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JP2000251620A - Electron emitting element, electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same - Google Patents

Electron emitting element, electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2000251620A
JP2000251620A JP4902499A JP4902499A JP2000251620A JP 2000251620 A JP2000251620 A JP 2000251620A JP 4902499 A JP4902499 A JP 4902499A JP 4902499 A JP4902499 A JP 4902499A JP 2000251620 A JP2000251620 A JP 2000251620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
thin film
emitting device
nitride
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4902499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Miyazaki
和也 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP4902499A priority Critical patent/JP2000251620A/en
Publication of JP2000251620A publication Critical patent/JP2000251620A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子放出素子における、導電性薄膜の溶解や
凝集を抑え且つ大きな放出電流を得ると共に、電子放出
部近傍における絶縁性表面の表面電位を安定化し、良好
な電子放出特性を長期にわたり維持する。 【解決手段】 基体上に形成された、対向する一対の素
子電極と、素子電極に電気的に連絡して形成した導電性
薄膜と、導電性薄膜の一部に形成された電子放出部と、
からなる電子放出素子において、該導電性薄膜の少なく
とも一部を窒化物によって被覆する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a good electron emission while suppressing dissolution and aggregation of a conductive thin film and obtaining a large emission current in an electron-emitting device, stabilizing the surface potential of an insulating surface in the vicinity of an electron-emitting portion, and providing excellent electron emission. Maintain characteristics for a long time. SOLUTION: A pair of opposing element electrodes formed on a base, a conductive thin film formed in electrical communication with the element electrodes, an electron emitting portion formed on a part of the conductive thin film,
Wherein at least a part of the conductive thin film is covered with a nitride.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子、該
電子放出素子を多数配置してなる電子源、および該電子
源を用いて構成した表示装置や露光装置などの画像形成
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron-emitting device, an electron source having a large number of such electron-emitting devices, and an image forming apparatus such as a display device or an exposure device using the electron source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電子放出素子としては大別し
て熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた2種類
のものが知られている。冷陰極電子放出素子には電界放
出型(以下、「FE型」という)、金属/絶縁層/金属
型(以下「MIM型」という)や表面伝導型電子放出素
子等がある。FE型の例として[W.P.Dyke&
W.W.Dolan:”Field emissio
n”,Advance inElectron Phy
sics,8,89(1956)]或いは[C.A.S
pindt:”PHYSICAL Propertie
s of thin−film field emis
sion cathodes with molybd
enium cones”,J.Appl.Phy
s.,47,5248(1976)]等に開示されたも
のが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron-emitting devices using a thermionic electron-emitting device and a cold-cathode electron-emitting device have been known. The cold cathode electron emitting device includes a field emission type (hereinafter, referred to as “FE type”), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter, referred to as “MIM type”), a surface conduction type electron emitting device, and the like. As an example of the FE type, [W. P. Dyke &
W. W. Dolan: "Field emissio
n ", Advance in Electron Phy
sics, 8, 89 (1956)] or [C. A. S
pindt: "PHYSICAL Property
s of thin-film field emis
sion cathodes with mollybd
eneium cones ", J. Appl. Phys.
s. , 47, 5248 (1976)].

【0003】MIM型の例としては[C.A.Mea
d:”Operation of Tunnel−Em
ission Devices”,J.Apply.P
hys.,32,646(1961)]等に開示された
ものがある。
As an example of the MIM type, [C. A. Mea
d: “Operation of Tunnel-Em
issue Devices ", J. Apply. P.
hys. , 32, 646 (1961)].

【0004】表面伝導型電子放出素子の例としては、
[M.I.Elinson:RecioEng.Ele
ctron Phys.,10,1290,(196
5)]等に開示されたものがある。
As an example of the surface conduction electron-emitting device,
[M. I. Elinson: RecioEng. Ele
ctron Phys. , 10, 1290, (196
5)].

【0005】表面伝導型電子放出素子は、基体上に形成
された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことに
より、電子放出が生ずる現象を利用するものである。こ
の表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等
によるSnO2 薄膜を用いたもの、Au薄膜によるもの
[G.Dittmer:”Thin Solid Fi
lms”,9,317(1972)]、In23 /S
nO2 薄膜によるもの[M.Hartwell and
C.G.Fonstad:”IEEE Trans.
Ed Conf.”519(1975)]、カーボン薄
膜によるもの[荒木久 他:真空、第26巻、第1号、
22頁(1983)]等が報告されている。
[0005] The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which an electron is emitted by passing a current through a small-area thin film formed on a substrate in parallel with the film surface. Examples of the surface conduction electron-emitting device include a device using an SnO 2 thin film by Elinson et al. And a device using an Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Fi
lms ", 9,317 (1972)] , In 2 O 3 / S
nO 2 thin film [M. Hartwell and
C. G. FIG. Fonstad: "IEEE Trans.
Ed Conf. "519 (1975)], using a carbon thin film [Hisashi Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1,
22 (1983)].

【0006】表面伝導型電子放出素子の典型的な構成の
例としては、基体上に設けられた一対の素子電極間を連
絡する金属、窒化物などにより構成された導電性膜に、
予め通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子
放出部を形成したものが挙げられる。即ち、通電フォー
ミングとは、前記導電性膜の両側に直流電圧或いは非常
にゆっくりとした昇電圧例えば1V/分程度を印加通電
し、導電性膜を局所的に破壊、変形もしくは変質せし
め、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部を形成する
処理である。尚、電子放出部は導電性膜の一部に亀裂が
発生しその亀裂付近から電子放出が行なわれるものであ
る。
A typical example of a surface conduction electron-emitting device is a conductive film made of metal, nitride, or the like provided between a pair of device electrodes provided on a substrate.
An example in which an electron emission portion is formed by an energization process called energization forming in advance. That is, the energization forming means applying a direct current voltage or a very slowly increasing voltage, for example, about 1 V / min, to both sides of the conductive film and energizing the conductive film to locally destroy, deform or alter the conductive film, This is a process for forming an electron emission portion in a high resistance state. In the electron emitting portion, a crack is generated in a part of the conductive film, and electrons are emitted from the vicinity of the crack.

【0007】上記表面伝導型電子放出素子は、構造が簡
単で製造も容易であることから、大面積にわたって多数
配列して形成できる利点がある。そこで、この特徴を生
かすための種々の応用が研究されている。例えば表示装
置などの画像形成装置への応用が挙げられる。
The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that it can be formed in a large number over a large area since it has a simple structure and is easy to manufacture. Therefore, various applications for making use of this feature are being studied. For example, application to an image forming apparatus such as a display device is given.

【0008】従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配
列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子
を配列し、この表面伝導型電子放出素子の両端(両方の
素子電極)を配線(共通配線とも呼ぶ)によりそれぞれ
結線した行を多数配列(はしご型配置とも呼ぶ)した電
子源が挙げられる(特開平1−31332号公報、同1
−213749号公報、同2−257552号公報)。
また、特に表示装置においては、液晶を用いた表示装置
と同様の平板型表示装置とすることが可能で、しかもバ
ックライトが不要な自発光型の表示装置として、表面伝
導型電子放出素子を多数配置した電子源と、この電子源
からの電子線の照射により可視光を発光する蛍光体とを
組合せた表示装置が提案されている(米国特許第506
6883号明細書)。
Conventionally, as an example in which a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, a surface conduction electron-emitting device is arranged in parallel, and both ends (both device electrodes) of the surface conduction electron-emitting device are wired. An electron source in which a large number of rows (also referred to as common wiring) are arranged (also referred to as a ladder-type arrangement) in a large number of rows (also referred to as a ladder-type arrangement) is disclosed.
JP-A-213749 and JP-A-2-257552).
In particular, in the case of a display device, a flat panel display device similar to a display device using liquid crystal can be used, and a large number of surface conduction electron-emitting devices are used as self-luminous display devices that do not require a backlight. A display device has been proposed in which an arranged electron source is combined with a phosphor that emits visible light when irradiated with an electron beam from the electron source (US Pat. No. 506).
No. 6883).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前記電子源および画像
形成装置に適用される電子放出素子については、明るい
表示画像を安定して提供するために、一層安定な電子放
出特性および電子放出の効率向上が要望されている。こ
こでの効率は、表面伝導型電子放出素子の一対の素子電
極に電圧を印加した際に、両電極間に流れる電流(以
下、「素子電流If」という)と真空中に放出される電
流(以下、「放出電流Ie」という)との比で評価され
るものであり、素子電流Ifが小さく、放出電流Ieが
大きいことが望ましい。安定的に制御し得る電子放出特
性と効率の向上がなされれば、例えば蛍光体を画像形成
部材とする画像形成装置においては、低電流で明るい高
品位な画像形成装置、例えばフラットテレビが実現でき
る。また、低電流化に伴い、画像形成装置を構成する駆
動回路等の低コスト化も図ることができる。
As for the electron-emitting device applied to the above-mentioned electron source and image forming apparatus, in order to stably provide a bright display image, more stable electron emission characteristics and improvement of electron emission efficiency are achieved. Is required. Here, the efficiency is such that when a voltage is applied to a pair of device electrodes of a surface conduction electron-emitting device, a current flowing between the two electrodes (hereinafter, referred to as a “device current If”) and a current discharged into a vacuum ( (Hereinafter referred to as “emission current Ie”), and it is desirable that the device current If be small and the emission current Ie be large. If the electron emission characteristics that can be controlled stably and the efficiency are improved, for example, in an image forming apparatus using a phosphor as an image forming member, a low-current, bright, high-quality image forming apparatus such as a flat television can be realized. . Further, as the current is reduced, the cost of a driving circuit and the like constituting the image forming apparatus can be reduced.

【0010】しかしながら、前記従来の電子放出素子に
あっては、電子放出特性の安定性および電子放出効率に
ついては、必ずしも満足なものが得られておらず、これ
を用いた画像形成装置の動作安定性なども同様に必ずし
も満足なものとは言い難いのが実状である。
However, in the above-mentioned conventional electron-emitting device, the stability of the electron-emitting characteristics and the electron-emitting efficiency are not always satisfactory, and the operation stability of the image forming apparatus using the same is not always obtained. In fact, it is difficult to say that the properties are necessarily satisfactory.

【0011】したがって、良好な電子放出特性を有し、
これを長時間にわたって保持し得る電子放出素子を実現
することが求められていた。
Therefore, it has good electron emission characteristics,
There has been a demand for realizing an electron-emitting device that can hold this for a long time.

【0012】本発明者等の検討により、電極間に、電子
放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子(例えば
表面伝導型電子放出素子)の電子放出特性の劣化の主要
な原因の一つが、駆動に伴う導電性膜の変化であること
がわかった。この理由としては、電子放出素子は、前述
のように冷陰極電子放出素子であるが、駆動の際の電圧
印加により薄い導電性膜に比較的大きな素子電流Ifが
流れ、電子放出部近傍で発熱による温度上昇が起こり、
これにより導電性膜が局所的に溶融ないし凝集を起こす
のであろうと考えられる。
According to the study of the present inventors, one of the main causes of deterioration of the electron emission characteristics of an electron-emitting device (for example, a surface conduction electron-emitting device) having a conductive film having an electron-emitting portion between electrodes is one of the main causes. It was found that this was a change in the conductive film due to driving. The reason for this is that the electron-emitting device is a cold-cathode electron-emitting device as described above, but a relatively large device current If flows through a thin conductive film due to voltage application during driving, and heat is generated near the electron-emitting portion. Temperature rise,
It is considered that this would cause the conductive film to locally melt or agglomerate.

【0013】一方、パネル作製時の熱工程(封着工程
等)において、導電性膜が凝集することもある。したが
って、電子放出素子の劣化を抑制し寿命を延ばすために
は、導電性膜の材料として高融点の物質を用いることが
望ましい。
On the other hand, in a heat process (sealing process or the like) at the time of manufacturing a panel, the conductive film may aggregate. Therefore, in order to suppress the deterioration of the electron-emitting device and extend the life, it is desirable to use a material having a high melting point as the material of the conductive film.

【0014】しかしながら、高融点の材質により導電性
膜を形成した場合、前述の通電処理による電子放出部の
形成(通電フォーミング)を行なうために、大きな電力
を要し、結果として好ましい電子放出特性が得られなく
なる場合がある。また、ディスプレイ装置に利用する場
合のように、同一基板上に複数の電子放出素子を配設
し、例えば同一の配線に接続された複数の素子を同時に
通電フォーミングを行なう場合、全体として大きな電流
が必要となり、このため配線の電流容量を大きくするこ
とが必要となる。また配線の電気抵抗による電圧降下が
顕著となるため、各素子に印加される実効電圧が素子毎
に異なってしまい、均一なフォーミングが難しくなるな
どの問題がある。さらに、上述した問題を何らかの手法
により回避し、導電性膜の材質として高融点金属を使用
できたとしても、その具体的な材料として考えられる
W、Mo、Nb等は、比較的大きな仕事関数を有する。
この点は大きな放出電流を得るためには好ましくない性
質である。
However, when a conductive film is formed of a material having a high melting point, a large amount of power is required to form an electron emission portion (energization forming) by the above-described energization process, and as a result, preferable electron emission characteristics are obtained. May not be obtained. Further, when a plurality of electron-emitting devices are arranged on the same substrate as in a display device, and a plurality of devices connected to the same wiring are simultaneously energized and formed, a large current is generated as a whole. Therefore, it is necessary to increase the current capacity of the wiring. In addition, since the voltage drop due to the electrical resistance of the wiring becomes remarkable, the effective voltage applied to each element is different for each element, and there is a problem that uniform forming becomes difficult. Further, even if the above-mentioned problem can be avoided by any method and a high melting point metal can be used as the material of the conductive film, W, Mo, Nb, etc., which can be considered as specific materials, have a relatively large work function. Have.
This is an undesirable property for obtaining a large emission current.

【0015】したがって、通電フォーミングに要する電
力が小さく、溶解や凝集が起こりにくく、且つ大きな放
出電流の得られる導電性膜を実現することが望まれてい
る。
Therefore, it is desired to realize a conductive film which requires a small amount of electric power for energization forming, does not easily dissolve or coagulate, and can obtain a large emission current.

【0016】上記課題に対して、導電性簿膜上に融点の
高い金属酸化物層を形成する手法が開示されている(特
開平09−102267号公報)。これによれば、導電
性薄膜が金属酸化物層によって被覆されているため、導
電性薄膜の溶解や凝集が起こりにくく、且つ大きな放出
電流の得られる導電性膜が実現されている。しかしなが
ら、一般に、融点の高い金属酸化物は電気抵抗が高く、
上述の電子放出効率を大きくするために、蛍光体からな
る画像形成用部材に高い電圧を印加した場合、電子放出
部近傍において、金属酸化物層の表面電位が不安定とな
り、それに起因して電子放出特性が不安定となる場合が
あるため、材料の選択が重要であった。
To solve the above-mentioned problem, a method of forming a metal oxide layer having a high melting point on a conductive film has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-102267). According to this, since the conductive thin film is covered with the metal oxide layer, the conductive thin film hardly dissolves or agglomerates, and realizes a conductive film capable of obtaining a large emission current. However, generally, a metal oxide having a high melting point has a high electric resistance,
When a high voltage is applied to an image forming member made of a phosphor to increase the above-mentioned electron emission efficiency, the surface potential of the metal oxide layer becomes unstable in the vicinity of the electron emission portion, and as a result, the electron The choice of material was important because the release characteristics could be unstable.

【0017】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、導電性薄膜の溶解や凝集を抑え且つ大きな放出電
流を得ると共に、電子放出部近傍における絶縁性表面の
表面電位を安定化し、良好な電子放出特性を長期にわた
り維持する電子放出素子、それを用いた電子源および画
像形成装置と、それらの製造方法を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and suppresses dissolution and aggregation of a conductive thin film, obtains a large emission current, and stabilizes the surface potential of an insulating surface near an electron emission portion. An object of the present invention is to provide an electron-emitting device that maintains good electron-emitting characteristics for a long period of time, an electron source and an image forming apparatus using the same, and a method of manufacturing the same.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の構成を有する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement.

【0019】すなわち、本発明の電子放出素子は、基体
上に設けた対向する一対の素子電極と、素子電極間を電
気的に連絡して設けた導電性薄膜と、電子放出部を有す
る導電性膜とを備えてなる電子放出素子において、該導
電性膜の少なくとも一部が窒化物によって被覆されてい
ることを特徴とし、通常、さらに炭素、炭素化合物また
は両者の混合物よりなる堆積層を前記電子放出部に有す
る。
That is, the electron-emitting device of the present invention comprises a pair of opposing device electrodes provided on a base, a conductive thin film provided by electrically connecting the device electrodes, and a conductive film having an electron-emitting portion. And at least a part of the conductive film is coated with a nitride, and usually, the electron-emitting device further includes a deposited layer made of carbon, a carbon compound, or a mixture of both. In the release section.

【0020】ここで、窒化物による被覆は、導電性膜上
に厚さ5〜10nmの層状に形成されていることが好ま
しい。
Here, the nitride coating is preferably formed on the conductive film in a layer having a thickness of 5 to 10 nm.

【0021】この窒化物薄膜を構成する物質としては、
B、Al、C、Si、Ge、Ti、Zr、Hf、V、N
b、Ta、Cr、MoおよびWからなる群より選ばれる
少なくとも1種類の金属(或は半金属)元素の窒化物を
含むことが好ましい。
The materials constituting the nitride thin film include:
B, Al, C, Si, Ge, Ti, Zr, Hf, V, N
It is preferable to include a nitride of at least one metal (or semimetal) element selected from the group consisting of b, Ta, Cr, Mo and W.

【0022】本発明の電子源は、上記本発明の電子放出
素子を、基体上に複数、配列形成したことを特徴とす
る。
The electron source of the present invention is characterized in that a plurality of the above-mentioned electron-emitting devices of the present invention are arranged and formed on a substrate.

【0023】本発明の画像形成装置は、上記本発明の電
子源と、該電子源より放出される電子線を照射されるこ
とにより画像を形成する画像形成部材を真空容器内に内
包してなることを特徴とする。
An image forming apparatus according to the present invention includes the above-mentioned electron source of the present invention and an image forming member for forming an image by being irradiated with an electron beam emitted from the electron source in a vacuum vessel. It is characterized by the following.

【0024】また、本発明の製造方法は、上記本発明の
電子放出素子、電子源または画像形成装置を製造する方
法であって、少なくとも導電性薄膜を窒化物薄膜で被覆
する工程と、フォーミング工程を含むことを特徴とし、
通常、フォーミング工程後に炭素、炭素化合物または両
者の混合物よりなる堆積層を形成する活性化工程を行う
ものである。
A manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing the above-described electron-emitting device, electron source or image forming apparatus according to the present invention, wherein at least a step of coating at least a conductive thin film with a nitride thin film; It is characterized by including
Usually, an activation step for forming a deposited layer made of carbon, a carbon compound or a mixture of both is performed after the forming step.

【0025】上述のように、本発明は、電子放出素子、
この電子放出素子を複数備えた電子源、これを用いた画
像形成装置およびこれらの製造方法に関わるもので、各
発明の構成および作用を以下に詳細に説明する。
As described above, the present invention provides an electron-emitting device,
The configuration and operation of each invention will be described in detail below with respect to an electron source having a plurality of the electron-emitting devices, an image forming apparatus using the same, and a method of manufacturing the same.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明を適用し得る電子放出素子
の基本的構成には大別して、平面型および垂直型の2つ
がある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic structure of an electron-emitting device to which the present invention can be applied is roughly classified into two types: a planar type and a vertical type.

【0027】先ず、平面型の電子放出素子について説明
する。
First, a flat-type electron-emitting device will be described.

【0028】図1は、本発明を適用可能な平面型の電子
放出素子の構成を示す模式図であり、図1(a)は平面
図、図1(b)は断面図である。
FIGS. 1A and 1B are schematic views showing the structure of a flat type electron-emitting device to which the present invention can be applied. FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view.

【0029】図1においては1は基板、2と3は素子電
極、4は導電性膜、5は電子放出部、6は窒化物薄膜、
7は炭素ないし炭素化合物ないしそれらの混合物の膜で
ある。尚、該窒化物薄膜6は導電性膜4全領域を被覆し
て形成するのが好ましい。
In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive film, 5 is an electron emitting portion, 6 is a nitride thin film,
7 is a film of carbon, a carbon compound, or a mixture thereof. Preferably, the nitride thin film 6 is formed so as to cover the entire region of the conductive film 4.

【0030】基板1としては、石英ガラス、Na等の不
純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラス
にスパッタ法等により形成したSiO2 を積層したガラ
ス基板およびアルミナ等のセラミックスおよびSi基板
等を用いることができる。
Examples of the substrate 1 include quartz glass, glass having a reduced impurity content such as Na, blue plate glass, a glass substrate obtained by laminating SiO 2 on a blue plate glass by sputtering or the like, ceramics such as alumina, and a Si substrate. Can be used.

【0031】対向する素子電極2,3の材料としては、
一般的な導体材料を用いることができる。これは例えば
Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、C
u、Pd等の金属或いは合金、およびPd、Ag、A
u、RuO2 、Pd−Ag等の金属或いは窒化物とガラ
ス等から構成される印刷導体、In23 −SnO2
の透明導電体およびポリシリコン等の半導体材料等から
適宜選択することができる。
The materials of the opposing element electrodes 2 and 3 are as follows.
General conductor materials can be used. This includes, for example, Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, C
metals or alloys such as u, Pd, and Pd, Ag, A
It can be appropriately selected from a printed conductor composed of a metal such as u, RuO 2 , Pd-Ag, or a nitride and glass, a transparent conductor such as In 2 O 3 —SnO 2 , and a semiconductor material such as polysilicon. it can.

【0032】素子電極間隔L、素子電極長さW、導電性
膜4の形状等は、応用される形態等を考慮して設計され
る。素子電極間隔Lは、好ましくは数百nm〜数百μm
の範囲とすることができる。素子電極2,3の膜厚d
は、数十nm〜数μmの範囲とすることができる。
The element electrode interval L, the element electrode length W, the shape of the conductive film 4 and the like are designed in consideration of the applied form and the like. The device electrode interval L is preferably several hundred nm to several hundred μm.
In the range. Film thickness d of device electrodes 2 and 3
Can be in the range of several tens nm to several μm.

【0033】尚、図1に示した構成だけでなく、基板1
上に、導電性膜4、窒化物薄膜6、対向する素子電極
2,3の順に積層した構成とすることもできる。
In addition to the configuration shown in FIG.
A configuration in which a conductive film 4, a nitride thin film 6, and opposing element electrodes 2 and 3 are stacked in this order may be adopted.

【0034】導電性膜4の膜厚は、素子電極2,3への
ステップカバレージ、素子電極2,3間の抵抗値および
後述するフォーミング条件等を考慮して適宜設定される
が、通常は、数百pm〜数百nmの範囲とするのが好ま
しく、より好ましくは1nm〜50nmの範囲とするの
が良い。その抵抗値は、Rsが102 〜107 Ω/□の
値である。なおRsとは、厚さがt、幅がwで長さがl
の薄膜の長さ方向に測定した抵抗Rを、R=Rs(l/
w)とおいた時に現れる量であり、抵抗率をPとすれ
ば、Rs=P/tである。本願明細書において、フォー
ミング処理については、通電処理を例に挙げて説明する
が、フォーミング処理はこれらに限られるものではな
く、膜に間隙を生じさせて高抵抗状態を形成する処理を
包含するものである。
The thickness of the conductive film 4 is appropriately set in consideration of the step coverage of the device electrodes 2 and 3, the resistance value between the device electrodes 2 and 3, the forming conditions described later, and the like. It is preferably in the range of several hundred pm to several hundred nm, more preferably in the range of 1 nm to 50 nm. The resistance value is such that Rs is 10 2 to 10 7 Ω / □. Rs is a thickness t, a width w, and a length l.
The resistance R measured in the length direction of the thin film of R = Rs (l / l
w) and Rs = P / t where P is the resistivity. In the specification of the present application, the forming process will be described by exemplifying an energizing process, but the forming process is not limited to these, and includes a process of forming a gap in a film to form a high resistance state. It is.

【0035】本発明では高融点の窒化物薄膜で被覆する
ため、導電性膜4を構成する材料は、比較的小さな電力
で良好な電子放出部を形成できるものを選ぶことがで
き、例えばNi、Au、PdO、Pd、Ptなどの導電
材料を選ぶことができる。
In the present invention, since the conductive film 4 is covered with a nitride thin film having a high melting point, a material that can form a good electron-emitting portion with relatively small electric power can be selected as the material constituting the conductive film 4. A conductive material such as Au, PdO, Pd, or Pt can be selected.

【0036】導電性膜4の材料としては、上述した材料
の中でもPdOが、有機PdO化合物の大気中焼成によ
り容易に微粒子膜が形成できること、半導体であるため
比較的電気伝導率が低く、前記の抵抗値Rsを得るため
の膜厚に対するプロセスマージンが広いこと、電子放出
部形成後に容易に還元して金属Pdとすることができ、
導電性膜の抵抗を低減することができること、等の点で
好適である。しかし、本発明の効果は、PdOや前記の
材料を用いた場合に限られるものではない。
As a material of the conductive film 4, among the above-mentioned materials, PdO is capable of easily forming a fine particle film by baking an organic PdO compound in the air, and has relatively low electric conductivity because it is a semiconductor. A large process margin with respect to the film thickness for obtaining the resistance value Rs, and the metal Pd can be easily reduced after the formation of the electron-emitting portion;
This is preferable in that the resistance of the conductive film can be reduced. However, the effect of the present invention is not limited to the case where PdO or the above-mentioned material is used.

【0037】電子放出部5は、導電性膜4の一部に形成
された間隙および好ましくは、後述する活性化により形
成される炭素膜により構成される。電子放出部5の内部
には、数百pm〜数十nmの範囲の粒径の導電性微粒子
が存在する場合もある。この導電性微粒子は、導電性膜
4を構成する材料の元素の一部、或いは全ての元素を含
有するものとなる。
The electron emitting portion 5 is constituted by a gap formed in a part of the conductive film 4 and preferably a carbon film formed by activation described later. In some cases, conductive fine particles having a particle size in the range of several hundred pm to several tens of nm exist inside the electron emission portion 5. The conductive fine particles contain some or all of the elements of the material constituting the conductive film 4.

【0038】尚、本発明においては、電子放出部5に
は、さらに次に述べる窒化物薄膜6を構成する元素の一
部或いは全部と同様の物質を含むことがある。
In the present invention, the electron-emitting portion 5 may contain a substance similar to some or all of the elements constituting the nitride thin film 6 described below.

【0039】窒化物薄膜6は、単一元素の一元系窒化物
とは限らず、複数の金属、非金属元素を含む多元系窒化
物であっても良く、導電性膜4の材料に比べ高硬度、高
融点を有する。これにより導電性膜4の熱融解や熱凝集
による電子放出特性の劣化を防止することを目的とする
ものである。
The nitride thin film 6 is not limited to a single-element single-element nitride, but may be a multi-element nitride containing a plurality of metals and non-metal elements. Has hardness and high melting point. Thus, the object is to prevent the electron emission characteristics from being deteriorated due to thermal melting or thermal aggregation of the conductive film 4.

【0040】窒化物薄膜を用いる理由として、高融点を
有する以外に、前述のフォーミング工程などで導電性膜
の一部に形成した間隙内に、後述の活性化工程により堆
積した炭素および炭素化合物との反応性の低さが挙げら
れる。
The reason for using a nitride thin film is that, besides having a high melting point, carbon and a carbon compound deposited by an activation step described later are filled in a gap formed in a part of the conductive film by the above-described forming step or the like. Low reactivity.

【0041】ここで言う反応性とは、活性化工程あるい
は駆動中の熱により、炭素および炭素化合物が他の部材
の構成元素と反応し、より高い蒸気圧を有する化合物と
なって脱離してゆく現象を含む。このような、炭素およ
び炭素化合物の脱離は、素子特性の劣化を引き起こす。
The term "reactivity" as used herein means that carbon and carbon compounds react with constituent elements of other members by heat during the activation step or driving, and are desorbed as compounds having a higher vapor pressure. Including phenomena. Such desorption of carbon and carbon compounds causes deterioration of device characteristics.

【0042】特に、酸化物に対しては、炭素および炭素
化合物が酸素と反応し、蒸気圧の高い一酸化炭素となる
可能性があるため、注意が必要であった。
In particular, caution was required for oxides, since carbon and carbon compounds may react with oxygen to form carbon monoxide having a high vapor pressure.

【0043】なお、炭素および炭素化合物が他の部材の
構成元素と反応する過程は、直接接触している部位で生
じたり、放電等の影響で部材表面がガス化した際に生じ
たり、さまざまな可能性が考えられる。
The process in which carbon and the carbon compound react with the constituent elements of other members occurs at a portion in direct contact, when the surface of the member is gasified by the influence of electric discharge or the like, and various processes occur. There is a possibility.

【0044】本発明の窒化物簿膜においては、窒素と、
炭素および炭素化合物との反応によって高い蒸気圧の化
合物を生成しない金属、炭素、ホウ素等で構成されるた
め、仮に窒化物薄膜が放電等の影響で一部ガス化したと
しても、炭素および炭素化合物に対して上述のような影
響は及ぼさないと考えられる。
In the nitride film of the present invention, nitrogen,
Since it is composed of metals, carbon, boron, etc. that do not generate compounds with high vapor pressure by reaction with carbon and carbon compounds, even if the nitride thin film is partially gasified by the influence of electric discharge, carbon and carbon compounds Is not considered to have the above-mentioned effect.

【0045】本発明における、窒化物薄膜6による導電
性膜4の被覆の状態を図2に模式的に示す。窒化物薄膜
6は、図2(a)に示すように導電性膜4を構成する微
粒子の隙間に含まれている場合、図2(b)に示すよう
に導電性膜4上に薄膜を形成する場合、さらには図2
(c)に示すように導電性膜4の微粒子全体を覆ってい
る場合があり、いずれの場合も本発明は有効である。
FIG. 2 schematically shows a state in which the conductive film 4 is covered with the nitride thin film 6 in the present invention. When the nitride thin film 6 is included in the gap between the fine particles constituting the conductive film 4 as shown in FIG. 2A, a thin film is formed on the conductive film 4 as shown in FIG. If so, then Figure 2
As shown in (c), the whole of the fine particles of the conductive film 4 may be covered, and in any case, the present invention is effective.

【0046】本発明では、このように導電性膜4が高硬
度、高融点を有する窒化物薄膜6で覆われているため、
間隙幅の細い電子放出部を形成できるとともに、駆動時
に電子放出部近傍で導電性膜が融解、凝集することを抑
制することができ、長時間にわたって、安定した電子放
出特性を保持することができる。
In the present invention, since the conductive film 4 is covered with the nitride thin film 6 having high hardness and high melting point,
It is possible to form an electron-emitting portion having a small gap width, to suppress melting and aggregation of the conductive film in the vicinity of the electron-emitting portion during driving, and to maintain stable electron-emitting characteristics for a long time. .

【0047】さらに後述するように、パネル作製時の熱
工程における導電性膜の変化も抑制できる。
As will be described later, the change of the conductive film in the heating step at the time of manufacturing the panel can be suppressed.

【0048】図2(a)のように導電性膜4を構成する
微粒子の間隙に、窒化物薄膜6が含まれる場合には、そ
の含有率は、上記導電性膜4と窒化物薄膜6の全体にお
ける窒化物中の金属元素のモル比にして50%以下であ
ることが望ましい。これは、これ以上の含有率である場
合、導電性膜4の導電性が損なわれる場合があり、また
通電フォーミングに必要な電力が大きくなるためであ
る。また、含有率が10%以下の場合は導電性膜4の融
解、凝集による電子放出特性の劣化を充分に抑制できな
くなる場合があるため、含有率は10%以上であること
が望ましい。
When the nitride thin film 6 is contained in the gap between the fine particles constituting the conductive film 4 as shown in FIG. 2A, the content thereof is determined by the ratio between the conductive film 4 and the nitride thin film 6. It is desirable that the molar ratio of the metal element in the nitride in the whole is 50% or less. This is because, if the content is higher than this, the conductivity of the conductive film 4 may be impaired, and the electric power required for the energization forming may increase. When the content is 10% or less, the deterioration of the electron emission characteristics due to melting and aggregation of the conductive film 4 may not be sufficiently suppressed. Therefore, the content is desirably 10% or more.

【0049】図2(b)のように、窒化物被膜が導電性
膜4を被覆して形成される場合には、膜厚が10nm以
下であることが望ましい。即ち、窒化物薄膜の膜厚が厚
過ぎると、通電フォーミングに必要な電力が大きくなっ
てしまい、その結果電子放出特性が不十分なものとなっ
てしまったり、場合によってはフォーミングができなく
なってしまう。さらに窒化物薄膜が絶縁体の場合には、
後述のアノード電極に高い電圧を印加した状態で素子を
駆動した時に該窒化物簿膜がチャージアップを起こし
て、これにより素子の周辺の等電位面が変化して、放出
される電子の軌道が変動する場合がある。
When the nitride film is formed by covering the conductive film 4 as shown in FIG. 2B, the thickness is preferably 10 nm or less. That is, if the nitride thin film is too thick, the power required for energization forming becomes large, and as a result, the electron emission characteristics become insufficient, and in some cases, the forming cannot be performed. . Furthermore, when the nitride thin film is an insulator,
When the device is driven in a state where a high voltage is applied to an anode electrode described later, the nitride film is charged up, thereby changing the equipotential surface around the device and causing the trajectory of the emitted electrons. May fluctuate.

【0050】また、窒化物薄膜の膜厚が5nm未満とな
ると導電性膜の融解、凝集による電子放出特性の劣化を
充分に抑制できなくなる場合があるため、該膜厚は5n
m以上であることが望ましい。
If the thickness of the nitride thin film is less than 5 nm, it may not be possible to sufficiently suppress the deterioration of the electron emission characteristics due to melting and aggregation of the conductive film.
m or more.

【0051】さらに、図2(c)のような構成の場合、
上述の二つの条件を満たす条件の内で好適な条件を選択
する。この場合、窒化物薄膜6の典型的な好適条件は、
例えば膜厚が5nmで、導電性膜4の隙間に約30%侵
入する程度である。
Further, in the case of the configuration as shown in FIG.
A suitable condition is selected from the conditions satisfying the above two conditions. In this case, typical preferable conditions of the nitride thin film 6 are as follows:
For example, the thickness is 5 nm, and it is about 30% to enter the gap between the conductive films 4.

【0052】窒化物薄膜は、複数の金属、非金属元素を
含む多元系窒化物とすることによって、容易に抵抗調整
をおこなうことができる。窒化物簿膜の抵抗は、低すぎ
ると通電フォーミングが不能となったり、またフォーミ
ングできたとしても電流がリークしてしまい素子に適正
な電圧が印加されない場合がある。また、抵抗が高すぎ
るても、帯電の影響による素子劣化が生じる場合があ
る。したがって、窒化物薄膜の抵抗は、104 Ω/□か
ら1010Ω/□であることが望ましい。
The resistance can be easily adjusted by making the nitride thin film a multi-element nitride containing a plurality of metals and non-metal elements. If the resistance of the nitride film is too low, energization forming cannot be performed, or even if the formation can be performed, current leaks and an appropriate voltage may not be applied to the element. Further, even if the resistance is too high, the element may be deteriorated due to the influence of charging. Therefore, the resistance of the nitride thin film is preferably in the range of 10 4 Ω / □ to 10 10 Ω / □.

【0053】以上述べて来た特性を満足する窒化物薄膜
としては、B、Al、C、Si、Ge、Ti、Zr、H
f、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wより選ばれる一元
系、多元系の窒化物等が挙げらる。
The nitride thin films satisfying the characteristics described above include B, Al, C, Si, Ge, Ti, Zr, and H.
f, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, a mono-component or a multi-component nitride, and the like.

【0054】これらの窒化物の中には高温大気中で不安
定であるものも含まれるが、本発明の効果はこのことに
より制限されるものではなく、使用環境や使用目的に応
じて好適なものを選択することができる。
Among these nitrides, those which are unstable in a high-temperature atmosphere are included. However, the effects of the present invention are not limited by this, and are suitable according to the use environment and purpose. You can choose one.

【0055】これらの窒化物薄膜6を形成する方法とし
ては、スパッタ法、反応性スパッタ法、プラズマCVD
法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、イオ
ンビームアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により導電性
膜上に形成することができる。
As a method of forming these nitride thin films 6, there are a sputtering method, a reactive sputtering method, a plasma CVD method, and the like.
It can be formed on the conductive film by a thin film forming means such as a method, an electron beam evaporation method, an ion plating method, and an ion beam assisted evaporation method.

【0056】例えば、一元系金属窒化物であるTiNを
スパッタ法で成膜する場合は、TiもしくはTiNのタ
ーゲットを窒素あるいはアンモニアを含むガス中でスパ
ッタすることにより、スパッタ金属原子を窒化して、窒
化物薄膜が得られる。窒素あるいはアンモニア分圧、成
膜速度等のスパッタ条件を調整することにより、窒化物
薄膜中の窒素量が変化するが、十分窒化させたほうが膜
の電気的および機械的安定性が良い。
For example, when forming a film of TiN, which is a single metal nitride, by sputtering, a target of Ti or TiN is sputtered in a gas containing nitrogen or ammonia to nitride sputtered metal atoms. A nitride thin film is obtained. By adjusting the sputtering conditions such as the partial pressure of nitrogen or ammonia and the deposition rate, the amount of nitrogen in the nitride thin film changes, but the better the electrical and mechanical stability of the film, the better the nitridation.

【0057】多元系の窒化物を成膜する場合は、あらか
じめ組成を調整した窒化物ターゲットを用いることも可
能である。
When forming a multi-component nitride film, it is possible to use a nitride target whose composition is adjusted in advance.

【0058】一方、これらの窒化物薄膜の多くは電気的
に絶縁性である。導電性膜4と電子放出部5を絶縁性の
窒化物で覆った場合、膜厚が厚過ぎると電子放出を妨げ
その特性に悪影響を及ぼすことがある。また、前述の様
に電子放出部から放出された後、導電性膜に入射する電
子によりチャージアップし、使用上問題が生ずる場合が
ある。
On the other hand, most of these nitride thin films are electrically insulating. When the conductive film 4 and the electron emitting portion 5 are covered with an insulating nitride, if the film thickness is too large, electron emission may be hindered and the characteristics may be adversely affected. In addition, as described above, after being emitted from the electron emitting portion, the electrons are charged up by the electrons incident on the conductive film, which may cause a problem in use.

【0059】また、窒化物薄膜に導電性を付与した場
合、窒化物薄膜の伝導度が導電性膜の伝導度に対して無
視できなくなると、通電フォーミング処理に必要な電力
が大きくなってしまうなどの問題も生ずる。
Further, when conductivity is given to the nitride thin film, if the conductivity of the nitride thin film cannot be ignored with respect to the conductivity of the conductive film, the power required for the energization forming process becomes large. Problem also arises.

【0060】上記のような事情について検討した結果、
窒化物薄膜が絶縁性であっても、窒化物薄膜6による被
膜の厚さが3nm以上10nm以下であれば良い。この
範囲であれば電子放出特性に対する悪影響は少なく、駆
動による特性の劣化を抑制する効果を示す。しかし、窒
化物の形態、緻密度等によっても好適な条件は変化し得
ると思われ、上記の条件は必ずしも絶対的なものではな
い。
As a result of examining the above circumstances,
Even if the nitride thin film is insulative, the thickness of the film formed by the nitride thin film 6 may be 3 nm or more and 10 nm or less. Within this range, there is little adverse effect on the electron emission characteristics, and the effect of suppressing the deterioration of the characteristics due to driving is exhibited. However, it is considered that suitable conditions may vary depending on the form, density, etc. of the nitride, and the above conditions are not necessarily absolute.

【0061】次に、垂直型電子放出素子について説明す
る。
Next, the vertical type electron-emitting device will be described.

【0062】図3は、本発明の垂直型電子放出素子の一
例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of the vertical electron-emitting device of the present invention.

【0063】図3においては、図1に示した部位と同じ
部位には図1に付した符号と同一の符号を付している。
21は段差形成部である。基板1、素子電極2および
3、導電性膜4、電子放出部5および窒化物薄膜6は、
前述した平面型電子放出素子の場合と同様の材料で構成
することができる。段差形成部21は、真空蒸着法、印
刷法、スパッタ法等で形成されたSiO2 等の絶縁性材
料で構成することができる。段差形成部21の膜厚は、
先に述べた平面型電子放出素子の素子電極間隔Lに対応
し、数百nm〜数十μmの範囲とすることができる。こ
の膜厚は、段差形成部21の製法、および、素子電極間
に印加する電圧を考慮して設定されるが、数十nm〜数
μmの範囲が好ましい。
In FIG. 3, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
21 is a step forming part. The substrate 1, the device electrodes 2 and 3, the conductive film 4, the electron-emitting portion 5, and the nitride thin film 6
It can be made of the same material as in the case of the above-mentioned flat type electron-emitting device. The step forming portion 21 can be made of an insulating material such as SiO 2 formed by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. The film thickness of the step forming portion 21 is
The range can be several hundred nm to several tens of μm, corresponding to the element electrode interval L of the flat-type electron emission element described above. This film thickness is set in consideration of the manufacturing method of the step forming portion 21 and the voltage applied between the device electrodes, but is preferably in the range of several tens nm to several μm.

【0064】導電性膜4は、素子電極2および3と段差
形成部21作製後に、該素子電極2および3の上に積層
される。電子放出部5は、図3においては、段差形成部
21の側端面に形成されているが、作製条件、フォーミ
ング条件等に依存し、形状、位置ともこれに限られるも
のではない。
The conductive film 4 is laminated on the device electrodes 2 and 3 after the device electrodes 2 and 3 and the step forming portion 21 are formed. Although the electron-emitting portion 5 is formed on the side end surface of the step forming portion 21 in FIG. 3, the shape and position are not limited to this, depending on manufacturing conditions, forming conditions and the like.

【0065】上述の電子放出素子の製造方法としては様
々な方法が考えられるが、図1に示した構成の電子放出
素子の場合を例に、図4に基づいてその一例を説明す
る。なお、図4において図1と同じ符号は同じ部材を指
すものである。
Various methods are conceivable as a method for manufacturing the above-described electron-emitting device. One example of the method for manufacturing the electron-emitting device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same members.

【0066】1)基板1を洗剤、純水および有機溶剤等
を用いて充分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等によ
り素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー
技術を用いて基板1上に素子電極2,3を形成する(図
4(a))。
1) The substrate 1 is sufficiently washed with a detergent, pure water, an organic solvent, and the like, and after the element electrode material is deposited by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like, the substrate 1 is formed on the substrate 1 by using, for example, a photolithography technique. The device electrodes 2 and 3 are formed (FIG. 4A).

【0067】2)素子電極2,3を設けた基板1に、有
機金属溶液を塗布して、有機金属薄膜を形成する。有機
金属溶液は、前述の導電性膜4の材料の金属を主元素と
する有機金属化合物の溶液である。有機金属薄膜を加熱
焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニ
ングし、導電性膜4を形成する。ここでは、有機金属溶
液の塗布法を挙げて説明したが、導電性膜4の形成方法
はこれに限られるものではなく、真空蒸着法、スパッタ
法、CVD法、分散塗布法、ディッピング法、スピンコ
ート法等を用いることもできる。次に、導電性膜4を形
成した基板1に、導電性膜4の材料と比べて高硬度、高
融点の窒化物薄膜6をスパッタ法により形成する(図4
(b))。また本発明において、窒化物薄膜6は導電性
膜4の全領域を被覆して形成するのが好ましく、特定の
形状にパターニングする必要は特段にないが、上記工程
2)で説明した導電性膜4と同時にパターニングするこ
ともできる。ここでは、窒化物薄膜6の形成方法として
スパッタ法を挙げて説明したが、これに限られるもので
はなく、反応性スパッタ法、プラズマCVD法、電子ビ
ーム蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビームア
シスト蒸着法等の薄膜形成手段により窒化物薄膜6を導
電性膜4上に形成することができる。
2) An organic metal solution is applied to the substrate 1 provided with the device electrodes 2 and 3 to form an organic metal thin film. The organic metal solution is a solution of an organic metal compound containing the metal of the material of the conductive film 4 as a main element. The organic metal thin film is heated and baked, and patterned by lift-off, etching, or the like to form the conductive film 4. Here, the method of applying the organometallic solution has been described, but the method of forming the conductive film 4 is not limited to this, and a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a dispersion coating method, a dipping method, a spinning method, or the like. A coating method or the like can also be used. Next, a nitride thin film 6 having a higher hardness and a higher melting point than the material of the conductive film 4 is formed on the substrate 1 on which the conductive film 4 is formed by a sputtering method (FIG. 4).
(B)). In the present invention, it is preferable that the nitride thin film 6 is formed so as to cover the entire region of the conductive film 4, and it is not particularly necessary to pattern the conductive film 4 into a specific shape. 4 and patterning can be performed simultaneously. Here, the method of forming the nitride thin film 6 has been described by using the sputtering method, but the method is not limited to the sputtering method. The reactive sputtering method, the plasma CVD method, the electron beam evaporation method, the ion plating method, the ion beam assist method, The nitride thin film 6 can be formed on the conductive film 4 by a thin film forming means such as an evaporation method.

【0068】3)続いて、フォーミング工程を施す。こ
のフォーミング工程の方法の一例として通電処理による
方法を説明するが、本発明にかかわるフォーミング工程
はこれに限られるものではなく、導電性膜4に間隙を形
成させる方法であればいかなる方法でも良い。素子電極
2,3間に、不図示の電源を用いて通電を行うと、導電
性膜4および窒化物膜6の一部に、第一の間隙8が形成
される(図4(c))。通電フォーミングによれば導電
性膜4に局所的に破壊、変形もしくは変質等の構造の変
化した部位が形成される。該部位が電子放出部(図1の
5)を構成する。尚、上述したように、通電フォーミン
グの前に窒化物薄膜6を形成した場合には、同時に窒化
物薄膜6にも局所的に破壊、変形もしくは変質などの構
造の変化を起こす場合がある。通電フォーミングの電圧
波形の例を図5に示す。電圧波形は、パルス波形が好ま
しい。これには、パルス波高値を定電圧としたパルスを
連続的に印加する図5(a)に示した手法と、パルス波
高値を増加させながら電圧パルスを印加する図5(b)
に示した手法がある。図5(a)におけるT1およびT
2は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。通常T1
は1μsec〜10msec、T2は10μsec〜1
00msecの範囲で設定される。三角波の波高値(通
電フォーミング時のピーク電圧)は、電子放出素子の形
態などに応じて適宜選択される。このような条件のも
と、例えば1.3×10-3Pa程度ないしそれ以下の適
当な圧力の真空雰囲気中で数秒〜数十分間電圧を印加す
る。パルス波形は三角波に限定されるものではなく、矩
形波など所望の波形を採用することができる。また、パ
ルス波高値やパルス幅、パルス間隔などについても上述
の値に限るものではなく、電子放出部が良好に形成され
るように、適当な値を選択することができる。図5
(b)におけるT1およびT2は、図5(a)に示した
ものと同様とすることができる。三角波の波高値(通電
フォーミング時のピーク電圧)は、例えば0.1V程度
ずつ増加させることができる。通電フォーミング処理の
終了は、フォーミングのためのパルスがオフになってい
る期間中に、導電性膜4を局所的に破壊、変形しない程
度の電圧を印加し、電流を測定して検知することができ
る。例えば0.1V程度の電圧印加により流れる素子電
流を測定し、抵抗値を求めて、1MΩ以上の抵抗を示し
た時、通電フォーミングを終了させることが好ましい。
3) Subsequently, a forming step is performed. As an example of the method of the forming step, a method using an energization process will be described. However, the forming step according to the present invention is not limited to this, and any method may be used as long as a gap is formed in the conductive film 4. When current is applied between the device electrodes 2 and 3 using a power supply (not shown), a first gap 8 is formed in a part of the conductive film 4 and the nitride film 6 (FIG. 4C). . According to the energization forming, a portion of the conductive film 4 where a structure such as destruction, deformation or alteration is locally changed is formed. The portion constitutes an electron emission portion (5 in FIG. 1). As described above, when the nitride thin film 6 is formed before the energization forming, the nitride thin film 6 may also locally undergo structural changes such as destruction, deformation, or alteration. FIG. 5 shows an example of the voltage waveform of the energization forming. The voltage waveform is preferably a pulse waveform. For this purpose, a method shown in FIG. 5A in which a pulse with a constant pulse peak value is applied continuously and a method shown in FIG. 5B in which a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value are used.
There is a method shown in T1 and T in FIG.
2 is the pulse width and pulse interval of the voltage waveform. Normal T1
Is 1 μsec to 10 msec, and T2 is 10 μsec to 1
It is set in the range of 00 msec. The peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of energization forming) is appropriately selected according to the form of the electron-emitting device. Under such conditions, for example, a voltage is applied for several seconds to several tens of minutes in a vacuum atmosphere of an appropriate pressure of about 1.3 × 10 −3 Pa or less. The pulse waveform is not limited to a triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be adopted. Further, the pulse crest value, pulse width, pulse interval, and the like are not limited to the above-mentioned values, and appropriate values can be selected so that the electron-emitting portion is formed well. FIG.
T1 and T2 in (b) can be the same as those shown in FIG. The peak value of the triangular wave (peak voltage during energization forming) can be increased, for example, by about 0.1 V. The end of the energization forming process can be detected by applying a voltage that does not locally destroy or deform the conductive film 4 while the pulse for forming is off, and measuring the current. it can. For example, it is preferable to measure the element current flowing when a voltage of about 0.1 V is applied, determine the resistance value, and terminate the energization forming when the resistance value is 1 MΩ or more.

【0069】4)フォーミングを終えた素子には活性化
工程と呼ばれる処理を施す。活性化工程とは、この工程
により、素子電流If、放出電流Ieが、著しく変化す
る工程である。活性化工程は、例えば、有機物質のガス
を含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パ
ルスの印加を繰り返すことで行うことができる。この雰
囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを
用いて真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残留する
有機ガスを利用して形成することができる他、イオンポ
ンプなどにより一旦充分に排気した真空中に適当な有機
物質のガスを導入することによっても得られる。この時
の好ましい有機物質のガス圧は、前述の応用の形態、真
空容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため
場合に応じ適宜設定される。適当な有機物質としては、
アルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳
香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン
類、アミン類およびフェノール、カルボン酸、スルホン
酸等の有機酸類を挙げることができ、具体的には、メタ
ン、エタン、プロパンなどCn2n+2で表わされる飽和
炭化水素、エチレン、プロピレンなどCn2n等の組成
式で表わされる不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、
メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトア
ルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミ
ン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオ
ン酸等或いはこれらの混合物が使用できる。この処理に
より、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素ないし炭
素化合物ないしそれらの混合物(図4(d)の7)が、
窒化物膜6および導電性膜4上に堆積するとともに、前
記フォーミングで形成した第一の間隙8内の基板1上
に、第一の間隙8よりも狭い第二の間隙9を形成するこ
とで、素子電流If、放出電流Ieが著しく上昇する。
なお、図では、上述した第一の間隙8および第二の間隙
9が完全に分離しているように模式的に描いたが、部分
的に繋がっている場合もある(図4(d))。
4) The element after the forming is subjected to a process called an activation step. The activation step is a step in which the element current If and the emission current Ie are significantly changed by this step. The activation step can be performed, for example, by repeatedly applying a pulse in an atmosphere containing a gas of an organic substance, similarly to the energization forming. This atmosphere can be formed by using an organic gas remaining in the atmosphere when the inside of the vacuum vessel is evacuated using, for example, an oil diffusion pump or a rotary pump, or once sufficiently evacuated by an ion pump or the like. It can also be obtained by introducing a gas of an appropriate organic substance into a vacuum. The preferable gas pressure of the organic substance at this time varies depending on the above-described application form, the shape of the vacuum vessel, the type of the organic substance, and the like, and is appropriately set according to the case. Suitable organic materials include
Alkanes, alkenes, aliphatic hydrocarbons of alkynes, aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines and phenols, carboxylic acids, organic acids such as sulfonic acids can be mentioned. Is a saturated hydrocarbon represented by C n H 2n + 2 such as methane, ethane and propane; an unsaturated hydrocarbon represented by a composition formula such as C n H 2n such as ethylene and propylene; benzene, toluene;
Methanol, ethanol, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylamine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid and the like or a mixture thereof can be used. By this treatment, carbon, a carbon compound, or a mixture thereof (7 in FIG. 4D) is converted from organic substances existing in the atmosphere.
By depositing on the nitride film 6 and the conductive film 4 and forming a second gap 9 narrower than the first gap 8 on the substrate 1 in the first gap 8 formed by the forming. , The device current If and the emission current Ie significantly increase.
In the figure, the first gap 8 and the second gap 9 are schematically illustrated as completely separated from each other, but may be partially connected (FIG. 4D). .

【0070】活性化工程の終了判定は、素子電流Ifと
放出電流Ieを測定しながら適宜行う。なお、パルス
幅、パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。
素子に堆積される炭素ないし炭素化合物ないし両者の混
合物とは、例えばグラファイト(いわゆるHOPG、P
G、GCを包含する。HOPGはほぼ完全なグラファイ
トの結晶構造、PGは結晶粒が20nm程度で結晶構造
がやや乱れたもの、GCは結晶粒が2nm程度になり結
晶構造の乱れがさらに大きくなったものを指す)、非晶
質カーボン(アモルファスカーボンおよびアモルファス
カーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を指す)
であり、その膜厚は50nm以下の範囲とするのが好ま
しく、30nm以下の範囲とすることがより好ましい。
The termination of the activation step is appropriately determined while measuring the device current If and the emission current Ie. The pulse width, pulse interval, pulse crest value, and the like are set as appropriate.
The carbon, carbon compound or a mixture of both deposited on the device is, for example, graphite (so-called HOPG, P
G, GC. HOPG is a crystal structure of almost perfect graphite, PG is a crystal having a crystal grain of about 20 nm and slightly disordered, and GC is a crystal having a grain of about 2 nm and disorder of the crystal structure is further increased). Amorphous carbon (refers to amorphous carbon and a mixture of amorphous carbon and the aforementioned microcrystals of graphite)
The thickness is preferably in the range of 50 nm or less, more preferably in the range of 30 nm or less.

【0071】5)このような工程を経て得られた電子放
出素子は、安定化工程を行うことが好ましい。この工程
は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真空
容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイ
ルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用
しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープ
ションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げる
ことができる。前記活性化の工程で、排気装置として油
拡散ポンプやロータリーポンプを用い、これから発生す
るオイル成分に由来する有機ガスを用いた場合は、この
成分の分圧を極力低く抑える必要がある。真空容器内の
有機成分の分圧は、上記の炭素ないし炭素化合物ないし
両者の混合物がほぼ新たに堆積しない分圧で1.3×1
-6Pa以下が好ましく、さらには1.3×10-8Pa
以下が特に好ましい。さらに真空容器内を排気する時に
は、真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、電子放
出素子に吸着した有機物質分子を排気し易くするのが好
ましい。この時の加熱条件は、80〜250℃、好まし
くは150℃以上で、できるだけ長時間処理するのが望
ましいが、特にこの条件に限るものではなく、真空容器
の大きさや形状、電子放出素子の構成などの諸条件によ
り適宜選ばれる条件により行う。真空容器内の圧力は極
力低くすることが必要で、1×10-5Pa以下が好まし
く、さらに1.3×10-6Pa以下が特に好ましい。安
定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気は、上記安定化
処理終了時の雰囲気を維持するのが好ましいが、これに
限るものではなく、有機物質が充分除去されていれば、
真空度自体は多少低下しても充分安定な特性を維持する
ことができる。このような真空雰囲気を採用することに
より、新たな炭素ないし炭素化合物ないし両者の混合物
の堆積を抑制でき、また真空容器や基板などに吸着した
2 O、O2 なども除去でき、結果として素子電流I
f、放出電流Ieが安定する。
5) The electron-emitting device obtained through the above steps is preferably subjected to a stabilization step. This step is a step of exhausting the organic substance in the vacuum container. It is preferable to use a vacuum exhaust device that does not use oil so that the oil generated from the device does not affect the characteristics of the element. Specifically, a vacuum exhaust device such as a sorption pump and an ion pump can be used. In the activation step, when an oil diffusion pump or a rotary pump is used as an exhaust device and an organic gas derived from an oil component generated from the oil diffusion pump or the rotary pump is used, the partial pressure of this component needs to be suppressed as low as possible. The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel is 1.3 × 1 which is a partial pressure at which the above-mentioned carbon, carbon compound or a mixture of both is hardly newly deposited.
0 -6 Pa or less, more preferably 1.3 × 10 -8 Pa
The following are particularly preferred. Further, when the inside of the vacuum vessel is evacuated, it is preferable to heat the entire vacuum vessel so that the organic substance molecules adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel and the electron-emitting device can be easily evacuated. The heating conditions at this time are desirably 80 to 250 ° C., preferably 150 ° C. or more, and it is desirable to perform the treatment for as long as possible. However, the present invention is not particularly limited to this condition, and the size and shape of the vacuum vessel, the configuration of the electron-emitting device, etc. This is performed under conditions appropriately selected according to various conditions such as the above. The pressure in the vacuum vessel needs to be as low as possible, and is preferably 1 × 10 −5 Pa or less, and particularly preferably 1.3 × 10 −6 Pa or less. After performing the stabilization step, the atmosphere at the time of driving is preferably to maintain the atmosphere at the end of the stabilization process, but is not limited to this.If the organic substance is sufficiently removed,
Even if the degree of vacuum itself is slightly reduced, sufficiently stable characteristics can be maintained. By adopting such a vacuum atmosphere, the deposition of new carbon, a carbon compound, or a mixture of both can be suppressed, and H 2 O, O 2 , and the like adsorbed on a vacuum vessel or a substrate can be removed. Current I
f, the emission current Ie is stabilized.

【0072】上述した工程を経て得られた本発明の電子
放出素子の基本特性について図6、図7を参照しながら
説明する。
The basic characteristics of the electron-emitting device of the present invention obtained through the above-described steps will be described with reference to FIGS.

【0073】図6は、真空処理装置の一例を示す模式図
であり、この真空処理装置は特性評価装置としての機能
をも兼ね備えている。図6においても、図1に示した部
位と同じ部位には図1に付した符号と同一の符号を付し
ている。図6において、55は真空容器であり、56は
排気ポンプである。真空容器55内には電子放出素子が
配されている。即ち、1は電子放出素子を構成する基体
であり、2および3は素子電極、4は導電性膜、5は電
子放出部、6は窒化物薄膜である。51は、電子放出素
子に素子電圧Vfを印加するための電源、50は素子電
極2,3間の導電性膜4を流れる素子電流Ifを測定す
るための電流計、54は素子の電子放出部より放出され
る放出電流Ieを補足するためのアノード電極である。
53はアノード電極54に電圧を印加するための高圧電
源、52は素子の電子放出部5より放出される放出電流
Ieを測定するための電流計である。一例として、アノ
ード電極の電圧を1kV〜10kVの範囲とし、アノー
ド電極と電子放出素子との距離Hを2mm〜8mmの範
囲として測定を行うことができる。
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a vacuum processing apparatus. This vacuum processing apparatus also has a function as a characteristic evaluation apparatus. In FIG. 6 as well, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG. In FIG. 6, 55 is a vacuum container, and 56 is an exhaust pump. An electron-emitting device is provided in the vacuum vessel 55. That is, 1 is a substrate constituting an electron-emitting device, 2 and 3 are device electrodes, 4 is a conductive film, 5 is an electron-emitting portion, and 6 is a nitride thin film. 51 is a power supply for applying a device voltage Vf to the electron-emitting device, 50 is an ammeter for measuring a device current If flowing through the conductive film 4 between the device electrodes 2 and 3, and 54 is an electron-emitting portion of the device. This is an anode electrode for supplementing the emission current Ie emitted from the anode.
Reference numeral 53 denotes a high-voltage power supply for applying a voltage to the anode electrode 54, and reference numeral 52 denotes an ammeter for measuring an emission current Ie emitted from the electron emission portion 5 of the device. As an example, the measurement can be performed with the voltage of the anode electrode in the range of 1 kV to 10 kV and the distance H between the anode electrode and the electron-emitting device in the range of 2 mm to 8 mm.

【0074】真空容器55内には、不図示の真空計等の
真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、
所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになって
いる。排気ポンプ56は、ターボポンプ、ロータリーポ
ンプからなる通常の高真空装置系とさらに、イオンポン
プ等からなる超高真空装置系とにより構成されている。
ここに示した電子源基板を配した真空処理装置の全体
は、不図示のヒーターにより加熱できる。したがって、
この真空処理装置を用いると、前述の通電フォーミング
以降の工程も行うことができる。
The vacuum vessel 55 is provided with equipment necessary for measurement in a vacuum atmosphere, such as a vacuum gauge (not shown).
The measurement and evaluation can be performed in a desired vacuum atmosphere. The exhaust pump 56 includes a normal high vacuum device system including a turbo pump and a rotary pump, and an ultra-high vacuum device system including an ion pump and the like.
The entire vacuum processing apparatus provided with the electron source substrate shown here can be heated by a heater (not shown). Therefore,
When this vacuum processing apparatus is used, the steps after the above-described energization forming can also be performed.

【0075】図7は、図6に示した真空処理装置を用い
て測定された放出電流Ie、素子電流Ifと素子電圧V
fの関係を模式的に示した図である。図7においては、
放出電流Ieが素子電流Ifに比べて著しく小さいの
で、任意単位で示している。なお、縦・横軸ともリニア
スケールである。
FIG. 7 shows emission current Ie, device current If and device voltage V measured using the vacuum processing apparatus shown in FIG.
It is the figure which showed the relationship of f typically. In FIG.
Since the emission current Ie is significantly smaller than the element current If, it is shown in arbitrary units. The vertical and horizontal axes are linear scales.

【0076】図7から明らかなように、本発明の電子放
出素子は、放出電流Ieに関して3つの特徴的性質を有
する。即ち、 (i)本発明の電子放出素子はある電圧(しきい値電圧
と呼ぶ、図7中のVth)以上の素子電圧を印加すると
急激に放出電流Ieが増加し、一方しきい値電圧Vth
以下では放出電流Ieがほとんど検出されない。つま
り、放出電流Ieに対する明確なしきい値電圧Vthを
持った非線形素子である。 (ii)放出電流Ieが素子電圧Vfに単調増加依存す
るため、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。 (iii)アノード電極54に補足される放出電荷は、
素子電圧Vfを印加する時間に依存する。つまり、アノ
ード電極54に補足される電荷量は、素子電圧Vfを印
加する時間により制御できる。
As is clear from FIG. 7, the electron-emitting device of the present invention has three characteristic properties with respect to the emission current Ie. (I) In the electron-emitting device of the present invention, when a device voltage higher than a certain voltage (referred to as a threshold voltage, Vth in FIG. 7) is applied, the emission current Ie sharply increases, while the threshold voltage Vth
Below, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a nonlinear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie. (Ii) Since the emission current Ie depends monotonically on the device voltage Vf, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf. (Iii) The emission charge captured by the anode electrode 54 is:
It depends on the time for applying the element voltage Vf. That is, the amount of charge captured by the anode electrode 54 can be controlled by the time during which the device voltage Vf is applied.

【0077】以上の説明により理解されるように、本発
明の電子放出素子は、入力信号に応じて、電子放出特性
を容易に制御できることになる。この性質を利用すると
複数の電子放出素子を配して構成した電子源、画像形成
装置等、多方面への応用が可能となる。
As understood from the above description, the electron-emitting device of the present invention can easily control the electron-emitting characteristics according to the input signal. By utilizing this property, it is possible to apply to various fields such as an electron source and an image forming apparatus having a plurality of electron-emitting devices.

【0078】図7(a)には、素子電流Ifが素子電圧
Vfに対して単調増加する(以下、「MI特性」とい
う)例を実線に示した。図7(b)には、素子電流If
が素子電圧Vfに対して電圧制御型負性抵抗特性(以下
「VCNR特性」という)を示す場合を示した。いずれ
の特性を示すかは、電子放出素子の製法および測定装置
の測定条件などに依存する。但し、素子電流Ifが素子
電圧Vfに対してVCNR特性を示す場合でも、放出電
流Ieは素子電圧Vfに対してMI特性を示す。
FIG. 7A shows an example in which the element current If monotonically increases with respect to the element voltage Vf (hereinafter referred to as “MI characteristic”). FIG. 7B shows the element current If.
Shows a voltage control type negative resistance characteristic (hereinafter referred to as “VCNR characteristic”) with respect to the element voltage Vf. Which characteristic is exhibited depends on the manufacturing method of the electron-emitting device, the measurement conditions of the measuring device, and the like. However, even when the device current If shows VCNR characteristics with respect to the device voltage Vf, the emission current Ie shows MI characteristics with respect to the device voltage Vf.

【0079】図8は、一定の素子に一定のパルス電圧を
印加しながら、長時間駆動した時の放出電流Ieの時間
変化を模式的に示したものである。図中実線で示したの
は本発明の素子、破線で示したのは窒化物薄膜を形成し
ない比較用の素子の特性を示すものである。この様に本
発明の素子では電子放出特性が長時間にわたり安定に保
持される。これは、窒化物薄膜6によって電子放出部5
の近傍における導電性膜5の凝集などによる劣化が抑制
されるためであろうと推測される。
FIG. 8 schematically shows a temporal change of the emission current Ie when driving for a long time while applying a constant pulse voltage to a constant element. In the figure, the solid line shows the characteristics of the device of the present invention, and the broken line shows the characteristics of a comparative device without forming a nitride thin film. Thus, in the device of the present invention, the electron emission characteristics are stably maintained for a long time. This is because the electron emitting portion 5 is formed by the nitride thin film 6.
It is presumed that deterioration due to aggregation or the like of the conductive film 5 in the vicinity of is suppressed.

【0080】以上のように本発明の電子放出素子の特徴
のため、基板上に複数の素子を配置した電子源や、これ
を利用した画像形成装置においても、入力信号に応じて
容易に放出電子量を制御することができるとともに、長
時間にわたり安定に電子を放出でき良好な画像形成が可
能となり、多方面への応用が期待される。
As described above, due to the characteristics of the electron-emitting device of the present invention, even in an electron source in which a plurality of devices are arranged on a substrate and an image forming apparatus using the same, the emitted electrons can be easily formed in accordance with an input signal. The amount can be controlled, and electrons can be stably emitted over a long period of time, so that good image formation can be performed, and application to various fields is expected.

【0081】次に、本発明の電子源の一例として前述の
電子放出素子を複数配置した電子源について述べる。先
ず、電子放出素子の配列方式について説明する。
Next, as an example of the electron source of the present invention, an electron source having a plurality of the above-described electron-emitting devices will be described. First, the arrangement of the electron-emitting devices will be described.

【0082】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できる。
Various arrangements of the electron-emitting devices can be adopted.

【0083】一例として、並列に配置した多数の電子放
出素子の個々の両端で配線に接続した電子放出素子の行
を多数個配し(行方向と呼ぶ)、この配線と直交する方
向(列方向と呼ぶ)で、該電子放出素子の上方に配した
制御電極(グリッドとも呼ぶ)により、電子放出素子か
らの電子を制御駆動するはしご状配置のものがある。こ
れとは別に、電子放出素子をX方向およびY方向に行列
上に複数個配し、同じ行に配された複数の電子放出素子
の電極の一方を、X方向の配線に共通に接続し、同じ列
に配された複数の電子放出素子の電極の他方を、Y方向
の配線に共通に接続するものが挙げられる。このような
ものはいわゆる単純マトリクス配置である。先ず単純マ
トリクス配置について以下に詳述する。
As an example, a large number of rows of electron-emitting devices connected to wirings at both ends of each of a large number of electron-emitting devices arranged in parallel (referred to as a row direction) are arranged in a direction perpendicular to the wiring (column direction). In some cases, a control electrode (also referred to as a grid) disposed above the electron-emitting device controls the electrons from the electron-emitting device in a ladder-like arrangement. Separately, a plurality of electron-emitting devices are arranged in a matrix in the X and Y directions, and one of the electrodes of the plurality of electron-emitting devices arranged in the same row is commonly connected to a wiring in the X direction. One example is one in which the other of the electrodes of a plurality of electron-emitting devices arranged in the same column is commonly connected to a wiring in the Y direction. This is a so-called simple matrix arrangement. First, the simple matrix arrangement will be described in detail below.

【0084】本発明の電子放出素子については、前述し
た通り(i)ないし(iii)の特性がある。即ち、電
子放出素子からの放出電子は、しきい値電圧以上では対
向する素子電極間に印加するパルス状電圧の波高値と幅
で制御できる。一方、しきい値電圧以下では、ほとんど
放出されない。この特性によれば、多数の電子放出素子
を配置した場合においても、個々の素子に、パルス状電
圧を適宜印加すれば、入力信号に応じて、電子放出素子
を適宜選択して電子放出量を独立に制御できる。
The electron-emitting device of the present invention has the characteristics (i) to (iii) as described above. In other words, the electrons emitted from the electron-emitting device can be controlled by the peak value and the width of the pulse-like voltage applied between the opposing device electrodes when the threshold voltage is exceeded. On the other hand, when the voltage is equal to or lower than the threshold voltage, almost no emission occurs. According to this characteristic, even when a large number of electron-emitting devices are arranged, if a pulse-like voltage is appropriately applied to each of the devices, the electron-emitting device is appropriately selected according to an input signal to reduce the amount of electron emission. Can be controlled independently.

【0085】以下この原理に基づき、本発明を適用可能
な電子放出素子を複数配して得られる電子源基板につい
て、図9を用いて説明する。図9において、基板1は既
に説明したようなガラス基板であり、この基板1上に配
列された電子放出素子104の個数および形状は、用途
に応じて適宜設定される。
Hereinafter, based on this principle, an electron source substrate obtained by disposing a plurality of electron-emitting devices to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the substrate 1 is a glass substrate as described above, and the number and shape of the electron-emitting devices 104 arranged on the substrate 1 are appropriately set according to the application.

【0086】m本のX方向配線102は、Dx1、Dx
2・・・Dxmからなり、基板1上に真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構
成することができる。また、多数の電子放出素子104
にほぼ均等に電圧が供給されるよう、配線の材料、膜
厚、幅は適宜設計される。Y方向配線103は、Dy
1、Dy2・・・Dynのn本の配線よりなり、X方向
配線102と同様に形成される。これらm本のX方向配
線102とn本のY方向配線103との間には、不図示
の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分離し
ている。尚、m,nは、共に正の整数である。
The m X-direction wirings 102 are Dx1, Dx
2... Dxm, and can be formed of a conductive metal or the like formed on the substrate 1 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. Also, many electron-emitting devices 104
The material, thickness, and width of the wiring are appropriately designed so that the voltage is supplied substantially uniformly. Y direction wiring 103 is Dy
1, Dy2... Dyn are formed in the same manner as the X-direction wiring 102. An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-directional wirings 102 and the n Y-directional wirings 103 to electrically separate them. Note that m and n are both positive integers.

【0087】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等を用いて形成されたSiO2 等で構成
される。例えば、X方向配線102を形成した基板1の
全面或いは一部に所望の形状で形成され、特に、X方向
配線102とY方向配線103の交差部の電位差に耐え
得るように、膜厚、材料、製法が適宜設定される。X方
向配線102とY方向配線103は、それぞれ外部端子
として引き出されている。
The interlayer insulating layer (not shown) is made of SiO 2 or the like formed by using a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. For example, it is formed in a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 1 on which the X-directional wiring 102 is formed. In particular, the film thickness and the material are selected so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-directional wiring 102 and the Y-directional wiring 103. The production method is appropriately set. The X-direction wiring 102 and the Y-direction wiring 103 are respectively drawn out as external terminals.

【0088】放出素子104を構成する一対の対向する
電極(不図示)は、m本のX方向配線102とn本のY
方向配線103と導電性金属等からなる結線105によ
って電気的に接続されている。
A pair of opposing electrodes (not shown) constituting the emission element 104 are composed of m X-directional wirings 102 and n Y electrodes.
The directional wiring 103 is electrically connected to the wiring 105 made of a conductive metal or the like.

【0089】ここでm本のX方向配線102とn本のY
方向配線103を構成する材料、結線105を構成する
材料および一対の素子電極を構成する材料は、その構成
元素の一部或いは全部が同一であっても、またそれぞれ
異なっていてもよい。これら材料は、例えば前述の素子
電極の材料より適宜選択される。素子電極を構成する材
料と結線105および配線102,103の材料が同一
である場合には、素子電極に接続した配線102,10
3等は素子電極と総称する場合もある。また、電子放出
素子104は、基板1上或いは不図示の層間絶縁層上の
いずれに形成しても良い。
Here, m X-directional wires 102 and n Y wires
Some or all of the constituent elements of the material forming the directional wiring 103, the material forming the connection 105, and the material forming the pair of element electrodes may be the same or different. These materials are appropriately selected, for example, from the above-described materials for the device electrodes. When the material forming the device electrode is the same as the material of the connection 105 and the wires 102 and 103, the wires 102 and 10 connected to the device electrode are used.
3 and the like may be collectively referred to as element electrodes. The electron-emitting device 104 may be formed on the substrate 1 or on an interlayer insulating layer (not shown).

【0090】また、詳しくは後述するが、前記X方向配
線102には、X方向に配列した放出素子104の行を
選択するための走査信号を印加する不図示の走査信号印
加手段が電気的に接続される。
As will be described later in detail, a scanning signal applying means (not shown) for applying a scanning signal for selecting a row of the emission elements 104 arranged in the X direction is electrically connected to the X-direction wiring 102. Connected.

【0091】一方、Y方向配線103には、Y方向に配
列した電子放出素子104の各列を入力信号に応じて変
調するための不図示の変調信号発生手段が電気的に接続
される。各電子放出素子に印加される駆動電圧は、当該
素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として供
給される。
On the other hand, the Y-direction wiring 103 is electrically connected to a modulation signal generating means (not shown) for modulating each column of the electron-emitting devices 104 arranged in the Y-direction according to an input signal. The driving voltage applied to each electron-emitting device is supplied as a difference voltage between a scanning signal and a modulation signal applied to the device.

【0092】次に、以上のような単純マトリクス配置の
電子源を用いて構成した画像形成装置について、図10
〜図12を用いて説明する。図10は、画像形成装置の
表示パネルの一例を示す模式図であり、図11は、図1
0の画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。
図12は、NTSC方式のテレビ信号に応じて表示を行
うための駆動回路の一例を示すブロック図である。
Next, an image forming apparatus constructed using the above-described electron sources having a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a display panel of the image forming apparatus, and FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram of a fluorescent film used in the image forming apparatus of No. 0;
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a driving circuit for performing display according to an NTSC television signal.

【0093】図10において、1は上述のように電子放
出素子を複数配した電子源の基板、111は基板1を固
定したリアプレート、116はガラス基板113の内面
に蛍光膜114とメタルバック115等が形成されたフ
ェースプレートである。112は支持枠であり、該支持
枠112には、リアプレート111、フェースプレート
116が低融点のフリットガラスなどを塗布し400〜
500℃で10分間以上焼成することにより封着して外
囲器118を構成している。
In FIG. 10, reference numeral 1 denotes a substrate of an electron source having a plurality of electron-emitting devices as described above, 111 denotes a rear plate to which the substrate 1 is fixed, and 116 denotes a fluorescent film 114 and a metal back 115 on the inner surface of a glass substrate 113. And the like are formed on the face plate. Reference numeral 112 denotes a support frame. On the support frame 112, the rear plate 111 and the face plate 116 are coated with a low-melting frit glass or the like.
The envelope 118 is sealed by baking at 500 ° C. for 10 minutes or more.

【0094】本発明においては、例えば微粒子膜からな
る導電性膜は高融点の窒化物薄膜で被覆されているた
め、高温での封着にも融解や凝集を起こさない。なお、
フリットガラス焼成の雰囲気は窒化物薄膜の性質によ
り、大気中、窒素中あるいは不活性ガス中で行うことが
できる。
In the present invention, since the conductive film made of, for example, a fine particle film is covered with a nitride thin film having a high melting point, it does not melt or agglomerate even at high temperature sealing. In addition,
The atmosphere for firing the frit glass can be performed in the air, in nitrogen, or in an inert gas, depending on the properties of the nitride thin film.

【0095】図10において、102、103は電子放
出素子104の一対の素子電極2,3と接続されたX方
向配線およびY方向配線で、それぞれ外部端子Dx1な
いしDxm、Dy1ないしDynを有している。
In FIG. 10, reference numerals 102 and 103 denote X-direction wiring and Y-direction wiring connected to a pair of device electrodes 2 and 3 of the electron-emitting device 104, respectively having external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn. I have.

【0096】外囲器118は、上述の如く、フェースプ
レート116、支持枠112、リアプレート111で構
成される。リアプレート111は主に基板1の強度を補
強する目的で設けられるため、基板1自体で充分な強度
を持つ場合は別体のリアプレート111は不要とするこ
とができる。即ち、基板1に直接支持枠112を封着
し、フェースプレート116、支持枠112および基板
1で外囲器118を構成しても良い。一方、フェースプ
レート116、リアプレート111間に、スペーサーと
呼ばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧
に対して充分な強度を持つ外囲器118を構成すること
もできる。
The envelope 118 includes the face plate 116, the support frame 112, and the rear plate 111, as described above. Since the rear plate 111 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 1, if the substrate 1 itself has sufficient strength, the separate rear plate 111 can be unnecessary. That is, the support frame 112 may be directly sealed to the substrate 1, and the envelope 118 may be configured by the face plate 116, the support frame 112, and the substrate 1. On the other hand, by providing a support (not shown) called a spacer between the face plate 116 and the rear plate 111, the envelope 118 having sufficient strength against atmospheric pressure can be configured.

【0097】蛍光膜114は、モノクロームの場合は蛍
光体のみから構成することができる。カラーの蛍光膜の
場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプ(図1
1(a))或いはブラックマトリクス(図11(b))
などと呼ばれる黒色導電材121と蛍光体122とから
構成することができる。ブラックストライプ、ブラック
マトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要と
なる三原色蛍光体の各蛍光体122間の塗り分け部を黒
くすることで混色等を目立たなくすることと、蛍光膜1
14における外光反射によるコントラストの低下を抑制
することにある。ブラックストライプ等の黒色導電材1
21の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分
とする材料の他、導電性があり、光の透過および反射が
少ない材料を用いることができる。
The fluorescent film 114 can be composed of only a phosphor in the case of monochrome. In the case of a color fluorescent film, black stripes (FIG. 1)
1 (a)) or black matrix (FIG. 11 (b))
And the like, and can be composed of a black conductive material 121 and a phosphor 122. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color separation between the phosphors 122 of the necessary three primary color phosphors black in the case of color display so that color mixing and the like become inconspicuous.
14 is to suppress a decrease in contrast due to reflection of external light. Black conductive material 1 such as black stripe
As the material 21, besides a commonly used material containing graphite as a main component, a material having conductivity and low transmission and reflection of light can be used.

【0098】ガラス基板113に蛍光体122を塗布す
る方法は、モノクローム、カラーによらず、沈殿法、印
刷法等が採用できる。蛍光膜114の内面側には、通常
メタルバック115が設けられる。メタルバック115
を設ける目的は、蛍光体122の発光のうち内面側への
光をフェースプレート116側へ鏡面反射させることに
より輝度を向上させること、電子ビーム加速電圧を印加
するための電極として作用させること、外囲器118内
で発生した負イオンの衝突によるダメージから蛍光体1
22を保護すること等である。メタルバック115は、
蛍光膜114作製後、蛍光膜114の内面側表面の平滑
化処理(通常、「フィルミング」と呼ばれる)を行い、
その後Alを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製
できる。
The method of applying the phosphor 122 to the glass substrate 113 can employ a precipitation method, a printing method, or the like irrespective of monochrome or color. Usually, a metal back 115 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 114. Metal back 115
The purpose of this is to improve the brightness by mirror-reflecting the light toward the inner surface side of the light emitted from the phosphor 122 toward the face plate 116, to act as an electrode for applying an electron beam acceleration voltage, The phosphor 1 is damaged by the collision of the negative ions generated in the enclosure 118.
22 is protected. Metal back 115
After the formation of the fluorescent film 114, a smoothing process (usually called “filming”) of the inner surface of the fluorescent film 114 is performed,
Thereafter, it can be manufactured by depositing Al using vacuum evaporation or the like.

【0099】フェースプレート116には、さらに蛍光
膜114の導電性を高めるため、蛍光膜114の外面側
に透明電極(不図示)を設けてもよい。
The face plate 116 may be provided with a transparent electrode (not shown) on the outer surface side of the fluorescent film 114 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 114.

【0100】前述の封着を行う際には、カラーの場合は
各色蛍光体と電子放出素子とを対向させなくてはいけな
いため、十分な位置合わせを行う必要がある。
When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, the phosphors of each color and the electron-emitting devices must be opposed to each other, so that it is necessary to perform sufficient alignment.

【0101】外囲器118内は、前述の個別の電子放出
素子104に対する安定化工程と同様に、適宜加熱しな
がら、イオンポンプとソープションポンプなどからなる
オイルフリーの排気装置により不図示の排気管を通じて
排気し、10-5Pa程度の圧力の、有機物質の少ない雰
囲気にした後、封止される。また、外囲器118を封止
した後の圧力を維持するためにゲッター処理を行うこと
もできる。これは、外囲器118の封止を行う直前或い
は封止後に抵抗加熱、高周波加熱などにより、外囲器1
18内の所定の位置に配置したゲッター(不図示)を加
熱し、蒸着膜を形成する処理であり。ゲッターは通常B
a等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例え
ば10-3〜10-5Paの圧力を維持するためのものであ
る。
The interior of the envelope 118 is evacuated by an oil-free exhaust device such as an ion pump and a sorption pump while appropriately heating the interior of the envelope 118 in the same manner as in the stabilization step for the individual electron-emitting devices 104 described above. After being evacuated through a pipe to make the atmosphere of a pressure of about 10 −5 Pa and an organic substance-poor atmosphere, it is sealed. Also, a getter process can be performed to maintain the pressure after the envelope 118 is sealed. This is because the envelope 1 is sealed by resistance heating, high-frequency heating, or the like immediately before or after the envelope 118 is sealed.
This is a process of heating a getter (not shown) disposed at a predetermined position in the substrate 18 to form a deposited film. Getter is usually B
a is a main component, and is for maintaining a pressure of, for example, 10 −3 to 10 −5 Pa by the adsorption action of the deposited film.

【0102】なお、前述したフォーミング処理以降の電
子放出素子の各製造工程は、真空処理装置内で行うこと
も、外囲器118を封止した後行うことも可能であり、
目的に応じて、適当な工程が選択される。その内容は個
別の電子放出素子の製造方法に関して前述した手順に準
ずるものである。
The manufacturing steps of the electron-emitting device after the above-described forming process can be performed in a vacuum processing apparatus or after the envelope 118 is sealed.
An appropriate step is selected depending on the purpose. The contents are in accordance with the procedure described above for the method of manufacturing the individual electron-emitting devices.

【0103】単純マトリクス配置の電子源を用いて構成
した表示パネルに、NTSC方式のテレビ信号に基づい
たテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成例につ
いて、図12を用いて説明する。図12において、20
1は画像表示パネル、202は走査回路、203は制御
回路、204はシフトレジスタである。205はライン
メモリ、206は同期信号分離回路、207は変調信号
発生器、VxおよびVaは直流電圧源である。
An example of the configuration of a driving circuit for performing television display based on NTSC television signals on a display panel configured using electron sources in a simple matrix arrangement will be described with reference to FIG. In FIG.
1 is an image display panel, 202 is a scanning circuit, 203 is a control circuit, and 204 is a shift register. 205 is a line memory, 206 is a synchronizing signal separation circuit, 207 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0104】表示パネル201は、端子Dx1ないしD
xm、端子Dy1ないしDyn、および高圧端子Hvを
介して外部の電気回路と接続している。端子Dx1ない
しDxmには、表示パネル201内に設けられている電
子源、即ちm行n列の行列状にマトリクス配線された電
子放出素子群を1行(n素子)ずつ順次駆動するための
走査信号が印加される。
The display panel 201 has terminals Dx1 to Dx1
xm, terminals Dy1 to Dyn, and a high voltage terminal Hv are connected to an external electric circuit. Terminals Dx1 to Dxm are provided with scanning for sequentially driving electron sources provided in the display panel 201, that is, electron emission element groups arranged in a matrix of m rows and n columns, one row (n elements) at a time. A signal is applied.

【0105】端子Dy1ないしDynには、前記走査信
号により選択された1行の電子放出素子の各素子の出力
電子ビームを制御するための変調信号が印加される。高
圧端子Hvには、直流電圧源Vaより、例えば10kV
の直流電圧が供給されるが、これは電子放出素子から放
出される電子ビームに蛍光体を励起するのに十分なエネ
ルギーを付与するための加速電圧である。
To the terminals Dy1 to Dyn, a modulation signal for controlling the output electron beam of each of the electron-emitting devices in one row selected by the scanning signal is applied. For example, 10 kV from the DC voltage source Va is applied to the high voltage terminal Hv.
This is an accelerating voltage for applying sufficient energy to the electron beam emitted from the electron-emitting device to excite the phosphor.

【0106】走査回路202について説明する。同回路
は、内部にM個のスイッチング素子を備えたもので(図
中、S1ないしSmで模式的に示している)ある。各ス
イッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしくは
0V(グランドレベル)のいずれか一方を選択し、表示
パネル201の端子Dx1ないしDxmと電気的に接続
される。S1ないしSmの各スイッチング素子は、制御
回路203が出力する制御信号Tscanに基づいて動
作するものであり、例えばFETのようなスイッチング
素子を組合せることにより構成することができる。
The scanning circuit 202 will be described. This circuit includes M switching elements inside (in the drawing, S1 to Sm are schematically shown). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 V (ground level), and is electrically connected to the terminals Dx1 to Dxm of the display panel 201. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on a control signal Tscan output from the control circuit 203, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0107】制御回路203は、外部より入力する画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動作
を整合させる機能を有する。制御回路203は、同期信
号分離回路206より送られる同期信号Tsyncに基
づいて、各部に対してTscanおよびTsftおよび
Tmryの各制御信号を発生する。
The control circuit 203 has a function of matching the operation of each section so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. The control circuit 203 generates control signals Tscan, Tsft, and Tmry for each unit based on the synchronization signal Tsync sent from the synchronization signal separation circuit 206.

【0108】同期信号分離回路206は、外部から入力
されるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝
度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波数
分離(フィルター)回路等を用いて構成できる。同期信
号分離回路206により分離された同期信号は、垂直同
期信号と水平同期信号よりなるが、ここでは説明の便宜
上Tsync信号として図示した。前記テレビ信号から
分離された画像の輝度信号成分は便宜上DATA信号と
表わした。該DATA信号はシフトレジスタ204に入
力される。
The synchronizing signal separation circuit 206 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside, and uses a general frequency separation (filter) circuit or the like. Can be configured. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 206 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is shown here as a Tsync signal for convenience of explanation. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. The DATA signal is input to the shift register 204.

【0109】シフトレジスタ204は、時系列的にシリ
アルに入力される前記DATA信号を、画像の1ライン
毎にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制
御回路203より送られる制御信号Tsftに基づいて
動作する(即ち、制御信号Tsftは、シフトレジスタ
204のシフトクロックであるということもできる)。
シリアル/パラレル変換された画像1ライン分(電子放
出素子n素子分の駆動データに相当)のデータは、Id
1ないしIdnのn個の並列信号として前記シフトレジ
スタ204より出力される。
The shift register 204 is for serially / parallel converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image, and is based on a control signal Tsft sent from the control circuit 203. (Ie, the control signal Tsft can be said to be a shift clock of the shift register 204).
The data of one line of the serial / parallel-converted image (corresponding to drive data for n electron-emitting devices) is Id
The shift register 204 outputs n parallel signals of 1 to Idn.

【0110】ラインメモリ205は、画像1ライン分の
データを必要時間の間だけ記憶するための記憶装置であ
り、制御回路203より送られる制御信号Tmryにし
たがって適宜Id1ないしIdnの内容を記憶する。記
憶された内容はI’d1ないしI’dnとして出力さ
れ、変調信号発生器207に入力される。
The line memory 205 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn as appropriate according to a control signal Tmry sent from the control circuit 203. The stored contents are output as I'd1 to I'dn and input to the modulation signal generator 207.

【0111】変調信号発生器207は、画像データI’
d1ないしI’dnの各々に応じて電子放出素子の各々
を適切に駆動変調するための信号源であり、その出力信
号は、端子Dy1ないしDynを通じて表示パネル20
1内の電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 207 outputs the image data I '
The signal source is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron-emitting devices in accordance with each of d1 to I'dn, and its output signal is supplied to the display panel 20 through terminals Dy1 to Dyn.
1 is applied to the electron-emitting devices.

【0112】前述したように、本発明を適用可能な電子
放出素子は放出電流Ieに対して以下の基本特性を有し
ている。即ち、電子放出には明確なしきい値電圧Vth
があり、Vth以上の電圧を印加された時のみ電子放出
が生じる。電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素
子への印加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。こ
のことから、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、
例えば電子放出しきい値以下の電圧を印加しても電子放
出は生じないが、電子放出しきい値以上の電圧を印加す
る場合には電子ビームが出力される。その際、パルスの
波高値Vmを変化させることにより出力電子ビームの強
度を制御することが可能である。また、パルスの幅Pw
を変化させることにより出力される電子ビームの電荷の
総量を制御することが可能である。
As described above, the electron-emitting device to which the present invention can be applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, a clear threshold voltage Vth is required for electron emission.
And electron emission occurs only when a voltage higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. From this, when applying a pulsed voltage to this element,
For example, when a voltage lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur, but when a voltage higher than the electron emission threshold is applied, an electron beam is output. At this time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. Also, the pulse width Pw
, It is possible to control the total amount of charges of the output electron beam.

【0113】したがって、入力信号に応じて、電子放出
素子を変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅
変調方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際
しては、変調信号発生器207として、一定長さの電圧
パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルス
の波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる
ことができる。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device according to the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be employed. When implementing the voltage modulation method, a circuit of the voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and appropriately modulates the peak value of the pulse according to input data is used as the modulation signal generator 207. be able to.

【0114】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器207として、一定の波高値の電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ことができる。
In implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 207, a pulse width modulation type circuit that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data can be used.

【0115】シフトレジスタ204やラインメモリ20
5は、デジタル信号式のものもアナログ信号式のものも
採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や記憶
が所定の速度で行われれば良いからである。
The shift register 204 and the line memory 20
5 can be a digital signal type or an analog signal type. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0116】即ち、デジタル信号式を用いる場合には、
同期信号分離回路206の出力信号DATAをデジタル
信号化する必要があるが、これには206の出力部にA
/D変換器を設ければ良い。これに関連してラインメモ
リ205の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かに
より、変調信号発生器207に用いられる回路が若干異
なったものとなる。即ち、デジタル信号を用いた電圧変
調方式の場合、変調信号発生器207には、例えばD/
A変換回路を用い、必要に応じて増幅回路などを付加す
る。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器207に
は、例えば高速の発振器および発振器の出力する波数を
計数する計数器(カウンタ)および計数器の出力値と前
記メモリの出力値を比較する比較器(コンパレータ)を
組合せた回路を用いる。必要に応じて、比較器の出力す
るパルス幅変調された変調信号を電子放出素子の駆動電
圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加することもで
きる。
That is, when the digital signal type is used,
It is necessary to convert the output signal DATA of the synchronization signal separation circuit 206 into a digital signal.
A / D converter may be provided. In this connection, the circuit used for the modulation signal generator 207 is slightly different depending on whether the output signal of the line memory 205 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 207 includes, for example, D / D
An A conversion circuit is used, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 207 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. (Comparator) is used. If necessary, an amplifier for amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0117】一方、アナログ信号を用いた電圧変調方式
の場合、変調信号発生器207には、例えばオペアンプ
などを用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベル
シフト回路などを付加することもできる。パルス幅変調
方式の場合には、例えば電圧制御型発振回路(VOC)
を採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧まで
電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。
On the other hand, in the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier can be used as the modulation signal generator 207, and a level shift circuit and the like can be added as necessary. . In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage controlled oscillator (VOC)
And, if necessary, an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the electron-emitting device can be added.

【0118】以上のような表示パネル201および駆動
回路を有する本発明の画像形成装置は、外部端子Dx1
ないしDxm、Dy1ないしDynを介して電圧を印加
することにより、必要な電子放出素子から電子を放出さ
せることができ、高圧端子Hvを介してメタルバック1
15、或いは透明電極(不図示)に高電圧を印加し、電
子ビームを加速し、加速された電子は、蛍光膜114に
衝突し、発光が生じて、NTSC方式のテレビ信号に応
じてテレビジョン表示を行うことができるものである。
The image forming apparatus of the present invention having the display panel 201 and the driving circuit as described above has the external terminal Dx1
By applying a voltage through Dxm and Dy1 to Dyn, electrons can be emitted from necessary electron-emitting devices, and the metal back 1
15 or a high voltage is applied to a transparent electrode (not shown) to accelerate the electron beam, and the accelerated electrons collide with the fluorescent film 114 to emit light, and the television is transmitted according to an NTSC television signal. Display can be performed.

【0119】なお、以上で説明した構成は、本発明の画
像形成装置を得る上で必要な概略的構成であり、例えば
本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
入力信号については、NTSC方式に挙げたが、入力信
号はこれらに限られるものではなく、PAL、SECA
M方式などの他、これよりも多数の走査線からなるTV
信号(例えば、MUSE方式をはじめとする高品位T
V)方式をも採用できる。
The configuration described above is a schematic configuration necessary for obtaining the image forming apparatus of the present invention, and various modifications are possible based on, for example, the technical idea of the present invention.
Although the input signals are described in the NTSC system, the input signals are not limited to these, and PAL, SECA
In addition to the M type, TV with more scanning lines
Signal (for example, high quality T including MUSE method)
V) system can also be adopted.

【0120】次に、はしご型配置の電子源および画像形
成装置について図13および図14を用いて説明する。
Next, the ladder-type arrangement of the electron source and the image forming apparatus will be described with reference to FIGS.

【0121】図13は、はしご型配置の電子源の一例を
示す模式図である。図13において、1は基板、104
は電子放出素子である。304は電子放出素子104を
接続するための共通配線で、各々外部端子D1〜D10
を有している。電子放出素子104は、基板1上に並列
に複数個配されており、これを素子行と呼ぶ。この素子
行が複数個配されて電子源を構成している。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a ladder-type electron source. In FIG. 13, 1 is a substrate, 104
Denotes an electron-emitting device. Reference numeral 304 denotes a common wiring for connecting the electron-emitting devices 104, each of which has external terminals D1 to D10.
have. A plurality of electron-emitting devices 104 are arranged in parallel on the substrate 1 and are called element rows. A plurality of the element rows are arranged to form an electron source.

【0122】各素子行の共通配線304(例えば外部端
子D1とD2の共通配線304)間に適当な駆動電圧を
印加することで、各素子行を駆動させることができる。
即ち、電子ビームを放出させたい素子行には、電子放出
しきい値以上の電圧を、電子ビームを放出しない素子行
には、電子放出しきい値以下の電圧を印加する。各素子
行間の共通配線、即ち相隣接する外部端子D2とD3、
D4とD5、D6とD7、D8とD9の共通配線304
を一体の同一配線とすることもできる。
By applying an appropriate drive voltage between the common wiring 304 of each element row (for example, the common wiring 304 of the external terminals D1 and D2), each element row can be driven.
That is, a voltage equal to or higher than the electron emission threshold is applied to an element row that wants to emit an electron beam, and a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied to an element row that does not emit an electron beam. Common wiring between the element rows, that is, adjacent external terminals D2 and D3,
Common wiring 304 for D4 and D5, D6 and D7, D8 and D9
Can be integrated as the same wiring.

【0123】図14は、上記はしご型配置の電子源を備
えた表示パネル301の構造を示す模式図である。30
2はグリッド電極、303は電子が通過するための開
口、D1〜Dmは各電子放出素子に電圧を印加するため
の外部端子である。G1、G2・・・Gnは、グリッド
電極302と接続された外部端子である。また、各素子
行間の共通配線304は一体の同一配線として基板1上
に形成されている。
FIG. 14 is a schematic diagram showing the structure of a display panel 301 provided with the ladder-shaped electron sources. 30
2 is a grid electrode, 303 is an opening through which electrons pass, and D1 to Dm are external terminals for applying a voltage to each electron-emitting device. Gn, G2,... Gn are external terminals connected to the grid electrode 302. Further, the common wiring 304 between each element row is formed on the substrate 1 as an integral same wiring.

【0124】なお、図14においては、図10、図13
に示した部位と同じ部位には、これらの図に付したの同
一の符号を付している。
In FIG. 14, FIGS.
Are given the same reference numerals as those shown in these figures.

【0125】ここに示した表示パネルと、図10に示し
た単純マトリクス配置の電子源を用いた表示パネルとの
大きな違いは、基板1とフェースプレート116の間に
グリッド電極302を備えている点である。このグリッ
ド電極302は、電子放出素子104から放出された電
子ビームを変調するためのものであり、はしご型配置の
素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に電子
ビームを通過させるため、各素子に対応して1個ずつ円
形の開口303が設けられている。グリッド電極302
の形状や設置位置は図14に示したものに限定されるも
のではない。例えば、開口303としてメッシュ状に多
数の通過口を設けることもでき、グリッド電極302を
電子放出素子104の周囲や近傍に設けても良い。
A major difference between the display panel shown here and the display panel using the electron sources having the simple matrix arrangement shown in FIG. 10 is that a grid electrode 302 is provided between the substrate 1 and the face plate 116. It is. The grid electrode 302 is for modulating the electron beam emitted from the electron-emitting device 104. In order to allow the electron beam to pass through a striped electrode provided orthogonally to the ladder-shaped element row, One circular opening 303 is provided for each element. Grid electrode 302
Are not limited to those shown in FIG. For example, a large number of passage openings may be provided in a mesh shape as the openings 303, and the grid electrode 302 may be provided around or near the electron-emitting device 104.

【0126】外部端子D1〜DmおよびG1〜Gnは、
不図示の制御回路と電気的に接続されている。
External terminals D1 to Dm and G1 to Gn are
It is electrically connected to a control circuit (not shown).

【0127】そして、素子行を1行ずつ順次駆動(走
査)していくのと同期してグリッド電極302の列に画
像1ライン分の変調信号を同時に印加することにより、
各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を1ライ
ンずつ表示することができる。
By simultaneously applying a modulation signal for one image line to the column of the grid electrode 302 in synchronization with sequentially driving (scanning) the element rows one by one,
By controlling the irradiation of each electron beam to the phosphor, an image can be displayed line by line.

【0128】以上のように、本発明の画像形成装置は、
単純マトリクス配置およびはしご型配置のいずれの本発
明の電子源を用いても得ることができ、上述したテレビ
ジョン放送の表示装置のみならず、テレビ会議システム
やコンピュータ等の表示装置として好適な画像形成装置
が得られる。さらには、感光性ドラム等と組合せて、光
プリンタの露光装置としても用いることができる。
As described above, the image forming apparatus of the present invention
It can be obtained using any of the electron sources of the present invention in a simple matrix arrangement or a ladder arrangement, and is suitable not only for the above-described television broadcast display device, but also as a video conference system or a display device such as a computer. A device is obtained. Further, in combination with a photosensitive drum or the like, it can be used as an exposure device of an optical printer.

【0129】[0129]

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の目的が達成される範囲内で、各要素の置
き換えや設計変更がなされたものを包含するものであ
る。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these examples, and each element is set within a range in which the object of the present invention is achieved. And that the design is changed.

【0130】[実施例1]本実施例は、図1(a)、
(b)に模式的に示したものと同様の構成を有する電子
放出素子である。図4〜6に基づき本実施例の電子放出
素子の製造方法を説明する。 工程−a 清浄化した青板ガラス上に、厚さ0.5μmのシリコン
酸化膜をスパッタ法により形成して基板1とした。この
上にフォトレジスト(RD−2000N−41:日立化
成社製)を塗布し、通常のフォトリソグラフィーの手法
により素子電極2,3の形状に対応する開口を有するレ
ジストパターンを形成した。この上に真空蒸着法により
厚さ5nmのTi、厚さ100nmのNiを順次堆積し
た後、レジストパターンを有機溶剤で溶解し、リフトオ
フにより素子電極2,3を形成した(図4(a))。素
子電極間隔Lを3μm、素子電極の長さWを300μm
とした。
[Embodiment 1] This embodiment is different from the embodiment shown in FIG.
This is an electron-emitting device having a configuration similar to that schematically shown in FIG. A method for manufacturing the electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIGS. Step-a A 0.5 μm-thick silicon oxide film was formed on a cleaned blue plate glass by a sputtering method to obtain a substrate 1. A photoresist (RD-2000N-41: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was applied thereon, and a resist pattern having openings corresponding to the shapes of the device electrodes 2 and 3 was formed by a usual photolithography technique. After sequentially depositing 5 nm-thick Ti and 100 nm-thick Ni thereon by a vacuum evaporation method, the resist pattern was dissolved with an organic solvent, and the device electrodes 2 and 3 were formed by lift-off (FIG. 4A). . The element electrode interval L is 3 μm, and the element electrode length W is 300 μm.
And

【0131】工程−b 続いて、真空蒸着法により厚さ100nmのCr膜を堆
積、フォトリソグラフィーの手法により、導電性膜4の
形状に対応する開口を形成した。この上に有機Pd化合
物の溶液(ccp−4230:奥野製薬(株)製)をス
ピンナーを用いて塗布し、大気中で300℃、12分間
の加熱焼成処理を施した。次にウエットエッチングによ
り上記Cr膜を除去、リフトオフにより所望のパターン
を有する導電性膜4を形成した。該導電性膜4はPdを
主要元素とする微粒子膜で、膜厚は10nm、抵抗値は
Rs=2×104 Ω/□であった。
Step-b Subsequently, a Cr film having a thickness of 100 nm was deposited by a vacuum evaporation method, and an opening corresponding to the shape of the conductive film 4 was formed by a photolithography technique. A solution of an organic Pd compound (ccp-4230: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was applied thereon using a spinner, and was heated and baked at 300 ° C. for 12 minutes in the air. Next, the Cr film was removed by wet etching, and a conductive film 4 having a desired pattern was formed by lift-off. The conductive film 4 was a fine particle film containing Pd as a main element, the film thickness was 10 nm, and the resistance value was Rs = 2 × 10 4 Ω / □.

【0132】工程−c 上記素子を真空成膜装置内に設置し、TiN窒化物薄膜
6を導電性膜上に成膜した(図4(b))。
Step-c The above element was set in a vacuum film forming apparatus, and a TiN nitride thin film 6 was formed on the conductive film (FIG. 4B).

【0133】本実施例における窒化物薄膜TiNはスパ
ッタリング装置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中で
Tiターゲットをスパッタすることにより成膜した。こ
のとき、ターゲットに印加する電力を変化させて組成の
調節を行った。
The nitride thin film TiN in this embodiment was formed by sputtering a Ti target in a mixed atmosphere of argon and nitrogen using a sputtering apparatus. At this time, the composition was adjusted by changing the power applied to the target.

【0134】本実施例のTiN窒化物薄膜の膜厚は5n
m、シート抵抗は8.1×109 Ω/□であった。シー
ト抵抗は、石英基板上にギャップL=5μm、長さW=
10cmの櫛形電極を形成し、この上から同条件でTi
Nを成膜した後、テスタにて測定した値4.1×105
Ωから換算して算出した。また、同一条件でシリコン基
板上に成膜した試料をXPS(X線光電子分光装置)に
より表面分析したところ、Tiが窒化物として存在する
割合([窒化チタン]/[窒化チタン+酸化チタン])
が79%であった。
The thickness of the TiN nitride thin film of this embodiment is 5 n
m, and sheet resistance was 8.1 × 10 9 Ω / □. The sheet resistance is such that a gap L = 5 μm and a length W =
A 10 cm comb-shaped electrode was formed, and a Ti electrode was formed under the same electrode under the same conditions.
After forming N, a value measured by a tester was 4.1 × 10 5.
Calculated by converting from Ω. When a sample formed on a silicon substrate under the same conditions was subjected to surface analysis by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), the proportion of Ti present as nitride ([titanium nitride] / [titanium nitride + titanium oxide])
Was 79%.

【0135】工程−d 次に素子を真空装置55内に設置し、電源51により素
子電極2,3間にパルス電圧を印加し、通電フォーミン
グ処理を行って電子放出部5を形成した。
Step-d Next, the element was placed in a vacuum device 55, a pulse voltage was applied between the element electrodes 2 and 3 by a power source 51, and an energization forming process was performed to form an electron emission portion 5.

【0136】印加したパルス波形は、図5(b)のよう
な、波高値の漸増するパルスであるが、波形は三角波で
はなく矩形波を用いた。パルス幅T1は1msec、パ
ルス間隔T2は10msecとした。また、フォーミン
グパルスの休止期間(パルスとパルスの間)中に波高値
0.1Vの抵抗測定用パルス(不図示)を挿入し、抵抗
値が1MΩを超えた時にパルスの印加を終了した。
The applied pulse waveform is a pulse whose peak value gradually increases as shown in FIG. 5B, but the waveform is not a triangular wave but a rectangular wave. The pulse width T1 was 1 msec, and the pulse interval T2 was 10 msec. In addition, a resistance measuring pulse (not shown) having a peak value of 0.1 V was inserted during the rest period (between pulses) of the forming pulse, and the application of the pulse was terminated when the resistance value exceeded 1 MΩ.

【0137】フォーミング電力(素子に流れる電流が最
大になった時の電力)は、約70mWであり、比較のた
め、窒化物薄膜6を形成しなかったことを除き本実施例
と全く同じように作製した素子に比べ、1.3倍程度の
値となった。
The forming power (power at the time when the current flowing through the element is maximized) is about 70 mW. For comparison, the same as in this embodiment except that the nitride thin film 6 was not formed, for comparison. The value was about 1.3 times that of the manufactured device.

【0138】この後、素子を150℃で5時間保持する
ことにより、導電性膜のPdOを還元してPdとした。
Thereafter, the device was kept at 150 ° C. for 5 hours to reduce PdO of the conductive film to Pd.

【0139】工程−e 続いて、不図示の導入パルスを介して、真空装置55内
にn−ヘキサンを導入し、圧力を1.3×10-3Paと
した。続いて素子電極2,3間に波高値14V、パルス
幅T1=1msec、パルス間隔T2=10msecの
矩形波パルスを印加し、活性化処理を施した。
Step-e Subsequently, n-hexane was introduced into the vacuum device 55 through an introduction pulse (not shown), and the pressure was set to 1.3 × 10 −3 Pa. Subsequently, a rectangular wave pulse having a peak value of 14 V, a pulse width T1 of 1 msec, and a pulse interval T2 of 10 msec was applied between the device electrodes 2 and 3 to perform an activation process.

【0140】この時、素子電流Ifと放出電流Ieを測
定し、約30分で電子放出効率η(=Ie/If)が、
ピークを示したので、パルス電圧の印加とn−ヘキサン
の導入をやめ、活性化処理を終了した(図4(d))。
At this time, the device current If and the emission current Ie were measured, and the electron emission efficiency η (= Ie / If) was obtained in about 30 minutes.
Since the peak was shown, the application of the pulse voltage and the introduction of n-hexane were stopped, and the activation treatment was completed (FIG. 4D).

【0141】以上のようにして作製した電子放出素子の
電子放出特性の測定を、引き続き上記評価装置により行
った。アノード電極54と電子放出素子の間隔Hは4m
m、電位差を5kV、真空装置55内の圧力を1.3×
10-4Paとし、波高値14Vのパルス電圧を印加して
測定を行った。
The measurement of the electron emission characteristics of the electron-emitting device manufactured as described above was continuously performed by the above-described evaluation apparatus. The distance H between the anode electrode 54 and the electron-emitting device is 4 m
m, the potential difference is 5 kV, and the pressure in the vacuum device 55 is 1.3 ×
The measurement was performed by applying a pulse voltage having a peak value of 14 V at 10 −4 Pa.

【0142】本実施例の素子と、窒化チタンを被覆しな
かったことを除き、本実施例と全く同様の処理を行って
作製した比較用の素子について、放出電流Ieの経時変
化を比較したところ、図8に模式的に示すように、本実
施例の素子におけるIeの低下は比較用素子に比べて小
さなものであった。なお、図8のIeの値は、測定開始
時におけるそれぞれの素子のIeに対する比で示したも
ので、両方の素子のIeが初めに同じ値を持っているの
ではない。
The time-dependent change of the emission current Ie was compared between the device of this example and a comparative device manufactured by performing the same processing as that of this example except that titanium nitride was not coated. As shown schematically in FIG. 8, the decrease of Ie in the device of this example was smaller than that of the comparative device. It should be noted that the value of Ie in FIG. 8 is shown as a ratio to Ie of each element at the start of measurement, and that Ie of both elements does not initially have the same value.

【0143】測定終了後、両方の素子の電子放出部付近
を、高分解能の走査電子顕微鏡(SEM)で観測したと
ころ、比較用の素子においては、電子放出部近傍に微粒
子が凝集している領域が多く見られたが、本実施例の素
子では評価を行う前の素子と比べて大きな違いは見られ
なかった。
After the measurement was completed, the vicinity of the electron emission portions of both devices was observed with a high-resolution scanning electron microscope (SEM). However, the device of this example did not show a significant difference from the device before the evaluation.

【0144】上記素子とは別に、窒化物薄膜6の膜厚を
1,3,(5),7,10,20,30nmとした素子
を作製し、上記と同様の評価を行った。この内、窒化物
薄膜6の膜厚が20nm以上の素子は通電フォーミング
が非常に困難で、複数の素子についてフォーミング処理
を試みたが、電子放出部が形成できないものもあった。
膜厚が10nmの素子は、フォーミング電力が約0.1
Wとなり、放出電流Ieが上記実施例の素子に比べて小
さかった。しかし、上記工程−eおよび特性測定の際の
印加電圧パルスの波高値を25Vまで高めると、上記実
施例とほぼ同様の安定した特性を示した。膜厚3nmの
素子では、上記実施例とほぼ同程度のIeの大きさを示
したが、Ieの経時変化がやや大きかった。膜厚が1n
mの素子では、上記比較用の素子と比べIeの経時変化
の大きさに改善が見られなかった。膜厚が30nmの素
子では、パルス波高値を40Vまで上昇させないと電子
放出が観測されなかった。
Separately from the above-mentioned devices, devices having a thickness of 1, 3, (5), 7, 10, 20, and 30 nm of the nitride thin film 6 were manufactured and evaluated in the same manner as described above. Of these devices, energization forming is extremely difficult for devices having a thickness of the nitride thin film 6 of 20 nm or more, and a forming process was attempted on a plurality of devices, but some devices could not form an electron-emitting portion.
An element having a thickness of 10 nm has a forming power of about 0.1.
W, and the emission current Ie was smaller than that of the device of the above embodiment. However, when the peak value of the applied voltage pulse at the time of the step-e and the characteristic measurement was increased to 25 V, stable characteristics almost similar to those of the above example were exhibited. In the device having a thickness of 3 nm, the magnitude of Ie was almost the same as that of the above example, but the change with time of Ie was slightly large. Film thickness is 1n
In the device of m, no improvement was seen in the magnitude of the change over time of Ie as compared with the device for comparison. In the device having a thickness of 30 nm, electron emission was not observed unless the pulse peak value was increased to 40 V.

【0145】膜厚が7nm以上の素子では、Ieの時間
的な低下は、膜厚5nmの素子よりもさらに小さくなっ
た。また、η=Ie/Ifの値は膜厚5〜10nmの間
で徐々に大きくなった。これは、導電性膜上に高硬度、
高融点を持つTiNが形成されていることにより、フォ
ーミング時に亀裂幅8の狭い電子放出部が形成されると
ともに、素子駆動時の発熱による亀裂後退、すなわち導
電性膜の熱凝集を抑制していると考えられる。
In the device having a film thickness of 7 nm or more, the temporal decrease of Ie was further smaller than in the device having a film thickness of 5 nm. The value of η = Ie / If gradually increased between 5 and 10 nm in film thickness. This is high hardness on the conductive film,
Due to the formation of TiN having a high melting point, an electron-emitting portion having a narrow crack width 8 is formed during forming, and crack retreat due to heat generation during element driving, that is, thermal aggregation of the conductive film is suppressed. it is conceivable that.

【0146】この他、膜厚が20nmの素子では、放出
電流がしばしば不安定になったが、これは上記窒化物薄
膜の厚さが厚くなり、これに衝突して吸収された電子の
電荷が、導電性膜4に十分流れなくなってチャージアッ
プを起こし、これが放出された電子の軌道を不安定にす
るなどの現象を起こすためではないかと推定される。
In addition, in a device having a thickness of 20 nm, the emission current often became unstable. This is because the thickness of the nitride thin film was increased, and the charge of the electrons absorbed upon collision with the nitride thin film was increased. It is presumed that the charge does not sufficiently flow into the conductive film 4 to cause charge-up, which may cause a phenomenon such as making the trajectory of the emitted electrons unstable.

【0147】以上の結果から、TiNよりなる窒化物薄
膜の膜厚は、5〜10nmの範囲がより好ましい範囲で
あることが分かった。
From the above results, it was found that the thickness of the nitride thin film made of TiN was more preferably in the range of 5 to 10 nm.

【0148】さらに、導電性膜4の材料としてPd、N
i、Pt、Auのスパッタ膜を本実施例の窒化物薄膜6
と組合せて検討したところ、上記とほぼ同様の結果が得
られた。
Further, as the material of the conductive film 4, Pd, N
The sputtered film of i, Pt, and Au is replaced with the nitride thin film 6 of this embodiment.
When examined in combination with the above, almost the same results as described above were obtained.

【0149】[実施例2]本実施例では、実施例1の工
程−a、−bを行った後、工程−cの窒化物薄膜6の形
成方法として次の方法を用いた。 工程−c 上記素子を真空成膜装置内に設置し、SiN窒化物薄膜
6を導電性膜4上に成膜した。本実施例におけるSiN
窒化物薄膜6はプラズマCVD装置を用いて、基板温度
を300℃として、モノシランおよび窒素を導入し、1
3.56MHzのRFプラズマ中で成膜した。
[Embodiment 2] In this embodiment, the following method was used as the method of forming the nitride thin film 6 in the step-c after performing the steps -a and -b of the first embodiment. Step-c The above element was set in a vacuum film forming apparatus, and a SiN nitride thin film 6 was formed on the conductive film 4. SiN in this embodiment
The nitride thin film 6 is prepared by introducing monosilane and nitrogen by using a plasma CVD apparatus at a substrate temperature of 300 ° C.
The film was formed in 3.56 MHz RF plasma.

【0150】本実施倒のSiN窒化物薄膜6の膜厚は5
nm、シート抵抗は7.4×109Ω/□であった。
The thickness of the SiN nitride thin film 6 in this embodiment is 5
nm, and the sheet resistance was 7.4 × 10 9 Ω / □.

【0151】シート抵抗は、石英基板上にギャップL=
5μm、長さW=10cmの櫛形電極を形成し、この上
から同条件でSiNを成膜した後、テスタにて測定した
値3.7×105 Ωから換算して算出した。また、同一
条件でシリコン基板上に成膜した試料をXPS(X線光
電子分光装置)により表面分析したところ、Siが窒化
物として存在する割合([窒化シリコン]/[窒化シリ
コン+酸化シリコン])が87%であった。
The sheet resistance is determined by setting the gap L =
A comb-shaped electrode having a length of 5 μm and a length of W = 10 cm was formed, a SiN film was formed thereon under the same conditions, and the calculated value was calculated from a value of 3.7 × 10 5 Ω measured by a tester. When a sample formed on a silicon substrate under the same conditions was subjected to surface analysis by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), the proportion of Si present as nitride ([silicon nitride] / [silicon nitride + silicon oxide]) Was 87%.

【0152】工程−d、−eも実施例1とほぼ同様に行
った。この時フォーミング電力は60mWであった。ま
た、活性化処理のために真空装置内にアセトンを導入
し、圧力は1.3×10-2Paとした。
Steps -d and -e were performed in substantially the same manner as in Example 1. At this time, the forming power was 60 mW. Acetone was introduced into the vacuum device for the activation treatment, and the pressure was set to 1.3 × 10 −2 Pa.

【0153】評価結果は実施例1とほぼ同様のものであ
った。窒化物薄膜の膜厚を5〜10nmの範囲で変えた
素子、さらに導電性膜の材料を替えた素子についても実
施例1とほぼ同様の結果が得られた。
The evaluation results were almost the same as in Example 1. For a device in which the thickness of the nitride thin film was changed in the range of 5 to 10 nm, and a device in which the material of the conductive film was changed, almost the same results as in Example 1 were obtained.

【0154】[実施例3]本実施例では、実施例1の工
程−a、−bを行った後、工程−cの窒化物薄膜6の形
成方法として次の方法を用いた。
[Embodiment 3] In this embodiment, the following method was used as the method of forming the nitride thin film 6 in the step-c after performing the steps -a and -b of the first embodiment.

【0155】工程−c 上記素子を真空成膜装置内に設置し、W−GeN多元系
窒化物薄膜6を導電性膜上に成膜した。本実施例におけ
る窒化物薄膜W−GeNはスパッタリング装置を用いて
アルゴンと窒素混合雰囲気中でWおよびGeターゲット
をスパッタすることにより成膜した。本実施例のW−G
eN窒化物薄膜の膜厚は5nm、シート抵抗は9.2×
10 8 Ω/□であった。
Step-c The above element was set in a vacuum film forming apparatus, and a W-GeN
A nitride thin film 6 was formed on the conductive film. In this embodiment
Nitride thin film W-GeN
W and Ge targets in a mixed atmosphere of argon and nitrogen
Was formed by sputtering. WG of this embodiment
The thickness of the eN nitride thin film is 5 nm, and the sheet resistance is 9.2 ×
10 8 Ω / □.

【0156】シート抵抗は、石英基板上にギャッブL=
5μm、長さW=10cmの櫛形電極を形成し、この上
から同条件でW−GeNを成膜した後、テスタにて測定
した値4.6×104 Ωから換算して算出した。評価結
果は実施例1の場合とほぼ同様であった。
The sheet resistance is obtained by setting the gap L =
A comb-shaped electrode having a length of 5 μm and a length of W = 10 cm was formed, a W-GeN film was formed thereon under the same conditions, and the calculated value was calculated from a value of 4.6 × 10 4 Ω measured by a tester. The evaluation results were almost the same as in Example 1.

【0157】[実施例4]本実施例は、本発明の電子放
出素子を多数、マトリクス配置した図9に示した構成を
有する電子源を用い、図10に示した構成を有する画像
形成装置を作製したものである。
[Embodiment 4] In this embodiment, an image forming apparatus having a configuration shown in FIG. 10 using an electron source having a configuration shown in FIG. 9 in which a large number of electron-emitting devices of the present invention are arranged in a matrix is used. It was made.

【0158】電子源の一部分の平面図を図15に示す。
また、図中のA−A’に沿った断面図を図16に示す。
ここで、1は基板、102はX方向配線(下配線とも呼
ぶ)、103はY方向配線(上配線とも呼ぶ)、2,3
は素子電極、4は導電性膜、6は窒化物薄膜、401は
層間絶縁層、402は素子電極3と下配線102との電
気的接続のためのコンタクトホールである。先ず、本実
施例の電子源の製造方法を、図17および図18にした
がって説明する。なお、以下の工程−a〜iは図17の
(a)〜(e)および図18の(f)〜(i)に対応す
る。
FIG. 15 is a plan view of a part of the electron source.
FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in the figure.
Here, 1 is a substrate, 102 is an X-direction wiring (also called a lower wiring), 103 is a Y-direction wiring (also called an upper wiring), 2, 3
Is an element electrode, 4 is a conductive film, 6 is a nitride thin film, 401 is an interlayer insulating layer, and 402 is a contact hole for electrical connection between the element electrode 3 and the lower wiring 102. First, a method for manufacturing an electron source according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The following steps -a to i correspond to (a) to (e) of FIG. 17 and (f) to (i) of FIG.

【0159】工程−a 清浄化した青板ガラス上に厚さ0.5μmのシリコン酸
化膜をスパッタ法で形成した基板1上に、真空蒸着法に
より、厚さ5nmのCr、厚さ600nmのAuを順次
積層した後、フォトレジスト(AZ1370:ヘキスト
社製)をスピンナーにより回転塗布し、ベークした後、
フォトマスク像を露光、現像して下配線102のレジス
トパターンを形成し、Au/Cr堆積膜をウエットエッ
チングして所望の形状の下配線102を形成した。
Step-a On a substrate 1 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film was formed on a cleaned blue plate glass by a sputtering method, 5 nm thick Cr and 600 nm thick Au were deposited by vacuum evaporation. After sequentially laminating, a photoresist (AZ1370: manufactured by Hoechst) was spin-coated with a spinner and baked.
The photomask image was exposed and developed to form a resist pattern of the lower wiring 102, and the Au / Cr deposited film was wet-etched to form the lower wiring 102 having a desired shape.

【0160】工程−b 次に厚さ1.0μmのシリコン酸化膜からなる、層間絶
縁層401をRFスパッタ法により堆積した。
Step-b Next, an interlayer insulating layer 401 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm was deposited by RF sputtering.

【0161】工程−c 工程−bで堆積したシリコン酸化膜401にコンタクト
ホール402を形成するためのフォトレジストパターン
を作り、これをマスクとした層間絶縁層401をエッチ
ングしてコンタクトホール402を形成した。エッチン
グはCF4 とH 2 ガスを用いたRIE(Reactiv
e Ion Etching)法によった。
Step-c Contacting the silicon oxide film 401 deposited in the step-b
Photoresist pattern for forming hole 402
And etch the interlayer insulating layer 401 using this as a mask.
Contact hole 402 was formed. Etchin
Is CFFour And H Two RIE (Reactive) using gas
e Ion Etching) method.

【0162】工程−d その後、素子電極2,3のパターンをフォトレジスト
(RD−2000N−41:日立化成社製)で形成し、
真空蒸着法により、厚さ5nmのTi、厚さ100nm
のNiを順次堆積した。フォトレジストパターンを有機
溶剤で溶解し、Ni/Ti堆積膜をリフトオフし、素子
電極2,3を形成した。
Step-d Thereafter, the patterns of the device electrodes 2 and 3 are formed with a photoresist (RD-2000N-41: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
5 nm thick Ti, 100 nm thick by vacuum evaporation
Of Ni were sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved with an organic solvent, and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes 2 and 3.

【0163】工程−e 素子電極2,3の上に上配線103のフォトレジストパ
ターンを形成した後、厚さ5nmのTi、厚さ500n
mのAuを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフによ
り不要な部分を除去して、所望の形状の上配線103を
形成した。
Step-e After forming a photoresist pattern of the upper wiring 103 on the device electrodes 2 and 3, 5 nm thick Ti and 500 n thick
Au of m m was sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to form an upper wiring 103 having a desired shape.

【0164】工程−f 次に、膜厚100nmのCr膜403を真空蒸着により
堆積、フォトリソグラフィー技術により導電性膜4の形
状の開口部を有するようにパターニングしマスクとし
た。その上に有機Pd化合物の溶液(ccp4230:
奥野製薬(株)製)をスピンナーにより回転塗布、30
0℃で10分間の加熱焼成処理を施してPdO微粒子よ
りなる導電性膜4を形成した。この膜の膜厚は10nm
であった。
Step-f Next, a Cr film 403 having a thickness of 100 nm was deposited by vacuum evaporation, and was patterned by photolithography so as to have an opening in the shape of the conductive film 4 to form a mask. A solution of an organic Pd compound (ccp4230:
Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) by spinner, 30
Heating and baking treatment was performed at 0 ° C. for 10 minutes to form a conductive film 4 made of PdO fine particles. The thickness of this film is 10 nm
Met.

【0165】工程−g 実施例3の工程−cと同様にしてW−GeN窒化物薄膜
6を形成した。
Step-g A W-GeN nitride thin film 6 was formed in the same manner as in Step-c of Example 3.

【0166】工程−h Cr膜403をエッチャントを用いてウエットエッチン
グしてPdO微粒子よりなる導電性膜4および窒化物薄
膜6の不要部分と共に除去し、所望の形状にパターニン
グした。抵抗値はRs=5×104 Ω/□程度であっ
た。
Step-h The Cr film 403 was wet-etched using an etchant to remove unnecessary portions of the conductive film 4 made of PdO fine particles and the unnecessary portion of the nitride thin film 6, and patterned into a desired shape. The resistance value was about Rs = 5 × 10 4 Ω / □.

【0167】工程−i コンタクトホール402部分以外にレジストパターンを
形成し、真空蒸着により厚さ5nmのTi、厚さ500
nmのAuを順次堆積した。リフトオフにより不要な部
分を除去することにより、コンタクトホール402を埋
め込んだ。以上の工程により、基板1上に下配線10
2、層間絶縁層401、上配線103、素子電極2,
3、導電性膜4、窒化物薄膜6などを形成した未フォー
ミングの電子源を得た。
Step-i A resist pattern was formed except for the portion of the contact hole 402, and a Ti film having a thickness of 5 nm and a thickness of 500
nm of Au was sequentially deposited. Unnecessary portions were removed by lift-off to bury the contact holes 402. Through the above steps, the lower wiring 10 is formed on the substrate 1.
2, interlayer insulating layer 401, upper wiring 103, device electrode 2,
3. An unformed electron source on which a conductive film 4, a nitride thin film 6, etc. were formed was obtained.

【0168】次に、以上のようにして作製した未フォー
ミングの電子源を用いて画像形成装置を作製した。作製
手順を図10と図11を用いて説明する。基板1をリア
プレート111上に固定した後、基板1の5mm上方
に、フェースプレート116(ガラス基板113の内面
に蛍光膜114とメタルバック115が形成されて構成
される)を支持枠112を介し配置し、フェースプレー
ト116、支持枠112、リアプレート111の接合部
にフリットガラスを塗布し、大気中で430℃で10分
焼成することで封着した。またリアプレート111への
基板1の固定もフリットガラスで行った。画像形成部材
であるところの蛍光膜114は、モノクロームの場合は
蛍光体のみからなるが、本実施例では蛍光膜114はス
トライプ形状(図11(a))を採用し、先にブラック
ストライプ121を形成し、その間隙部に各色蛍光体1
22を塗布し、蛍光膜114を作製した。ブラックスト
ライプ122の材料として通常良く用いられている黒鉛
を主成分とする材料を用いた。ガラス基板113に蛍光
体122を塗布する方法はスラリー法を用いた。
Next, an image forming apparatus was manufactured by using the unformed electron source manufactured as described above. The manufacturing procedure will be described with reference to FIGS. After fixing the substrate 1 on the rear plate 111, a face plate 116 (formed by forming a fluorescent film 114 and a metal back 115 on the inner surface of a glass substrate 113) is placed 5 mm above the substrate 1 via a support frame 112. Then, frit glass was applied to a joint portion of the face plate 116, the support frame 112, and the rear plate 111, and sealed by baking at 430 ° C. for 10 minutes in the air. The fixing of the substrate 1 to the rear plate 111 was also performed using frit glass. The fluorescent film 114, which is an image forming member, is made of only a fluorescent substance in the case of monochrome, but in this embodiment, the fluorescent film 114 adopts a stripe shape (FIG. 11A), and a black stripe 121 is formed first. The fluorescent material 1 of each color is formed in the gap.
22 was applied to form a fluorescent film 114. As the material of the black stripe 122, a material mainly containing graphite, which is generally used, is used. A slurry method was used for applying the phosphor 122 to the glass substrate 113.

【0169】また、蛍光膜114の内面側には通常メタ
ルバック115が設けられる。メタルバック115は、
蛍光膜114作製後、蛍光膜114の内面側表面の平滑
化処理(通常フィルミングと呼ばれる)を行い、その
後、Alを真空蒸着することで作製した。
A metal back 115 is usually provided on the inner side of the fluorescent film 114. Metal back 115
After the formation of the fluorescent film 114, the inner surface of the fluorescent film 114 was subjected to a smoothing process (usually called filming), and then Al was vacuum-deposited.

【0170】フェースプレート116には、さらに蛍光
膜114の導電性を高めるため、蛍光膜114の外面側
に透明電極が設けられる場合もあるが、本実施例では、
メタルバック115のみで十分な導電性が得られたので
省略した。前述の封着を行う際、カラーの場合は各色蛍
光体122と電子放出素子104とを対応させなくては
いけないため、十分な位置合わせを行った。
The face plate 116 may be provided with a transparent electrode on the outer surface side of the fluorescent film 114 in order to further increase the conductivity of the fluorescent film 114.
A sufficient conductivity was obtained only with the metal back 115, so that the description was omitted. When the above-mentioned sealing is performed, in the case of color, the phosphors 122 of each color must correspond to the electron-emitting devices 104, so that sufficient alignment is performed.

【0171】以上のようにして完成した外囲器118内
を排気管(不図示)を通じて排気装置により1.3×1
-3Pa程度の圧力まで減圧したところで、外部端子D
x1ないしDxmおよびDy1ないしDynを通じ、電
子放出素子104の素子電極2,3間にパルス電圧を印
加し、フォーミング処理を行い、電子放出部5を形成し
た。用いたパルスの波形は、波高値の漸増する矩形波パ
ルスで、パルス幅1msec、パルス間隔10msec
とした。この処理の間に、外囲器118内の圧力はさら
に低下した。
The interior of the envelope 118 completed as described above is 1.3 × 1 through an exhaust device through an exhaust pipe (not shown).
When the pressure is reduced to about 0 -3 Pa, the external terminal D
A pulse voltage was applied between the device electrodes 2 and 3 of the electron-emitting device 104 through x1 to Dxm and Dy1 to Dyn, and a forming process was performed to form the electron-emitting portion 5. The waveform of the pulse used was a rectangular wave pulse having a gradually increasing peak value, a pulse width of 1 msec, and a pulse interval of 10 msec.
And During this process, the pressure in envelope 118 dropped further.

【0172】次に、n−ヘキサンを外囲器118内に導
入、圧力を1.3×10-3Paとした。フォーミング処
理と同一のパルス幅、パルス間隔を有し、波高値が14
Vの矩形波パルスを印加、素子電流If、放出電流Ie
を測定しながら活性化処理を行った。
Next, n-hexane was introduced into the envelope 118, and the pressure was set to 1.3 × 10 −3 Pa. It has the same pulse width and pulse interval as the forming process, and the peak value is 14
V square wave pulse applied, device current If, emission current Ie
The activation treatment was performed while measuring.

【0173】次に、外囲器118全体を190℃に加熱
しながら2時間排気を続けた。圧力が1.3×10-6
aまで低下したところで、上記排気管をガスバーナーで
熱することによる溶着し、外囲器118を封止した。こ
の後、外囲器118内の圧力を維持するため、予め外囲
器118を内部に設置したゲッター(不図示)を高周波
加熱することでゲッター処理を行った。
Next, while the entire envelope 118 was heated to 190 ° C., the evacuation was continued for 2 hours. Pressure is 1.3 × 10 -6 P
When the temperature decreased to a, the exhaust pipe was welded by heating with a gas burner, and the envelope 118 was sealed. Thereafter, in order to maintain the pressure in the envelope 118, a getter (not shown) in which the envelope 118 was previously installed was subjected to high-frequency heating to perform getter processing.

【0174】以上のように完成した表示パネル201
(図10参照)において、外部端子Dx1ないしDx
m、Dy1ないしDynを通じ、走査信号および変調信
号を不図示の信号発生手段より電子放出素子104に印
加することにより、電子放出させ、高圧端子Hvを通
じ、メタルバック114に10kV程度の高圧を印加
し、電子ビームを加速し、蛍光膜115に衝突させ、励
起・発光させることで画像を表示した。
The display panel 201 completed as described above
(See FIG. 10), external terminals Dx1 to Dx
A scanning signal and a modulation signal are applied to the electron-emitting device 104 from a signal generating means (not shown) through m, Dy1 to Dyn, thereby emitting electrons, and a high voltage of about 10 kV is applied to the metal back 114 through the high-voltage terminal Hv. Then, an image was displayed by accelerating the electron beam, colliding with the fluorescent film 115, exciting and emitting light.

【0175】本実施例における画像表示装置は、良好な
画像を長時間にわたって安定に表示することができた。
The image display device of this example was able to display a good image stably for a long time.

【0176】[実施例5]図19は、前述の表面伝導型
電子放出素子を電子源として用いたディスプレイパネル
201(図10参照)に、例えばテレビジョン放送を初
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本発明の画像形成装置の一例を
示す図である。
[Embodiment 5] FIG. 19 shows a display panel 201 (see FIG. 10) using the above-described surface conduction electron-emitting device as an electron source, for example, from various image information sources such as television broadcasting. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention configured to display provided image information.

【0177】図中201はディスプレイパネル、100
1はディスプレイパネル201の駆動回路、1002は
ディスプレイコントローラ、1003はマルチプレク
サ、1004はデコーダ、1005は入出力インターフ
ェース回路、1006はCPU、1007は画像生成回
路、1008、1009および1010は画像メモリー
インターフェース回路、1011は画像入力インターフ
ェース回路、1012および1013はTV信号受信回
路、1014は入力部である。
In the figure, reference numeral 201 denotes a display panel;
1 is a drive circuit of the display panel 201, 1002 is a display controller, 1003 is a multiplexer, 1004 is a decoder, 1005 is an input / output interface circuit, 1006 is a CPU, 1007 is an image generation circuit, 1008, 1009 and 1010 are image memory interface circuits, 1011 is an image input interface circuit, 1012 and 1013 are TV signal receiving circuits, and 1014 is an input unit.

【0178】なお、本画像形成装置は、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、記憶等に関する回路
やスピーカー等については説明を省略する。
When the present image forming apparatus receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces the audio simultaneously with the display of the video. Descriptions of circuits, speakers, and the like related to reception, separation, reproduction, processing, storage, and the like of audio information that are not directly related to the features of the present invention are omitted.

【0179】以下、画像信号の流れに沿って各部の機能
を説明する。まず、TV信号受信回路1013は、例え
ば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送
されるTV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N
TSC方式、PAL方式、SECAM方式等、いずれの
方式でもよい。また、これらより更に多数の走査線より
なるTV信号、例えばMUSE方式を初めとする所謂高
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。
Hereinafter, the function of each section will be described along the flow of the image signal. First, the TV signal receiving circuit 1013 is a circuit for receiving a TV signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication. The type of the TV signal to be received is not particularly limited.
Any method such as the TSC method, the PAL method, and the SECAM method may be used. Further, a TV signal comprising a larger number of scanning lines than these, for example, a so-called high-definition TV including the MUSE system is a signal suitable for taking advantage of the display panel suitable for a large area and a large number of pixels. Source.

【0180】TV信号受信回路1013で受信されたT
V信号は、デコーダ1004に出力される。TV信号受
信回路1012は、例えば同軸ケーブルや光ファイバー
等のような有線伝送系を用いて伝送されるTV信号を受
信するための回路である。前記TV信号受信回路101
3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1012で受信されたTV信号
もデコーダ1004に出力される。
T received by TV signal receiving circuit 1013
The V signal is output to the decoder 1004. The TV signal receiving circuit 1012 is a circuit for receiving a TV signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. The TV signal receiving circuit 101
Similarly to 3, the type of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by the circuit 1012 is also output to the decoder 1004.

【0181】画像入力インターフェース回路1011
は、例えばTVカメラや画像読み取りスキャナーなどの
画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための
回路であり、取り込まれた画像信号はデコーダ1004
に出力される。
Image input interface circuit 1011
Is a circuit for taking in an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner.
Is output to

【0182】画像メモリーインターフェース回路101
0は、ビデオテープレコーダー(以下VTRと略す)に
記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り
込まれた画像信号はデコーダ1004に出力される。
Image memory interface circuit 101
Reference numeral 0 denotes a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR). The captured image signal is output to a decoder 1004.

【0183】画像メモリーインターフェース回路100
9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1
004に出力される。
Image memory interface circuit 100
Reference numeral 9 denotes a circuit for capturing an image signal stored in the video disk.
004 is output.

【0184】画像メモリーインターフェース回路100
8は、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1004に入力さ
れる。
Image memory interface circuit 100
Reference numeral 8 denotes a circuit for taking in an image signal from a device storing still image data, such as a still image disk. The taken still image data is input to the decoder 1004.

【0185】入出力インターフェース回路1005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ーなどの出力装置とを
接続するための回路である。画像データや文字・図形情
報の入出力を行うのは勿論のこと、場合によっては本画
像形成装置の備えるCPU1006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。
The input / output interface circuit 1005
A circuit for connecting the 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 and character / graphic information, control signals and numerical data can be input and output between the CPU 1006 of the image forming apparatus and the outside in some cases. .

【0186】画像生成回路1007は、前記入出力イン
ターフェース回路1005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CPU100
6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ーや、文字コードに
対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メ
モリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等を初め
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 1007 is provided with image data, character / graphic information input from outside via the input / output interface circuit 1005, or the CPU 100.
6 is a circuit for generating display image data based on the image data and character / graphic information output from 6. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for storing image data and character / graphic information, a read-only memory storing an image pattern corresponding to a character code, a processor for performing image processing, etc. And other circuits necessary for generating an image.

【0187】本回路1007により生成された表示用画
像データは、デコーダ1004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1005を介
して外部のコンピュータネットワークやプリンターに出
力することも可能である。
The display image data generated by the circuit 1007 is output to the decoder 1004, but may be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 1005 in some cases. .

【0188】CPU1006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。例えば、マルチプレクサ1003に制御信号を
出力し、ディスプレイパネル201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。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
1002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。また、前記画像生成回路1007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1005を介して外部の
コンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文
字・図形情報を入力する。
The CPU 1006 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image. For example, a control signal is output to the multiplexer 1003, and image signals to be displayed on the display panel 201 are appropriately selected or combined. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 1002 in accordance with the image signal to be displayed, and the display device controls the display device such as the screen display frequency, scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), and the number of scanning lines on one screen. The operation is appropriately controlled. In addition, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 1007, or an external computer or memory is accessed via the input / output interface circuit 1005 to convert the image data or character / graphic information. input.

【0189】なお、CPU1006は、これ以外の目的
の作業にも関わるものであってもよい。例えば、パーソ
ナルコンピュータやワードプロセッサ等のように、情報
を生成したり処理する機能に直接関わってもよい。ある
いは前述したように、入出力インターフェース回路10
05を介して外部のコンピュータネットワークと接続
し、例えば数値計算等の作業を外部機器と協同して行っ
てもよい。
It should be noted that the CPU 1006 may be involved in work for other purposes. For example, it may directly relate to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, the input / output interface circuit 10
The computer may be connected to an external computer network via the external computer 05 to perform operations such as numerical calculations in cooperation with external devices.

【0190】入力部1014は、前記CPU1006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
他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識
装置等の多様な入力機器を用いることが可能である。
The input unit 1014 is for a user to input commands, programs, data, and the like to the CPU 1006. For example, in addition to a keyboard and a mouse, various inputs such as a joystick, a barcode reader, and a voice recognition device can be used. Input devices can be used.

【0191】デコーダ1004は、前記1007ないし
1013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、図中に点線で示すように、デコーダ1
004は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。こ
れは、例えばMUSE方式を初めとして、逆変換するに
際して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号を扱
うためである。
The decoder 1004 converts various image signals input from the above 1007 to 1013 into three primary color signals,
Alternatively, it is a circuit for inversely converting a luminance signal into an I signal and a Q signal. As shown by the dotted line in FIG.
004 preferably has an internal image memory. This is for handling a television signal that requires an image memory when performing inverse conversion, such as the MUSE method.

【0192】画像メモリーを備える事により、静止画の
表示が容易になる。あるいは前記画像生成回路1007
およびCPU1006と協同して、画像の間引き、補
間、拡大、縮小、合成を初めとする画像処理や編集が容
易になるという利点が得られる。
The provision of the image memory facilitates the display of a still image. Alternatively, the image generation circuit 1007
In addition, in cooperation with the CPU 1006, there is obtained an advantage that image processing and editing including image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and synthesis become easy.

【0193】マルチプレクサ1003は、前記CPU1
006より入力される制御信号に基づき、表示画像を適
宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ1003
はデコーダ1004から入力される逆変換された画像信
号の内から所望の画像信号を選択して駆動回路1001
に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信
号を切り換えて選択することにより、所謂多画面テレビ
のように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異
なる画像を表示することも可能である。
The multiplexer 1003 is provided for the CPU 1
A display image is appropriately selected based on a control signal input from 006. That is, the multiplexer 1003
Selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 1004 and selects a driving circuit 1001
Output to In that case, by switching and selecting an image signal within one screen display time, it is also possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .

【0194】ディスプレイパネルコントローラ1002
は、前記CPU1006より入力される制御信号に基づ
き、駆動回路1001の動作を制御するための回路であ
る。本回路1002は、ディスプレイパネル201の基
本的な動作に関わるものとして、例えばディスプレイパ
ネル201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1001に対して出力
する。ディスプレイパネル201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1001に対して出力する。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1001に対して出力する場合もある。
Display panel controller 1002
Is a circuit for controlling the operation of the drive circuit 1001 based on a control signal input from the CPU 1006. The circuit 1002 outputs to the drive circuit 1001 a signal for controlling an operation sequence of a drive power supply (not shown) for the display panel 201, for example, as related to the basic operation of the display panel 201. As a method related to the driving method of the display panel 201, a signal for controlling, for example, a screen display frequency and a scanning method (for example, interlaced or non-interlaced) is output to the driving circuit 1001. In some cases, a control signal relating to image quality adjustment such as luminance, contrast, color tone, and sharpness of a display image may be output to the driving circuit 1001.

【0195】駆動回路1001は、ディスプレイパネル
201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1003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1002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 1001 is a circuit for generating a drive signal to be applied to the display panel 201, based on an image signal input from the multiplexer 1003 and a control signal input from the display panel controller 1002. It works.

【0196】以上、各部の機能を説明したが、図19に
例示した構成により、本画像形成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201に表示することが可能である。即ち、テレビジ
ョン放送を初めとする各種の画像信号は、デコーダ10
04におて逆変換された後、マルチプレクサ1003に
おいて適宜選択され、駆動回路1001に入力される。
一方、デイスプレイパネルコントローラ1002は、表
示する画像信号に応じて駆動回路1001の動作を制御
するための制御信号を発生する。駆動回路1001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
201に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレ
イパネル201において画像が表示される。これらの一
連の動作は、CPU1006により統括的に制御され
る。
The function of each section has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 19, in the present image forming apparatus, image information input from various image information sources can be displayed on the display panel 201. . That is, various image signals including television broadcasting are transmitted to the decoder 10.
After the inverse conversion in 04, the signal is appropriately selected in the multiplexer 1003 and input to the drive circuit 1001.
On the other hand, the display panel controller 1002 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 1001 according to an image signal to be displayed. The driving circuit 1001
A drive signal is applied to the display panel 201 based on the image signal and the control signal. Thus, an image is displayed on the display panel 201. These series of operations are totally controlled by the CPU 1006.

【0197】本画像形成装置においては、前記デコーダ
1004に内蔵する画像メモリや、画像生成回路100
7および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
縦横比変換等を初めとする画像処理や、合成、消去、接
続、入れ換え、嵌め込み等を初めとする画像編集を行う
ことも可能である。また、本実施例の説明では特に触れ
なかったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情
報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設け
てもよい。
In the present image forming apparatus, the image memory built in the decoder 1004, the image generation circuit 100
7 and information selected from the information, and for the displayed image information, for example, enlargement, reduction, rotation, movement, edge enhancement, thinning, interpolation, color conversion, image aspect ratio conversion, etc. It is also possible to perform image processing such as initial image processing and image editing such as combining, erasing, connecting, exchanging, and fitting. Although not specifically mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for processing and editing audio information may be provided as in the above-described image processing and image editing.

【0198】したがって、本画像形成装置は、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初めとする事務用端末機器、
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、
産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
Therefore, the present image forming apparatus can be used for a television broadcast display device, a video conference terminal device, 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 functions such as game machines with one unit,
Extremely wide range of applications for industrial or consumer use.

【0199】なお、図19は、表面伝導型電子放出素子
を電子ビーム源とする表示パネルを用いた画像形成装置
とする場合の構成の一例を示したに過ぎず、本発明の画
像形成装置がこれのみに限定されるものでないことは言
うまでもない。
FIG. 19 shows only an example of the configuration of an image forming apparatus using a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source. It goes without saying that the present invention is not limited to this.

【0200】例えば図19の構成要素の内、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更に構成要素
を追加してもよい。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等を構成要素に追加す
るのが好適である。
For example, among the components shown in FIG. 19, circuits relating 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 this display device is applied as a video phone, a TV camera, a voice microphone,
It is preferable to add an illuminator, a transmitting / receiving circuit including a modem, and the like to the components.

【0201】本画像形成装置においては、とりわけ表面
伝導型電子放出素子を電子源としているので、デイスプ
レイパネルの薄形化が容易であり、画像形成装置の奥行
きを小さくすることができる。それに加えて、表面伝導
型電子放出素子を電子ビーム源とする表示パネルは大画
面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、画
像形成装置は臨場感にあふれ、迫力に富んだ画像を視認
性良く表示することが可能である。
In the present image forming apparatus, since the surface conduction electron-emitting device is used as the electron source, the display panel can be easily made thin and the depth of the image forming apparatus can be reduced. In addition, a display panel using a surface conduction electron-emitting device as an electron beam source is easy to enlarge the screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics, so that the image forming apparatus is full of a sense of reality and has a powerful image. Can be displayed with good visibility.

【0202】[0202]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子放出
素子は、良好な電子放出特性を長時間にわたり保持する
ことができる。また、多数の電子放出素子を配列形成し
た大面積電子源においては、各電子放出素子の電子放出
効率の向上が実現され、上記電子源を用いた画像形成装
置においては、高輝度化と高コントラスト化が成され、
画像品位が大幅に向上すると共に、長期にわたり安定し
た画像が得られる。
As described above, the electron-emitting device of the present invention can maintain good electron-emitting characteristics for a long time. In a large-area electron source in which a large number of electron-emitting devices are arrayed, the electron-emitting efficiency of each electron-emitting device can be improved. In an image forming apparatus using the above-mentioned electron source, high brightness and high contrast can be achieved. Is formed,
The image quality is greatly improved, and a stable image can be obtained for a long period of time.

【0203】以上のように、本発明によれば、カラー画
像に対応可能で、高輝度且つ高コントラストで表示品位
の高い大面積フラットディスプレーが実現される。
As described above, according to the present invention, a large-area flat display which can handle a color image, has high luminance, high contrast, and has high display quality is realized.

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

【図1】 本発明の平面型電子放出素子の構成を模式的
に示した平面図および断面図である。
FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing a configuration of a flat-type electron-emitting device of the present invention.

【図2】 本発明の電子放出素子における、窒化物薄膜
による導電性膜の被覆状態を説明電するため模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a state of covering a conductive film with a nitride thin film in the electron-emitting device of the present invention.

【図3】 本発明の垂直型電子放出素子の構成を模式的
に示した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a vertical electron-emitting device of the present invention.

【図4】 図1の表面伝導型電子放出素子の製造方法を
説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of manufacturing the surface conduction electron-emitting device of FIG.

【図5】 通電フォーミング処理に用いる電圧波形の例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform used in the energization forming process.

【図6】 電子放出素子の特性評価装置の概略の構成を
示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a device for evaluating characteristics of an electron-emitting device.

【図7】 本発明の電子放出素子の、放出電流Ieおよ
び素子電流Ifと、素子電圧Vfの関係を説明するため
の図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf of the electron-emitting device of the present invention.

【図8】 本発明の電子放出素子、および比較用電子放
出素子の放出電流Ieの経時変化を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a change over time in emission current Ie of the electron-emitting device of the present invention and the comparative electron-emitting device.

【図9】 マトリクス配線を有する本発明の電子源の概
略的構成を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electron source of the present invention having a matrix wiring.

【図10】 マトリクス配線の電子源を用いた本発明の
画像形成装置に用いる表示パネルの概略的構成を示す模
式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a display panel used in the image forming apparatus of the present invention using an electron source of a matrix wiring.

【図11】 本発明の表示パネルにおける蛍光膜の形状
を説明するための模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a shape of a fluorescent film in the display panel of the present invention.

【図12】 図10の表示パネルを駆動する駆動回路の
一例を示す図である。
12 is a diagram illustrating an example of a drive circuit that drives the display panel of FIG.

【図13】 はしご型配線を有する本発明の電子源の概
略的構成を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of an electron source of the present invention having ladder-type wiring.

【図14】 はしご型配線を有する電子源を用いた本発
明の画像形成装置に用いる表示パネルの概略的構成を示
す模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a display panel used in an image forming apparatus of the present invention using an electron source having ladder-type wiring.

【図15】 マトリクス配線の電子源の構成を模式的に
示す部分平面図である。
FIG. 15 is a partial plan view schematically showing a configuration of an electron source of a matrix wiring.

【図16】 図15のA−A’に沿った断面を示す模式
図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a cross section along AA ′ of FIG.

【図17】 図15の電子源の製造工程を説明するため
の模式図である。
17 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of the electron source in FIG.

【図18】 図15の電子源の製造工程を説明するため
の模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of the electron source in FIG.

【図19】 画像形成装置の構成の一例を示すブロック
図である。
FIG. 19 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板、2,3素子電極、4:導電性膜、5:電子放
出部、6:窒化物薄膜、21:段差形成部材、50:電
流計、51:電源、52:電流計、53:高圧電源、5
4:アノード電極、55:真空装置、56:排気ポン
プ、102:X方向配線(下配線)、103:Y方向配
線(上配線)、104:電子放出素子、105:結線、
111:リアプレート、112:支持枠、113:ガラ
ス基板、114:蛍光膜、115:メタルバック、11
6:フェースプレート、118:外囲器、121:黒色
導電材、122:蛍光体、201:表示パネル、20
2:走査回路、203:制御回路、204:シフトレジ
スタ、205:ラインメモリ、206:同期信号分離回
路、207:変調信号発生器、211:ポリプロピレン
枠、212:給水パイプ、213:表面清掃用吸引ノズ
ル、214:上下動腕、215:基板、216:バリ
ア、217:可動壁、218:ローラー、219:プー
リー、220:重り、301:表示パネル、302:グ
リッド電極、303:開口、304:共通配線、40
1:層間絶縁層、402:コンタクトホール、403:
Cr膜、1001:駆動回路、1002:ディスプレイ
コントローラ、1003:マルチプレクサ、1004:
デコーダ、1005:入出力インターフェース回路、1
006:CPU、1007:画像生成回路、1008:
画像メモリーインターフェース回路、1009:画像メ
モリーインターフェース回路、1010:画像メモリー
インターフェース回路、1011:画像入力インターフ
ェース回路、1012:TV信号受信回路、1013:
TV信号受信回路、1014:入力部。
1: substrate, 2, 3 element electrodes, 4: conductive film, 5: electron emitting portion, 6: nitride thin film, 21: step forming member, 50: ammeter, 51: power supply, 52: ammeter, 53: High voltage power supply, 5
4: anode electrode, 55: vacuum device, 56: exhaust pump, 102: X-direction wiring (lower wiring), 103: Y-direction wiring (upper wiring), 104: electron-emitting device, 105: connection,
111: rear plate, 112: support frame, 113: glass substrate, 114: fluorescent film, 115: metal back, 11
6: face plate, 118: envelope, 121: black conductive material, 122: phosphor, 201: display panel, 20
2: scanning circuit, 203: control circuit, 204: shift register, 205: line memory, 206: synchronization signal separation circuit, 207: modulation signal generator, 211: polypropylene frame, 212: water supply pipe, 213: suction for surface cleaning Nozzle, 214: vertical moving arm, 215: substrate, 216: barrier, 217: movable wall, 218: roller, 219: pulley, 220: weight, 301: display panel, 302: grid electrode, 303: opening, 304: common Wiring, 40
1: interlayer insulating layer, 402: contact hole, 403:
Cr film, 1001: drive circuit, 1002: display controller, 1003: multiplexer, 1004:
Decoder, 1005: input / output interface circuit, 1
006: CPU, 1007: Image generation circuit, 1008:
Image memory interface circuit, 1009: Image memory interface circuit, 1010: Image memory interface circuit, 1011: Image input interface circuit, 1012: TV signal receiving circuit, 1013:
TV signal receiving circuit, 1014: input unit.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に形成された、対向する一対の素
子電極と、該素子電極に電気的に連絡して形成した導電
性薄膜と、該導電性薄膜の一部に形成された間隙と、か
らなる電子放出素子において、該導電性薄膜の少なくと
も一部が窒化物によって被覆されていることを特徴とす
る電子放出素子。
A pair of opposing element electrodes formed on a base, a conductive thin film formed in electrical communication with the element electrodes, and a gap formed in a part of the conductive thin film. , Wherein at least a part of the conductive thin film is covered with a nitride.
【請求項2】 前記導電性薄膜上に、炭素、炭素化合物
または両者の混合物よりなる堆積層を有することを特徴
とする請求項1に記載の電子放出素子。
2. The electron-emitting device according to claim 1, further comprising a deposited layer made of carbon, a carbon compound, or a mixture of both, on the conductive thin film.
【請求項3】 前記窒化物がB、Al、C、Si、G
e、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Moお
よびWからなる群より選ばれる少なくとも一種類の金属
または半金属元素の窒化物であることを特徴とする請求
項1または2に記載の電子放出素子。
3. The method according to claim 2, wherein the nitride is B, Al, C, Si, G
3. A nitride of at least one kind of metal or metalloid element selected from the group consisting of e, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W. An electron-emitting device according to claim 1.
【請求項4】 前記窒化物が、前記導電性薄膜と前記窒
化物との全体に対する前記金属または半金属元素のモル
比で10〜50%の含有量で、前記導電性薄膜中に含ま
れることを特徴とする請求項3に記載の電子放出素子。
4. The conductive thin film according to claim 1, wherein the nitride is contained in the conductive thin film at a molar ratio of the metal or metalloid element of 10 to 50% to the whole of the conductive thin film and the nitride. The electron-emitting device according to claim 3, wherein:
【請求項5】 前記窒化物により、前記導電性薄膜上に
膜厚3nm以上10nm以下の窒化物薄膜層が形成され
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電
子放出素子。
5. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the nitride forms a nitride thin film layer having a thickness of 3 nm or more and 10 nm or less on the conductive thin film. .
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の電子放
出素子を、基体上に複数、配列形成したことを特徴とす
る電子源。
6. An electron source, wherein a plurality of the electron-emitting devices according to claim 1 are arranged on a substrate.
【請求項7】 請求項6に記載の電子源と画像形成部材
を真空容器に内包してなることを特徴とする画像形成装
置。
7. An image forming apparatus comprising the electron source and the image forming member according to claim 6 in a vacuum container.
【請求項8】 請求項1〜5のいずれかに記載の電子放
出素子を製造する方法であって、少なくとも導電性薄膜
を窒化物薄膜で被覆する工程と、フォーミング工程とを
含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。
8. A method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 1, comprising a step of coating at least a conductive thin film with a nitride thin film, and a forming step. Of manufacturing an electron-emitting device.
【請求項9】 前記フォーミング工程後、さらに、炭
素、炭素化合物または両者の混合物よりなる堆積層を形
成する活性化工程を行うことを特徴とする請求項8に記
載の電子放出素子の製造方法。
9. The method according to claim 8, further comprising, after the forming step, performing an activation step of forming a deposited layer made of carbon, a carbon compound, or a mixture of both.
【請求項10】 前記導電性薄膜を窒化物薄膜で被覆す
る工程を前記フォーミング工程前に行うことを特徴とす
る請求項8または9に記載の電子放出素子の製造方法。
10. The method according to claim 8, wherein the step of covering the conductive thin film with a nitride thin film is performed before the forming step.
【請求項11】 請求項6に記載の電子源を製造する方
法であって、請求項8〜10のいずれかに記載の電子放
出素子の製造方法を適用することを特徴とする電子源の
製造方法。
11. A method for manufacturing an electron source according to claim 6, wherein the method for manufacturing an electron-emitting device according to claim 8 is applied. Method.
【請求項12】 請求項7に記載の画像形成装置を製造
する方法であって、請求項11に記載の電子源の製造方
法を適用することを特徴とする画像形成装置の製造方
法。
12. A method for manufacturing an image forming apparatus according to claim 7, wherein the method for manufacturing an electron source according to claim 11 is applied.
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