、第２の課題である蛍光体上の発光位置や発光
形状の変化についても、電子源から放出される電子がそ
の誘因となることを見出した。電子源から放出された電
子は画像形成部材である蛍光体への衝突の他に、確率は
低いが真空中の残留ガスへの衝突が起こる。これらの衝
突時にある確率で発生した散乱粒子（イオン、２次電
子、中性粒子等）の一部が、画像形成装置内の絶縁性材
料の露出した部分に衝突し、上記露出部が帯電している
ことがわかった。この帯電により、上記露出部の近傍で
は電場が変化して電子軌道のずれが生じ、蛍光体の発光
位置や発光形状の変化が引き起こされたと考えられる。(Antistatic) Further, as a result of intensive studies by the present inventors, the electrons emitted from the electron source cause the second problem, that is, the change in the light emitting position and the light emitting shape on the phosphor. I found that. The electrons emitted from the electron source collide not only with the phosphor, which is the image forming member, but also with a low probability, against the residual gas in the vacuum. Some of the scattering particles (ions, secondary electrons, neutral particles, etc.) generated at a certain probability at the time of these collisions collide with the exposed portions of the insulating material in the image forming apparatus, and the exposed portions are charged. I understood that. It is considered that, due to this charging, the electric field changed near the exposed portion, causing a shift in the electron trajectory, causing a change in the light emission position and light emission shape of the phosphor.

【００５２】また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化
状況から、上記露出部にはおもに正電荷が蓄積している
こともわかった。この原因としては、散乱粒子のうちの
正イオンが付着帯電する場合、或は散乱粒子が上記露出
部に衝突するときに発生する２次電子放出により正の帯
電が起きる場合などが考えられる。It was also found from the light emitting position and shape change state of the phosphor that positive charges were mainly accumulated in the exposed portion. The cause of this may be that positive ions of the scattering particles are attached and charged, or positive charges are generated by secondary electron emission generated when the scattering particles collide with the exposed portion.

【００５３】本発明の電子線発生装置によれば、電子源
と加速電極の間に設けた電位規定板が加速電極型から見
た上記絶縁材料の露出部を覆うので、絶縁材料に不要な
帯電が生じるのを防止することができる。According to the electron beam generator of the present invention, the potential regulating plate provided between the electron source and the accelerating electrode covers the exposed portion of the insulating material viewed from the accelerating electrode type. Can be prevented.

【００５４】上記構成及び特徴は、以下に説明する発明
の実施の形態でもってより明らかになるであろう。The above-mentioned structure and features will be more apparent from the embodiments of the invention described below.

【００５５】[0055]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【００５６】まず、本発明に関わる電子源の一構成例を
図１〜３に示す。図１は平面図、図２は図１のＡ−Ａ’
断面図、図３は図１のＢ−Ｂ’断面図である。図示にお
いて、１は基板、７１と７２は素子電極、１４は電子放
出部を含む導電性膜、１３は電子放出部、１１は電位規
定板、１２は電子通過孔、１５は支柱である。First, an example of the structure of the electron source according to the present invention is shown in FIGS. 1 is a plan view, and FIG. 2 is AA 'in FIG.
A sectional view and FIG. 3 are sectional views taken along the line BB ′ of FIG. In the figure, 1 is a substrate, 71 and 72 are device electrodes, 14 is a conductive film including an electron emitting portion, 13 is an electron emitting portion, 11 is a potential regulating plate, 12 is an electron passage hole, and 15 is a column.

【００５７】尚、図１においては、１１の電位規定板が
透けて下部の構造が示されている。なお、図１は基板１
上に併設された素子電極７１、７２間に電子放出部１３
を含む導電性膜１４を有する表面伝導型電子放出素子と
電位規定板１１とが一体配置された構成を有する電子源
の例を示すものである。In FIG. 1, 11 potential regulating plates are shown to show the lower structure. In addition, FIG. 1 shows the substrate 1.
The electron emission part 13 is provided between the device electrodes 71 and 72 provided above.
1 shows an example of an electron source having a configuration in which a surface conduction electron-emitting device having a conductive film 14 containing a and a potential regulating plate 11 are integrally arranged.

【００５８】本発明に係わる画像形成装置は基本的に
は、薄型の真空容器内に、基板上に多数の冷陰極素子を
配列してなるマルチ電子源と、電子の照射により画像を
形成する画像形成部材とを対向して備えている。The image forming apparatus according to the present invention is basically a multi-electron source in which a large number of cold cathode elements are arranged on a substrate in a thin vacuum container, and an image for forming an image by electron irradiation. The forming member is provided so as to face it.

【００５９】冷陰極素子は、例えばフォトリソグラフィ
ー・エッチングのような製造技術を用いれば基板上に精
密に位置決めして形成できるため、微小な間隔で多数個
を配列することが可能である。しかも、従来からＣＲＴ
等で用いられてきた熱陰極と比較すると、陰極自身や周
辺部が比較的低温な状態で駆動できるため、より微細な
配列ピッチのマルチ電子源を容易に実現できる。Since the cold cathode elements can be precisely positioned and formed on the substrate by using a manufacturing technique such as photolithography / etching, a large number of cold cathode elements can be arranged at minute intervals. Moreover, it has been a CRT from the past.
Compared with the hot cathode used in the above, the cathode itself and the peripheral portion can be driven in a relatively low temperature state, so that a multi-electron source with a finer array pitch can be easily realized.

【００６０】また、冷陰極素子の中でもとりわけ好まし
いのは、表面伝導型電子放出素子である。すなわち、冷
陰極素子のうち、ＭＩＭ型素子は絶縁層や上部電極の厚
さを比較的精密に制御する必要があり、またＦＥ型素子
は針状の電子放出部の先端形状を精密に制御する必要が
ある。そのため、これらの素子は比較的製造コストが高
くなったり、製造プロセス上の制限から大面積のものを
作製するのが困難となる場合があった。Among the cold cathode devices, the surface conduction electron-emitting device is particularly preferable. That is, of the cold cathode devices, the MIM type device needs to control the thickness of the insulating layer and the upper electrode relatively precisely, and the FE type device precisely controls the tip shape of the needle-shaped electron emitting portion. There is a need. For this reason, these elements have a relatively high manufacturing cost, and it is sometimes difficult to manufacture a large-area element due to limitations in the manufacturing process.

【００６１】これに対して、表面伝導型電子放出素子は
構造が単純で製造が簡単であり、大面積のものも容易に
作製できる。近年、特に大画面で安価な表示装置が求め
られる状況に於いては、とりわけ好適な冷陰極素子であ
るといえる。On the other hand, the surface conduction electron-emitting device has a simple structure and is easy to manufacture, and a large-area one can be easily manufactured. In recent years, it can be said that it is a particularly suitable cold cathode element particularly in a situation where an inexpensive display device having a large screen is required.

【００６２】また、本出願人は、表面伝導型電子放出素
子のなかでは、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子
膜から形成したものが特性上、あるいは大面積化する上
で好ましいことを見出している。そこで、以下に述べる
本発明の実施の形態では、微粒子膜を用いて形成した表
面伝導型電子放出素子をマルチ電子源として用いた画像
表示装置を、本発明の画像形成装置の好ましい例として
説明する。Further, the applicant of the present invention has found that among the surface conduction electron-emitting devices, the one in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is preferable in terms of characteristics or increasing the area. There is. Therefore, in the embodiments of the present invention described below, an image display device using a surface conduction electron-emitting device formed by using a fine particle film as a multiple electron source will be described as a preferable example of the image forming device of the present invention. .

【００６３】＜第１の実施の形態＞本発明を適用した画
像表示装置の表示パネルの構成について、具体的な例を
示して説明する。図１４は、第１の実施形態に用いた表
示パネルの斜視図であり、内部構成を示すためにパネル
と電位規定板の一部を切り欠いて示している。<First Embodiment> The configuration of a display panel of an image display device to which the present invention is applied will be described with reference to a specific example. FIG. 14 is a perspective view of the display panel used in the first embodiment, in which a part of the panel and the potential regulating plate are cut away to show the internal configuration.

【００６４】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレート、１０１１は電位
規定板であり、１００５〜１００７により表示パネルの
内部を真空に維持するための気密容器を形成している。
リアプレート１００５には、基板１００１が固定されて
いるが、該基板上には冷陰極素子１００２がＮ×Ｍ個形
成されている。（Ｎ，Ｍは２以上の正の整数であり、目
的とする表示画素数に応じて適宜設定される。例えば、
高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装置におい
ては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００以上の数を設定する
ことが望ましい。本実施形態においては、Ｎ＝３０７
２，Ｍ＝１０２４とした。）前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子
は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１０
０４により単純マトリクス配線されている。前記、１０
０１〜１００４によって構成される部分をマルチ電子ビ
ーム源と呼ぶ。In the figure, 1005 is a rear plate, and 1006.
Is a side wall, 1007 is a face plate, 1011 is a potential regulating plate, and 1005 to 1007 form an airtight container for maintaining a vacuum inside the display panel.
A substrate 1001 is fixed to the rear plate 1005, and N × M cold cathode elements 1002 are formed on the substrate. (N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels.
In a display device intended for high-definition television display, it is desirable to set the numbers N = 3000 and M = 1000 or more. In this embodiment, N = 307
2, M = 1024. ) The N × M number of cold cathode elements are M row-directional wirings 1003 and N column-directional wirings 10.
Reference numeral 04 represents simple matrix wiring. Said 10
The part constituted by 01 to 1004 is called a multi-electron beam source.

【００６５】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣ
ＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体
が塗り分けられている。各色の蛍光体は、例えば図１５
（ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光
体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設けて
ある。蛍光膜１００８のリアプレートの側の面には、Ｃ
ＲＴの分野では公知のメタルバック１００９を設けてあ
る。電位規定板１０１１は行方向配線１００３のうえに
配置された絶縁層１０２０を介して設置されている。A fluorescent film 1008 is formed on the lower surface of the face plate 1007. Since the present embodiment is a color display device, the fluorescent film 1008 has C
Phosphors of three primary colors of red, green and blue used in the field of RT are separately applied. The phosphor of each color is, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, a black conductor 1010 is provided between stripes of the phosphor, which are separately applied in stripes. On the surface of the fluorescent film 1008 on the rear plate side, C
A metal back 1009 known in the field of RT is provided. The potential regulating plate 1011 is installed via an insulating layer 1020 arranged on the row wiring 1003.

【００６６】また、Ｄx1〜Ｄxm及びＤy1〜Ｄyn及びＨv
は、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接
続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電気ビーム源の行方向配線１００３
と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線１０
０４と、Ｈvはフェースプレートのメタルバック１００
９と電気的に接続している。Further, Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn and Hv
Is an electric connection terminal of an airtight structure provided for electrically connecting the display panel and an electric circuit (not shown).
Dx1 to Dxm are row-direction wirings 1003 of the multi electric beam source
And Dy1 to Dyn are the wiring 10 in the column direction of the multi-electron beam source.
04 and Hv are metal back 100 of face plate
9 is electrically connected.

【００６７】本実施形態における電子源の概略的な部分
斜視図を図７に示す。また、図中のＣ−Ｃ’断面図を図
８、及びＤ−Ｄ’断面図を図９に示す。但し、図７〜図
９において同じ符号で示したものは、同等部材を示して
いる。図中、１０１は絶縁性基板、１０４は絶縁性基板
１０１上にパターン形成された列方向配線、１０３は列
方向配線１０４と層間絶縁層（不図示）を介して印刷法
などにより形成した行方向配線、１２０は絶縁層であ
り、１０２は電子放出素子である。A schematic partial perspective view of the electron source in this embodiment is shown in FIG. 8 is a sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 8 and FIG. 9 is a sectional view taken along the line DD ′. However, those denoted by the same reference numerals in FIGS. 7 to 9 are equivalent members. In the figure, 101 is an insulating substrate, 104 is column-directional wiring patterned on the insulating substrate 101, and 103 is a row direction formed by a printing method or the like via the column-directional wiring 104 and an interlayer insulating layer (not shown). Wiring, 120 is an insulating layer, and 102 is an electron-emitting device.

【００６８】電子放出素子１０２は、図１を用いて前述
したように、図１において、並設された素子電極７１、
７２間に、電子放出部１３を含む導電性膜１４を有する
表面伝導型電子放出素子であり、この電子放出素子１０
２の多数個が図７に示すように、結線１１９により行方
向配線１０３及び列方向配線１０４と電気的に接続され
ている。As described above with reference to FIG. 1, the electron-emitting device 102 includes the device electrodes 71, which are arranged in parallel in FIG.
72 is a surface conduction electron-emitting device having a conductive film 14 including an electron-emitting portion 13 between 72.
As shown in FIG. 7, a large number of the wirings 2 are electrically connected to the row-direction wirings 103 and the column-direction wirings 104 by connection lines 119.

【００６９】また、１１１は導電性を有する薄板（アル
ミニウム等）からなる電位規定板であり、行方向配線１
０３上に設けられた絶縁層１２０を介して配置される。
電位規定板１１１は各電子放出素子１０２の直上部を覆
い、かつ各電子放出素子の電子放出部から放出される電
子の軌道を遮らないように電子通過孔１１２が形成され
ている。Reference numeral 111 is a potential regulating plate made of a conductive thin plate (aluminum or the like).
03 is placed over the insulating layer 120.
The potential regulating plate 111 covers an immediately upper portion of each electron-emitting device 102, and an electron passage hole 112 is formed so as not to block the trajectory of electrons emitted from the electron-emitting portion of each electron-emitting device.

【００７０】具体的には、基板１０１とメタルバック１
０９との間隔Ｈは５ｍｍとし、加速電圧Ｖａを５ｋＶ、
一対の素子電極間の印加電圧Ｖｆは１４Ｖとした。電子
放出素子の上部８０μｍの高さｈに厚さ５０μｍの電位
規定板を配置し、長辺２２０μｍ、短辺１１０μｍの長
方形の孔を、電子放出部１０２の直上部から６０μｍず
れた位置に電子通過孔１１２として配置した。電子放出
部の形状は長さ１００μｍの直線状であるので、この電
子通過孔の大きさは電子ビームが衝突せずに通るために
十分な大きさである。また電位規定板が存在しないとき
の素子基板からの高さｈが８０μｍの空間電位はＶａ・
ｈ／Ｈ＝８０Ｖである。Specifically, the substrate 101 and the metal back 1
The distance H from the axis 09 is 5 mm, the acceleration voltage Va is 5 kV,
The applied voltage Vf between the pair of device electrodes was 14V. An electric potential regulating plate having a thickness of 50 μm is arranged at a height h of 80 μm above the electron-emitting device, and electrons are passed through a rectangular hole having a long side of 220 μm and a short side of 110 μm at a position displaced by 60 μm from the position right above the electron-emitting portion 102. It was arranged as a hole 112. Since the shape of the electron emission portion is a linear shape having a length of 100 μm, the size of the electron passage hole is large enough for the electron beam to pass without collision. In addition, the space potential when the height h from the element substrate is 80 μm when there is no potential regulating plate is Va.
h / H = 80V.

【００７１】本実施形態において電位規定板に１５Ｖの
電圧を与えると、スポット径が電位規定板を入れなかっ
た場合の６０％程度になり、より高精細なディスプレイ
を実現できた。電位規定板に３５Ｖの電位を与えるとス
ポット径は電位規定板に１５Ｖの電位を与えたときと同
程度で、より明るいスポットを得ることができた。電位
規定板に７５Ｖの電位を与えると電位規定板を入れなか
った場合と比べて、スポット系は９０％程度でスポット
の明るさは減少した。これは電子ビームの一部が電位規
定板に衝突しているためと考えられる。In this embodiment, when a voltage of 15 V was applied to the potential regulating plate, the spot diameter was about 60% of the case without the potential regulating plate, and a display with higher definition could be realized. When a potential of 35 V was applied to the potential regulating plate, the spot diameter was about the same as when a potential of 15 V was applied to the potential regulating plate, and a brighter spot could be obtained. When a potential of 75 V was applied to the potential regulating plate, the spot system reduced the brightness of the spot by about 90% as compared with the case where the potential regulating plate was not inserted. It is considered that this is because a part of the electron beam collides with the potential regulating plate.

【００７２】電位規定板に与えた電位に関わらず、イオ
ンによる電子放出部のダメージが少なくなったため、電
子放出素子の寿命が延び、また、画像形成部材と素子の
間で生じる突発的な放電現象も減少することを確認し
た。絶縁部の帯電によるスポットずれやスポット変形も
減少した。本実施形態においては、スポット径の大きさ
と明るさを総合的に考慮すると電位規定板に与える電位
は３５Ｖの場合が最も好ましかった。Irrespective of the potential applied to the potential regulating plate, the damage of the electron emitting portion due to the ions is reduced, the life of the electron emitting device is extended, and a sudden discharge phenomenon occurs between the image forming member and the device. Also confirmed that it will decrease. Spot displacement and spot deformation due to electrification of the insulating part were also reduced. In this embodiment, when the size of the spot diameter and the brightness are comprehensively considered, the potential applied to the potential regulating plate is most preferably 35V.

【００７３】理由は、図４に示すごとく、電位規定板の
電位を徐々に変化させた場合のスポットサイズが図４の
様になるからでもある。図４によれば、スポット径が最
少になるのは前記電位規定板の電位を該電位規定板が存
在しないときの空間電位に０．３を乗じた電位に設定し
た時であること、また、電位規定板の電位を低くすると
電子放出の効率が低下することがわかる。そこで、本発
明の電子線発生装置に於いては、前記電位規定板の電位
を該電位規定板が存在しないときの空間電位に０．３を
乗じた電位よりも高く設定することで電子の放出効率を
あまり低下させずに且つ電子ビームを必要なスポット径
に絞ることができるのである。The reason is that, as shown in FIG. 4, the spot size when the potential of the potential regulating plate is gradually changed is as shown in FIG. According to FIG. 4, the spot diameter is minimized when the potential of the potential regulating plate is set to a potential obtained by multiplying 0.3 by the spatial potential when the potential regulating plate is not present. It can be seen that the efficiency of electron emission decreases when the potential of the potential regulating plate is lowered. Therefore, in the electron beam generator of the present invention, the potential of the potential regulating plate is set to be higher than the potential obtained by multiplying 0.3 by the spatial potential when the potential regulating plate is not present. The electron beam can be focused to a required spot diameter without significantly lowering the efficiency.

【００７４】次に、本発明を適用した画像表示装置の表
示パネルの構成と製造法について、具体的な例を示して
説明する。Next, the structure and manufacturing method of the display panel of the image display device to which the present invention is applied will be described with reference to specific examples.

【００７５】図１４は、実施形態に用いた表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切
り欠いて示している。FIG. 14 is a perspective view of the display panel used in the embodiment, in which a part of the panel is cut away to show the internal structure.

【００７６】図中、１００５はリアプレート、１００６
は側壁、１００７はフェースプレートであり、１００５
〜１００７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。気密容器を組み立てるに
あたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保
持させるため封着する必要があるが、たとえばフリット
ガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。In the figure, 1005 is a rear plate, and 1006.
Is a side wall, 1007 is a face plate, 1005
˜1007 form an airtight container for maintaining a vacuum inside the display panel. When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member to maintain sufficient strength and airtightness.For example, apply frit glass to the joints, and in air or nitrogen atmosphere, Sealing was achieved by baking at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more. A method of evacuating the inside of the airtight container to a vacuum will be described later.

【００７７】リアプレート１００５には、基板１００１
が固定されているが、該基板上には表面伝導型放出素子
１００２がＮｘＭ個形成されている。（Ｎ，Ｍは２以上
の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜
設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目
的とした表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０
００以上の数を設定することが望ましい。本実施形態に
おいては、Ｎ＝３０７２，Ｍ＝１０２４とした。）前記
ＮｘＭ個の表面伝導型放出素子は、Ｍ本の行方向配線１
００３とＮ本の列方向配線１００４により単純マトリク
ス配線されている。前記、１００１〜１００４によって
構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。なお、マ
ルチ電子ビーム源の製造方法や構造については、後で詳
しく述べる。The rear plate 1005 has a substrate 1001.
Are fixed, but N × M surface conduction electron-emitting devices 1002 are formed on the substrate. (N and M are positive integers of 2 or more and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device for displaying high-definition television, N = 3000, M = 10
It is desirable to set the number to 00 or more. In this embodiment, N = 3072 and M = 1024. ) The N × M surface conduction electron-emitting devices are M row-direction wirings 1.
003 and N column-direction wirings 1004 form a simple matrix wiring. The portion constituted by 1001 to 1004 is called a multi-electron beam source. The manufacturing method and structure of the multi-electron beam source will be described later in detail.

【００７８】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート１００５にマルチ電子ビーム源の基板１００１を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０
０１が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１０
０１自体を用いてもよい。In this embodiment, the multi-electron beam source substrate 1001 is fixed to the rear plate 1005 of the airtight container, but the multi-electron beam source substrate 10 is fixed.
01 has sufficient strength, the substrate 10 of the multi-electron beam source is used as a rear plate of the hermetic container.
01 itself may be used.

【００７９】また、フェースプレート１００７の下面に
は、蛍光膜１００８が形成されている。本実施形態はカ
ラー表示装置であるため、蛍光膜１００８の部分にはＣ
ＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体
が塗り分けられている。各色の蛍光体は、たとえば図１
５（ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍
光体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設け
てある。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビ
ームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが
生じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐ事、電子ビームによる蛍光膜の
チャージアップを防止する事などである。黒色の導電体
１０１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目
的に適するものであればこれ以外の材料を用いても良
い。A fluorescent film 1008 is formed on the lower surface of the face plate 1007. Since the present embodiment is a color display device, the fluorescent film 1008 has C
Phosphors of three primary colors of red, green and blue used in the field of RT are separately applied. The phosphors of each color are shown in FIG.
As shown in FIG. 5 (a), the conductors 1010 are painted in stripes, and black conductors 1010 are provided between the phosphor stripes. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from shifting even if the electron beam irradiation position is slightly shifted, and to prevent the reflection of external light to prevent the display contrast from lowering. And preventing charge-up of the fluorescent film by the electron beam. Although graphite was used as a main component for the black conductor 1010, other materials may be used as long as they are suitable for the above purpose.

【００８０】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図１５（ａ）に示したストライプ状の配列に限られるも
のではなく、たとえば図１５（ｂ）に示すようなデルタ
状配列や、それ以外の配列であってもよい。The method of separately coating the phosphors of the three primary colors is not limited to the stripe-shaped arrangement shown in FIG. 15 (a). For example, the delta arrangement shown in FIG. 15 (b) or Other arrangements may be used.

【００８１】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１００８に用い
ればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。When a monochrome display panel is produced, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1008, and a black conductive material is not necessarily used.

【００８２】また、蛍光膜１００８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１００９
を設けてある。メタルバック１００９を設けた目的は、
蛍光膜１００８が発する光の一部を鏡面反射して光利用
率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１００
８を保護する事や、電子ビーム加速電圧を印加するため
の電極として作用させる事や、蛍光膜１００８を励起し
た電子の導電路として作用させる事などである。メタル
バック１００９は、蛍光膜１００８をフェースプレート
基板１００７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理
し、その上にＡｌを真空蒸着する方法により形成した。
なお、蛍光膜１００８に低電圧用の蛍光体材料を用いた
場合には、メタルバック１００９は用いない。On the rear plate side surface of the fluorescent film 1008, a metal back 1009 known in the field of CRT is used.
Is provided. The purpose of providing the metal back 1009 is
A part of the light emitted from the fluorescent film 1008 is specularly reflected to improve the light utilization rate, or the fluorescent film 1008
8 to protect it, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, and to act as a conductive path for excited electrons of the fluorescent film 1008. The metal back 1009 was formed by forming a fluorescent film 1008 on the face plate substrate 1007, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon.
The metal back 1009 is not used when a low voltage fluorescent material is used for the fluorescent film 1008.

【００８３】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板１００７と蛍光膜１００８との間
に、たとえばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。Although not used in this embodiment, for the purpose of applying an accelerating voltage and improving the conductivity of the fluorescent film, a transparent material such as ITO is formed between the face plate substrate 1007 and the fluorescent film 1008. Electrodes may be provided.

【００８４】また、Ｄx1〜ＤxmおよびＤy1〜Ｄynおよび
Ｈｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的
に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子であ
る。Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線１０
０３と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線
１００４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１
００９と電気的に接続している。Further, Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn and Hv are electric connection terminals having an airtight structure provided for electrically connecting the display panel and an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are the row wirings 10 of the multi-electron beam source.
03, Dy1 to Dyn are column direction wirings 1004 of the multi-electron beam source, and Hv is the metal back 1 of the face plate.
009 electrically.

【００８５】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０のマイナス７乗［Ｔ
ｏｒｒ］程度の真空度まで排気する。その後、排気管を
封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封
止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲ
ッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、たと
えばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしく
は高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、
該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１ｘ１０マ
イナス５乗ないしは１ｘ１０マイナス７乗［Ｔｏｒｒ］
の真空度に維持される。To evacuate the inside of the airtight container to a vacuum, after assembling the airtight container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the airtight container is reduced to the power of 10 −7 [T].
orr]. Then, the exhaust pipe is sealed, but in order to maintain the degree of vacuum in the airtight container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the airtight container immediately before or after the sealing. The getter film is, for example, a film formed by heating and depositing a getter material containing Ba as a main component by a heater or high-frequency heating,
Due to the adsorption action of the getter film, the inside of the airtight container is 1 × 10 −5 or 1 × 10 −7 [Torr].
Is maintained at a vacuum degree.

【００８６】以上、本発明実施形態の表示パネルの基本
構成と製法を説明した。The basic structure and manufacturing method of the display panel according to the embodiment of the present invention have been described above.

【００８７】次に、前記実施形態の表示パネルに用いた
マルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the multi-electron beam source used in the display panel of the above embodiment will be described.

【００８８】本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビーム源は、表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線
した電子源であれば、表面伝導型放出素子の材料や形状
あるいは製法に制限はない。しかしながら、発明者ら
は、表面伝導型放出素子の中では、電子放出部もしくは
その周辺部を微粒子膜から形成したものが電子放出特性
に優れ、しかも製造が容易に行えることを見いだしてい
る。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置のマル
チ電子ビーム源に用いるには、最も好適であると言え
る。そこで、上記実施形態の表示パネルにおいては、電
子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した表
面伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝
導型放出素子について基本的な構成と製法および特性を
説明し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線した
マルチ電子ビーム源の構造について述べる。The multi-electron beam source used in the image display device of the present invention is not limited in the material, shape or manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device as long as it is an electron source in which surface conduction electron-emitting devices are wired in a simple matrix. However, the inventors have found that among the surface conduction electron-emitting devices, those in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film have excellent electron-emitting characteristics and can be easily manufactured. Therefore, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance, large-screen image display device. Therefore, in the display panel of the above embodiment, a surface conduction electron-emitting device in which the electron-emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is used. Therefore, the basic configuration, manufacturing method and characteristics of a suitable surface conduction electron-emitting device will be described first, and then the structure of a multi-electron beam source in which many devices are arranged in a simple matrix will be described.

【００８９】電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜
から形成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、
平面型と垂直型の２種類があげられる。A typical structure of the surface conduction electron-emitting device in which the electron emitting portion or its peripheral portion is formed of a fine particle film is as follows.
There are two types: flat type and vertical type.

【００９０】＜平面型の表面伝導型放出素子＞まず最初
に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法につ
いて説明する。図１６に示すのは、平面型の表面伝導型
放出素子の構成を説明するための平面図（ａ）および断
面図（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２と
１１０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
１１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。<Plane Type Surface Conduction Type Emitting Element> First, the element structure and manufacturing method of the plane type surface conduction type emitting element will be described. FIG. 16 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for explaining the structure of the flat surface conduction electron-emitting device. In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 1103 are device electrodes, 1104 is a conductive thin film, 1105
Are electron-emitting portions formed by an energization forming process;
Reference numeral 113 denotes a thin film formed by the activation process.

【００９１】基板１１０１としては、たとえば、石英ガ
ラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、ア
ルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上
述の各種基板上にたとえばＳｉＯ2 を材料とする絶縁層
を積層した基板、などを用いることができる。As the substrate 1101, for example, various glass substrates such as quartz glass and soda lime glass, various ceramic substrates such as alumina, or an insulating layer made of, for example, SiO 2 is laminated on the above various substrates. Substrate, etc. can be used.

【００９２】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電
性を有する材料によって形成されている。たとえば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合
金、あるいはＩｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 をはじめとする金属
酸化物、ポリシリコンなどの半導体、などの中から適宜
材料を選択して用いればよい。電極を形成するには、た
とえば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィ
ー、エッチングなどのパターニング技術を組み合わせて
用いれば容易に形成できるが、それ以外の方法（たとえ
ば印刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。The device electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 so as to face each other in parallel with the substrate surface are made of a conductive material. For example, N
i, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd,
The material may be appropriately selected from metals such as Ag and the like, alloys of these metals, metal oxides such as In 2 O 3 —SnO 2, and semiconductors such as polysilicon. An electrode can be easily formed by using a combination of a film forming technique such as vacuum evaporation and a patterning technique such as photolithography and etching. However, the electrode can be formed by other methods (for example, printing technique). I can't wait.

【００９３】素子電極１１０２と１１０３の形状は、当
該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百オングストローム
から数百マイクロメーターの範囲から適当な数値を選ん
で設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好
ましいのは数マイクロメーターより数十マイクロメータ
ーの範囲である。また、素子電極の厚さｄについては、
通常は数百オングストロームから数マイクロメーターの
範囲から適当な数値が選ばれる。The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device.
Generally, the electrode spacing L is usually designed by selecting an appropriate value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. It is in the range of ten micrometers. Further, regarding the thickness d of the device electrode,
Usually, an appropriate numerical value is selected from the range of several hundred angstroms to several micrometers.

【００９４】また、導電性薄膜１１０４の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微
粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに
重なり合った構造が観測される。A fine particle film is used for the conductive thin film 1104. The fine particle film mentioned here is a film containing many fine particles as a constituent element (including an island-shaped aggregate).
I mean If you examine the microparticle film microscopically, usually
A structure in which the individual particles are spaced apart, a structure in which the particles are adjacent to each other, or a structure in which the particles overlap each other is observed.

【００９５】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは１０オングスト
ロームから２００オングストロームの範囲のものであ
る。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条
件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極１１
０２あるいは１１０３と電気的に良好に接続するのに必
要な条件、後述する通電フォーミングを良好に行うのに
必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の
値にするために必要な条件、などである。The particle diameter of the fine particles used for the fine particle film is in the range of several angstroms to several thousand angstroms, and the range of 10 angstroms to 200 angstroms is particularly preferable. Further, the thickness of the fine particle film is appropriately set in consideration of various conditions described below. That is, the device electrode 11
02, or 1103, conditions necessary for satisfactorily performing energization forming described later, conditions necessary for setting the electric resistance of the fine particle film itself to an appropriate value described later. , And so on.

【００９６】具体的には、数オングストロームから数千
オングストロームの範囲のなかで設定するが、なかでも
好ましいのは１０オングストロームから５００オングス
トロームの間である。Specifically, it is set within the range of several angstroms to several thousand angstroms, but the range of 10 angstroms to 500 angstroms is particularly preferable.

【００９７】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓ
ｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，などをはじ
めとする酸化物や、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，Ｃ
ｅＢ6 ，ＹＢ4 ，ＧｄＢ4 ，などをはじめとする硼化物
や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，
などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，などをはじめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ，などを
はじめとする半導体や、カーボン、などがあげられ、こ
れらの中から適宜選択される。Materials that can be used for forming the fine particle film include, for example, Pd, Pt, Ru, Ag,
Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, T
a, W, Pb, and other metals, PdO, S
Oxides such as nO2, In2 O3, PbO, Sb2 O3, etc .; HfB2, ZrB2, LaB6, C
Borides such as eB6, YB4, GdB4, etc., TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC,
And other carbides, TiN, ZrN, Hf
Nitrides such as N, etc., semiconductors such as Si, Ge, etc., carbon, and the like are listed, and are appropriately selected from these.

【００９８】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
１０の３乗から１０の７乗［オーム／ｓｑ］の範囲に含
まれるよう設定した。As described above, the conductive thin film 1104 is formed of a fine particle film, and its sheet resistance value is
It was set to be included in the range of 10 3 to 10 7 [Ohm / sq].

【００９９】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３とは、電気的に良好に接続されるの
が望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造を
とっている。その重なり方は、図１６の例においては、
下から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層した
が、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電
極、の順序で積層してもさしつかえない。The conductive thin film 1104 and the device electrode 11
Since it is desirable that the wires 02 and 1103 be electrically connected well, they have a structure in which a part of each overlaps with the other. In the example of FIG. 16, the overlapping manner is
Although the substrate, the device electrode, and the conductive thin film are stacked in this order from the bottom, in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode may be stacked in this order from the bottom.

【０１００】また、電子放出部１１０５は、導電性薄膜
１１０４の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な性質を有してい
る。亀裂は、導電性薄膜１１０４に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。亀裂
内には、数オングストロームから数百オングストローム
の粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電
子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困
難なため、図１６においては模式的に示した。Further, the electron emitting portion 1105 is a crack-like portion formed in a part of the conductive thin film 1104, and has an electrically higher resistance than the surrounding conductive thin film. The crack is formed by performing a later-described energization forming process on the conductive thin film 1104. Fine particles having a particle diameter of several angstroms to several hundred angstroms may be arranged in the cracks. Since it is difficult to accurately and accurately show the actual position and shape of the electron emitting portion, the electron emitting portion is schematically shown in FIG.

【０１０１】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５およびその
近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォーミン
グ処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことによ
り形成する。Further, the thin film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound and covers the electron emitting portion 1105 and its vicinity. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process.

【０１０２】薄膜１１１３は、単結晶グラファイト、多
結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、も
しくはその混合物であり、膜厚は５００［オングストロ
ーム］以下とするが、３００［オングストローム］以下
とするのがさらに好ましい。The thin film 1113 is any one of single crystal graphite, polycrystalline graphite, amorphous carbon, or a mixture thereof, and the film thickness is 500 [angstrom] or less, but 300 [angstrom] or less. Is more preferable.

【０１０３】なお、実際の薄膜１１１３の位置や形状を
精密に図示するのは困難なため、図１６においては模式
的に示した。また、平面図（ａ）においては、薄膜１１
１３の一部を除去した素子を図示した。Since it is difficult to accurately illustrate the actual position and shape of the thin film 1113, it is schematically shown in FIG. Also, in the plan view (a), the thin film 11
13 shows a device in which a part of the device 13 is removed.

【０１０４】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態においては以下のような素子を用いた。The basic structure of a preferable element has been described above, but the following elements are used in the embodiment.

【０１０５】すなわち、基板１１０１には青板ガラスを
用い、素子電極１１０２と１１０３にはＮｉ薄膜を用い
た。素子電極の厚さｄは１０００［オングストロー
ム］、電極間隔Ｌは２［マイクロメーター］とした。That is, soda lime glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [micrometer].

【０１０６】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００［オングストロ
ーム］、幅Ｗは１００［マイクロメータ］とした。Pd or P as the main material of the fine particle film
The thickness of the fine particle film was about 100 [angstrom] and the width W was 100 [micrometer] using dO.

【０１０７】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図１７の（ａ）〜（ｄ）
は、表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断
面図で、各部材の表記は前記図１６と同一である。Next, a method for manufacturing a suitable flat surface conduction electron-emitting device will be described. 17 (a) to (d)
16A and 16B are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and the notation of each member is the same as that in FIG.

【０１０８】１）まず、図１７（ａ）に示すように、基
板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形成
する。1) First, as shown in FIG. 17A, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 1101.

【０１０９】形成するにあたっては、あらかじめ基板１
１０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、
素子電極の材料を堆積させる。（堆積する方法として
は、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術
を用ればよい。）その後、堆積した電極材料を、フォト
リソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニング
し、（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０
３）を形成する。Before forming, the substrate 1
After sufficiently washing 101 with a detergent, pure water and an organic solvent,
The material of the device electrode is deposited. (As a deposition method, for example, a vacuum film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method may be used.) Thereafter, the deposited electrode material is patterned by using a photolithography / etching technique, and as shown in FIG. The illustrated pair of device electrodes (1102 and 110)
Form 3).

【０１１０】２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１１０４を形成する。2) Next, a conductive thin film 1104 is formed as shown in FIG.

【０１１１】形成するにあたっては、まず前記同図
（ａ）の基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼
成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィ
ー・エッチングにより所定の形状にパターニングする。
ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる微粒子
の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液である。
（具体的には、本実施形態では主要元素としてＰｄを用
いた。また、実施形態では塗布方法として、ディッピン
グ法を用いたが、それ以外のたとえばスピンナー法やス
プレー法を用いてもよい。） また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成膜方法として
は、本実施形態で用いた有機金属溶液の塗布による方法
以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ法、あるいは化
学的気相堆積法などを用いる場合もある。In forming the film, first, an organic metal solution is applied to the substrate shown in FIG. 10A, dried, and heated and baked to form a fine particle film, which is then formed into a predetermined shape by photolithography and etching. Pattern.
Here, the organometallic solution is a solution of an organometallic compound whose main element is a material of fine particles used for the conductive thin film.
(Specifically, Pd is used as the main element in this embodiment. Further, although the dipping method is used as the coating method in the embodiment, other methods such as a spinner method or a spray method may be used.) In addition, as a method of forming a conductive thin film formed of a fine particle film, other than the method of applying the organometallic solution used in the present embodiment, for example, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or the like is used. Sometimes used.

【０１１２】３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ
ーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１０
３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を
行って、電子放出部１１０５を形成する。3) Next, as shown in FIG. 7C, the forming power supply 1110 to the device electrodes 1102 and 110 are connected.
3, an appropriate voltage is applied, and an energization forming process is performed to form the electron-emitting portion 1105.

【０１１３】通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜１１０４に通電を行って、その一部を
適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行
うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒
子膜で作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好
適な構造に変化した部分（すなわち電子放出部１１０
５）においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。
なお、電子放出部１１０５が形成される前と比較する
と、形成された後は素子電極１１０２と１１０３の間で
計測される電気抵抗は大幅に増加する。The energization forming treatment means that the electroconductive thin film 1104 made of a fine particle film is energized, and a part of it is appropriately destroyed, deformed or altered to change into a structure suitable for electron emission. It is a process that causes it. A portion of the conductive thin film made of a fine particle film that has been changed to a structure suitable for emitting electrons (that is, the electron emitting portion 110
In 5), an appropriate crack is formed in the thin film.
Note that the electric resistance measured between the element electrodes 1102 and 1103 after the formation is significantly increased as compared with before the formation of the electron emission portion 1105.

【０１１４】通電方法をより詳しく説明するために、図
１８に、フォーミング用電源１１１０から印加する適宜
の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄
膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ま
しく、本実施形態の場合には同図に示したようにパルス
幅Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印加
した。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、順
次昇圧した。また、電子放出部１１０５の形成状況をモ
ニターするためのモニターパルスＰｍを適宜の間隔で三
角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計
１１１１で計測した。In order to explain the energization method in more detail, FIG. 18 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110. When forming a conductive thin film made of a fine particle film, a pulsed voltage is preferable, and in the case of the present embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously formed at a pulse interval T2 as shown in FIG. Applied to. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was sequentially increased. In addition, a monitor pulse Pm for monitoring the state of formation of the electron-emitting portion 1105 was inserted between triangular-wave pulses at appropriate intervals, and the current flowing at that time was measured by an ammeter 1111.

【０１１５】実施形態においては、たとえば１０のマイ
ナス５乗［ｔｏｒｒ］程度の真空雰囲気下において、た
とえばパルス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を
１０［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに
０．１［Ｖ］ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス
印加するたびに１回の割りで、モニターパルスＰｍを挿
入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがない
ように、モニターパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に
設定した。そして、素子電極１１０２と１１０３の間の
電気抵抗が１ｘ１０の６乗［オーム］になった段階、す
なわちモニターパルス印加時に電流計１１１１で計測さ
れる電流が１ｘ１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった
段階で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した。In the embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 −5 [torr], for example, the pulse width T1 is 1 [millisecond], the pulse interval T2 is 10 [millisecond], and the peak value Vpf is The voltage was increased by 0.1 [V] for each pulse. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of one every time five triangular waves were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electric resistance between the element electrodes 1102 and 1103 becomes 1 × 10 6 [ohm], that is, the current measured by the ammeter 1111 when the monitor pulse is applied becomes 1 × 10 −7 [A] or less. At this stage, the energization related to the forming process was terminated.

【０１１６】なお、上記の方法は、本実施形態の表面伝
導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微
粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Ｌなど表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て通電の条件を適宜変更するのが望ましい。The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device of this embodiment, and the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and film thickness of the fine particle film or the element electrode spacing L is changed. In this case, it is desirable to appropriately change the energization conditions accordingly.

【０１１７】４）次に、図１７（ｄ）に示すように、活
性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３の
間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電
子放出特性の改善を行う。4) Next, as shown in FIG. 17D, an appropriate voltage is applied from the activation power source 1112 between the device electrodes 1102 and 1103, and the energization activation process is performed to obtain the electron emission characteristics. Make improvements.

【０１１８】通電活性化処理とは、前記通電フォーミン
グ処理により形成された電子放出部１１０５に適宜の条
件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積せしめる処理のことである。（図においては、炭
素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材１１１３と
して模式的に示した。）なお、通電活性化処理を行うこ
とにより、行う前と比較して、同じ印加電圧における放
出電流を典型的には１００倍以上に増加させることがで
きる。The energization activation process is a process of energizing the electron emitting portion 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions to deposit carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. (In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is schematically shown as a member 1113.) By performing the activation process, the emission current at the same applied voltage is typically smaller than that before the activation. Specifically, it can be increased by 100 times or more.

【０１１９】具体的には、１０のマイナス４乗ないし１
０のマイナス５乗［ｔｏｒｒ］の範囲内の真空雰囲気中
で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰
囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは
炭素化合物を堆積させる。堆積物１１１３は、単結晶グ
ラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、の
いずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は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。Specifically, 10 to the minus 4th power or 1
By applying a voltage pulse periodically in a vacuum atmosphere within the range of 0 to the fifth power [torr], carbon or a carbon compound originating from an organic compound existing in the vacuum atmosphere is deposited. The deposit 1113 is any of single crystal graphite, polycrystalline graphite, and amorphous carbon, or a mixture thereof, and has a thickness of 500.
[Angstrom] or less, more preferably 300 [angstrom] or less.

【０１２０】通電方法をより詳しく説明するために、図
１９に、活性化用電源１１１２から印加する適宜の電圧
波形の一例を示す。本実施形態においては、一定電圧の
矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行ったが、
具体的には，矩形波の電圧Ｖａｃは１４［Ｖ］，パルス
幅Ｔ３は１［ミリ秒］，パルス間隔Ｔ４は１０［ミリ
秒］とした。なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。In order to explain the energization method in more detail, FIG. 19 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112. In the present embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave having a constant voltage.
Specifically, the voltage Vac of the rectangular wave was 14 [V], the pulse width T3 was 1 [millisecond], and the pulse interval T4 was 10 [millisecond]. Note that the above-described energization conditions are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device of the present embodiment, and when the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to appropriately change the conditions accordingly.

【０１２１】図１７（ｄ）に示す符号１１１４は該表面
伝導型放出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉する
ためのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５および
電流計１１１６が接続されている。（なお、基板１１０
１を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行
う場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１
４として用いる。）活性化用電源１１１２から電圧を印
加する間、電流計１１１６で放出電流Ｉｅを計測して通
電活性化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源１
１１２の動作を制御する。電流計１１１６で計測された
放出電流Ｉｅの一例を図２０に示すが、活性化電源１１
１２からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過と
ともに放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和してほと
んど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅがほぼ
飽和した時点で活性化用電源１１１２からの電圧印加を
停止し、通電活性化処理を終了する。Reference numeral 1114 shown in FIG. 17 (d) is an anode electrode for trapping the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, to which a DC high voltage power supply 1115 and an ammeter 1116 are connected. (Note that the substrate 110
1 is incorporated in the display panel and then activated, the fluorescent surface of the display panel is set to the anode electrode 111.
Used as 4. ) While applying the voltage from the activation power supply 1112, the emission current Ie is measured by the ammeter 1116 to monitor the progress of the energization activation process, and the activation power supply 1
The operation of 112 is controlled. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG.
When the application of the pulse voltage starts from 12, the emission current Ie increases with the passage of time, but eventually saturates and hardly increases. As described above, when the emission current Ie is almost saturated, the voltage application from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process is ended.

【０１２２】なお、上述の通電条件は、本実施形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。The above energization conditions are preferable conditions for the surface-conduction type electron-emitting device of this embodiment, and when the design of the surface-conduction type electron-emitting device is changed, the conditions should be changed accordingly. desirable.

【０１２３】以上のようにして、図１７（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。As described above, the plane type surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 17E was manufactured.

【０１２４】＜垂直型の表面伝導型放出素子＞次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち
垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。<Vertical Surface Conduction Type Emitting Element> Next, another typical structure of the surface conduction type emitting element in which the electron emitting portion or its periphery is formed of a fine particle film, that is, vertical type surface conduction type emitting element. The configuration of the element will be described.

【０１２５】図２１は、垂直型の基本構成を説明するた
めの模式的な断面図であり、図中の１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。FIG. 21 is a schematic sectional view for explaining the basic structure of the vertical type, in which 1201 is a substrate and 1 is a substrate.
202 and 1203 are device electrodes, 1206 is a step forming member, 1204 is a conductive thin film using a fine particle film, 1205
Are electron-emitting portions formed by an energization forming process;
213 is a thin film formed by the activation process.

【０１２６】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材
１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２０４が段
差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。し
たがって、図１６の平面型における素子電極間隔Ｌは、
垂直型においては段差形成部材１２０６の段差高Ｌｓと
して設定される。なお、基板１２０１、素子電極１２０
２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜１２０
４、については、前記平面型の説明中に列挙した材料を
同様に用いることが可能である。また、段差形成部材１
２０６には、たとえばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性
の材料を用いる。The difference between the vertical type and the flat type described above is that one of the element electrodes (1202) is provided on the step forming member 1206, and the conductive thin film 1204 is provided on the side surface of the step forming member 1206. It is in the point of coating. Therefore, the device electrode spacing L in the flat type shown in FIG.
In the vertical type, the height is set as the step height Ls of the step forming member 1206. The substrate 1201 and the device electrode 120
2 and 1203, conductive thin film 120 using fine particle film
For 4, the materials listed in the description of the planar type can be used in the same manner. Also, the step forming member 1
For 206, an electrically insulating material such as SiO2 is used.

【０１２７】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図２２の（ａ）〜（ｆ）は、製造工
程を説明するための断面図で、各部材の表記は図２１と
同一である。Next, a method of manufacturing the vertical type surface conduction electron-emitting device will be described. 22A to 22F are cross-sectional views for explaining the manufacturing process, and the notation of each member is the same as that in FIG.

【０１２８】１）まず、図２２（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。1) First, as shown in FIG. 22A, a device electrode 1203 is formed on a substrate 1201.

【０１２９】２）次に、同図（ｂ）に示すように、段差
形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層
は、たとえばＳｉＯ2 をスパッタ法で積層すればよい
が、たとえば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を
用いてもよい。2) Next, as shown in FIG. 13B, an insulating layer for forming the step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by laminating SiO2 by sputtering, for example, but other film forming methods such as vacuum deposition or printing may be used.

【０１３０】３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶縁
層の上に素子電極１２０２を形成する。3) Next, as shown in FIG. 13C, the device electrode 1202 is formed on the insulating layer.

【０１３１】４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁
層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素
子電極１２０３を露出させる。4) Next, as shown in FIG. 9D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the device electrode 1203.

【０１３２】５）次に、同図（ｅ）に示すように、微粒
子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。形成する
には、前記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法など
の成膜技術を用いればよい。5) Next, as shown in FIG. 7E, a conductive thin film 1204 using a fine particle film is formed. For the formation, as in the case of the flat type, a film forming technique such as a coating method may be used.

【０１３３】６）次に、前記平面型の場合と同じく、通
電フォーミング処理を行い、電子放出部を形成する。
（図１７（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミ
ング処理と同様の処理を行えばよい。） ７）次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理
を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆
積させる。（図１７（ｄ）を用いて説明した平面型の通
電活性化処理と同様の処理を行えばよい。） 以上のようにして、図２２（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。6) Next, as in the case of the flat type, an energization forming process is performed to form an electron-emitting portion.
(The same process as the planar energization forming process described with reference to FIG. 17C may be performed.) 7) Next, as in the case of the planar type, the energization activation process is performed to perform the electron emission portion. Deposit carbon or a carbon compound in the vicinity. (The same process as the planar energization activation process described with reference to FIG. 17D may be performed.) As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. Manufactured.

【０１３４】＜表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性＞以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用い
た素子の特性について述べる。<Characteristics of Surface Conduction Type Emitting Element Used for Display Device> The element structure and manufacturing method of the plane type and vertical type surface conduction type emitting element have been described above. I will describe.

【０１３５】図２３に、表示装置に用いた素子の、（放
出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素
子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的な例
を示す。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著
しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、
これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータ
を変更することにより変化するものであるため、２本の
グラフは各々任意単位で図示した。FIG. 23 shows typical examples of (emission current Ie) vs. (device applied voltage Vf) characteristics and (device current If) vs. (device applied voltage Vf) characteristics of the device used in the display device. . Note that the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, and it is difficult to show the same current on the same scale.
Since these characteristics are changed by changing design parameters such as the size and shape of the element, the two graphs are shown in arbitrary units.

【０１３６】表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉｅに
関して以下に述べる３つの特性を有している。The element used in the display device has the following three characteristics regarding the emission current Ie.

【０１３７】第一に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈ
と呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に
放出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満
の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。First, a certain voltage (this is referred to as a threshold voltage Vth
The emission current Ie sharply increases when a voltage of the above magnitude is applied to the element, while the emission current Ie is hardly detected at a voltage lower than the threshold voltage Vth.

【０１３８】すなわち、放出電流Ｉｅに関して、明確な
閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。That is, a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.

【０１３９】第二に、放出電流Ｉｅは素子に印加する電
圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉ
ｅの大きさを制御できる。Secondly, since the emission current Ie changes depending on the voltage Vf applied to the element, the emission current Ie varies with the voltage Vf.
The magnitude of e can be controlled.

【０１４０】第三に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して
素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電
圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。Third, since the response speed of the current Ie emitted from the element is faster with respect to the voltage Vf applied to the element, the amount of charge of the electrons emitted from the element depends on the length of time during which the voltage Vf is applied. Can control.

【０１４１】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、
駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖｔ
ｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値
電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次
切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表
示を行うことが可能である。Because of the above characteristics, the surface conduction electron-emitting device could be suitably used for a display device. For example, in a display device in which a large number of elements are provided corresponding to pixels of a display screen, if the first characteristic is used, display can be performed by sequentially scanning the display screen. That is,
The driving element has a threshold voltage Vt according to a desired light emission luminance.
h or higher, and a voltage lower than the threshold voltage Vth is applied to the non-selected elements. By sequentially switching the elements to be driven, the display screen can be sequentially scanned and displayed.

【０１４２】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、諧調表示を行うことが可能である。 （多数素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム
源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素子を基板上に
配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の
構造について述べる。Further, by using the second characteristic or the third characteristic, the light emission luminance can be controlled, so that a gradation display can be performed. (Structure of multi-electron beam source in which a large number of elements are wired in a simple matrix) Next, the structure of a multi-electron beam source in which the above surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.

【０１４３】図２４に示すのは、前記図１４の表示パネ
ルに用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上
には、前記図１６で示したものと同様な表面伝導型放出
素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極１００
３と列方向配線電極１００４により単純マトリクス状に
配線されている。行方向配線電極１００３と列方向配線
電極１００４の交差する部分には、電極間に絶縁層（不
図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれてい
る。FIG. 24 is a plan view of the multi-electron beam source used in the display panel of FIG. Surface conduction electron-emitting devices similar to those shown in FIG. 16 are arranged on the substrate, and these devices are arranged in the row wiring electrode 100.
3 and the column-direction wiring electrodes 1004 are wired in a simple matrix. An insulating layer (not shown) is formed between the row-directional wiring electrodes 1003 and the column-directional wiring electrodes 1004 where they intersect, so that electrical insulation is maintained.

【０１４４】図２４のＡ−Ａ’に沿った断面を図２５に
示す。なお、このような構造のマルチ電子源は、あらか
じめ基板上に行方向配線電極１００３、列方向配線電極
１００４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導型
放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向
配線電極１００３および列方向配線電極１００４を介し
て各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化
処理を行うことにより製造した。FIG. 25 shows a cross section taken along the line AA 'in FIG. The multi-electron source having such a structure includes a row-direction wiring electrode 1003, a column-direction wiring electrode 1004, an interelectrode insulating layer (not shown), a device electrode of a surface conduction electron-emitting device, and a conductive thin film. Was formed, power was supplied to each element via the row-direction wiring electrodes 1003 and the column-direction wiring electrodes 1004 to perform the energization forming process and the energization activation process.

【０１４５】＜発明の第２の実施の形態＞図１０は本発
明の第２の実施形態の画像形成装置を示したものであ
り、図１０は装置の一部を示す斜視図、図１１は図１０
のＥ−Ｅ’断面図、図１２は電位規定板２１１ａ〜ｄの
一部を上面から見た図である。第１の実施形態と異なる
点は、図１０に示されるように、電子源をなす４枚の基
板２５０ａ〜ｄを併せて電子源全体を構成しているもの
である。なお、上記電子源以外の構成部材、例えばリア
プレート２０５、支持枠２０６、フェースプレート２０
７等は第１の実施形態と同様である。<Second Embodiment of the Invention> FIG. 10 shows an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a perspective view showing a part of the apparatus, and FIG. Figure 10
12 is a cross-sectional view taken along line EE ′ of FIG. 12, and FIG. 12 is a view of a part of the potential regulating plates 211a to 211d viewed from above. The difference from the first embodiment is that, as shown in FIG. 10, the entire electron source is configured by combining four substrates 250a to 250d forming the electron source. In addition, constituent members other than the electron source, such as the rear plate 205, the support frame 206, and the face plate 20.
7 and the like are the same as in the first embodiment.

【０１４６】図１０中のＥ−Ｅ’断面は、図７中のＣ−
Ｃ’断面と同等の方向のものである。各電子源２５０ａ
〜ｄは図７〜図９で示した電子源と基本的に同等の構造
を有するものであり、図１１に示したように、例えば基
板２１０ｄ上の行方向配線２０３ｄ状に絶縁性スペーサ
２２０ｄを介して設置された電位規定板２１１ｄは、電
子放出素子２０２ｄからの電子が通過するための電子が
通過するための電子通過孔２１２ｄを有する。各電位規
定板２１１ａ〜ｄは、第１の実施形態と同様に各電子放
出素子２０２ａ〜ｄの直上部、特に電子放出部を覆い、
かつ各電子放出素子の電子放出部から放出された電子の
軌道を遮らない様に電子通過孔２１２ａ〜ｄが形成され
ている。The cross section taken along the line EE 'in FIG. 10 is taken along the line C-E' in FIG.
It is in the same direction as the C ′ cross section. Each electron source 250a
7 to 9 have basically the same structure as the electron source shown in FIGS. 7 to 9, and as shown in FIG. 11, for example, an insulating spacer 220d is formed on the substrate 210d in the form of the row wiring 203d. The potential regulating plate 211d installed therethrough has an electron passage hole 212d through which an electron from the electron-emitting device 202d passes. Each of the potential regulating plates 211a to 211d covers just above each of the electron-emitting devices 202a to 202d, particularly the electron-emitting portion, as in the first embodiment.
In addition, the electron passage holes 212a to 212d are formed so as not to block the trajectories of the electrons emitted from the electron emitting portions of the electron emitting devices.

【０１４７】具体的には、電子放出素子の上部２００μ
ｍの高さに厚さ１００μｍの電位規定板を配置し、長径
２５０μｍ、短径１６０μｍの楕円型の孔を電子放出部
の直上部から電子放出素子の素子電極の陽極型に９０μ
ｍずれた位置に電子放出部の直上部にこないように電子
通過孔２１２ａ〜ｄとして配置し、フェースプレートを
素子基板の上部８ｍｍの高さに配置した（図１２参
照）。Specifically, the upper portion 200 μ of the electron-emitting device is
A potential regulating plate having a thickness of 100 μm is arranged at a height of m, and an elliptical hole having a long diameter of 250 μm and a short diameter of 160 μm is formed in an area 90 μm from just above the electron emission portion to the anode type of the element electrode of the electron emission element.
The electron passing holes 212a to 212d are arranged at positions displaced by m so that they do not come directly above the electron emitting portion, and the face plate is arranged at a height of 8 mm above the element substrate (see FIG. 12).

【０１４８】以上のような構成を持つ本第２の実施形態
の画像表示装置において、第１の実施形態と同様に、各
電子放出素子には、容器外端子Ｄox1ないしＤoxm、Ｄoy
1ないしＤoynを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の
信号発生手段によりそれぞれ印加することにより、電子
放出され、メタルバック２０９に高圧を印加し、電子ビ
ームを加速し、蛍光膜２０８に衝突させ、励起・発光さ
せることで画像を表示した。なお、メタルバック２０９
への印加電圧は５ｋＶ、電位規定板２１１ａ〜ｄヘの印
加電圧は４０Ｖ、一対の素子電極間の印加電圧は１８Ｖ
とした。In the image display device according to the second embodiment having the above-mentioned structure, each of the electron-emitting devices has terminals outside the container Dox1 to Doxm, Doy as in the first embodiment.
Electrons are emitted by applying a scanning signal and a modulation signal by a signal generating means (not shown) through 1 to Doyn, a high voltage is applied to the metal back 209, the electron beam is accelerated, and the fluorescent film 208 is collided. The image was displayed by exciting and emitting light. The metal back 209
Applied voltage to the potential regulating plates 211a to 211d is 40V, and applied voltage between the pair of element electrodes is 18V.
And

【０１４９】本第２の実施形態においても、第１の実施
形態と同様に電位規定板を用いなかった場合に比較し
て、スポット径の現象、電子放出素子のダメージの減
少、突発的な放電現象の減少、帯電によるスポットのず
れやスポットの変形の減少といった効果を得た。Also in the second embodiment, as in the first embodiment, as compared with the case where the potential regulating plate is not used, the phenomenon of the spot diameter, the reduction of the damage of the electron-emitting device, and the sudden discharge are generated. The effects such as the reduction of the phenomenon, the deviation of the spot due to the electrification and the deformation of the spot were obtained.

【０１５０】また、本第２の実施形態においては、複数
電子源及び、複数の遮蔽電極部材を用いることにより、
より大画面の画像表示ができる画像形成装置を実現でき
た。Further, in the second embodiment, by using a plurality of electron sources and a plurality of shield electrode members,
An image forming apparatus capable of displaying an image on a larger screen has been realized.

【０１５１】本第２の実施形態の変形例の一つとして
は、１枚の電子源状に複数の遮蔽電極部材を配置した構
成としてもよい。この場合も、上記第２の実施形態と同
様の効果を得た。As one modification of the second embodiment, a configuration in which a plurality of shield electrode members are arranged in the shape of one electron source may be adopted. Also in this case, the same effect as that of the second embodiment was obtained.

【０１５２】＜発明の第３の実施の形態＞第３の実施形
態においては、平面フィールドエミッション（ＦＥ）型
電子放出素子を本発明の電子放出素子として用いた例を
示す。<Third Embodiment of the Invention> In the third embodiment, an example in which a planar field emission (FE) type electron-emitting device is used as the electron-emitting device of the present invention is shown.

【０１５３】図１３は、平面ＦＥ型電子放出素子電子源
の上面図であり、３１３は電子放出部、３０５及び３０
６は電子放出部３１３に電位を与える一対の素子電極、
３０３は行方向配線、３０４は列方向配線である。FIG. 13 is a top view of the plane FE type electron-emitting device electron source, and 313 is an electron-emitting portion, 305 and 30.
6 is a pair of element electrodes for applying a potential to the electron emission portion 313,
Reference numeral 303 is a row-direction wiring, and 304 is a column-direction wiring.

【０１５４】電子放出は、素子電極３０５、３０６間に
電圧を印加することにより電子放出部３１３内の鋭利な
先端部より電子が放出され、電子源と対向して設けられ
た加速電圧（図示せず）に電子か引き寄せられて蛍光体
（図示せず）に衝突し蛍光体を発光させる。本実施形態
においては、列方向配線３０４はダイシングソーを用い
て基板に溝（図示せず）を形成し、銀ペーストをフレー
ドコータを用いて溝中に塗布して焼成することにより形
成した。次に、層間絶縁層（図示せず）を前面に形成し
た後、素子電極部３０５、３０６、電子放出部３１３を
形成した後、第１の実施形態と同様なスクリーン印刷法
を用いて行方向配線３０３及び凹部（図示せず）を形成
した。以下、第１の実施形態と同様にして画像装置を作
製した。本第３の実施形態においては、列方向配線の厚
みは５０μｍ、行方向配線の厚みは凹部で２０μｍとの
部分で６０μｍ年、３回の印刷工程により形成した。電
位規定板は、第１の実施形態とは異なり、各電子放出素
子の電子放出部の直上部を覆ってはいないが、各電子放
出素子の電子放出部から放出される電子の軌道を遮らな
い様に電子通過孔が形成されている。Electrons are emitted from the sharp tip of the electron emitting portion 313 by applying a voltage between the device electrodes 305 and 306, and an accelerating voltage (not shown) provided facing the electron source. The electrons are attracted to the phosphor (not shown) and collide with a phosphor (not shown) to cause the phosphor to emit light. In the present embodiment, the column-direction wiring 304 is formed by forming a groove (not shown) on the substrate using a dicing saw, applying silver paste into the groove using a flade coater, and baking the paste. Next, an interlayer insulating layer (not shown) is formed on the front surface, element electrode portions 305 and 306, and an electron emission portion 313 are formed, and then a screen printing method similar to that of the first embodiment is used in the row direction. The wiring 303 and the recess (not shown) were formed. Hereinafter, an image device was manufactured in the same manner as in the first embodiment. In the third embodiment, the column-direction wiring has a thickness of 50 μm, and the row-direction wiring has a thickness of 20 μm in the concave portion, which is formed by 60 μm in three printing steps. Unlike the first embodiment, the potential regulating plate does not cover the area directly above the electron-emitting portion of each electron-emitting device, but does not block the trajectory of electrons emitted from the electron-emitting portion of each electron-emitting device. Similarly, the electron passage hole is formed.

【０１５５】具体的には、画像形成部材と基板の距離を
４ｍｍとし、高圧端子Ｈｖヘの印加電圧を６ｋＶ、電位
規定板への印加電圧を３０Ｖ、一対の素子電極３０５、
３０６間の印加電圧を１００Ｖとした。電子放出素子の
上部１００μｍの高さに厚さ３０μｍの電位規定板を配
置し、直径２５０μｍの円型の孔を電子放出部の直上部
から１００μｍずれた位置に電子通過孔として配置し
た。第１の実施形態と同様に駆動させたところ、２次元
状に等間隔の発光スポット列が形成され、隣接画素への
ビームのはみ出しがなく且つ高効率で発光する画像装置
が、他の実施形態と同様に得られた。電位規定板を入れ
なかった場合に比べてスポット径は６０％程度になっ
た。電子放出素子のダメージはあまり減少しなかった
が、突発的な放電減少や、帯電によるスポットずれとス
ポット変形は明らかに減少した。Specifically, the distance between the image forming member and the substrate is 4 mm, the applied voltage to the high voltage terminal Hv is 6 kV, the applied voltage to the potential regulating plate is 30 V, the pair of element electrodes 305,
The applied voltage between 306 was 100V. A potential regulating plate having a thickness of 30 μm was arranged at a height of 100 μm above the electron-emitting device, and a circular hole having a diameter of 250 μm was arranged as an electron passage hole at a position deviated by 100 μm from just above the electron-emitting portion. When driven in the same manner as in the first embodiment, an emission spot array is formed two-dimensionally at equal intervals, a beam does not extend to adjacent pixels, and the image device emits light with high efficiency. Was obtained similarly. The spot diameter was about 60% as compared with the case where the potential regulating plate was not inserted. Although the damage of the electron-emitting device did not decrease so much, the sudden discharge decrease and the spot shift and the spot deformation due to charging were obviously decreased.

【０１５６】図３１は、先に説明した製造方法による表
面伝導型放出素子を電子ビーム源として用いたディスプ
レイパネルに、例えばテレビジョン放送をはじめとする
種々の画像情報源より提供される画像情報を表示できる
ように構成した多機能表示装置の一例を示すための図で
ある。FIG. 31 shows a display panel using the surface conduction electron-emitting device according to the above-described manufacturing method as an electron beam source, and image information provided from various image information sources such as television broadcasting. It is a figure for showing an example of a multi-functional display device constituted so that it could display.

【０１５７】図中、２１００はディスプレイパネル、２
１０１はディスプレイパネルの駆動回路、２１０２はデ
ィスプレイコントローラ、２１０３はマルチプレクサ、
２１０４はデコーダ、２１０５は入出力インターフェー
ス回路、２１０６はＣＰＵ、２１０７は画像生成回路、
２１０８および２１０９および２１１０は画像メモリイ
ンターフェース回路、２１１１は画像入力インターフェ
ース回路、２１１２および２１１３はＴＶ信号受信回
路、２１１４は入力部である。In the figure, 2100 is a display panel and 2 is a display panel.
101 is a display panel drive circuit, 2102 is a display controller, 2103 is a multiplexer,
2104 is a decoder, 2105 is an input / output interface circuit, 2106 is a CPU, 2107 is an image generation circuit,
Reference numerals 2108, 2109 and 2110 are image memory interface circuits, 2111 is an image input interface circuit, 2112 and 2113 are TV signal receiving circuits, and 2114 is an input unit.

【０１５８】（なお、本表示装置は、例えばテレビジョ
ン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を
受信する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生
するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声
情報の受信，分離，再生，処理，記憶などに関する回路
やスピーカなどについては説明を省略する。） 以下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明してゆ
く。(Note that when the display device receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces audio at the same time as displaying video. Descriptions of circuits, speakers, etc. relating to reception, separation, reproduction, processing, and storage of audio information that are not directly related to the features of the present invention will be omitted.) Hereinafter, the functions of the respective parts will be described along the flow of image signals. go.

【０１５９】まず、ＴＶ信号受信回路２１１３は、例え
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるＴＶ画像信号を受信するための回路である。受
信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例
えば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式など
の処方式でもよい。また、これらよりさらに多数の走査
線よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式をはじめとす
るいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素数化に適
した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な
信号源である。ＴＶ信号受信回路２１１３で受信された
ＴＶ信号は、デコーダ２１０４に出力される。First, the TV signal receiving circuit 2113 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The TV signal system to be received is not particularly limited, and may be a prescription system such as an NTSC system, a PAL system, or a SECAM system. Further, a TV signal (for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE method) including a larger number of scanning lines than these is suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. It is a signal source. The TV signal received by the TV signal receiving circuit 2113 is output to the decoder 2104.

【０１６０】また、ＴＶ信号受信回路２１１２は、例え
ば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送系
を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回路
である。前記ＴＶ信号受信回路２１１３と同様に、受信
するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、また
本回路で受信されたＴＶ信号もデコーダ２１０４に出力
される。The TV signal receiving circuit 2112 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted by using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. As with the TV signal receiving circuit 2113, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 2104.

【０１６１】また、画像入力インターフェース回路２１
１１は、例えばＴＶカメラや画像読み取りスキャナなど
の画像入力装置から供給される画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ２１０４に
出力される。Further, the image input interface circuit 21
Reference numeral 11 denotes a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner. The captured image signal is output to a decoder 2104.

【０１６２】また、画像メモリインターフェース回路２
１１０は、ビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲと略す）
に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取
り込まれた画像信号はデコーダ２１０４に出力される。The image memory interface circuit 2
110 is a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR)
Is a circuit for capturing the image signal stored in the decoder 2104. The captured image signal is output to the decoder 2104.

【０１６３】また、画像メモリインターフェース回路２
１０９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を
取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコー
ダ２１０４に出力される。The image memory interface circuit 2
Reference numeral 109 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk, and the captured image signal is output to the decoder 2104.

【０１６４】また、画像メモリインターフェース回路２
１０８は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像
データを記憶している装置から画像信号を取り込むため
の回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ２１
０４に出力される。The image memory interface circuit 2
Reference numeral 108 denotes a circuit for taking in an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disk.
It is output to 04.

【０１６５】また、入出力インターフェース回路２１０
５は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコン
ピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置
とを接続するための回路である。画像データや文字デー
タ・図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合
によっては本表示装置の備えるＣＰＵ２１０６と外部と
の間で制御信号や数値データの入出力などを行うことも
可能である。In addition, the input / output interface circuit 210
Reference numeral 5 denotes a circuit for connecting the present display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. In addition to inputting and outputting image data, character data, and graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 2106 included in the display device and the outside in some cases. .

【０１６６】また、画像生成回路２１０７は、前記入出
力インターフェース回路２１０５を介して外部から入力
される画像データや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ
２１０６より出力される画像データや文字・図形情報に
基づき表示用画像データを生成するための回路である。
本回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報
を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読みだし専用メ
モリや、画像処理を行うためのプロセッサなどをはじめ
として画像の生成に必要な回路が組み込まれている。The image generation circuit 2107 is provided with image data, character / graphic information, or a CPU, which is externally input via the input / output interface circuit 2105.
A circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 2106.
Within this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, and a processor for performing image processing Circuits necessary for generating an image, such as those described above, are incorporated.

【０１６７】本回路により生成された表示用画像データ
は、デコーダ２１０４に出力されるが、場合によっては
前記入出力インターフェース回路２１０５を介して外部
のコンピュータネットワークやプリンタ入出力すること
も可能である。The display image data generated by this circuit is output to the decoder 2104, but in some cases, it is also possible to input / output to / from an external computer network or printer via the input / output interface circuit 2105.

【０１６８】また、ＣＰＵ２１０６は、主として本表示
装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わ
る作業を行う。Further, the CPU 2106 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image.

【０１６９】例えば、マルチプレクサ２１０３に制御信
号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を
適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には
表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントロ
ーラ２１０２に対して制御信号を発生し、画面表示周波
数や走査方法（例えばインターレースかノンインターレ
ースか）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適
宜制御する。For example, a control signal is output to the multiplexer 2103 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the display panel. At that time, a control signal is generated for the display panel controller 2102 according to the image signal to be displayed, and the screen display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines in one screen, etc. are displayed. The operation of the device is controlled appropriately.

【０１７０】また、前記画像生成回路２１０７に対して
画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるい
は前記入出力インターフェース回路２１０５を介して外
部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや
文字・図形情報を入力する。Image data or character / graphic information is directly output to the image generation circuit 2107, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 2105 to obtain image data or character / figure information. Enter graphic information.

【０１７１】なお、ＣＰＵ２１０６は、むろんこれ以外
の目的の作業にも関わるものであっても良い。例えば、
パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのよう
に、情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良
い。The CPU 2106 may, of course, be involved in work for other purposes. For example,
It may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor.

【０１７２】あるいは、前述したように入出力インター
フェース回路２１０５を介して外部のコンピュータネッ
トワークと接続し、例えば数値計算などの作業を外部機
器と協同して行っても良い。Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network through the input / output interface circuit 2105, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.

【０１７３】また、入力部２１１４は、前記ＣＰＵ２１
０６に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなど
を入力するためのものであり、例えばキーボードやマウ
スのほか、ジョイスティック，バーコードリーダー，音
声認識装置など多様な入力機器を用いる事が可能であ
る。The input unit 2114 is the CPU 21
06 is for the user to input commands, programs, data, and the like. For example, in addition to a keyboard and a mouse, various input devices such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device can be used.

【０１７４】また、デコーダ２１０４は、前記２１０７
ないし２１１３より入力される種々の画像信号を３原色
信号、または輝度信号とＩ信号，Ｑ信号に逆変換するた
めの回路である。なお、同図中に点線で示すように、デ
コーダ２１０４は内部に画像メモリを備えるのが望まし
い。これは、例えばＭＵＳＥ方式をはじめとして、逆変
換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ信
号を扱うためである。また、画像メモリを備えることに
より、静止画の表示が容易になる、あるいは前記画像生
成回路２１０７およびＣＰＵ２１０６と協同してがぞの
間引き，補間，拡大，縮小，合成をはじめとする画像処
理や編集が容易に行えるようになるという利点が生まれ
るからである。Further, the decoder 2104 has the above-mentioned 2107.
And 2113 are circuits for inversely converting various image signals inputted from 2113 into three primary color signals or luminance signals and I and Q signals. It is to be noted that the decoder 2104 desirably includes an image memory therein, as indicated by a dotted line in FIG. This is to handle a television signal that requires an image memory for reverse conversion, such as the MUSE method. Further, the provision of the image memory makes it easy to display a still image, or cooperates with the image generation circuit 2107 and the CPU 2106 to perform image processing and editing such as thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition. This is because there is an advantage that it can be easily performed.

【０１７５】また、マルチプレクサ２１０３は、前記Ｃ
ＰＵ２１０６より入力される制御信号に基づき表示画像
を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ
２１０３はデコーダ２１０４から入力される逆変換され
た画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回
路２１０１に出力する。その場合には、一画面表示時間
内で画像信号を切り替えて選択することにより、いわゆ
る多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて
領域によって異なる画像を表示することも可能である。Further, the multiplexer 2103 has the C
A display image is appropriately selected based on a control signal input from the PU 2106. That is, the multiplexer 2103 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 2104 and outputs the selected image signal to the drive circuit 2101. In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen TV. .

【０１７６】また、ディスプレイパネルコントローラ２
１０２は、前記ＣＰＵ２１０６より入力される制御信号
に基づき駆動回路２１０１の動作を制御するための回路
である。Also, the display panel controller 2
Reference numeral 102 denotes a circuit for controlling the operation of the drive circuit 2101 based on a control signal input from the CPU 2106.

【０１７７】まず、ディスプレイパネルの基本的な動作
にかかわるものとして、例えばディスプレイパネルの駆
動用電源（図示せず）の動作シーケンスを制御するため
の信号を駆動回路２１０１に対して出力する。First, as a component related to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling the operation sequence of a display panel drive power source (not shown) is output to the drive circuit 2101.

【０１７８】また、ディスプレイパネルの駆動方法に関
わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方法（例
えばインターレースかノンインターレースか）を制御す
るための信号を駆動回路２１０１に対して出力する。Further, regarding the driving method of the display panel, for example, a signal for controlling the screen display frequency and the scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 2101.

【０１７９】また、場合によっては表示画像の輝度やコ
ントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に
関わる制御信号を駆動回路２１０１に対して出力する場
合もある。In some cases, control signals relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone and sharpness of a display image may be output to the drive circuit 2101.

【０１８０】また、駆動回路２１０１は、ディスプレイ
パネル２１００に印加する駆動信号を発生するための回
路であり、前記マルチプレクサ２１０３から入力される
画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ２１
０２より入力される制御信号に基づいて動作するもので
ある。The drive circuit 2101 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 2100, and the image signal input from the multiplexer 2103 and the display panel controller 21.
02 operates based on a control signal input from the control unit 02.

【０１８１】以上、各部の機能を説明したが、図３１に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル２
１００に表示する事が可能である。The functions of the respective parts have been described above. With the configuration illustrated in FIG. 31, the display panel 2 displays image information input from various image information sources in this display device.
100 can be displayed.

【０１８２】すなわち、テレビジョン放送をはじめとす
る各種の画像信号はデコーダ２１０４において逆変換さ
れた後、マルチプレクサ２１０３において適宜選択さ
れ、駆動回路２１０１に入力される。一方、ディスプレ
イコントローラ２１０２は、表示する画像信号に応じて
駆動回路２１０１の動作を制御するための制御信号を発
生する。駆動回路２１０１は、上記画像信号と制御信号
に基づいてディスプレイパネル２１００に駆動信号を印
加する。That is, various image signals such as television broadcasts are inversely converted by the decoder 2104, appropriately selected by the multiplexer 2103, and input to the drive circuit 2101. On the other hand, the display controller 2102 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 2101 according to the image signal to be displayed. The driving circuit 2101 applies a driving signal to the display panel 2100 based on the image signal and the control signal.

【０１８３】これにより、ディスプレイパネル２１００
において画像が表示される。これらの一連の動作は、Ｃ
ＰＵ２１０６により統括的に制御される。As a result, the display panel 2100
Displays an image. These series of operations are C
It is totally controlled by the PU 2106.

【０１８４】また、本表示装置においては、前記デコー
ダ２１０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路２１
０７およびＣＰＵ２１０６が関与することにより、単に
複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけで
なく、表示する画像情報に対して、例えば拡大，縮小，
回転，移動，エッジ強調，間引き，補間，色変換，画像
の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成，消
去，接続，入れ換え，はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行う事も可能である。また、本実施形態の説明で
は特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様
に、音声情報に関しても処理や編集を行うための専用回
路を設けても良い。In the present display device, the image memory built in the decoder 2104 and the image generation circuit 21.
Due to the involvement of 07 and the CPU 2106, not only the one selected from a plurality of image information is displayed, but also the image information to be displayed is enlarged or reduced, for example.
It is also possible to perform image processing such as rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, and image editing such as synthesis, erasure, connection, replacement, and fitting. is there. Although not particularly described in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided similarly to the image processing and image editing.

【０１８５】したがって、本表示装置は、テレビジョン
放送の表示機器，テレビ会議の端末機器，静止画像およ
び動画像を扱う画像編集機器，コンピュータの端末機
器，ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器，
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備える事が可能で、産
業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。Therefore, the present display device is a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It is possible to combine the functions of a game console, etc., with a very wide range of applications for industrial or consumer use.

【０１８６】なお、上記図３１は、表面伝導型放出素子
を電子ビーム源とするディスプレイパネルを用いた表示
装置の構成の一例を示したにすぎず、これのみに限定さ
れるものではない事は言うまでもない。例えば、図３１
の構成要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる回
路は省いても差し支えない。またこれとは逆に、使用目
的によってはさらに構成要素を追加しても良い。例え
ば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合に
は、テレビカメラ，音声マイク，照明機，モデムを含む
送受信回路などを構成要素に追加するのが好適である。Note that FIG. 31 shows only an example of the configuration of a display device using a display panel having a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source, and the present invention is not limited to this. Needless to say. For example, in FIG.
Circuits related to functions that are not necessary for the purpose of use may be omitted. Conversely, additional components may be added depending on the purpose of use. For example, when the present display device is applied as a video phone, it is preferable to add a transmission / reception circuit including a television camera, an audio microphone, an illuminator, and a modem to the components.

【０１８７】本表示装置においては、とりわけ表面伝導
型放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルが
容易に薄形化できるため、表示装置全体の奥行きを小さ
くすることが可能である。それに加えて、表面伝導型放
出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本
表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く
表示する事が可能である。In the present display device, in particular, since the display panel using the surface conduction electron-emitting device as the electron beam source can be easily thinned, the depth of the entire display device can be reduced. In addition, the display panel using surface conduction electron-emitting devices as the electron beam source can easily enlarge the screen, and has high brightness and excellent viewing angle characteristics. It is possible to display well.

【０１８８】＜他の実施の形態＞また、本発明の思想に
よれば、表示用として好適な画像形成装置に限るもので
なく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成された光
プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源として、上
述の画像形成装置を用いることもできる。またこの際、
上述のｍ本の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選
択することで、ライン状発光源だけでなく、２次元状の
発光源としても応用できる。<Other Embodiments> According to the concept of the present invention, the light emitting diode of an optical printer including a photosensitive drum and a light emitting diode is not limited to an image forming apparatus suitable for display. The image forming apparatus described above can also be used as an alternative light source such as. At this time,
By appropriately selecting the above-mentioned m row-direction wirings and n column-direction wirings, it is possible to apply not only as a line-shaped light emitting source but also as a two-dimensional light-emitting source.

【０１８９】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡等のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、画像形成部材以外の部材である場合についても、本
発明は適用できる。従って、本発明は被照射部材を特定
しない電子線発生装置としての形態もとり得る。Further, according to the idea of the present invention, the present invention can be applied to the case where the member to be irradiated with the electrons emitted from the electron source is a member other than the image forming member, such as an electron microscope. . Therefore, the present invention may also take the form of an electron beam generator that does not specify the irradiated member.

【０１９０】[0190]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の電子線発生装置に比べビームの幅が狭い電子線を提
供できる。特に画像形成装置に用いることで従来よりも
高精細の画像形成装置を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electron beam having a narrower beam width than the conventional electron beam generator. In particular, by using it in an image forming apparatus, it is possible to provide an image forming apparatus with higher definition than in the past.

【０１９１】また、加速電極側から電子源側に飛翔する
粒子（主に正イオン）が種として電子放出部に衝突した
り、付着するのを防ぎ、電子源の劣化や不要な帯電を称
しない電子線発生装置と画像形成装置を提供できる。ま
た、絶縁体部に不要な電荷がたまるのを防止することが
できるため、スポット位置がずれたり、スポットの形が
変形したりしない画像形成装置を提供できる。Particles (mainly positive ions) flying from the accelerating electrode side to the electron source side are prevented from colliding with or adhering to the electron emitting portion as seeds, which does not mean deterioration of the electron source or unnecessary charging. An electron beam generator and an image forming apparatus can be provided. Further, since it is possible to prevent unnecessary charges from accumulating in the insulator portion, it is possible to provide an image forming apparatus in which the spot position does not shift and the spot shape does not change.

【０１９２】[0192]

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

【図１】本発明に係わる電子源の一例の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an example of an electron source according to the present invention.

【図２】図１におけるＡ−Ａ’断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A 'in FIG.

【図３】図１におけるＢ−Ｂ’断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line B-B ′ in FIG.

【図４】電位規定板の電位と電子放出素子から放出され
た電子が画像形成部材に形成するスポットサイズの関係
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a potential of a potential regulating plate and a spot size formed on an image forming member by electrons emitted from an electron-emitting device.

【図５】電子放出素子から放出された電子の軌道を説明
する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating trajectories of electrons emitted from an electron-emitting device.

【図６】電子通過孔の最小サイズを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a minimum size of an electron passage hole.

【図７】実施形態における電子源の部分斜視図である。FIG. 7 is a partial perspective view of an electron source according to the embodiment.

【図８】図７におけるＣ−Ｃ’断面図である。8 is a cross-sectional view taken along the line C-C ′ in FIG. 7.

【図９】図７におけるＤ−Ｄ’断面図である。9 is a cross-sectional view taken along the line D-D 'in FIG.

【図１０】第２の実施形態における電子源の斜視図であ
る。FIG. 10 is a perspective view of an electron source according to a second embodiment.

【図１１】図１０におけるＥ−Ｅ’断面図である。11 is a cross-sectional view taken along the line E-E ′ in FIG.

【図１２】第２の実施形態における電位規定板の一部の
上面図である。FIG. 12 is a top view of a part of the potential regulating plate according to the second embodiment.

【図１３】第３の実施形態における電子源の上面図であ
る。FIG. 13 is a top view of an electron source according to a third embodiment.

【図１４】本発明の実施形態における画像表示装置の、
表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。FIG. 14 shows an image display device according to an embodiment of the present invention,
It is the perspective view which cut out and showed some display panels.

【図１５】実施形態における表示パネルのフェースプレ
ートの蛍光体配列を例示した平面図である。FIG. 15 is a plan view exemplifying a phosphor array of a face plate of the display panel in the embodiment.

【図１６】実施形態で用いた平面型の表面伝導型放出素
子の平面及び断面である。16A and 16B are a plan view and a cross section of a planar surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.

【図１７】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a flat surface-conduction type emission device.

【図１８】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形で
ある。FIG. 18 is an applied voltage waveform during energization forming processing.

【図１９】通電活性化処理の際の印加電圧波形を示す図
である。FIG. 19 is a diagram showing applied voltage waveforms during energization activation processing.

【図２０】通電活性化処理の際の放出電流の変化を示す
図である。FIG. 20 is a diagram showing changes in emission current during energization activation processing.

【図２１】実施形態で用いた垂直型の表面伝導型放出素
子の断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device used in the embodiment.

【図２２】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device.

【図２３】表示装置に用いた素子の放出電流Ｉｅと素子
印加電圧Ｖｆ特性、および、素子電流Ｉｆと素子印加電
圧Ｖｆの特性を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing characteristics of an emission current Ie and an element applied voltage Vf of an element used in a display device, and characteristics of an element current If and an element applied voltage Vf.

【図２４】実施形態で用いた電子源基板の平面図であ
る。FIG. 24 is a plan view of an electron source substrate used in the embodiment.

【図２５】実施例で用いた電子源基板の一部断面図であ
る。FIG. 25 is a partial cross-sectional view of an electron source substrate used in an example.

【図２６】表面伝導型電子放出素子の構成を示す図であ
る。FIG. 26 is a diagram showing a structure of a surface conduction electron-emitting device.

【図２７】電界放出素子の構成を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a structure of a field emission device.

【図２８】ＭＩＭ型の素子構成を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing an MIM type element configuration.

【図２９】静電偏向システムの構造を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a structure of an electrostatic deflection system.

【図３０】マルチ電子ビーム源の回路構成を示す図であ
る。FIG. 30 is a diagram showing a circuit configuration of a multi-electron beam source.

【図３１】表面伝導型放出素子を電子ビーム源として用
いたディスプレイパネルとして適応させた場合の装置構
成を示す図である。FIG. 31 is a diagram showing a device configuration when a surface conduction electron-emitting device is applied as a display panel using an electron beam source.

【図３２】実施形態における電子が電位規定板に衝突し
ない範囲を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing a range in which electrons do not collide with the potential regulating plate in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１、１０１、２０１ａ〜ｄ、１００１ 絶縁性基板 １０２、２０２ａ〜ｄ、１００２ 電子放出素
子 １０３、２０３ａ〜ｄ、３０３、１００３ 行方向配線 １０４、３０４、１００４ 列方向配線 ２０５、１００５ リアプレー
ト ２０６、１００６ 支持枠 ２０７、１００７ フェースプ
レート ２０８、１００８ 蛍光膜 ２０９、１００９ メタルバッ
ク １０１０ 黒色の導電
体 １１，１１１，２１１ａ〜ｄ、１０１１ 電位規定板 １２，１１２，２１２ａ〜ｄ 電子通過孔 １３、３１３ 電子放出部 １４ 導電性膜 １５ 支柱 １１９ 結線 ３０、３１ 電源 ２５０ａ〜ｄ 電子源 ７１、７２、３７１、３７２ 素子電極 ２２０ａ〜ｄ 絶縁性スペ
ーサ ９ 加速電極1, 101, 201a to d, 1001 Insulating substrate 102, 202a to d, 1002 Electron emitting device 103, 203a to d, 303, 1003 Row direction wiring 104, 304, 1004 Column direction wiring 205, 1005 Rear plate 206, 1006 Support frame 207, 1007 Face plate 208, 1008 Fluorescent film 209, 1009 Metal back 1010 Black conductor 11,111,211a-d, 1011 Potential regulating plate 12,112,212a-d Electron passage hole 13,313 Electron emission part 14 Conductive film 15 Support 119 Connection 30, 31 Power supply 250a-d Electron source 71, 72, 371, 372 Element electrode 220a-d Insulating spacer 9 Accelerating electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電子放出部と当該電子放出部に電圧を印
加し電子を放出させる一対の素子電極を基板上に並設し
て構成される電子放出素子と、 該電子放出素子に対応配置され、該電子放出素子から放
出された電子に作用する加速電圧を印加する加速電極
と、 前記電子放出素子の近傍にあって、当該電子放出素子と
前記加速電極の間に介在し、前記電子放出素子から放出
された電子の起動付近に当該電子を通過させる電子通過
孔を備える電位規定板とを備え、前記電位規定板を導電
性材質とし、当該電位規定板に印加する電圧Ｖを次式、 Ｖ＜Ｖａ・ｈ／Ｈ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖａ：加速電極の電位 Ｖ ：電位規定板の電位 を満たすことを特徴とする電子線発生装置。1. An electron-emitting device comprising an electron-emitting portion and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron-emitting portion to emit electrons, the electron-emitting device being arranged in parallel on the substrate, and arranged corresponding to the electron-emitting device. An accelerating electrode that applies an accelerating voltage that acts on electrons emitted from the electron-emitting device; and an electron-emitting device that is located near the electron-emitting device and that is interposed between the electron-emitting device and the accelerating electrode. And a potential regulating plate having an electron passage hole for passing the electron near the start of the emitted electron, the potential regulating plate being made of a conductive material, and the voltage V applied to the potential regulating plate is expressed by the following equation: V <Va · h / H, where H is the distance between the substrate and the accelerating electrode, h is the distance between the substrate and the potential regulating plate, Va is the potential of the accelerating electrode, and V is the potential of the potential regulating plate. . 【請求項２】 前記電位規定板に印加する電位Ｖが以下
の式、 ０．３・Ｖａ・ｈ／Ｈ≦Ｖ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖａ：加速電極の電位 Ｖ ：電位規定板の電位 を満たすことを特徴とする請求項第１項に記載の電子線
発生装置。2. The potential V applied to the potential regulating plate is represented by the following equation: 0.3 · Va · h / H ≦ V, where H is the distance between the substrate and the accelerating electrode, and h is the distance between the substrate and the potential regulating plate. Va: electric potential of an accelerating electrode V: electric potential of an electric potential regulation plate is satisfy | filled, The electron beam generator of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 【請求項３】 前記電子透過孔の大きさを、前記電子放
出部の外周よりも次式に示されるｒmi以上大きくする、 ｒmin＝１．５・SQRT（ＶfＨh／Ｖa） 但し、SQRT(X)：Ｘの平方根を示し、 Ｖf： 素子電極間の電位 Ｈ ： 基板と加速電極との距離 ｈ ： 基板と電位規定板の距離 Ｖa： 加速電極の電位 ことを特徴とする請求項第１項に記載の電子線発生装
置。3. The size of the electron transmitting hole is made larger than the outer circumference of the electron emitting portion by rmi or more represented by the following equation: rmin = 1.5 · SQRT (VfHh / Va) where SQRT (X) : V represents the square root of X, Vf: potential between device electrodes H: distance between substrate and accelerating electrode h: distance between substrate and potential regulating plate Va: potential of accelerating electrode Electron beam generator. 【請求項４】 前記電子通過孔は前記電子放出部の真上
に位置しないように配置したことを特徴とする請求項第
１項に記載の電子線発生装置。4. The electron beam generator according to claim 1, wherein the electron passage hole is arranged so as not to be located right above the electron emission portion. 【請求項５】 前記電位規定板に印加する電位Ｖが以下
の式、 Ｖ＜Ｖａ・ｈ／Ｈ−２・Ｖｆ 但し、Ｈ ：基板と加速電極との距離 ｈ ：基板と電位規定板の距離 Ｖｆ：素子電極間の電位差 Ｖａ：加速電極の電位 を満たすことを特徴とする請求項第４項に記載の電子線
発生装置。5. The potential V applied to the potential regulating plate is expressed by the following formula: V <Va · h / H−2 · Vf, where H: distance between substrate and accelerating electrode h: distance between substrate and potential regulating plate Vf: electric potential difference between element electrodes Va: electric potential of an acceleration electrode is satisfy | filled, The electron beam generator of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 【請求項６】 請求項１から５の電子発生装置におい
て、加速電極により加速された電子線の衝突により画像
が形成される画像形成部材を設けた画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an image forming member on which an image is formed by collision of an electron beam accelerated by an accelerating electrode. 【請求項７】 前記画像形成部材は、電子の衝突で発光
する発光部材であることを特徴とする請求項第６項に記
載の画像形成装置。7. The image forming apparatus according to claim 6, wherein the image forming member is a light emitting member that emits light upon collision of electrons.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007184249A (en) * 2005-12-29 2007-07-19 Samsung Sdi Co Ltd Electron emitting element, backlight unit equipped with it, flat panel display apparatus equipped with it, and driving method of electron emitting element
JP2009099384A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Hitachi Ltd Image display device

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