JPH08162006A - Electron emitting device, electron source, and image forming apparatus using the same - Google Patents
Electron emitting device, electron source, and image forming apparatus using the sameInfo
- Publication number
- JPH08162006A JPH08162006A JP31940594A JP31940594A JPH08162006A JP H08162006 A JPH08162006 A JP H08162006A JP 31940594 A JP31940594 A JP 31940594A JP 31940594 A JP31940594 A JP 31940594A JP H08162006 A JPH08162006 A JP H08162006A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- emitting device
- image forming
- voltage
- emitting
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像形成装置の大面積化,高品位化を実現し
得る電子源として用いられる電子放出素子を提供する。
【構成】 表面伝導型電子放出素子からなる電子放出素
子部6と、圧電カンチレバー10からなるゲート電極を
有することを特徴とする電子放出素子。
【効果】 圧電カンチレバー10の屈曲変位を制御する
ことにより、電子放出素子部6からの放出電子の飛翔方
向を制御することができる。
(57) [Summary] [Object] To provide an electron-emitting device used as an electron source capable of realizing a large area and high quality of an image forming apparatus. An electron-emitting device having an electron-emitting device portion 6 made of a surface conduction electron-emitting device and a gate electrode made of a piezoelectric cantilever 10. [Effect] By controlling the bending displacement of the piezoelectric cantilever 10, the flight direction of the electrons emitted from the electron-emitting device portion 6 can be controlled.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子、該電子
放出素子を複数備えた電子源、及び該電子源を用いて構
成した表示装置や露光装置等の画像形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron-emitting device, an electron source having a plurality of the electron-emitting devices, and an image forming apparatus such as a display device and an exposure device which are constructed by using the electron sources.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の2種類が知られている。冷陰極電子源とし
て用いられる冷陰極型電子放出素子には、電界放出型
(以下、「FE型」と称す。)、金属/絶縁層/金属型
(以下、「MIM型」と称す。)や表面伝導型電子放出
素子等がある。2. Description of the Related Art Conventionally, two types of electron emitters, a thermoelectron source and a cold cathode electron source, are known. The cold cathode electron-emitting device used as a cold cathode electron source includes a field emission type (hereinafter referred to as “FE type”), a metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as “MIM type”), and the like. There are surface conduction electron-emitting devices and the like.
【0003】FE型の例としては、W. P. Dyk
e and W. W. Dolan, “Field
emission”, Advance in El
ectron Physics, 8,89(195
6)あるいはC. A. Spindt, “PHYS
ICAL Properties of thin−f
ilm field emission cathod
es with molybdenum cone
s”, J. Appl. Phys., 47,52
48(1976)等が知られている。As an example of the FE type, W. P. Dyk
e and W.E. W. Dolan, “Field
Emission ", Advance in El
electron Physics, 8, 89 (195
6) or C.I. A. Spindt, "PHYS
ICAL Properties of thin-f
ilm field emission cathod
es with mollybdenum cone
s ", J. Appl. Phys., 47, 52.
48 (1976) and the like are known.
【0004】MIM型の例としては、C. A. Me
ad, J. Appl. Phys.,32,646
(1961)等が知られている。An example of the MIM type is C.I. A. Me
ad, J.M. Appl. Phys. , 32,646
(1961) and the like are known.
【0005】表面伝導型電子放出素子の例としては、
M. I. Elinson, Radio Eng.
Electron Phys., 10,1290
(1965)等がある。As an example of the surface conduction electron-emitting device,
M. I. Elinson, Radio Eng.
Electron Phys. , 10, 1290
(1965).
【0006】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上
に形成された小面積の導電性薄膜に、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: “ThinS
olid Films”, 9,317(197
2)]、In2 O3 /SnO2 薄膜によるもの[M.
Hartwell and C. G. Fonsta
d: “IEEE Trans. ED Con
f.”, 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。The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current is passed through a conductive thin film having a small area formed on an insulating substrate in parallel with the film surface. As the surface conduction electron-emitting device, one using the SnO 2 thin film by Erinson et al., One using the Au thin film [G. Dittmer: "ThinS
old Films ", 9, 317 (197)
2)], by In 2 O 3 / SnO 2 thin film [M.
Hartwell and C.I. G. Fonsta
d: “IEEE Trans. ED Con
f. , 519 (1975)], carbon thin films [Hiraki Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983)] and the like.
【0007】表面伝導型電子放出素子の典型的な構成例
としては、絶縁性の基板上に設けた一対の素子電極間を
連絡する金属酸化物等の導電性薄膜に、予めフォーミン
グと称される通電処理により電子放出部を形成したもの
が挙げられる。フォーミングは、前記導電性薄膜の両端
に電圧を印加通電することで通常行われ、導電性薄膜を
局所的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化さ
せ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部を形成する処理
である。電子放出は、上記電子放出部が形成された導電
性薄膜に電圧を印加して電流を流すことにより、電子放
出部に発生した亀裂付近から行われる。As a typical example of the structure of the surface conduction electron-emitting device, a conductive thin film such as a metal oxide which connects a pair of device electrodes provided on an insulating substrate is referred to as forming in advance. The thing which formed the electron emission part by the electricity supply process is mentioned. Forming is usually performed by applying a voltage across both ends of the conductive thin film, locally destroying, deforming, or altering the conductive thin film to change the structure, and electron emission in an electrically high resistance state. It is a process of forming a part. The electron emission is performed from the vicinity of the crack generated in the electron emitting portion by applying a voltage to the conductive thin film in which the electron emitting portion is formed and flowing a current.
【0008】上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が
単純で製造も比較的容易であることから、大面積にわた
り多数素子を配列形成できる利点がある。そこで、この
特徴を活かすための種々の応用が研究されている。例え
ば、荷電ビーム源、表示装置等の画像形成装置への利用
が挙げられる。The above-mentioned surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be arrayed over a large area because it has a simple structure and is relatively easy to manufacture. Therefore, various applications for utilizing this feature are being researched. For example, it can be used for an image forming apparatus such as a charged beam source and a display device.
【0009】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、個々の素子の両端(両素子電極)を配線(共
通配線とも呼ぶ)にて各々結線した行を多数行配列(梯
型配置とも呼ぶ)した電子源が挙げられる(例えば、特
開昭64−31332号公報、特開平1−283749
号公報、特開平2−257552号公報)。Conventionally, as an example in which a large number of surface-conduction type electron-emitting devices are arranged and formed, surface-conduction type electron-emitting devices are arranged in parallel, and both ends (both device electrodes) of individual devices are wired (also called common wiring). ), An electron source in which a large number of rows connected to each other is also arranged (also referred to as a ladder arrangement) (for example, JP-A-64-31332 and JP-A-1-283749).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-257552).
【0010】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
する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている
(アメリカ特許第5066883号明細書)。Further, particularly in the case of a display device, a surface conduction electron emission device can be used as a self-luminous display device which can be a flat panel display device similar to a display device using liquid crystal and which does not require a backlight. A display device has been proposed (US Pat. No. 5,066,883) in which an electron source in which a large number of elements are arranged and a phosphor which emits visible light when irradiated with an electron beam from the electron source are combined.
【0011】一方、現在、マイクロマシンと呼ばれる小
型機能素子の研究が進んでいる。マイクロマシンの技術
によると、1mmから1μmの小型のカンチレバーが提
案、開発されている。On the other hand, research on a small functional element called a micromachine is currently under way. According to micromachine technology, a small cantilever of 1 mm to 1 μm has been proposed and developed.
【0012】上記マイクロマシンの技術は、例えば、H
owe RT, Muller RS, Gabrie
l Kj, Trimmer WSN: “Silic
onmicromachenics: sensors
and actuators on a chip,
IEEE Spectrum”, p.29−35,
(7月号、1990年)に詳しく報告されている。The above-mentioned micromachine technology is, for example, H
owe RT, Muller RS, Gabri
l Kj, Trimmer WSN: “Silic
onmicromachinics: sensors
and actuators on a chip,
IEEE Spectrum ", p.29-35,
(July issue, 1990).
【0013】図19は、上記マイクロマシンの技術によ
るカンチレバーの1種である圧電カンチレバーの要部概
略図である。図中、2001は基板、2007は空洞
部、2010は圧電性薄膜2011、電極薄膜201
2,2013、絶縁体層2014から構成される圧電カ
ンチレバーである。圧電カンチレバー2010は、電極
薄膜2012,2013に制御電圧装置2020から制
御電圧を印加することにより生じる圧電体薄膜2011
の伸縮変形によって、屈曲変位するものである。FIG. 19 is a schematic view of a main part of a piezoelectric cantilever which is one kind of cantilevers manufactured by the micromachine technique. In the figure, reference numeral 2001 is a substrate, 2007 is a cavity, 2010 is a piezoelectric thin film 2011, and an electrode thin film 201.
2, 2013, and a piezoelectric cantilever composed of an insulator layer 2014. The piezoelectric cantilever 2010 is a piezoelectric thin film 2011 generated by applying a control voltage from the control voltage device 2020 to the electrode thin films 2012 and 2013.
The bending deformation is caused by the expansion and contraction deformation.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電子放出素
子においては、素子から放出される電子の方向性が素子
形成時に決定され、素子単体ではそれを制御できない。
そのため、電子の飛翔方向を制御しないことを前提とし
た応用や、複雑な電子光学的なレンズ等を利用してその
方向を制御することが考えられてきた。In the above-mentioned conventional electron-emitting device, the directionality of the electrons emitted from the device is determined when the device is formed and cannot be controlled by the device alone.
Therefore, it has been considered that the application is based on the assumption that the flight direction of electrons is not controlled, and that the direction is controlled by using a complicated electron optical lens or the like.
【0015】しかしながら、上記電子放出素子を例えば
画像形成装置の電子源として用いる際、電子の飛翔方向
を制御しない場合には、1画素に少なくとも1つの電子
放出素子が対応していなければならず、使用する電子放
出素子が莫大な数となる。However, when the electron-emitting device is used as an electron source of an image forming apparatus, for example, if the flight direction of electrons is not controlled, at least one electron-emitting device must correspond to one pixel, The number of electron-emitting devices used is huge.
【0016】他方、電子の飛翔方向を制御するための複
雑な電子光学系を電子放出素子の近傍に形成すること
は、多くの工程を必要とし装置全体のコストアップにつ
ながる。On the other hand, forming a complicated electron optical system for controlling the flight direction of electrons in the vicinity of the electron-emitting device requires many steps and leads to an increase in the cost of the entire apparatus.
【0017】本発明の目的は、上記問題点を鑑み、放出
電子の方向性を制御し得る新規な構成を有する電子放出
素子、該電子放出素子を複数備えた電子源、さらには該
電子源を備えた画像形成装置を提供することにある。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electron-emitting device having a novel structure capable of controlling the directionality of emitted electrons, an electron source provided with a plurality of the electron-emitting devices, and further an electron source. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with the image forming apparatus.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために成された本発明の構成は以下の通りである。Means and Actions for Solving the Problems The constitution of the present invention made to achieve the above object is as follows.
【0019】本発明の第一は、冷陰極型電子放出素子部
と、カンチレバーからなるゲートとを有することを特徴
とする電子放出素子にある。A first aspect of the present invention is an electron-emitting device having a cold cathode type electron-emitting device section and a gate formed of a cantilever.
【0020】上記本発明第一は、さらにその特徴とし
て、前記ゲートは、前記冷陰極型電子放出素子部から放
出された電子の飛翔方向を制御する方向制御手段である
こと、前記冷陰極型電子放出素子部が、対向する一対の
素子電極間に跨がる導電性薄膜に電子放出部を有する表
面伝導型電子放出素子からなること、前記カンチレバー
が、圧電カンチレバーであることをも含む。The first aspect of the present invention is further characterized in that the gate is direction control means for controlling a flight direction of electrons emitted from the cold cathode electron-emitting device portion. It also includes that the emitting element portion is formed of a surface-conduction electron emitting element having an electron emitting portion in a conductive thin film extending between a pair of opposing element electrodes, and that the cantilever is a piezoelectric cantilever.
【0021】また、本発明の第二は、上記本発明の電子
放出素子を基板上に複数備えることを特徴とする電子源
にある。A second aspect of the present invention is an electron source characterized by comprising a plurality of the above-mentioned electron-emitting devices of the present invention on a substrate.
【0022】上記本発明第二は、さらにその特徴とし
て、前記電子源は、複数の電子放出素子を配列した素子
列を少なくとも1列以上有し、各冷陰極型電子放出素子
部を駆動するための配線がマトリクス配置されているこ
と、前記電子源は、複数の電子放出素子を配列した素子
列を少なくとも1列以上有し、各冷陰極型電子放出素子
部を駆動するための配線が梯状配置されていることをも
含む。The second aspect of the present invention is further characterized in that the electron source has at least one or more device rows in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and drives each cold cathode type electron-emitting device section. Wirings are arranged in a matrix, and the electron source has at least one or more element rows in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and the wirings for driving each cold cathode type electron-emitting device section are in a ladder shape. Including that it is arranged.
【0023】また、本発明の第三は、入力信号に基づい
て画像を形成する画像形成装置であって、上記本発明第
二の電子源と、該電子源から放出される電子線の照射に
より画像を形成する画像形成部材とを具備することを特
徴とする画像形成装置にある。A third aspect of the present invention is an image forming apparatus for forming an image based on an input signal, which is obtained by irradiating the electron source of the second aspect of the present invention with an electron beam emitted from the electron source. An image forming apparatus comprising: an image forming member that forms an image.
【0024】上記本発明第三は、さらにその特徴とし
て、前記画像形成部材上の画素数が、前記電子放出素子
の数よりも多いこと、前記冷陰極型電子放出素子部から
放出された電子の前記画像形成部材上での照射位置が経
時的に1画素内で変化するように、前記ゲートにより電
子の飛翔方向が制御されること、前記画像形成部材が3
原色カラー蛍光体を有し、それぞれの電子放出素子から
放出された電子は、複数色のカラー蛍光体に照射される
こと、前記3原色カラー蛍光体の配列方向が、各冷陰極
型電子放出部から放出されて前記ゲートにより飛翔方向
が制御された電子の蛍光面上での変位方向に一致するこ
とをも含む。The third aspect of the present invention is further characterized in that the number of pixels on the image forming member is larger than the number of the electron-emitting devices, and that the electrons emitted from the cold cathode type electron-emitting device portion are included. The flight direction of electrons is controlled by the gate so that the irradiation position on the image forming member changes within one pixel over time.
Electrons emitted from the respective electron-emitting devices having primary color phosphors are irradiated to the color phosphors of a plurality of colors, and the arrangement directions of the three primary color phosphors are such that the cold cathode type electron emitting portions are arranged. It also includes matching with the displacement direction on the fluorescent screen of the electron emitted from the device and the flight direction of which is controlled by the gate.
【0025】上記のように、本発明は、冷陰極型電子放
出素子部とカンチレバーからなるゲートとを備えた電子
放出素子、及び該電子放出素子を複数備えた電子源、及
び該電子源を用いた画像形成装置に係るもので、各発明
の構成及び作用を以下に詳しく説明する。As described above, the present invention uses an electron-emitting device having a cold cathode type electron-emitting device section and a gate composed of a cantilever, an electron source having a plurality of the electron-emitting devices, and an electron source. The configuration and operation of each invention will be described in detail below.
【0026】本発明に係る冷陰極型電子放出素子部は、
先述したようなFE型、MIM型、及び表面伝導型電子
放出素子等で構成することができ、特に、構造が単純で
製造も容易な表面伝導型電子放出素子が好適である。The cold cathode type electron-emitting device portion according to the present invention comprises:
The FE type, the MIM type, the surface conduction type electron-emitting device and the like as described above can be used, and in particular, the surface conduction type electron emitting device having a simple structure and easy to manufacture is preferable.
【0027】先ず、本発明の電子放出素子について、冷
陰極型電子放出素子部として表面伝導型電子放出素子を
用いた場合を例に、図1〜図3を用いて説明する。尚、
図1は電子放出素子の断面図、図2は部分斜視図であ
り、図3は放出電子の飛翔方向の制御原理を示す図であ
る。First, the electron-emitting device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3, taking as an example a case where a surface conduction electron-emitting device is used as a cold cathode electron-emitting device section. still,
FIG. 1 is a sectional view of an electron-emitting device, FIG. 2 is a partial perspective view, and FIG. 3 is a diagram showing the principle of controlling the flight direction of emitted electrons.
【0028】これらの図において、1は基板、2は電子
放出部、3は電子放出部2を含む導電性薄膜、4と5は
素子電極であり、これらによって電子放出素子部6が構
成されている。この電子放出素子部6は、表面伝導型電
子放出素子の基本的な構成を有するもので、素子電極
4,5間に或る電圧を越える電圧を印加することによ
り、図2に示されるように電子放出部2より電子を放出
する。In these figures, 1 is a substrate, 2 is an electron emitting portion, 3 is a conductive thin film including the electron emitting portion 2, 4 and 5 are device electrodes, and these constitute an electron emitting device unit 6. There is. The electron-emitting device portion 6 has a basic structure of a surface conduction electron-emitting device, and by applying a voltage exceeding a certain voltage between the device electrodes 4 and 5, as shown in FIG. Electrons are emitted from the electron emitting portion 2.
【0029】また、7は絶縁体層、8は空洞部、10は
絶縁体7上に形成されたカンチレバーからなるゲートで
ある。カンチレバー10は積層型圧電構造を有し、圧電
体薄膜11、電極薄膜12,13、絶縁層14,15で
構成されており、その先端付近に電子の通過口となる空
孔16が形成されている。このカンチレバー10は、電
極薄膜12,13間に与える電位差に応じて屈折変化
し、その先端が図2のZ方向に変位する。Further, 7 is an insulator layer, 8 is a cavity, and 10 is a gate made of a cantilever formed on the insulator 7. The cantilever 10 has a laminated piezoelectric structure and is composed of a piezoelectric thin film 11, electrode thin films 12 and 13, and insulating layers 14 and 15, and a hole 16 serving as an electron passage hole is formed near the tip thereof. There is. The cantilever 10 is refracted and changed according to the potential difference applied between the electrode thin films 12 and 13, and its tip is displaced in the Z direction of FIG.
【0030】本発明の電子放出素子による放出電子の方
向制御の原理を、図3を参照して以下に説明する。尚、
図中の20は、例えば画像形成装置等を構成した場合
に、電子線被照射部に付設されるアノード電極であっ
て、高電圧Vaによって放出電子を引き上げるものであ
る。The principle of controlling the direction of emitted electrons by the electron-emitting device of the present invention will be described below with reference to FIG. still,
Reference numeral 20 in the figure is an anode electrode attached to the electron beam irradiation portion when, for example, an image forming apparatus or the like is configured, and is for raising emitted electrons by the high voltage Va.
【0031】本発明の電子放出素子において、通常、電
子放出素子部6の素子電極4,5間に印加される駆動電
圧Vfは十数V、カンチレバー10の平均電位Vgは数
十V、基板1とカンチレバー10の間の距離hは数μm
に設定される。これにより電子放出素子部6の電子放出
部2から放出された電子が受ける電界は、基板1に垂直
方向で105 V/cm程度となる。一方、アノード電圧
Vaは1kV程度、基板1とアノード電極20の間の距
離Hは数mm程度に設定される。これにより電子放出部
2から放出された電子が受ける電界は、基板1に垂直方
向で104 V/cm程度となる。そのため、カンチレバ
ー10と基板1の間では、電子放出素子部6とアノード
電極20との電界よりも、電子放出素子部6とカンチレ
バー10との間の電界分布が支配的となる。In the electron-emitting device of the present invention, the driving voltage Vf applied between the device electrodes 4 and 5 of the electron-emitting device portion 6 is usually ten and several volts, the average potential Vg of the cantilever 10 is several ten and the substrate 1 The distance h between the cantilever 10 and the cantilever 10 is several μm
Is set to As a result, the electric field received by the electrons emitted from the electron emission portion 2 of the electron emission element portion 6 is about 10 5 V / cm in the direction perpendicular to the substrate 1. On the other hand, the anode voltage Va is set to about 1 kV, and the distance H between the substrate 1 and the anode electrode 20 is set to about several mm. As a result, the electric field received by the electrons emitted from the electron emitting portion 2 is about 10 4 V / cm in the direction perpendicular to the substrate 1. Therefore, between the cantilever 10 and the substrate 1, the electric field distribution between the electron-emitting device portion 6 and the cantilever 10 is more dominant than the electric field between the electron-emitting device portion 6 and the anode electrode 20.
【0032】駆動電圧Vfの印加により電子放出部2か
ら放出された電子は、陽極側素子電極(図3では素子電
極5に相当)に偏向しながらカンチレバー10に引っ張
られる。そして、カンチレバー10の電極薄膜12,1
3に平均電位Vgを中心に所望の電位差を与えて、カン
チレバー10を屈折変化させると、カンチレバー10近
傍の電界分布が変化するため、上記電子はカンチレバー
10の空孔16を通過する際に電界の歪に応じてその飛
翔方向が変化する。The electrons emitted from the electron emitting portion 2 by applying the driving voltage Vf are pulled by the cantilever 10 while being deflected to the anode side element electrode (corresponding to the element electrode 5 in FIG. 3). Then, the electrode thin films 12, 1 of the cantilever 10
When a desired potential difference is applied to 3 around the average potential Vg and the cantilever 10 is refracted and changed, the electric field distribution in the vicinity of the cantilever 10 changes, so that when the electrons pass through the holes 16 of the cantilever 10, they generate an electric field of the electric field. The flight direction changes according to the distortion.
【0033】以上のように本発明の電子放出素子は、カ
ンチレバー10の電極薄膜12,13間に与える電位差
によってカンチレバー10の屈折変化を制御することに
より、電子放出部2から放出された電子の飛翔方向を制
御することができるものである。As described above, the electron-emitting device of the present invention controls the refraction change of the cantilever 10 by the potential difference applied between the electrode thin films 12 and 13 of the cantilever 10 to fly the electrons emitted from the electron-emitting portion 2. It is possible to control the direction.
【0034】次に、本発明の好ましい実施態様を説明す
る。Next, a preferred embodiment of the present invention will be described.
【0035】まず、本発明に係る冷陰極型電子放出素子
部として特に好適に用いられる表面伝導型電子放出素子
の基本的な構成と製造方法について説明する。First, the basic structure and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device which is particularly preferably used as the cold cathode electron-emitting device portion according to the present invention will be described.
【0036】本発明に好適な表面伝導型電子放出素子
は、基本的には図1及び図2に示したように基板1、電
子放出部2、電子放出部2を含む導電性薄膜3、対向す
る一対の素子電極4,5で構成される。The surface conduction electron-emitting device suitable for the present invention is basically a substrate 1, an electron-emitting portion 2, a conductive thin film 3 including the electron-emitting portion 2 and a facing surface as shown in FIGS. It is composed of a pair of element electrodes 4 and 5.
【0037】基板1としては、例えば石英ガラス、Na
等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青
板ガラスにスパッタ法等によりSiO2 を積層した積層
体、及びアルミナ等のセラミックス等が挙げられる。As the substrate 1, for example, quartz glass, Na
And the like, glass having a reduced content of impurities such as, soda lime glass, a laminated body obtained by laminating SiO 2 on soda lime glass by a sputtering method, and ceramics such as alumina.
【0038】対向する素子電極4,5の材料としては、
一般的導体材料が用いられ、例えばNi,Cr,Au,
Mo,W,Pt,Ti,Al,Cu,Pd等の金属或は
合金、及びPd,Ag,Au,RuO2 ,Pd−Ag等
の金属或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導
体、In2 O3 −SnO2 等の透明導電体、及びポリシ
リコン等の半導体導体材料等から適宜選択される。As the material of the device electrodes 4 and 5 facing each other,
Common conductor materials are used, such as Ni, Cr, Au,
Metal or alloy such as Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu and Pd, and printed conductor composed of metal or metal oxide such as Pd, Ag, Au, RuO 2 , Pd-Ag and glass. , In 2 O 3 —SnO 2 and other transparent conductors, and polysilicon and other semiconductor conductor materials.
【0039】素子電極間隔L(図1参照)、素子電極長
さW(図2参照)、導電性薄膜3の形状等は、応用され
る形態等によって、適宜設計される。The element electrode spacing L (see FIG. 1), the element electrode length W (see FIG. 2), the shape of the conductive thin film 3 and the like are appropriately designed according to the applied form.
【0040】素子電極間隔Lは、通常は数百Å〜数百μ
mであり、素子電極間に印加する電圧と電子放出し得る
電界強度等により設定されるが、好ましくは、数μm〜
数十μmである。The element electrode spacing L is usually several hundred Å to several hundred μ.
m, which is set by the voltage applied between the device electrodes, the electric field strength capable of emitting electrons, and the like.
It is several tens of μm.
【0041】素子電極長さWは、電極の抵抗値や電子放
出特性を考慮すると、好ましくは数μm〜数百μmであ
り、また素子電極厚d(図1参照)は、数百Å〜数μm
である。The device electrode length W is preferably several μm to several hundreds μm in consideration of the resistance value of the electrodes and electron emission characteristics, and the device electrode thickness d (see FIG. 1) is several hundred Å to several hundreds. μm
Is.
【0042】尚、図1及び図2に示される平面型表面伝
導型電子放出素子は、基板1上に、素子電極4,5、導
電性薄膜3の順に積層されたものとなっているが、基板
1上に、導電性薄膜3、素子電極4,5の順に積層した
ものとしてもよい。The planar surface conduction electron-emitting device shown in FIGS. 1 and 2 is formed by stacking the device electrodes 4, 5 and the conductive thin film 3 in this order on the substrate 1. The conductive thin film 3 and the device electrodes 4 and 5 may be laminated in this order on the substrate 1.
【0043】導電性薄膜3は、良好な電子放出特性を得
るためには、微粒子で構成された微粒子膜であるのが特
に好ましく、その膜厚は、素子電極4,5へのステップ
カバレージ、素子電極4,5間の抵抗値及び後述するフ
ォーミング条件等によって、適宜設定される。この導電
性薄膜3の膜厚は、好ましくは数Å〜数千Åで、特に好
ましくは10Å〜500Åであり、その抵抗値は、10
3 〜107 Ω/□のシート抵抗値である。The conductive thin film 3 is particularly preferably a fine particle film composed of fine particles in order to obtain good electron emission characteristics. The thickness of the conductive thin film 3 depends on the step coverage of the device electrodes 4 and 5 and the device. It is appropriately set depending on the resistance value between the electrodes 4 and 5 and the forming conditions described later. The thickness of the conductive thin film 3 is preferably several Å to several thousand Å, particularly preferably 10 Å to 500 Å, and its resistance value is 10
The sheet resistance value is 3 to 10 7 Ω / □.
【0044】尚、上記微粒子膜とは、複数の微粒子が集
合した膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に
分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、あ
るいは重なり合った状態(島状も含む)の膜を指す。微
粒子膜である場合、微粒子の粒径は、数Å〜数千Åであ
るのが好ましく、特に好ましくは10Å〜200Åであ
る。The fine particle film is a film in which a plurality of fine particles are aggregated, and its fine structure is not only in a state in which the fine particles are individually dispersed and arranged but also in a state in which the fine particles are adjacent to each other or overlap each other (island shape). (Including)). In the case of a fine particle film, the particle diameter of the fine particles is preferably several Å to several thousand Å, particularly preferably 10 Å to 200 Å.
【0045】導電性薄膜3を構成する主な材料は、例え
ばPd,Pt,Ru,Ag,Au,Ti,In,Cu,
Cr,Fe,Zn,Sn,Ta,W,Pb等の金属、P
dO,SnO2 ,In2 O3 ,PbO,Sb2 O3 ,W
Ox 等の酸化物、HfB2 ,ZrB2 ,LaB6 ,Ce
B6 ,YB4 ,GdB4 等の硼化物、TiC,ZrC,
HfC,TaC,SiC,WC等の炭化物、TiN,Z
rN,HfN等の窒化物、Si,Ge等の半導体、カー
ボンからなる。The main materials constituting the conductive thin film 3 are, for example, Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu,
Metals such as Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, P
dO, SnO 2 , In 2 O 3 , PbO, Sb 2 O 3 , W
Oxides such as O x, HfB 2, ZrB 2 , LaB 6, Ce
Boride such as B 6 , YB 4 , GdB 4 , TiC, ZrC,
Carbides such as HfC, TaC, SiC, WC, TiN, Z
It is made of a nitride such as rN or HfN, a semiconductor such as Si or Ge, or carbon.
【0046】電子放出部2には亀裂が含まれており、電
子放出はこの亀裂付近から行われる。この亀裂を含む電
子放出部2及び亀裂自体は、導電性薄膜3の膜厚、膜
質、材料及び後述するフォーミング条件等の製法に依存
して形成される。従って、電子放出部2の位置及び形状
は図1及び図2に示されるような位置及び形状に特定さ
れるものではない。A crack is included in the electron emitting portion 2, and the electron is emitted from the vicinity of the crack. The electron emitting portion 2 including the crack and the crack itself are formed depending on the film thickness of the conductive thin film 3, the film quality, the material, the forming conditions described later, and the like. Therefore, the position and shape of the electron emitting portion 2 are not limited to the position and shape shown in FIGS. 1 and 2.
【0047】亀裂は、数Å〜数百Åの粒径の導電性微粒
子を有することもある。この導電性微粒子は、導電性薄
膜3を構成する材料の元素の一部、あるいは全てと同様
の物である。また、亀裂を含む電子放出部2及びその近
傍の導電性薄膜3は炭素及び炭素化合物を有することも
ある。The crack may have conductive fine particles having a particle diameter of several Å to several hundred Å. The conductive fine particles are the same as some or all of the elements of the material forming the conductive thin film 3. Further, the electron emitting portion 2 including a crack and the conductive thin film 3 in the vicinity thereof may contain carbon and a carbon compound.
【0048】本発明に係る電子放出素子部として上記の
表面伝導型電子放出素子を用いる場合には、例えば図2
に示されるように、亀裂を含む電子放出部2の形成方向
に沿って、その上方に空孔16が配置されるようにカン
チレバー10を設けるのが好ましい。When the surface conduction electron-emitting device is used as the electron-emitting device portion according to the present invention, for example, as shown in FIG.
It is preferable to provide the cantilever 10 so that the holes 16 are arranged above the electron emitting portion 2 including the cracks as shown in FIG.
【0049】次に、図1,図2に示した構成の本発明の
電子放出素子を例に、図4の製造工程図に基づいてその
製造方法の一例を説明する。尚、図1,図2と同一の符
号のものは、同一である。Next, an example of a method of manufacturing the electron-emitting device of the present invention having the structure shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the manufacturing process chart of FIG. The same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 are the same.
【0050】1)絶縁性基板1を洗剤、純水および有機
溶剤により十分に洗浄後、真空蒸着法,スパッタ法等に
より素子電極材料を堆積させた後、フォトリソグラフィ
ー技術により該基板1の面上に素子電極4,5を形成す
る(図4(a))。1) After the insulating substrate 1 is thoroughly washed with a detergent, pure water and an organic solvent, a device electrode material is deposited by a vacuum deposition method, a sputtering method or the like, and then on the surface of the substrate 1 by a photolithography technique. Element electrodes 4 and 5 are formed on the substrate (FIG. 4A).
【0051】2)素子電極4,5を形成した絶縁性基板
1上に、有機金属溶液を塗布して放置することにより、
有機金属薄膜を形成する。尚、有機金属溶液とは、前述
の導電性薄膜3の構成材料の金属を主元素とする有機化
合物の溶液である。この後、有機金属薄膜を加熱焼成処
理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニング
し、導電性薄膜3を形成する(図4(b))。尚、ここ
では、有機金属溶液の塗布法により説明したが、これに
限ることなく、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆
積法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法等に
よって形成される場合もある。2) By applying an organic metal solution on the insulating substrate 1 on which the device electrodes 4 and 5 are formed and leaving it to stand,
An organometallic thin film is formed. The organic metal solution is a solution of an organic compound whose main element is a metal that is a constituent material of the conductive thin film 3 described above. Then, the organic metal thin film is heated and baked, and is patterned by lift-off, etching, etc. to form the conductive thin film 3 (FIG. 4B). Although the organic metal solution coating method has been described here, the invention is not limited to this, and it may be formed by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a dispersion coating method, a dipping method, a spinner method, or the like. In some cases.
【0052】3)最終的には空洞部8となる部分に犠牲
層41を積層し、その後、絶縁層7を積層する。その
後、絶縁層15,14、電極薄膜13としてのAl薄
膜、圧電体薄膜11としてのPZT膜、電極薄膜12と
してのAl薄膜を順次パターニングしながら、不図示の
配線部と接続するように積層する。尚、上記パターニン
グの際、電子の通過口としての空孔16も同時に形成さ
れる(図4(c))。3) Finally, the sacrifice layer 41 is laminated on the portion which will become the cavity 8, and then the insulating layer 7 is laminated. Thereafter, the insulating layers 15 and 14, the Al thin film as the electrode thin film 13, the PZT film as the piezoelectric thin film 11, and the Al thin film as the electrode thin film 12 are sequentially patterned and laminated so as to be connected to a wiring portion (not shown). . At the time of the patterning, holes 16 serving as electron passage holes are also formed (FIG. 4C).
【0053】4)犠牲層41をエッチングにより取り除
いた後、フォーミングと呼ばれる通電処理を施す。素子
電極4,5間に不図示の電源より通電すると、導電性薄
膜3の部位に構造の変化した電子放出部2が形成される
(図4(d))。この通電処理により導電性薄膜3を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造の変化した
部位が電子放出部2である。4) After removing the sacrificial layer 41 by etching, an energization process called forming is performed. When a power supply (not shown) is applied between the device electrodes 4 and 5, an electron emitting portion 2 having a changed structure is formed at the site of the conductive thin film 3 (FIG. 4D). By this energization treatment, the conductive thin film 3 is locally destroyed, deformed or altered, and the electron-emissive portion 2 is a portion whose structure is changed.
【0054】フォーミングの電圧波形の例を図5に示
す。FIG. 5 shows an example of the voltage waveform of forming.
【0055】電圧波形は、特にパルス波形が好ましく、
パルス波高値を定電圧とした電圧パルスを連続的に印加
する場合(図5(a))と、パルス波高値を増加させな
がら電圧パルスを印加する場合(図5(b))がある。The voltage waveform is particularly preferably a pulse waveform,
There are a case where a voltage pulse whose pulse peak value is a constant voltage is continuously applied (FIG. 5A), and a case where a voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value (FIG. 5B).
【0056】まず、パルス波高値を定電圧とした場合に
ついて説明する。図5(a)におけるT1及びT2は電
圧波形のパルス幅とパルス間隔であり、例えば、T1を
1μ秒〜10m秒、T2を10μ秒〜100m秒とし、
三角波の波高値(フォ−ミング時のピ−ク電圧)を前述
した表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択し
て、適当な真空度の真空分囲気下で、数秒から数十分印
加する。尚、印加する電圧波形は、図示される三角波に
限定されるものではなく、矩形波等の所望の波形を用い
ることができる。First, the case where the pulse peak value is a constant voltage will be described. In FIG. 5A, T1 and T2 are the pulse width and the pulse interval of the voltage waveform, for example, T1 is 1 μsec to 10 msec, T2 is 10 μsec to 100 msec,
The peak value of the triangular wave (peak voltage at the time of forming) is appropriately selected according to the form of the surface conduction electron-emitting device described above, and it is several seconds to several tens of minutes under a vacuum atmosphere of an appropriate degree of vacuum. Apply. The voltage waveform to be applied is not limited to the illustrated triangular wave, and a desired waveform such as a rectangular wave can be used.
【0057】次に、パルス波高値を増加させながら電圧
パルスを印加する場合について説明する。図5(b)に
おけるT1及びT2は図5(a)と同様であり、三角波
の波高値(フォ−ミング時のピ−ク電圧)を、例えば
0.1Vステップ程度づつ増加させ、図5(a)の説明
と同様の適当な真空雰囲気下で印加する。Next, the case where the voltage pulse is applied while increasing the pulse peak value will be described. 5 (b), T1 and T2 are the same as those in FIG. 5 (a), and the peak value of the triangular wave (peak voltage during forming) is increased by, for example, about 0.1 V step, and FIG. It is applied in an appropriate vacuum atmosphere similar to the description of a).
【0058】尚、パルス間隔T2中で、導電性薄膜3を
局所的に破壊、変形もしくは変質させない程度の電圧、
例えば0.1V程度の電圧で素子電流を測定して抵抗値
を求め、例えば1Mオーム以上の抵抗を示した時にフォ
ーミングを終了する。In the pulse interval T2, a voltage that does not locally destroy, deform or alter the conductive thin film 3,
For example, the device current is measured at a voltage of about 0.1 V to obtain a resistance value, and the forming is terminated when a resistance of 1 M ohm or more is exhibited.
【0059】5)次に、フォーミング工程が終了した素
子に活性化工程を施すことが好ましい。5) Next, it is preferable to perform an activation process on the element which has completed the forming process.
【0060】活性化工程とは、例えば10-4〜10-5T
orr程度の真空度で、フォーミング工程での説明と同
様に、パルス波高値を一定にしたパルスの印加を繰り返
す処理のことを言い、真空中に存在する有機物質から炭
素及び炭素化合物を電子放出部2に堆積させることで、
素子電流、放出電流(詳しくは後述する)の状態を著し
く向上させることができる工程である。この活性化工程
は、例えば素子電流や放出電流を測定しながら行って、
例えば放出電流が飽和した時点で終了するようにすれば
効果的であるので好ましい。また、活性化工程でのパル
ス波高値は、好ましくは素子を駆動する際に印加する駆
動電圧の波高値である。The activation step is, for example, 10 −4 to 10 −5 T.
As in the description of the forming step, a process of repeatedly applying a pulse with a constant pulse peak value at a degree of vacuum of about orr is used to remove carbon and carbon compounds from an organic substance existing in a vacuum. By depositing on 2,
This is a process in which the states of device current and emission current (which will be described later in detail) can be significantly improved. This activation process is performed while measuring the device current and the emission current, for example,
For example, it is effective to end the emission current when saturated, which is preferable. The pulse peak value in the activation step is preferably the peak value of the drive voltage applied when driving the element.
【0061】尚、上記炭素及び炭素化合物とは、グラフ
ァイト(単結晶及び多結晶の双方を指す)、非晶質カー
ボン(非晶質カーボン、及びこれと多結晶グラファイト
との混合物を指す)である。また、その堆積膜厚は、好
ましくは500Å以下、より好ましくは300Å以下で
ある。The above-mentioned carbon and carbon compound are graphite (both single crystal and polycrystal), amorphous carbon (amorphous carbon, and a mixture thereof with polycrystal graphite). . The deposited film thickness is preferably 500 Å or less, more preferably 300 Å or less.
【0062】6)更に好ましくは、こうして作製した電
子放出素子を、フォーミング工程及び活性化工程での真
空度より高い真空度の真空雰囲気にて動作駆動する。ま
た、より好ましくは、このより高い真空度の真空雰囲気
下で80℃〜150℃の加熱後、動作駆動する。6) More preferably, the electron-emitting device thus manufactured is operated and driven in a vacuum atmosphere having a vacuum degree higher than the vacuum degree in the forming step and the activation step. In addition, more preferably, operation is performed after heating at 80 ° C. to 150 ° C. in a vacuum atmosphere having a higher degree of vacuum.
【0063】上記6)の工程により、これ以上の炭素及
び炭素化合物の堆積が抑制され、素子電流及び放出電流
が安定する。By the step 6), further deposition of carbon and carbon compounds is suppressed, and the device current and the emission current are stabilized.
【0064】以上のようにして得られる本発明の電子放
出素子の基本特性を以下に説明する。The basic characteristics of the electron-emitting device of the present invention obtained as described above will be described below.
【0065】図6は、前述の製造工程を経た本発明の電
子放出素子の電子放出特性を測定するための測定評価系
の一例を示す概略構成図で、まずこの測定評価系を説明
する。FIG. 6 is a schematic block diagram showing an example of a measurement / evaluation system for measuring the electron emission characteristics of the electron-emitting device of the present invention which has undergone the above-described manufacturing process. First, this measurement / evaluation system will be described.
【0066】図6において、図1,図2と同じ符号は同
じ部材を示す。また、51は素子に素子電圧Vfを印加
するための電源、52は素子電極4,5間の導電性薄膜
3を流れる素子電流Ifを測定するための電流計、20
は電子放出部2より放出される放出電流Ieを捕捉する
ためのアノード電極、53はアノ−ド電極20に電圧を
印加するための高圧電源、54は電子放出部2より放出
される放出電流Ieを測定するための電流計、55はカ
ンチレバー10を電気的に浮かせるための電源、56は
電極薄膜12,13間に電位差を与えるための変調電
源、57は真空装置、58は排気ポンプである。6, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same members. Further, 51 is a power supply for applying a device voltage Vf to the device, 52 is an ammeter for measuring a device current If flowing through the conductive thin film 3 between the device electrodes 4, 5, and 20.
Is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission portion 2, 53 is a high voltage power source for applying a voltage to the anode electrode 20, and 54 is an emission current Ie emitted from the electron emission portion 2. Is a power supply for electrically floating the cantilever 10, 56 is a modulation power supply for providing a potential difference between the electrode thin films 12 and 13, 57 is a vacuum device, and 58 is an exhaust pump.
【0067】電子放出素子及びアノ−ド電極20等は真
空装置57内に設置され、この真空装置57には不図示
の真空計等の必要な機器が具備されており、所望の真空
下で電子放出素子の測定評価ができるようになってい
る。The electron-emitting device, the anode electrode 20 and the like are installed in a vacuum device 57, and the vacuum device 57 is equipped with necessary equipment such as a vacuum gauge (not shown), so that the electron can be stored under a desired vacuum. The emission element can be measured and evaluated.
【0068】排気ポンプ58は、ターボポンプ、ロータ
リーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポ
ンプ等からなる超高真空装置系とから構成されている。
また、真空装置57全体及び電子放出素子の基板1は、
不図示のヒーターにより200℃程度まで加熱できるよ
うになっている。尚、この測定評価系は、後述するよう
な表示パネル(図9における201参照)の組み立て段
階において、表示パネル及びその内部を真空装置57及
びその内部として構成することで、前述のフォーミング
工程及び活性化工程における測定評価及び処理に応用す
ることができるものである。The exhaust pump 58 is composed of a normal high vacuum system such as a turbo pump and a rotary pump, and an ultra high vacuum system including an ion pump.
Further, the entire vacuum device 57 and the substrate 1 of the electron-emitting device are
It can be heated up to about 200 ° C. by a heater (not shown). In addition, this measurement and evaluation system is configured such that the display panel and the inside thereof are configured as the vacuum device 57 and the inside thereof at the stage of assembling the display panel (see 201 in FIG. 9) which will be described later, so that the above-described forming process and activation It can be applied to measurement evaluation and processing in the chemical conversion process.
【0069】以下に述べる表面伝導型電子放出素子の基
本特性は、上記測定評価系のアノ−ド電極20の電圧を
1kV〜10kVとし、アノ−ド電極20と電子放出素
子部の距離Hを2mm〜8mmとし、カンチレバー10
の平均電位を50V程度として通常測定を行う。The basic characteristics of the surface conduction electron-emitting device described below are that the voltage of the anode electrode 20 of the above-mentioned measurement and evaluation system is 1 kV to 10 kV, and the distance H between the anode electrode 20 and the electron-emitting device portion is 2 mm. ~ 8 mm, cantilever 10
The average measurement is performed at an average potential of about 50 V.
【0070】まず、放出電流Ie及び素子電流Ifと、
素子電圧Vfの関係の典型的な例を図7(図中の実線)
に示す。尚、図7において、放出電流Ieは素子電流I
fに比べて著しく小さいので、任意単位で示されてい
る。First, the emission current Ie and the device current If,
A typical example of the relationship of the element voltage Vf is shown in FIG. 7 (solid line in the figure).
Shown in In FIG. 7, the emission current Ie is the device current Ie.
Since it is significantly smaller than f, it is shown in arbitrary units.
【0071】図7から明らかなように、本発明に係る冷
陰極型電子放出素子部として好適に用いられるの表面伝
導型電子放出素子は、放出電流Ieに対する次の3つの
特徴的特性を有する。As is apparent from FIG. 7, the surface conduction electron-emitting device which is preferably used as the cold cathode electron-emitting device portion according to the present invention has the following three characteristic characteristics with respect to the emission current Ie.
【0072】まず第1に、表面伝導型電子放出素子はあ
る電圧(しきい値電圧と呼ぶ:図7中のVth)以上の
素子電圧Vf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
殆ど検出されない。即ち、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。First, in the surface conduction electron-emitting device, when a device voltage Vf higher than a certain voltage (called threshold voltage: Vth in FIG. 7) is applied, the emission current Ie rapidly increases, while At the threshold voltage Vth or less, the emission current Ie is hardly detected. That is, it is a non-linear element having a clear threshold voltage Vth with respect to the emission current Ie.
【0073】第2に、放出電流Ieが素子電圧Vfに対
して単調増加する特性(MI特性と呼ぶ)を有するた
め、放出電流Ieは素子電圧Vfで制御できる。Secondly, since the emission current Ie has a characteristic of monotonically increasing with respect to the element voltage Vf (referred to as MI characteristic), the emission current Ie can be controlled by the element voltage Vf.
【0074】第3に、アノード電極20(図6参照)に
捕捉される放出電荷は、素子電圧Vfを印加する時間に
依存する。即ち、アノード電極20に捕捉される電荷量
は、素子電圧Vfを印加する時間により制御できる。Thirdly, the emitted charges captured by the anode electrode 20 (see FIG. 6) depend on the time for applying the device voltage Vf. That is, the amount of charges captured by the anode electrode 20 can be controlled by the time for which the device voltage Vf is applied.
【0075】図7に実線で示した特性は、放出電流Ie
が素子電圧Vfに対してMI特性を有すると同時に、素
子電流Ifも素子電圧Vfに対してMI特性を有してい
るが、図7に破線で示すように、素子電流Ifは素子電
圧Vfに対して電圧制御型負性抵抗特性(VCNR特性
と呼ぶ)を示す場合もある。いずれの特性を示すかは、
素子の製法及び測定時の測定条件等に依存する。但し、
素子電流Ifが素子電圧Vfに対してVCNR特性を有
する素子でも、放出電流Ieは素子電圧Vfに対してM
I特性を有する。The characteristic shown by the solid line in FIG. 7 is the emission current Ie.
Has an MI characteristic with respect to the element voltage Vf, and at the same time, the element current If also has an MI characteristic with respect to the element voltage Vf. However, as indicated by the broken line in FIG. 7, the element current If changes to the element voltage Vf. On the other hand, it may exhibit a voltage control type negative resistance characteristic (called a VCNR characteristic). Which characteristic is exhibited is
It depends on the manufacturing method of the device and the measurement conditions at the time of measurement. However,
Even if the device current If has a VCNR characteristic with respect to the device voltage Vf, the emission current Ie is M with respect to the device voltage Vf.
It has the I characteristic.
【0076】以上のような本発明に係る冷陰極型電子放
出素子部として好適な表面伝導型電子放出素子の特徴的
特性のため、複数の素子を配置した電子源や画像形成装
置等でも、入力信号に応じて、容易に放出電子量を制御
することができることとなり、多方面への応用ができ
る。Due to the characteristic characteristics of the surface conduction electron-emitting device suitable as the cold cathode electron-emitting device portion according to the present invention as described above, even in an electron source or an image forming apparatus in which a plurality of devices are arranged, an input is made. It is possible to easily control the amount of emitted electrons according to the signal, and it can be applied to various fields.
【0077】また、カンチレバー10(図1及び図2参
照)は、前述したような放出電子の方向制御手段として
のみならず、通常のゲート電極としても用いることがで
き、、これに与える平均電位を変動させることによっ
て、放出電流Ieを制御することもできる。Further, the cantilever 10 (see FIGS. 1 and 2) can be used not only as a direction control means for emitted electrons as described above but also as a normal gate electrode, and the average potential given to it can be used. The emission current Ie can also be controlled by varying it.
【0078】本発明の電子放出素子は各構成要素の機能
の複合的作用が最も重要であり、その思想に従えば、冷
陰極型電子放出素子部またはカンチレバーの具体的構
成、およびそれらの具体的製造方法は特に限定されるも
のではない。従って、カンチレバーは、形状記憶材料、
磁気的材料を使用してもよく、また圧電素子の場合もP
ZT膜に限るものではない。更には、カンチレバーと冷
陰極型電子放出素子部との間、及び/または、カンチレ
バー上方に、別途ゲート電極を設けることもできる。In the electron-emitting device of the present invention, the combined action of the functions of the respective constituents is most important, and according to the idea, the concrete constitution of the cold cathode type electron-emitting device portion or the cantilever, and their concrete constitution. The manufacturing method is not particularly limited. Therefore, the cantilever is a shape memory material,
A magnetic material may be used, and in the case of a piezoelectric element, P
It is not limited to the ZT film. Furthermore, a separate gate electrode can be provided between the cantilever and the cold cathode electron-emitting device portion and / or above the cantilever.
【0079】次に、本発明の電子源における電子放出素
子の配列について、冷陰極型電子放出素子部として好適
な表面伝導型電子放出素子を用いた場合を例に、その駆
動方法と共に説明する。Next, the arrangement of the electron-emitting devices in the electron source of the present invention will be described together with the driving method, taking as an example the case of using a surface conduction electron-emitting device suitable as a cold cathode electron-emitting device section.
【0080】本発明の電子源における冷陰極型電子放出
素子部としての表面伝導型電子放出素子の配列方式とし
ては、従来の技術の項で述べたような梯型配置の他、m
本のX方向配線の上にn本のY方向配線を層間絶縁層を
介して設置し、表面伝導型電子放出素子の一対の素子電
極に各々X方向配線、Y方向配線を接続した配列方式が
挙げられる。これを以後単純マトリクス配置と呼ぶ。こ
の単純マトリクス配置について詳述する。As a method of arranging the surface conduction type electron-emitting devices as the cold cathode type electron-emitting device portion in the electron source of the present invention, in addition to the ladder arrangement as described in the section of the prior art, m
An arrangement method in which n Y-direction wirings are installed on the X-direction wirings via an interlayer insulating layer and the X-direction wirings and the Y-direction wirings are connected to a pair of device electrodes of the surface conduction electron-emitting device, respectively. Can be mentioned. This is hereinafter referred to as a simple matrix arrangement. This simple matrix arrangement will be described in detail.
【0081】前述した表面伝導型電子放出素子の基本的
特性によれば、印加される素子電圧Vfがしきい値電圧
Vthを超える場合には、印加するパルス状電圧の波高
値とパルス幅で電子放出量を制御できる。一方、しきい
値電圧Vth以下では、殆ど電子の放出はされない。従
って、多数の表面伝導型電子放出素子を配置した場合に
おいても、単純なマトリクス配線だけで入力信号に応じ
て制御したパルス状電圧を印加し、個々の素子を選択し
て独立に駆動可能となる。According to the basic characteristics of the surface-conduction type electron-emitting device described above, when the applied device voltage Vf exceeds the threshold voltage Vth, the electron is generated at the peak value and pulse width of the applied pulsed voltage. The amount of release can be controlled. On the other hand, below the threshold voltage Vth, almost no electrons are emitted. Therefore, even when a large number of surface conduction electron-emitting devices are arranged, it becomes possible to apply a pulsed voltage controlled according to an input signal only by simple matrix wiring, select individual devices and drive them independently. .
【0082】単純マトリクス配置は上記原理に基づくも
のであり、本発明の電子源の一例である単純マトリクス
配置の電子源の構成について、図8に基づいて更に説明
する。The simple matrix arrangement is based on the above principle, and the structure of the electron source having the simple matrix arrangement, which is an example of the electron source of the present invention, will be further described with reference to FIG.
【0083】図8において、基板1は既に説明したよう
なガラス板等であり、101,102はそれぞれm本の
X方向配線、103はn本のY方向配線、104は電子
放出素子部6であるところの表面伝導型電子放出素子
と、カンチレバー10とからなる本発明の電子放出素子
である。尚、電子放出素子104の個数及び形状は用途
に応じて適宜設定されるものである。In FIG. 8, the substrate 1 is a glass plate or the like as already described, 101 and 102 are m wirings in the X direction, 103 is the wirings in the Y direction, and 104 is the electron-emitting device section 6. The electron-emitting device of the present invention is composed of a surface conduction electron-emitting device and a cantilever 10. The number and shape of the electron-emitting devices 104 are set appropriately according to the application.
【0084】m本のX方向配線102は、各々外部端子
Dx1,Dx2,・・・Dxmを有するもので、基板1
上に、真空蒸着法,印刷法,スパッタ法等で形成した導
電性金属等である。また、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に、材料、膜厚、配線
幅が設定されている。The m X-direction wirings 102 have external terminals Dx1, Dx2, ... Dxm, respectively.
A conductive metal or the like formed on the upper surface by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. Further, the material, the film thickness, and the wiring width are set so that the voltage is supplied to the many electron-emitting devices 104 substantially evenly.
【0085】n本のY方向配線103は、各々外部端子
Dy1,Dy2,・・・Dynを有するもので、X方向
配線102と同様に作成される。The n Y-direction wirings 103 each have external terminals Dy1, Dy2, ... Dyn, and are formed similarly to the X-direction wirings 102.
【0086】これらm本のX方向配線102と、n本の
Y方向配線103間には、不図示の層間絶縁層が設置さ
れ、電気的に分離されて、マトリクス配線を構成してい
る。尚、このm,nは共に正の偶数である。An interlayer insulating layer (not shown) is provided between the m X-direction wirings 102 and the n Y-direction wirings 103 and electrically separated to form a matrix wiring. Both m and n are positive even numbers.
【0087】不図示の層間絶縁層は、真空蒸着法,印刷
法,スパッタ法等で形成されたSiO2 等であり、X方
向配線102を形成した基板1の全面或は一部に所望の
形状で形成され、特に、X方向配線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。The interlayer insulating layer (not shown) is SiO 2 or the like formed by a vacuum evaporation method, a printing method, a sputtering method or the like, and has a desired shape on the entire surface or a part of the substrate 1 on which the X-direction wiring 102 is formed. In particular, the film thickness, material, and manufacturing method are appropriately set so as to withstand the potential difference at the intersection of the X-direction wiring 102 and the Y-direction wiring 103.
【0088】更に、表面伝導型電子放出素子6の対向す
る素子電極(不図示)が、それぞれ偶数番目のX方向配
線102と、偶数番目のY方向配線103とに、真空蒸
着法,印刷法,スパッタ法等で形成された導電性金属等
からなる結線105によって電気的に接続されているも
のである。また、カンチレバー10の2つの電極(不図
示)が、それぞれ奇数番目のX方向配線102と、奇数
番目のY方向配線103とに、真空蒸着法,印刷法,ス
パッタ法等で形成された導電性金属等からなる結線10
6によって電気的に接続されているものである。Further, the opposing device electrodes (not shown) of the surface conduction electron-emitting device 6 are respectively formed on the even-numbered X-direction wirings 102 and the even-numbered Y-direction wirings 103 by vacuum vapor deposition, printing, They are electrically connected by a connecting wire 105 made of a conductive metal or the like formed by a sputtering method or the like. In addition, two electrodes (not shown) of the cantilever 10 are formed on the odd-numbered X-direction wirings 102 and the odd-numbered Y-direction wirings 103 by a vacuum deposition method, a printing method, a sputtering method, or the like. Connection 10 made of metal, etc.
It is electrically connected by 6.
【0089】ここで、m本のX方向配線102と、n本
のY方向配線103と、結線105,106と、素子電
極等は、その構成元素の一部あるいは全部が同一であっ
ても、またそれぞれ異なっていてもよく、前述の素子電
極の材料等より適宜選択される。また、表面伝導型電子
放出素子6は、基板1あるいは不図示の層間絶縁層上ど
ちらに形成してもよい。Here, the m number of X-direction wirings 102, the n number of Y-direction wirings 103, the connections 105 and 106, the element electrodes, and the like, even if some or all of the constituent elements are the same, Further, they may be different from each other, and are appropriately selected from the above-mentioned material of the device electrode and the like. The surface conduction electron-emitting device 6 may be formed either on the substrate 1 or on an interlayer insulating layer (not shown).
【0090】また、詳しくは後述するが、偶数番目のX
方向配線102には、X方向に配列された表面伝導型電
子放出素子6の行を入力信号に応じて走査するために、
走査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が電気的
に接続されている。Further, as will be described later in detail, an even-numbered X
In the directional wiring 102, in order to scan the rows of the surface conduction electron-emitting devices 6 arranged in the X direction according to an input signal,
A scan signal applying means (not shown) for applying a scan signal is electrically connected.
【0091】一方、偶数番目のY方向配線103には、
Y方向に配列された表面伝導型電子放出素子6の列の各
列を入力信号に応じて変調するために、変調信号を印加
する不図示の変調信号印加手段が電気的に接続されてい
る。各表面伝導型電子放出素子6に印加される駆動電圧
は、当該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧
として供給されるものである。On the other hand, in the even-numbered Y-direction wirings 103,
In order to modulate each row of the surface conduction electron-emitting devices 6 arranged in the Y direction according to an input signal, a modulation signal applying means (not shown) for applying a modulation signal is electrically connected. The drive voltage applied to each surface conduction electron-emitting device 6 is supplied as a difference voltage between the scanning signal and the modulation signal applied to the device.
【0092】また、奇数番目のX方向配線102には、
X方向に配列されたカンチレバー10の上部薄膜電極
(図1の12に相当)に入力信号に応じた電位を与える
不図示の制御回路が電気的に接続されている。同様に、
奇数番目のY方向配線102には、Y方向に配列された
カンチレバー10の下部薄膜電極(図1の13に相当)
に入力信号に応じた電位を与える不図示の制御回路が電
気的に接続されている。Further, in the odd-numbered X-direction wirings 102,
A control circuit (not shown) that applies a potential according to an input signal is electrically connected to the upper thin film electrodes (corresponding to 12 in FIG. 1) of the cantilevers 10 arranged in the X direction. Similarly,
On the odd-numbered Y-direction wirings 102, lower thin film electrodes of the cantilevers 10 arranged in the Y-direction (corresponding to 13 in FIG. 1).
A control circuit (not shown) that applies a potential corresponding to the input signal is electrically connected to.
【0093】次に、図8に示したような単純マトリクス
配置の本発明の電子源を用いた本発明の画像形成装置の
一例を、図9〜図11を用いて説明する。尚、図9は表
示パネル201の基本構成図であり、図10は蛍光膜1
14を示す図であり、図11は図9の表示パネル201
でNTSC方式のテレビ信号に応じてテレビジョン表示
を行うための駆動回路の一例を示すブロック図である。Next, an example of the image forming apparatus of the present invention using the electron source of the present invention having the simple matrix arrangement as shown in FIG. 8 will be described with reference to FIGS. 9 to 11. Incidentally, FIG. 9 is a basic configuration diagram of the display panel 201, and FIG.
14 is a diagram showing the display panel 201 shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a drive circuit for performing television display in accordance with an NTSC television signal.
【0094】図9において、図8の符号と同じ符号は、
同一部材を示しており、1は電子放出素子104を配置
した電子源の基板、111は基板1を固定したリアプレ
−ト、116はガラス基板113の内面に画像形成部材
であるところの蛍光膜114とメタルバック115等が
形成されたフェ−スプレ−ト、112は支持枠である。
リアプレ−ト111,支持枠112及びフェ−スプレ−
ト116は、これらの接合部分にフリットガラス等を塗
布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で400℃〜500
℃で10分間以上焼成することで封着して、外囲器11
8を構成している。In FIG. 9, the same symbols as those in FIG.
The same members are shown, 1 is a substrate of the electron source on which the electron-emitting device 104 is arranged, 111 is a rear plate on which the substrate 1 is fixed, and 116 is a fluorescent film 114 which is an image forming member on the inner surface of the glass substrate 113. A face plate having a metal back 115 and the like formed thereon, and 112 a support frame.
Rear plate 111, support frame 112, and face plate
The frit glass is coated with frit glass or the like on these joints, and the temperature is 400 ° C. to 500 ° C. in the air or a nitrogen atmosphere.
Enclose by baking at 10 ° C for 10 minutes or more
Make up eight.
【0095】外囲器118は、上述の如く、フェ−スプ
レ−ト116、支持枠112、リアプレ−ト111で構
成されている。しかし、リアプレ−ト111は主に基板
1の強度を補強する目的で設けられるものであり、基板
1自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレ−ト1
11は不要であり、基板1に直接支持枠112を封着
し、フェ−スプレ−ト116、支持枠112、基板1に
て外囲器118を構成しても良い。また、フェースプレ
ート116とリアプレート111の間に、スペーサーと
呼ばれる不図示の支持体を更に設置することで、大気圧
に対して十分な強度を有する外囲器118とすることも
できる。The envelope 118 is composed of the face plate 116, the support frame 112, and the rear plate 111 as described above. However, the rear plate 111 is provided mainly for the purpose of reinforcing the strength of the substrate 1, and when the substrate 1 itself has sufficient strength, the rear plate 1 is a separate body.
11, the support frame 112 may be directly sealed to the substrate 1, and the face plate 116, the support frame 112, and the substrate 1 may constitute the envelope 118. Further, by further installing a support body (not shown) called a spacer between the face plate 116 and the rear plate 111, it is possible to form the envelope 118 having sufficient strength against atmospheric pressure.
【0096】蛍光膜114は、モノクロ−ムの場合は蛍
光体122のみから成るが、カラ−の場合は、蛍光体1
22の配列により、ブラックストライプ(図10
(a))あるいはブラックマトリクス(図10(b))
等と呼ばれる黒色導電材121と、蛍光体122とで構
成される。ブラックストライプ、ブラックマトリクスを
設ける目的は、カラ−表示の場合必要となる三原色の各
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114における外光反射
によるコントラストの低下を抑制することである。黒色
導電材121の材料としては、通常よく用いられている
黒鉛を主成分とする材料だけでなく、導電性があり、光
の透過及び反射が少ない材料であれば他の材料を用いる
こともできる。ガラス基板113に蛍光体122を塗布
する方法としては、モノクロ−ム、カラ−によらず、沈
殿法や印刷法が用いられる。The fluorescent film 114 is composed of only the fluorescent material 122 in the case of monochrome, but is composed of the fluorescent material 1 in the case of color.
The array of 22 makes the black stripes (see FIG. 10).
(A)) or black matrix (Fig. 10 (b))
And the like, and a phosphor 122. The purpose of providing the black stripes and the black matrix is to make the color mixture, etc., inconspicuous by blackening the separately colored portions between the phosphors 122 of the three primary colors required for color display, and to reflect external light on the phosphor film 114. This is to suppress the decrease in contrast due to. As the material of the black conductive material 121, not only a commonly used material containing graphite as a main component, but also another material can be used as long as it is a material that is conductive and has little light transmission and reflection. . As a method of applying the phosphor 122 to the glass substrate 113, a precipitation method or a printing method is used regardless of monochrome or color.
【0097】また、図9に示されるように、蛍光膜11
4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の目的は、蛍光体122(図10参
照)の発光のうち内面側への光をフェ−スプレ−ト11
6側へ鏡面反射することにより輝度を向上すること、高
圧端子Hvから電子ビ−ム加速電圧を印加するための電
極として作用すること、外囲器118内で発生した負イ
オンの衝突によるダメ−ジからの蛍光体122の保護等
である。メタルバック115は、蛍光膜114の作製
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
等で堆積することで作製できる。Further, as shown in FIG. 9, the fluorescent film 11
A metal back 115 is usually provided on the inner surface side of 4.
The purpose of the metal back 115 is to allow the light emitted from the phosphor 122 (see FIG. 10) toward the inner surface side to face the face plate 11.
6 to improve the brightness by specular reflection, to act as an electrode for applying an electron beam accelerating voltage from the high voltage terminal Hv, and to prevent damage due to collision of negative ions generated in the envelope 118. For example, protection of the fluorescent substance 122 from the light. The metal back 115 can be manufactured by performing smoothing processing (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 114 after manufacturing the fluorescent film 114, and then depositing Al by vacuum vapor deposition or the like.
【0098】フェ−スプレ−ト116には、更に蛍光膜
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 enhance the conductivity of the fluorescent film 114.
【0099】前述の封着を行う際、カラ−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う必要がある。When the above-mentioned sealing is performed, in the case of a color, the phosphors 122 of the respective colors have to correspond to the electron-emitting devices 104, so that it is necessary to perform sufficient alignment.
【0100】外囲器118内は、不図示の排気管を通
じ、10-6Torr程度の真空度にされ、封止される。
尚、不図示の排気管を通じ、例えばロータリーポンプ、
ターボポンプをポンプ系とする様な通常の真空装置系
で、10-6Torr程度の真空度中で、容器外端子Dx
1ないしDxmとDy1ないしDynの偶数番目の外部
端子を通じ、素子電極4,5間に電圧を印加して前述の
フォーミング処理及び活性化処理を施し、電子放出部2
(図1参照)を形成する。The inside of the envelope 118 is sealed through a vacuum degree of about 10 −6 Torr through an exhaust pipe (not shown).
In addition, through an exhaust pipe (not shown), for example, a rotary pump,
With a normal vacuum system such as a turbo pump as a pump system, the terminal Dx outside the container is placed in a vacuum degree of about 10 -6 Torr.
A voltage is applied between the device electrodes 4 and 5 through the even-numbered external terminals 1 to Dxm and Dy1 to Dyn to perform the above-described forming process and activation process, and the electron emitting portion 2
(See FIG. 1).
【0101】その後、80℃〜150℃でベーキングを
3〜15時間行いながら、例えば、イオンポンプ等のポ
ンプ系とする超高真空装置系に切り替える。超高真空系
への切り替え、及びベーキングは、前述の表面伝導型電
子放出素子の素子電流If,放出電流Ieの単調増加特
性(MI特性)を満足するためであり、その方法や条件
は、上記に限るものではない。After that, while performing baking at 80 ° C. to 150 ° C. for 3 to 15 hours, the system is switched to an ultra-high vacuum apparatus system which is a pump system such as an ion pump. This is because the switching to the ultra-high vacuum system and the baking satisfy the monotonically increasing characteristics (MI characteristics) of the device current If and the emission current Ie of the surface conduction electron-emitting device described above. It is not limited to.
【0102】また、外囲器118の封止を行う直前ある
いは封止後に、ゲッター処理を行う場合もある。これ
は、抵抗加熱あるいは高周波加熱等の加熱法により、外
囲器118内の所定の位置に配置したゲッター(不図
示)を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッター
は通常Ba等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用によ
り、例えば10-5〜10-7Torrの真空度を維持する
ためのものである。Further, the getter process may be performed immediately before or after the envelope 118 is sealed. This is a process of heating a getter (not shown) arranged at a predetermined position in the envelope 118 by a heating method such as resistance heating or high frequency heating to form a vapor deposition film. The getter usually contains Ba or the like as a main component, and is for maintaining a vacuum degree of, for example, 10 −5 to 10 −7 Torr by the adsorption action of the deposited film.
【0103】上述の表示パネル201は、例えば図11
に示されるような駆動回路で駆動することができる。但
し、ここでは、カンチレバー10の制御回路については
省略している。The above-mentioned display panel 201 is shown in FIG.
It can be driven by a driving circuit as shown in FIG. However, the control circuit of the cantilever 10 is omitted here.
【0104】図11において、201は前記表示パネル
であり、202は走査回路、203は制御回路、204
はシフトレジスタ、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及びV
aは直流電圧源である。In FIG. 11, 201 is the 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 sync signal separation circuit, 207 is a modulation signal generator, Vx and V
a is a DC voltage source.
【0105】図11に示されるように、表示パネル20
1は、外部端子Dx1ないしDxm、外部端子Dy1な
いしDyn、及び高圧端子Hvを介して外部の電気回路
と接続されている。このうち、外部端子Dx1ないしD
xmの偶数番目には、前記表示パネル201内に設けら
れている表面伝導型電子放出素子6、すなわち行列状に
マトリクス配置された表面伝導型電子放出素子群を1行
(n/2素子)づつ順次駆動して行くための走査信号が
印加される。As shown in FIG. 11, the display panel 20
1 is connected to an external electric circuit via the external terminals Dx1 to Dxm, the external terminals Dy1 to Dyn, and the high-voltage terminal Hv. Of these, the external terminals Dx1 to Dx
At even-numbered positions of xm, the surface conduction electron-emitting devices 6 provided in the display panel 201, that is, the surface conduction electron-emitting device groups arranged in a matrix form in rows (n / 2 elements). A scanning signal for sequentially driving is applied.
【0106】一方、外部端子Dy1ないしDynの偶数
番目には、前記走査信号により選択された1行の各表面
伝導型電子放出素子6の出力電子ビームを制御する為の
変調信号が印加される。On the other hand, a modulation signal for controlling the output electron beam of each surface conduction electron-emitting device 6 of one row selected by the scanning signal is applied to the even-numbered external terminals Dy1 to Dyn.
【0107】また、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。これは
表面伝導型電子放出素子6より出力される電子ビーム
に、蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する
為の加速電圧である。The DC voltage source Va is connected to the high voltage terminal Hv.
Thus, a DC voltage of, for example, 10 kV is supplied. This is an accelerating voltage for giving enough energy to excite the phosphor to the electron beam output from the surface conduction electron-emitting device 6.
【0108】走査回路202は、内部にm/2個のスイ
ッチング素子(図11中、S1ないしSm/2で模式的
に示す)を備えるもので、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て、表示パネル201の外部端
子Dx1ないしDxmの偶数番目と電気的に接続するも
のである。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、
実際には、例えばFETのようなスイッチング機能を有
する素子を組み合わせることにより容易に構成すること
が可能である。本例における前記直流電圧源Vxは、前
記表面伝導型電子放出素子の特性(しきい値電圧)に基
づき、走査されていない表面伝導型電子放出素子に印加
される駆動電圧がしきい値電圧以下となるような一定電
圧を出力するよう設定されている。The scanning circuit 202 includes therein m / 2 switching elements (schematically shown by S1 to Sm / 2 in FIG. 11), and each switching element is an output voltage of the DC voltage source Vx. Or 0V (ground level)
One of the two is selected and electrically connected to the even-numbered external terminals Dx1 to Dxm of the display panel 201. Each switching element operates based on the control signal Tscan output from the control circuit 203,
In fact, it can be easily configured by combining elements having a switching function such as FETs. The DC voltage source Vx in this example is such that the drive voltage applied to the unscanned surface conduction electron-emitting device is equal to or lower than the threshold voltage based on the characteristics (threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting device. It is set to output a constant voltage such that
【0109】制御回路203は、外部より入力される画
像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の
動作を整合させる働きをもつものである。次に説明する
同期信号分離回路206より送られる同期信号Tsyn
cに基づいて、各部に対してTscan、Tsft及び
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 part so that an appropriate display is performed based on an image signal inputted from the outside. The synchronization signal Tsyn sent from the synchronization signal separation circuit 206 described below
Based on c, Tscan, Tsft, and Tmry control signals are generated for each unit.
【0110】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為の回路で、良く知られてい
るように、周波数分離(フィルター)回路を用いれば、
容易に構成できるものである。同期信号分離回路206
により分離された同期信号は、これも良く知られるよう
に、垂直同期信号と水平同期信号より成る。ここでは説
明の便宜上、Tsyncとして図示する。一方、前記テ
レビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便宜上D
ATA信号と図示する。この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 as is well known, a frequency separating (filtering) ) Using a circuit,
It can be easily constructed. Sync signal separation circuit 206
The synchronizing signal separated by means of a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal are also well known. Here, for convenience of explanation, it is shown as Tsync. On the other hand, the luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as D for convenience.
This is shown as an ATA signal. This DATA signal is input to the shift register 204.
【0111】シフトレジスタ204は、時系列的にシリ
アル入力される前記DATA信号を、画像の1ライン毎
にシリアル/パラレル変換するためのもので、前記制御
回路203より送られる制御信号Tsftに基づいて動
作する。この制御信号Tsftは、シフトレジスタ20
4のシフトクロックであると言い換えても良い。また、
シリアル/パラレル変換された画像1ライン分(駆動用
素子のn/2素子分の駆動データに相当する)のデータ
は、Id1ないしIdn/2のn/2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 serially input in time series for each line of the image, and based on the control signal Tsft sent from the control circuit 203. Operate. The control signal Tsft is supplied to the shift register 20.
In other words, it may be said that the shift clock is four. Also,
The serial / parallel converted image data for one line (corresponding to the driving data for n / 2 elements of the driving element) is output from the shift register 204 as n / 2 parallel signals Id1 to Idn / 2. Is output.
【0112】ラインメモリ205は、画像1ライン分の
データを必要時間だけ記憶する為の記憶装置であり、制
御回路203より送られる制御信号Tmryに従って適
宜Id1ないしIdn/2の内容を記憶する。記憶され
た内容は、I’d1ないしI’dn/2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 the image for a required time, and stores the contents of Id1 to Idn / 2 as appropriate in accordance with the control signal Tmry sent from the control circuit 203. The stored contents are output as I′d1 to I′dn / 2 and input to the modulation signal generator 207.
【0113】変調信号発生器207は、前記画像データ
I’d1ないしI’dn/2の各々に応じて、表面伝導
型電子放出素子6の各々を適切に駆動変調する為の信号
線で、その出力信号は、外部端子Dy1ないしDynの
偶数番目を通じて表示パネル201内の表面伝導型電子
放出素子6に印加される。The modulation signal generator 207 is a signal line for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices 6 in accordance with each of the image data I'd1 to I'dn / 2. The output signal is applied to the surface conduction electron-emitting device 6 in the display panel 201 through the even-numbered external terminals Dy1 to Dyn.
【0114】前述したように、表面伝導型電子放出素子
は電子放出に明確なしきい値電圧を有しており、しきい
値電圧を超える電圧が印加された場合にのみ電子放出が
生じる。また、しきい値電圧を超える電圧に対しては、
表面伝導型電子放出素子への印加電圧の変化に応じて放
出電流も変化して行く。表面伝導型電子放出素子の材料
や構成、製造方法を変える事により、しきい値電圧の値
や、印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のような事が言え
る。As described above, the surface conduction electron-emitting device has a clear threshold voltage for electron emission, and electron emission occurs only when a voltage exceeding the threshold voltage is applied. For voltages exceeding the threshold voltage,
The emission current also changes according to the change in the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device. The value of the threshold voltage and the degree of change of the emission current with respect to the applied voltage may be changed by changing the material, structure, and manufacturing method of the surface conduction electron-emitting device. I can say things.
【0115】即ち、表面伝導型電子放出素子にパルス状
の電圧を印加する場合、例えばしきい値電圧以下の電圧
を印加しても電子放出は生じないが、しきい値電圧を超
える電圧を印加する場合には電子放出を生じる。その
際、第1には電圧パルスの波高値を変化させることによ
り、出力される電子ビームの強度を制御することが可能
である。第2には、電圧パルスの幅を変化させることに
より、出力される電子ビームの電荷の総量を制御するこ
とが可能である。That is, when a pulsed voltage is applied to the surface conduction electron-emitting device, no electron emission occurs even if a voltage below the threshold voltage is applied, but a voltage exceeding the threshold voltage is applied. If it does, electron emission occurs. At that time, firstly, it is possible to control the intensity of the output electron beam by changing the peak value of the voltage pulse. Secondly, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the width of the voltage pulse.
【0116】従って、入力信号に応じて、表面伝導型電
子放出素子を変調する方式としては、電圧変調方式とパ
ルス幅変調方式とが挙げられる。電圧変調方式を行う場
合、変調信号発生器207としては、一定の長さの電圧
パルスを発生するが、入力されるデータに応じて適宜パ
ルスの波高値を変調できる電圧変調方式の回路を用い
る。また、パルス幅変調方式を行う場合、変調信号発生
器207としては、一定の波高値の電圧パルスを発生す
るが、入力されるデータに応じて適宜パルス幅を変調で
きるパルス幅変調方式の回路を用いる。Therefore, as a method of modulating the surface conduction electron-emitting device according to the input signal, there are a voltage modulation method and a pulse width modulation method. In the case of performing the voltage modulation method, the modulation signal generator 207 uses a voltage modulation method circuit that generates a voltage pulse of a constant length, but can appropriately modulate the pulse peak value according to the input data. In the case of performing the pulse width modulation method, the modulation signal generator 207 generates a voltage pulse having a constant peak value, but a circuit of the pulse width modulation method capable of appropriately modulating the pulse width according to the input data is used. To use.
【0117】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でもアナログ信号式のもの
でもよく、画像信号のシリアル/パラレル変換や記憶が
所定の速度で行えるものであればよい。The shift register 204 and the line memory 20
5 may be of a digital signal type or an analog signal type as long as it can perform serial / parallel conversion and storage of an image signal at a predetermined speed.
【0118】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。これは同期信号分離回路206の出力
部にA/D変換器を設けることで行える。When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the sync signal separation circuit 206 into a digital signal. This can be done by providing an A / D converter at the output of the sync signal separation circuit 206.
【0119】また、これと関連して、ラインメモリ20
5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に設けられる回路が若干異なるも
のとなる。Further, in connection with this, the line memory 20
Depending on whether the output signal of 5 is a digital signal or an analog signal,
The circuit provided in the modulation signal generator 207 is slightly different.
【0120】即ち、デジタル信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器207には、例えば良く知られてい
るD/A変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付
け加えればよい。また、デジタル信号でパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器207は、例えば高速の発振
器及び発振器の出力する波数を計数する計数器(カウン
タ)及び計数器の出力値と前記メモリの出力値を比較す
る比較器(コンパレータ)を組み合わせた回路を用いる
ことで容易に構成することができる。更に、必要に応じ
て、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を表
面伝導型電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するた
めの増幅器を付け加えてもよい。That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal, for example, a well-known D / A conversion circuit may be used as the modulation signal generator 207, and an amplification circuit or the like may be added if necessary. Further, in the case of a pulse width modulation method using a digital signal, the modulation signal generator 207, for example, a high-speed oscillator and a counter (counter) that counts the number of waves output by the oscillator, and the output value of the counter and the output value of the memory. It can be easily configured by using a circuit in which comparators for comparison are combined. Further, if necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse-width-modulated modulation signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device may be added.
【0121】一方、アナログ信号で電圧変調方式の場
合、変調信号発生器207には、例えばよく知られてい
るオペアンプ等を用いた増幅回路を用いればよく、必要
に応じてレベルシフト回路等を付け加えてもよい。ま
た、アナログ信号でパルス幅変調方式の場合、例えばよ
く知られている電圧制御型発振回路(VCO)を用いれ
ばよく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電
圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよ
い。On the other hand, in the case of the voltage modulation method using analog signals, for the modulation signal generator 207, for example, a well-known amplifier circuit using an operational amplifier or the like may be used, and a level shift circuit or the like may be added if necessary. May be. Further, in the case of the pulse width modulation method using an analog signal, for example, a well-known voltage controlled oscillation circuit (VCO) may be used, and the voltage is amplified to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device as necessary. May be added.
【0122】以上のような表示パネル201及び駆動回
路を有する本発明の画像形成装置は、外部端子Dx1〜
Dxm及びDy1〜Dynの偶数番目から電圧を印加す
ることにより、任意の表面伝導型電子放出素子6から電
子を放出させることができ、高圧端子Hvを通じてメタ
ルバック115あるいは透明電極(不図示)に高電圧を
印加して電子ビ−ムを加速し、加速した電子ビームを蛍
光膜114に衝突させることで生じる励起・発光によっ
て、NTSC方式のテレビ信号に応じてテレビジョン表
示を行うことができるものである。The image forming apparatus of the present invention having the display panel 201 and the driving circuit as described above has the external terminals Dx1 to Dx1.
By applying a voltage from Dxm and an even number of Dy1 to Dyn, electrons can be emitted from an arbitrary surface conduction electron-emitting device 6, and a high voltage is applied to the metal back 115 or a transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal Hv. A television display can be performed according to an NTSC television signal by excitation / emission generated by applying a voltage to accelerate an electron beam and causing the accelerated electron beam to collide with the fluorescent film 114. is there.
【0123】また、外部端子Dx1〜Dxm及びDy1
〜Dynの奇数番目から電圧を印加することにより、任
意のカンチレバー10の屈折変化を制御することがで
き、これにより、各カンチレバー10と一体となって電
子放出素子104を構成している各表面伝導型電子放出
素子6からの放出電子の飛翔方向を制御することができ
るものである。これにより、1つの電子放出素子を複数
の画素に対応させることができる。Also, the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1.
By applying a voltage from an odd number of Dyn to Dyn, it is possible to control the refraction change of any cantilever 10, and thereby each surface conduction that constitutes the electron-emitting device 104 integrally with each cantilever 10. The flight direction of the electrons emitted from the electron-emitting device 6 can be controlled. Thereby, one electron-emitting device can be associated with a plurality of pixels.
【0124】尚、以上説明した構成は、表示等に用いら
れる本発明の画像形成装置を得る上で必要な概略構成で
あり、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述の内容
に限られるものではなく、画像形成装置の用途に適する
よう、適宜選択されるものである。また、入力信号例と
してNTSC方式を挙げたが、本発明の画像形成装置は
これに限られるものではなく、PAL,SECAM方式
等の他の方式でもよく、更にはこれらよりも多数の走査
線からなるTV信号、例えばMUSE方式をはじめとす
る高品位TV方式でもよい。The above-described structure is a schematic structure necessary for obtaining the image forming apparatus of the present invention used for display or the like, and the detailed parts such as the material of each member are limited to the above contents. However, it is appropriately selected so as to suit the purpose of the image forming apparatus. Further, although the NTSC system has been taken as an example of the input signal, the image forming apparatus of the present invention is not limited to this, and other systems such as PAL and SECAM systems may be used, and more scanning lines than these may be used. The TV signal may be a high-definition TV system such as the MUSE system.
【0125】以上のように、本発明の画像形成装置は、
単純マトリクス配置及び梯型配置のいずれの本発明の電
子源を用いても得ることができ、上述したテレビジョン
放送の表示装置のみならず、テレビ会議システム、コン
ピューター等の表示装置として好適な画像形成装置が得
られる。更には、感光ドラム等とで構成した光プリンタ
−の露光装置としても用いることができるものである。As described above, the image forming apparatus of the present invention is
An image formation that can be obtained by using the electron source of the present invention in either a simple matrix arrangement or a trapezoidal arrangement and is suitable not only as a display device for the television broadcast described above but also as a display device for a video conference system, a computer, or the like. The device is obtained. Further, it can also be used as an exposure device of an optical printer constituted by a photosensitive drum and the like.
【0126】[0126]
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明す
る。EXAMPLES The present invention will be further described with reference to the following examples.
【0127】[実施例1]本実施例では、図1及び図2
に示した構成の本発明の電子放出素子を作製し、その電
子放出特性等について行った実験について説明する。[Embodiment 1] In this embodiment, FIGS.
An experiment in which the electron-emitting device of the present invention having the structure shown in FIG.
【0128】先ず、図4を用いて本実施例の電子放出素
子の製造方法を説明する。First, a method of manufacturing the electron-emitting device of this embodiment will be described with reference to FIG.
【0129】1)清浄化した青板ガラス上に厚さ0.5
μmのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した基板1上
に、素子電極4,5の所望パターンをホトレジスト(R
D−2000N−41 日立化成社製)で形成し、真空
蒸着法により、厚さ50ÅのTi、厚さ1000ÅのN
iを順次堆積した。ホ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て、素子電極
4,5を形成した(図4(a))。尚、素子電極間隔L
は2μm、素子電極の長さWを300μmとした。1) 0.5 on a cleaned soda lime glass with a thickness of
A desired pattern of the device electrodes 4 and 5 is formed on the substrate 1 on which a silicon oxide film of μm is formed by a sputtering method by a photoresist (R
D-2000N-41 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 50Å Ti and a thickness of 1000ÅN.
i were sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes 4 and 5 (FIG. 4A). The element electrode spacing L
Was 2 μm, and the length W of the device electrode was 300 μm.
【0130】2)続いて、素子電極間ギャップL及びこ
の近傍に開口を有するマスクを用い、その上に膜厚10
00ÅのCr膜を真空蒸着により堆積、パターニング
し、その上に有機Pd(ccp4230・奥野製薬
(株)製)をスピンナーにより回転塗布し、300℃で
10分間の加熱焼成処理をした。次に、上記Cr膜及び
焼成後の薄膜を酸エッチャントによりエッチングして所
望のパターンの導電性薄膜3を形成した(図4
(b))。尚、導電性薄膜3の長さは200μmであっ
た。また、こうして形成された、主として酸化パラジウ
ムよりなる微粒子からなる導電性薄膜3の膜厚は100
Å、シート抵抗値は2×104 Ω/□であった。尚、こ
こで述べる微粒子膜とは、前述したように、複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは、重なり合った状態(島状も含む)の膜を
指す。2) Subsequently, a mask having an opening L in the gap between the element electrodes and in the vicinity thereof is used, and a film thickness of 10 is formed thereon.
A Cr film of 00Å was deposited and patterned by vacuum evaporation, and organic Pd (ccp4230, manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) was spin-coated on the Cr film by a spinner and heat-baked at 300 ° C. for 10 minutes. Next, the Cr film and the baked thin film were etched with an acid etchant to form a conductive thin film 3 having a desired pattern (FIG. 4).
(B)). The length of the conductive thin film 3 was 200 μm. The film thickness of the conductive thin film 3 formed in this way and mainly composed of fine particles of palladium oxide is 100.
Å The sheet resistance value was 2 × 10 4 Ω / □. Incidentally, the fine particle film described here is a film in which a plurality of fine particles are gathered as described above, and as a fine structure thereof, not only the fine particles are individually dispersed and arranged, but also the fine particles are adjacent to each other or overlap each other. Membrane in the open state (including islands).
【0131】3)次に、最終的には空洞部8となる部分
に犠牲層41を積層した後、絶縁層7を積層した。その
後、絶縁層15,14、電極薄膜13としてのAl薄
膜、圧電体薄膜11としてのZnO膜、電極薄膜12と
してのAl薄膜を順次パターニングしながら、不図示の
配線部と接続するように積層した。尚、上記パターニン
グの際、電子の通過口としての空孔16も同時に形成し
た(図4(c))。3) Next, after laminating the sacrificial layer 41 on the portion which will finally become the cavity 8, the insulating layer 7 is laminated. After that, the insulating layers 15 and 14, the Al thin film as the electrode thin film 13, the ZnO film as the piezoelectric thin film 11, and the Al thin film as the electrode thin film 12 were sequentially patterned and laminated so as to be connected to a wiring portion (not shown). . At the time of the patterning, holes 16 serving as electron passage holes were also formed (FIG. 4C).
【0132】本実施例では、絶縁層15としてエッチン
グに強いSiNを使用し、絶縁層15と絶縁層14を合
わせた厚みを0.2μm程度、圧電体薄膜11の厚みを
0.2μm程度、電極薄膜12,13の厚みを0.1μ
m程度とした。In this embodiment, SiN resistant to etching is used as the insulating layer 15, the total thickness of the insulating layer 15 and the insulating layer 14 is about 0.2 μm, the thickness of the piezoelectric thin film 11 is about 0.2 μm, and the electrode is Thickness of thin films 12 and 13 is 0.1μ
It was about m.
【0133】4)犠牲層41をエッチングにより取り除
き、カンチレバー10を形成した。この時、カンチレバ
ー10の中空の部分の長さは100μmであった。この
カンチレバー10の絶縁層14は、電極薄膜13の電位
によって伸縮を起こさないようになっており、他方、圧
電体薄膜11は電極薄膜12,13の電位差(数V以
下)によって変化する。4) The cantilever 10 was formed by removing the sacrificial layer 41 by etching. At this time, the length of the hollow portion of the cantilever 10 was 100 μm. The insulating layer 14 of the cantilever 10 does not expand or contract due to the potential of the electrode thin film 13, while the piezoelectric thin film 11 changes depending on the potential difference (several V or less) between the electrode thin films 12 and 13.
【0134】続いて、上記基板1を図6の測定評価系の
真空装置57内に設置し、排気ポンプ58にて排気し
て、真空装置57内を2×10-5Torrの真空度とし
た。この後、素子電圧Vfを印加するための電源51に
より素子電極4,5間に電圧を印加し、フォ−ミング処
理を行い、電子放出部2を形成した(図4(c))。フ
ォ−ミング処理には図5(b)に示した電圧波形を用い
た。Subsequently, the substrate 1 was set in the vacuum device 57 of the measurement / evaluation system of FIG. 6 and was evacuated by the exhaust pump 58 to make the inside of the vacuum device 57 a vacuum degree of 2 × 10 −5 Torr. . After that, a voltage was applied between the device electrodes 4 and 5 by the power supply 51 for applying the device voltage Vf, and a forming process was performed to form the electron emitting portion 2 (FIG. 4C). The voltage waveform shown in FIG. 5B was used for the forming process.
【0135】本実施例では、図5(b)中のT1を1m
秒、T2を10m秒とし、三角波ではなく矩形波を用
い、矩形波の波高値(フォ−ミング時のピ−ク電圧)は
0.1Vステップで昇圧させてフォーミング処理を行っ
た。また、フォーミング処理中は、同時に、0.1Vの
電圧でT2間に抵抗測定パルスを挿入して抵抗を測定し
た。尚、フォーミング処理の終了は、抵抗測定パルスで
の測定値が約1MΩ以上になった時とし、同時に、素子
への電圧の印加を終了した。その結果、本実施例の素子
ではフォーミング時の電圧Vfが5.1Vであった。In this embodiment, T1 in FIG. 5B is set to 1 m.
Second, T2 was set to 10 msec, a rectangular wave was used instead of a triangular wave, and the crest value of the rectangular wave (peak voltage during forming) was raised in 0.1 V steps to perform the forming process. Further, during the forming process, at the same time, a resistance measurement pulse was inserted between T2 at a voltage of 0.1 V to measure the resistance. The forming process was ended when the measured value by the resistance measurement pulse became about 1 MΩ or more, and at the same time, the application of the voltage to the element was ended. As a result, in the element of this example, the voltage Vf during forming was 5.1V.
【0136】5)続いて、フォーミング処理した素子
に、上記フォーミング工程と同じ周期T2,パルス幅T
1の波高値14Vの矩形波を印加して、約30分間、活
性化処理を行った。尚、この時の真空装置57内の真空
度は1.5×10-5Torrであった。5) Subsequently, the element subjected to the forming process has the same period T2 and pulse width T as those in the forming process.
A rectangular wave having a peak value of 14 V of 1 was applied and the activation treatment was performed for about 30 minutes. The degree of vacuum in the vacuum device 57 at this time was 1.5 × 10 −5 Torr.
【0137】以上のようにして作製した本発明の電子放
出素子の電子放出特性の測定を、引き続き上記の測定評
価系を用いて行った。本実施例では、図6のアノード電
極20をY軸方向に平行なすだれ状の電極に置き換え、
X方向の電子の到達点分布を計測した。また、2次元的
な電子の到達分布を測定する際には、アノード電極20
をメッシュ状のものに置き換え、この下方に蛍光板を配
置して、蛍光体の輝度分布として測定を行った。The electron emission characteristics of the electron-emitting device of the present invention produced as described above were continuously measured using the above-mentioned measurement evaluation system. In this embodiment, the anode electrode 20 shown in FIG. 6 is replaced with an electrode in the shape of a sagittal parallel to the Y-axis direction.
The distribution of arrival points of electrons in the X direction was measured. When measuring the two-dimensional arrival distribution of electrons, the anode electrode 20
Was replaced with a mesh-like one, and a fluorescent plate was placed below this to measure the brightness distribution of the phosphor.
【0138】その結果、カンチレバー10の電極薄膜1
2,13間に与える電位差を変化させて、図3に示すよ
うにカンチレバー10の屈折変化を制御することによ
り、アノード電極20に到達する電子の到達位置のX方
向の変位分Dを、カンチレバー10が水平状態にある時
と比べて、サブミリメータ程度の範囲で制御することが
できた。As a result, the electrode thin film 1 of the cantilever 10 was obtained.
By changing the potential difference applied between 2 and 13 to control the refraction change of the cantilever 10 as shown in FIG. 3, the displacement D in the X direction of the arrival position of the electron reaching the anode electrode 20 can be calculated. It was possible to control in the range of sub-millimeter compared to when it was horizontal.
【0139】以上のように、本実施例の電子放出素子は
放出電子の飛翔方向を制御できるため、その機能は格段
に充実し、例えば画像形成装置の電子源として用いる場
合には、1つの素子で隣接する複数の画素に対応させる
ことができる。As described above, since the electron-emitting device of this embodiment can control the flight direction of emitted electrons, its function is remarkably enhanced. For example, when it is used as an electron source of an image forming apparatus, one device is used. Can correspond to a plurality of adjacent pixels.
【0140】[実施例2]本実施例では、図1及び図2
に示したような本発明の電子放出素子の多数個を単純マ
トリクス配置した図8に示したような電子源を用いて、
図9に示したような画像形成装置を作製した例を説明す
る。[Embodiment 2] In this embodiment, FIGS.
Using an electron source as shown in FIG. 8 in which a large number of electron-emitting devices of the present invention as shown in FIG.
An example of manufacturing the image forming apparatus as shown in FIG. 9 will be described.
【0141】電子源の一部の平面図を図12に示す。ま
た、図中のA−A’断面図を図13に示す。但し、図
8,図9,図12,図13において同じ符号は同じ部材
を示す。A plan view of a part of the electron source is shown in FIG. 13 is a sectional view taken along the line AA ′ in the figure. However, in FIGS. 8, 9, 12, and 13, the same reference numerals indicate the same members.
【0142】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)、3は導電性薄膜、4,5素子電極、10はカン
チレバー、401は層間絶縁層、402は素子電極4と
偶数番目の下配線102との電気的接続のためのコンタ
クトホ−ル、403,406は奇数番目の下配線102
とカンチレバー10の電極薄膜13との電気的接続のた
めのコンタクトホール、405は奇数番目の上配線10
3とカンチレバー10の電極薄膜12との電気的接続の
ためのコンタクトホール、404はカンチレバー10の
下方に空洞部8を設けるための絶縁体層である。Here, 1 is a substrate, 102 is an X-direction wiring (also called lower wiring), 103 is a Y-direction wiring (also called upper wiring), 3 is a conductive thin film, 4, 5 element electrodes, 10 is a cantilever, Reference numeral 401 is an interlayer insulating layer, 402 is a contact hole for electrically connecting the element electrode 4 and the even-numbered lower wiring 102, and 403 and 406 are odd-numbered lower wirings 102.
And a contact hole 405 for electrical connection between the electrode thin film 13 of the cantilever 10 and an upper wiring 10 of an odd number
3 is a contact hole for electrical connection between the electrode thin film 12 of the cantilever 10 and 404 is an insulator layer for providing the cavity 8 below the cantilever 10.
【0143】まず、本実施例の電子源の製造方法を図1
4及び図15を用いて工程順に従って具体的に説明す
る。尚、以下の工程a〜iは、図14及び図15の
(a)〜(i)に対応する。First, the manufacturing method of the electron source of this embodiment is shown in FIG.
It demonstrates concretely according to a process order using FIG. The following steps a to i correspond to (a) to (i) in FIGS. 14 and 15.
【0144】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、真空蒸着により厚さ50ÅのCr、厚さ60
00ÅのAuを順次積層した後、ホトレジスト(AZ1
370 ヘキスト社製)をスピンナーにより回転塗布、
ベークした後、ホトマスク像を露光、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 is formed on a cleaned soda-lime glass by a sputtering method, vacuum vapor deposition is used to deposit Cr having a thickness of 50Å and a thickness of 60.
After sequentially stacking 00Å Au, the photoresist (AZ1
370 Hoechst) is spin coated with a spinner,
After baking, the photomask image is exposed and developed to form a resist pattern of the lower wiring 102, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to form the lower wiring 102 having a desired shape.
Was formed.
【0145】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.
【0146】工程c:上記工程で堆積したシリコン酸化
膜にコンタクトホ−ル402,403を形成するための
ホトレジストパタ−ンを作り、これをマスクとして層間
絶縁層401をエッチングしてコンタクトホ−ル40
2,403を形成した。エッチングはCF4 とH2 ガス
を用いたRIE(Reactive Ion Etch
ing)法によった。Step c: A photoresist pattern for forming contact holes 402 and 403 is formed on the silicon oxide film deposited in the above step, and the interlayer insulating layer 401 is etched by using this as a mask to form the contact hole. 40
2,403 was formed. The etching is performed by RIE (Reactive Ion Etch) using CF 4 and H 2 gas.
ing) method.
【0147】工程d:その後、素子電極4,5と素子電
極間ギャップLとなるべきパタ−ンをホトレジスト(R
D−2000N−41 日立化成社製)で形成し、真空
蒸着法により、厚さ50ÅのTi、厚さ1000ÅのN
iを順次堆積した。ホ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
4,5を形成した。Step d: After that, a pattern for forming the gap L between the element electrodes 4 and 5 and the element electrodes is formed by a photoresist (R).
D-2000N-41 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 50Å Ti and a thickness of 1000ÅN.
i were sequentially deposited. The photoresist pattern was dissolved in an organic solvent and the Ni / Ti deposited film was lifted off to form device electrodes 4 and 5.
【0148】工程e:基板1上に上配線103のホトレ
ジストパタ−ンを形成した後、厚さ50ÅのTi,厚さ
5000ÅのAuを順次真空蒸着により堆積し、リフト
オフにより不要の部分を除去して、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 substrate 1, Ti with a thickness of 50 Å and Au with a thickness of 5000 Å are sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions are removed by lift-off. Thus, the upper wiring 103 having a desired shape was formed.
【0149】工程f:素子電極間ギャップLおよびこの
近傍に開口を有するメタルマスクにより、膜厚1000
ÅのCr膜407を真空蒸着により堆積・パターニング
し、その上に有機Pd(ccp−4230 奥野製薬
(株)製)をスピンナーにより回転塗布、300℃で1
0分間の加熱焼成処理をした。このようにして形成され
た主としてPdOよりなる微粒子からなる導電性薄膜3
の膜厚は100Å、シート抵抗値は5×104 Ω/□で
あった。Step f: A film thickness of 1000 is formed by a metal mask having an element electrode gap L and an opening in the vicinity thereof.
The Cr film 407 of Å is deposited and patterned by vacuum evaporation, and organic Pd (ccp-4230 manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) is spin-coated by a spinner on the Cr film 407.
A heating and baking treatment for 0 minutes was performed. The conductive thin film 3 mainly composed of PdO fine particles thus formed
Had a film thickness of 100Å and a sheet resistance value of 5 × 10 4 Ω / □.
【0150】工程g:上記Cr膜407及び焼成後の導
電性薄膜3を酸エッチャントによりエッチングして、所
望のパターン形状を有する導電性薄膜3を形成した。Step g: The Cr film 407 and the conductive thin film 3 after firing were etched by an acid etchant to form a conductive thin film 3 having a desired pattern shape.
【0151】工程h:全面にレジストを塗布し、マスク
を用いて露光の後現像し、コンタクトホール402,4
03の部分のみレジストを除去した。この後、真空蒸着
により、厚さ50ÅのTi、厚さ5000ÅのAuを順
次堆積し、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402,403を埋め込んだ。Step h: A resist is coated on the entire surface, exposed using a mask, and then developed to form contact holes 402, 4
The resist was removed only on the area 03. After that, Ti having a thickness of 50Å and Au having a thickness of 5000Å were sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to fill the contact holes 402 and 403.
【0152】工程i:空洞部8に相当する部分に犠牲層
41を積層した後、絶縁層404を積層した。次に、絶
縁層404にコンタクトホール405,406を形成し
た後、絶縁層15,14、電極薄膜13としてのAl薄
膜、圧電体薄膜11としてのZnO膜、電極薄膜12と
してのAl薄膜を順次パターニングしながら積層した。
この時、電極薄膜12がコンタクトホール405を介し
て奇数番目の上配線103と、電極薄膜13がコンタク
トホール406を介して奇数番目の下配線102とそれ
ぞれ電気的に接続されるように、結線106も同時に形
成した。また、上記パターニングの際、電子の通過口と
しての空孔16も同時に形成した。Step i: After laminating the sacrificial layer 41 on the portion corresponding to the cavity 8, the insulating layer 404 was laminated. Next, after forming the contact holes 405 and 406 in the insulating layer 404, the insulating layers 15 and 14, the Al thin film as the electrode thin film 13, the ZnO film as the piezoelectric thin film 11, and the Al thin film as the electrode thin film 12 are sequentially patterned. While stacking.
At this time, the connection 106 is formed so that the electrode thin film 12 is electrically connected to the odd-numbered upper wiring 103 via the contact hole 405 and the electrode thin film 13 is electrically connected to the odd-numbered lower wiring 102 via the contact hole 406. Also formed at the same time. Further, at the time of the above patterning, holes 16 as electron passage holes were also formed at the same time.
【0153】最後に犠牲層41をエッチングにより取り
除き、カンチレバー10を形成した。尚、本実施例で作
製した電子源の各電子放出素子は、実施例1の電子放出
素子と同じである。Finally, the sacrificial layer 41 was removed by etching to form the cantilever 10. Each electron-emitting device of the electron source manufactured in this example is the same as the electron-emitting device of the first example.
【0154】以上の工程により、絶縁性基板1上に下配
線102、層間絶縁層401、上配線103、電子放出
素子部6、カンチレバー10等を形成し、未フォーミン
グの電子源を得た。Through the above steps, the lower wiring 102, the interlayer insulating layer 401, the upper wiring 103, the electron-emitting device section 6, the cantilever 10 and the like were formed on the insulating substrate 1 to obtain an unformed electron source.
【0155】以上のようにして作製した未フォ−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9及び図10を参照して以下に説明する。An image forming apparatus was manufactured using the unformed electron source manufactured as described above. The manufacturing procedure will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.
【0156】まず、上記未フォ−ミングの電子源の基板
1をリアプレ−ト111に固定した後、基板1の5mm
上方に、フェ−スプレ−ト116(ガラス基板113の
内面に画像形成部材であるところの蛍光膜114とメタ
ルバック115が形成されて構成される。)を支持枠1
12を介し配置し、フェ−スプレ−ト116、支持枠1
12、リアプレ−ト111の接合部にフリットガラスを
塗布し、大気中で500℃で10分以上焼成することで
封着した。また、リアプレ−ト111への基板1の固定
もフリットガラスで行った。First, after fixing the substrate 1 of the unformed electron source to the rear plate 111, 5 mm of the substrate 1 is fixed.
A face plate 116 (a fluorescent film 114, which is an image forming member, and a metal back 115 are formed on the inner surface of a glass substrate 113) is provided above the support frame 1.
12, the face plate 116, the support frame 1
12. Frit glass was applied to the joint portion of the rear plate 111 and baked at 500 ° C. in the air for 10 minutes or more to seal the joint. Further, the frit glass was also used to fix the substrate 1 to the rear plate 111.
【0157】画像形成部材であるところの蛍光膜114
は、カラーを実現するために、ストライプ形状(図10
(a)参照)の蛍光体とし、先にブラックストライプを
形成し、その間隙部にスラリー法により各色蛍光体12
2を塗布して蛍光膜114を作製した。ブラックストラ
イプの材料として通常よく用いられている黒鉛を主成分
とする材料を用いた。Fluorescent film 114 which is an image forming member
In order to realize color, the stripe shape (see FIG.
(See (a)), black stripes are first formed on the phosphors, and the phosphors of the respective colors 12 are formed in the gaps by the slurry method.
2 was applied to produce a fluorescent film 114. As a material for the black stripe, a material having graphite as a main component, which is commonly used, was used.
【0158】また、蛍光膜114の内面側にはメタルバ
ック115を設けた。メタルバック115は、蛍光膜1
14の作製後、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、A
lを真空蒸着することで作製した。A metal back 115 is provided on the inner surface side of the fluorescent film 114. The metal back 115 is the fluorescent film 1.
After producing 14, the inner surface of the fluorescent film 114 is smoothed (usually called filming), and then A
1 was vacuum-deposited.
【0159】フェ−スプレ−ト116には、更に蛍光膜
114の導電性を高めるため、蛍光膜114の外面側に
透明電極を設ける場合もあるが、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。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 enhance the conductivity of the fluorescent film 114, but in this embodiment, only the metal back 115 is sufficient. Since conductivity was obtained, it was omitted.
【0160】前述の封着を行う際、カラーの場合は各色
蛍光体122と表面伝導型電子放出素子6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。When the above-mentioned sealing is performed, in the case of a color, the phosphors 122 of the respective colors and the surface conduction electron-emitting device 6 have to correspond to each other.
【0161】以上のようにして完成した外囲器118内
の雰囲気を排気管(不図示)を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、容器外端子Dx1ないし
DxmとDy1ないしDynの偶数番目を通じ、表面伝
導型電子放出素子6の素子電極4,5間に電圧を印加
し、前述のフォ−ミング処理を行い、電子放出部2を形
成した。The atmosphere inside the envelope 118 completed as described above is exhausted by a vacuum pump through an exhaust pipe (not shown), and after reaching a sufficient degree of vacuum, the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dy1 to Dy1. A voltage was applied between the device electrodes 4 and 5 of the surface conduction electron-emitting device 6 through the even number of Dyn, and the above-mentioned forming treatment was performed to form the electron-emitting portion 2.
【0162】フォーミング処理には図3(b)に示した
電圧波形(但し、三角波ではなく矩形波)を用いた。本
実施例ではT1を1m秒、T2を10m秒とし、約1×
10-5Torrの真空雰囲気下で行った。For the forming process, the voltage waveform shown in FIG. 3B (however, a rectangular wave instead of a triangular wave) was used. In this embodiment, T1 is set to 1 msec and T2 is set to 10 msec, and about 1 ×
It was performed under a vacuum atmosphere of 10 −5 Torr.
【0163】このようにして形成された電子放出部2
は、パラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置さ
れた状態となり、その微粒子の平均粒径は30Åであっ
た。The electron emitting portion 2 formed in this way
Was in a state in which fine particles containing palladium element as a main component were dispersed and arranged, and the average particle size of the fine particles was 30Å.
【0164】次に、図3(a)に示した電圧波形(但
し、三角波ではなく矩形波)を用いて活性化処理を行っ
た。本実施例ではT1を1m秒、T2を10m秒、波高
14Vで、2×10-5Torrの真空度で、素子電流I
f,放出電流Ieを測定しながら行った。Next, activation processing was performed using the voltage waveform shown in FIG. 3A (however, not the triangular wave but the rectangular wave). In this embodiment, T1 is 1 ms, T2 is 10 ms, the wave height is 14 V, and the vacuum is 2 × 10 −5 Torr.
f and the emission current Ie were measured.
【0165】この後、不図示の排気管を通じ、外囲器1
18内を10-6.5Torr程度の真空度とし、該排気管
をガスバ−ナで熱することで溶着し、外囲器118の封
止を行った。最後に、封止後の真空度を維持するため
に、高周波加熱法でゲッタ−処理を行った。ゲッターは
Ba等を主成分とした。Then, the envelope 1 is passed through an exhaust pipe (not shown).
The inside of 18 was evacuated to a degree of vacuum of about 10 -6.5 Torr, and the exhaust pipe was heated by a gas burner to be welded to seal the envelope 118. Finally, in order to maintain the degree of vacuum after sealing, a getter process was performed by a high frequency heating method. The getter was mainly composed of Ba or the like.
【0166】以上のようにして完成した表示パネル20
1(図9参照)において、容器外端子Dx1ないしDx
mと、Dy1ないしDynを通じ、走査信号,変調信号
及びカンチレバー制御信号を不図示の信号発生手段によ
りそれぞれの電子放出素子104に印加することによ
り、電子放出させ且つ方向制御をおこないながら、高圧
端子Hvを通じてメタルバック115に数kV以上の高
圧を印加して、電子ビ−ムを加速し、蛍光膜114に衝
突させ、励起・発光させることで画像表示を行った。The display panel 20 completed as described above
1 (see FIG. 9), the external terminals Dx1 to Dx
The scanning signal, the modulation signal, and the cantilever control signal are applied to the respective electron-emitting devices 104 through m and Dy1 to Dyn by a signal generating means (not shown), so that electrons are emitted and the direction is controlled, while the high-voltage terminal Hv. Through the application of a high voltage of several kV or more to the metal back 115, the electron beam is accelerated, collided with the fluorescent film 114, excited and emitted to display an image.
【0167】本実施例では、各電子放出素子から放出さ
れる電子の方向制御を、蛍光膜114上でサブミリメー
タ程度の範囲で行うことができた。これにより、電子放
出素子1つに対して、1画素を対応させるのではなく、
複数の画素に照射・対応させることが可能になった。In the present embodiment, the direction control of the electrons emitted from each electron-emitting device could be performed on the fluorescent film 114 within a range of about sub-millimeter. As a result, one pixel does not correspond to one electron-emitting device, but
It has become possible to illuminate and respond to multiple pixels.
【0168】本実施例では、前記3原色カラー蛍光体の
配列方向を、各電子放出素子部6から放出されてカンチ
レバー10によってその飛翔方向が制御された電子の蛍
光面上での変位方向に一致して作製したことにより、蛍
光膜114の互いに隣接するR(レッド),G(グリー
ン),B(ブルー)の各画素に画像信号に応じて1つの
電子放出素子104から電子を照射することができた。In the present embodiment, the arrangement directions of the three primary color phosphors are aligned with the displacement direction on the phosphor screen of the electrons emitted from each electron-emitting device section 6 and the flight direction of which is controlled by the cantilever 10. As a result of the fabrication, the R (red), G (green), and B (blue) pixels adjacent to each other on the fluorescent film 114 can be irradiated with electrons from one electron-emitting device 104 according to an image signal. did it.
【0169】また、上記電子の変位方向と、画像信号の
走査方向を直交させることにより、、カンチレバーの応
答時間に関する問題を回避できる。Further, by making the electron displacement direction and the scanning direction of the image signal orthogonal to each other, it is possible to avoid the problem regarding the response time of the cantilever.
【0170】また、蛍光面での照射位置が固定のために
起こる蛍光面の劣化(いわゆる焼け)を防ぐように、カ
ンチレバーによって、例えば1画素内で電子の照射位置
を経時的に微小変化させることができる。それにより、
画像形成装置の寿命を延ばすことができる。Further, in order to prevent deterioration (so-called burning) of the phosphor screen caused by fixing the irradiation position on the phosphor screen, the cantilever is used to minutely change the electron irradiation position within one pixel over time. You can Thereby,
The life of the image forming apparatus can be extended.
【0171】[実施例3]本発明の電子放出素子の別の
例を図16及び図17に示す。これらの電子放出素子に
おいて、電子放出素子部6及びカンチレバー10の構成
は、実施例1に示した電子放出素子の電子放出素子部6
及びカンチレバー10と同じである。[Embodiment 3] Another example of the electron-emitting device of the present invention is shown in FIGS. In these electron-emitting devices, the electron-emitting device portion 6 and the cantilever 10 have the same structure as the electron-emitting device portion 6 of the electron-emitting device shown in the first embodiment.
And the cantilever 10.
【0172】図16の電子放出素子は、電子放出素子部
6とカンチレバー10との間に、2つの加速電極50
1,502を付加した構成を有するもので、これらはそ
れぞれ絶縁体層503,504上に形成されている。The electron-emitting device of FIG. 16 has two acceleration electrodes 50 between the electron-emitting device portion 6 and the cantilever 10.
1, 502 are added, and these are formed on the insulating layers 503 and 504, respectively.
【0173】502は電子を加速するための電極であ
り、放出電流量をある程度制御することができる。50
1は電子を減速するための電極であり、これによって減
速された電子は、カンチレバー10のつくる電界に敏感
になり、カンチレバー10の歪に応じて敏感にその飛翔
方向が変化する。Reference numeral 502 is an electrode for accelerating electrons, which can control the amount of emission current to some extent. Fifty
Reference numeral 1 is an electrode for decelerating electrons, and the decelerated electrons are sensitive to the electric field created by the cantilever 10, and the flight direction thereof is sensitively changed according to the strain of the cantilever 10.
【0174】図16の電子放出素子では、2つの加速電
極を用いているが、要求される素子特性に応じて1つま
たは3つ以上用いることもできる。Although the electron-emitting device of FIG. 16 uses two accelerating electrodes, one or three or more accelerating electrodes may be used depending on required device characteristics.
【0175】図17の電子放出素子は、カンチレバー1
0の上方に加速電極601を付加したものである。加速
電極601には、例えばすだれ状の電極を使用すること
ができる。The electron-emitting device shown in FIG. 17 is the cantilever 1.
An acceleration electrode 601 is added above 0. As the acceleration electrode 601, for example, a comb-shaped electrode can be used.
【0176】本発明の電子放出素子は、図16と図17
の素子構成を組み合わせたものであってもよく、更に
は、複数のカンチレバーで構成されたゲートを、電子の
軌跡に沿って直列に形成し、これらによって電子の飛翔
方向を制御してもよい。The electron-emitting device of the present invention is shown in FIGS.
A combination of the above element configurations may be used, and further, a gate formed of a plurality of cantilevers may be formed in series along the trajectory of electrons, and the flight direction of the electrons may be controlled by these.
【0177】[実施例4]図18は、実施例2の表示パ
ネル(ディスプレイパネル)201(図9参照)を、例
えばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源
より提供される画像情報を表示できるように構成した本
発明の画像表示装置の一例を示す図である。[Fourth Embodiment] FIG. 18 shows the display panel (display panel) 201 (see FIG. 9) of the second embodiment, for example, image information provided from various image information sources such as television broadcasting. It is a figure which shows an example of the image display apparatus of this invention comprised so that it could display.
【0178】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、10
04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、10
08,1009及び1010は画像メモリインターフェ
ース回路、1011は画像入力インターフェース回路、
1012及び1013はTV信号受信回路、1014は
入力部である。In the figure, 201 is a display panel, 100
1 is a display panel drive circuit, 1002 is a display controller, 1003 is a multiplexer, 10
Reference numeral 04 is a decoder, 1005 is an input / output interface circuit, 1006 is a CPU, 1007 is an image generation circuit, 10
08, 1009 and 1010 are image memory interface circuits, 1011 are image input interface circuits,
Reference numerals 1012 and 1013 are TV signal receiving circuits and 1014 is an input unit.
【0179】尚、本表示装置は、例えばテレビジョン信
号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信
する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生する
ものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声情報
の受信、分離、再生、処理、記憶などに関する回路やス
ピーカーなどについては説明を省略する。When the display device receives a signal including both video information and audio information, such as a television signal, it naturally reproduces audio at the same time as displaying video. Descriptions of circuits, speakers, etc. relating to reception, separation, reproduction, processing, and storage of audio information that are not directly related to the features of the invention will be omitted.
【0180】以下、画像信号の流れに沿って各部を説明
してゆく。Each section will be described below along the flow of the image signal.
【0181】先ず、TV信号受信回路1013は、例え
ば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝
送されるTV画像信号を受信するための回路である。First, the TV signal receiving circuit 1013 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wireless transmission system such as radio waves or spatial optical communication.
【0182】受信するTV信号の方式は特に限られるも
のではなく、例えば、NTSC方式、PAL方式、SE
CAM方式などの諸方式でも良い。また、これらよりさ
らに多数の走査線よりなるTV信号、例えばMUSE方
式をはじめとするいわゆる高品位TVは、大面積化や大
画素数化に適した前記ディスプレイパネル201の利点
を生かすのに好適な信号源である。The TV signal system to be received is not particularly limited, and examples thereof include NTSC system, PAL system and SE.
Various methods such as a CAM method may be used. Further, a TV signal including a larger number of scanning lines than these, for example, a so-called high-definition TV such as the MUSE system is suitable for taking advantage of the display panel 201 suitable for a large area and a large number of pixels. It is a signal source.
【0183】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。The T received by the TV signal receiving circuit 1013
The V signal is output to the decoder 1004.
【0184】画像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などのような有線伝送系を
用いて伝送されるTV画像信号を受信するための回路で
ある。前記TV信号受信回路1013と同様に、受信す
るTV信号の方式は特に限られるものではなく、また本
回路で受信されたTV信号もデコーダ1004に出力さ
れる。The image TV signal receiving circuit 1012 is a circuit for receiving a TV image signal transmitted using a wired transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Similar to the TV signal receiving circuit 1013, the system of the TV signal to be received is not particularly limited, and the TV signal received by this circuit is also output to the decoder 1004.
【0185】画像入力インターフェース回路1011
は、例えばTVカメラや画像読取スキャナーなどの画像
入力装置から供給される画像信号を取り込むための回路
で、取り込まれた画像信号はデコーダ1004に出力さ
れる。Image input interface circuit 1011
Is a circuit for capturing an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the captured image signal is output to the decoder 1004.
【0186】画像メモリインターフェース回路1010
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 1010
Is a circuit for capturing an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter abbreviated as VTR), and the captured image signal is output to the decoder 1004.
【0187】画像メモリインターフェース回路1009
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10
04に出力される。Image memory interface circuit 1009
Is a circuit for capturing the image signal stored in the video disc.
It is output to 04.
【0188】画像メモリ−インターフェース回路100
8は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像デー
タを記憶している装置から画像信号を取り込むための回
路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ1004
に出力される。Image memory-interface circuit 100
Reference numeral 8 denotes a circuit for capturing an image signal from a device that stores still image data, such as a so-called still image disc. The captured still image data is decoded by a decoder 1004.
Is output to
【0189】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、コンピュータネッ
トワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続する
ための回路である。画像データや文字・図形情報の入出
力を行なうのはもちろんのこと、場合によっては本表示
装置の備える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なうことも可能である。The input / output interface circuit 1005 is
It is a circuit for connecting the display device to an external computer, a computer network, or an output device such as a printer. It is of course possible to input / output image data and character / graphic information, and in some cases, input / output control signals and numerical data between the CPU 1006 of the display device and the outside.
【0190】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、或いはCPU1006
より出力される画像データや文字・図形情報に基づき表
示用画像データを生成するための回路である。本回路の
内部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積す
るための書き換え可能メモリや、文字コードに対応する
画像パターンが記憶されている読み出し専用メモリや、
画像処理を行なうためのプロセッサなどをはじめとして
画像の生成に必要な回路が組み込まれている。The image generation circuit 1007 receives image data, character / graphic information, or CPU 1006 input from the outside via the input / output interface circuit 1005.
It is a circuit for generating display image data based on image data and character / graphic information output from the output. Inside this circuit, for example, a rewritable memory for accumulating image data and character / graphic information, a read-only memory that stores image patterns corresponding to character codes,
The circuits necessary for image generation, such as a processor for image processing, are incorporated.
【0191】本回路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 this circuit is output to the decoder 1004, but in some cases, it may be output to an external computer network or printer via the input / output interface circuit 1005.
【0192】CPU1006は、主として本表示装置の
動作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる作業
を行なう。The CPU 1006 mainly performs operations related to operation control of the display device and generation, selection and editing of a display image.
【0193】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。また、その
際には表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコ
ントローラ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、
或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をアクセスして画像デー
タや文字・図形情報を入力する。For example, a control signal is output to the multiplexer 1003 to appropriately select or combine image signals to be displayed on the display panel 201. At that time, a control signal is generated to the display panel controller 1002 according to the image signal to be displayed, and the screen display frequency, the scanning method (for example, interlaced or non-interlaced), the number of scanning lines in one screen, etc. are displayed. The operation of the device is controlled appropriately. In addition, image data and character / graphic information are directly output to the image generation circuit 1007,
Alternatively, the external computer or memory is accessed through the input / output interface circuit 1005 to input image data or character / graphic information.
【0194】尚、CPU1006は、むろんこれ以外の
目的の作業にも関わるものであっても良い。例えば、パ
ーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのよう
に、情報を生成したり処理する機能に直接関わっても良
い。或いは前述したように、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ーネットワーク
と接続し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協同
して行なっても良い。It should be noted that the CPU 1006 may of course be involved in work for other purposes. For example, it may be directly related to a function of generating and processing information, such as a personal computer or a word processor. Alternatively, as described above, the computer may be connected to an external computer network via the input / output interface circuit 1005, and work such as numerical calculation may be performed in cooperation with an external device.
【0195】入力部1014は、前記CPU1006に
使用者が命令やプログラム、或いはデータなどを入力す
るためのものであり、例えばキーボードやマウスの他、
ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識装置
など多様な入力機器を用いることが可能である。The input unit 1014 is used by the user to input commands, programs, data, etc. to the CPU 1006. For example, in addition to a keyboard and a mouse,
It is possible to use various input devices such as a joystick, a bar code reader, and a voice recognition device.
【0196】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。尚、同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を備えるのが望ましい。これ
は、例えばMUSE方式をはじめとして、逆変換するに
際して画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱う
ためである。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 inverse conversion into a luminance signal, an I signal, and a Q signal. In addition, as shown by a dotted line in FIG.
It is desirable that 004 has an image memory inside. This is to handle a television signal that requires an image memory for reverse conversion, such as the MUSE method.
【0197】画像メモリを備えることにより、静止画の
表示が容易になる。或いは前記画像生成回路1007及
びCPU1006と協同して画像の間引き、補間、拡
大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易に
なるという利点が得られる。The provision of the image memory makes it easy to display a still image. Alternatively, the image processing circuit 1007 and the CPU 1006 cooperate with each other to obtain an advantage of facilitating image processing and editing such as image thinning, interpolation, enlargement, reduction, and composition.
【0198】マルチプレクサ1003は前記CPU10
06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
うち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、いわゆる多画面テレ
ビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によって
異なる画像を表示することも可能である。The multiplexer 1003 is the CPU 10
The display image is appropriately selected on the basis of the control signal input from 06. That is, the multiplexer 1003 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 1004 and outputs it to the drive circuit 1001. In that case, by switching and selecting image signals within one screen display time, it is possible to divide one screen into a plurality of areas and display different images depending on the areas, as in a so-called multi-screen television. .
【0199】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。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.
【0200】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(不図示)の動作シーケンスを制御するた
めの信号を駆動回路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、コントラスト、色調、シャープネ
スといった画質の調整に関わる制御信号を駆動回路10
01に対して出力する場合もある。As the elements related to the basic operation of the display panel 201, for example, the display panel 201
A signal for controlling the operation sequence of the driving power source (not shown) is output to the driving circuit 1001. As a signal relating to the driving method of the display panel 201, for example, a signal for controlling a screen display frequency and a scanning method (for example, interlace or non-interlace) is output to the drive circuit 1001. In some cases, the drive circuit 10 outputs control signals relating to image quality adjustment such as brightness, contrast, color tone, and sharpness of a display image.
It may be output to 01.
【0201】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 the image signal input from the multiplexer 1003 and the control signal input from the display panel controller 1002. It works.
【0202】以上、各部の機能を説明したが、図18に
例示した構成により、本表示装置においては多様な画像
情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル2
01に表示することが可能である。即ち、テレビジョン
放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ1004
において逆変換された後、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、ディスプレイコントローラ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 unit has been described above. With the configuration illustrated in FIG. 18, the display panel 2 displays image information input from various image information sources in this display device.
01 can be displayed. That is, various image signals such as television broadcasts are transmitted to the decoder 1004.
After being inversely converted in, the signal is appropriately selected in the multiplexer 1003 and input to the driving circuit 1001. On the other hand, the display controller 1002 generates a control signal for controlling the operation of the drive circuit 1001 according to the image signal to be displayed. The drive circuit 1001 applies a drive signal to the display panel 201 based on the image signal and the control signal. As a result, the image is displayed on the display panel 201. These series of operations are centrally controlled by the CPU 1006.
【0203】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及びCPU1006が関与することにより、単に複数
の画像情報の中から選択したものを表示するだけでな
く、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回
転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の
縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成、消
去、接続、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像
編集を行なうことも可能である。また、本実施例の説明
では、特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と
同様に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための
専用回路を設けても良い。In this image forming apparatus, the image memory built in the decoder 1004 and the image generating circuit 100 are included.
7 and the CPU 1006 are involved not only to display one selected from a plurality of image information but also to enlarge, reduce, rotate, move, edge emphasize, thin out, and interpolate the displayed image information. It is also possible to perform image processing such as color conversion and aspect ratio conversion of images, and image editing such as combining, erasing, connecting, replacing, and fitting. Although not particularly mentioned in the description of the present embodiment, a dedicated circuit for performing processing and editing on audio information may be provided as in the above-mentioned image processing and image editing.
【0204】従って、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、静止画像及び
動画像を扱う画像編集機器、コンピューターの端末機
器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、
ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、
産業用或いは民生用として極めて応用範囲が広い。Therefore, the present image forming apparatus includes a display device for television broadcasting, a terminal device for a video conference, an image editing device for handling still images and moving images, a computer terminal device, an office terminal device such as a word processor,
It is possible to combine the functions of a game console etc. with one unit,
It has an extremely wide range of applications for industrial or consumer use.
【0205】尚、図18は、本発明の電子放出素子を電
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。Note that FIG. 18 shows only an example of the configuration of an image forming apparatus using a display panel having the electron-emitting device of the present invention as an electron beam source, and the image forming apparatus of the present invention is It goes without saying that the present invention is not limited to this.
【0206】例えば図18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
を追加しても良い。例えば、本画像形成装置をテレビ電
話機として応用する場合には、テレビカメラ、音声マイ
ク、照明機、モデムを含む送受信回路などを構成要素に
追加するのが好適である。For example, among the components shown in FIG. 18, circuits relating to functions unnecessary for the purpose of use may be omitted.
On the contrary, the constituent elements may be added depending on the purpose of use. For example, when the image forming apparatus is applied as a videophone, it is preferable to add a television camera, a voice microphone, an illuminator, a transmission / reception circuit including a modem, and the like to the constituent elements.
【0207】本画像形成装置においては、とりわけ本発
明によるディスプレイパネル201の薄型化が容易なた
め、表示装置の奥行きを小さくすることができる。それ
に加えて、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、臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良
く表示することが可能である。In this image forming apparatus, the display panel 201 according to the present invention can be easily thinned, so that the depth of the display apparatus can be reduced. In addition, since it is easy to make a large screen, has high brightness, and has excellent viewing angle characteristics, it is possible to display a highly realistic image with high power and good visibility.
【0208】[0208]
【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、放出電子の放出角度を自由に制御できる。これ
により、テレビジョン等の画像形成装置の電子ビーム源
として使用した場合、少数の素子で多数の画素を蛍光さ
せることができ、装置設計の自由度が広がり、さらには
蛍光板の劣化を防止でき、装置の耐久性が向上する。As described above, the electron-emitting device of the present invention can freely control the emission angle of emitted electrons. Thereby, when used as an electron beam source of an image forming apparatus such as a television, it is possible to fluoresce a large number of pixels with a small number of elements, the degree of freedom in designing the apparatus is expanded, and further deterioration of the fluorescent plate can be prevented. The durability of the device is improved.
【0209】また、カラー画像にも対応可能で、高精細
かつ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。Further, a large-area flat display which can deal with color images and has high definition and high display quality can be realized.
【図1】本発明の電子放出素子の一構成例を示す断面図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of an electron-emitting device of the present invention.
【図2】図1の電子放出素子の部分斜視図である。FIG. 2 is a partial perspective view of the electron-emitting device of FIG.
【図3】本発明の電子放出素子の作用を説明するための
図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the electron-emitting device of the present invention.
【図4】本発明の電子放出素子の製造方法の一例を説明
するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing an electron-emitting device of the present invention.
【図5】フォーミング処理に用いる電圧波形の一例であ
る。FIG. 5 is an example of a voltage waveform used in forming processing.
【図6】本発明の電子放出素子の電子放出特性を測定す
るための測定評価系の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a measurement evaluation system for measuring electron emission characteristics of the electron emitting device of the present invention.
【図7】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の、放出
電流Ie及び素子電流Ifと、素子電圧Vfの関係の典
型的な例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a typical example of the relationship between the emission current Ie and the device current If and the device voltage Vf of the surface conduction electron-emitting device according to the present invention.
【図8】本発明の単純マトリクス配置の電子源の一例を
示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of an electron source having a simple matrix arrangement of the present invention.
【図9】本発明の単純マトリクス配置の電子源を備えた
表示パネルの概略構成を示す部分切り欠き斜視図であ
る。FIG. 9 is a partially cutaway perspective view showing a schematic configuration of a display panel including an electron source having a simple matrix arrangement according to the present invention.
【図10】表示パネルに用いる蛍光膜の構成例を示す図
である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a fluorescent film used in a display panel.
【図11】NTSC方式のテレビ信号に応じて画像表示
を行う画像形成装置の駆動回路の一例を示すブロック図
である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of a drive circuit of an image forming apparatus that displays an image in accordance with an NTSC television signal.
【図12】実施例2にて示す単純マトリクス配置の電子
源の部分平面図である。FIG. 12 is a partial plan view of an electron source having a simple matrix arrangement shown in a second embodiment.
【図13】図12の電子源の部分断面図である。13 is a partial cross-sectional view of the electron source of FIG.
【図14】図12の電子源の製造工程を説明するための
断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the electron source of FIG.
【図15】図12の電子源の製造工程を説明するための
断面図である。15 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the electron source of FIG.
【図16】実施例3にて示す電子放出素子の概略構成を
示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a schematic configuration of an electron-emitting device shown in Example 3.
【図17】実施例3にて示す電子放出素子の概略構成を
示す断面図である。FIG. 17 is a sectional view showing a schematic configuration of an electron-emitting device shown in Example 3.
【図18】実施例4にて示す画像形成装置のブロック図
である。FIG. 18 is a block diagram of the image forming apparatus according to the fourth embodiment.
【図19】圧電カンチレバーの概略構成を示す断面図で
ある。FIG. 19 is a sectional view showing a schematic configuration of a piezoelectric cantilever.
1 基板 2 電子放出部 3 導電性薄膜 4,5 素子電極 6 電子放出素子部 7 絶縁体層 8 空洞部 10 カンチレバー 11 圧電体薄膜 12,13 電極薄膜 14,15 絶縁体層 16 電子通過口としての空孔 20 アノード電極 41 犠牲層 51 表面伝導型電子放出素子に素子電圧Vfを印加す
るための電源 52 導電性薄膜3を流れる素子電流Ifを測定するた
めの電流計 53 アノード電極20に電圧を印加するための高圧電
源 54 電子放出部2より放出される放出電流Ieを測定
するための電流計 55 カンチレバー10を電気的に浮かせるための電源 56 カンチレバー10の屈折変化を制御するための制
御電源 57 真空装置 58 排気ポンプ 102 X方向配線 103 Y方向配線 104 電子放出素子 105,106 結線 111 リアプレ−ト 112 支持枠 113 ガラス基板 114 蛍光膜 115 メタルバック 116 フェ−スプレ−ト Hv 高圧端子 118 外囲器 121 黒色導電材 122 蛍光体 201 表示パネル 202 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 Va 直流電圧源 Vx 直流電圧源 401 層間絶縁膜 402,403 コンタクトホール 404 絶縁体層 405,406 コンタクトホール 407 Cr膜 501,502 加速電極 503,504 絶縁体層 601 加速電極 1001 ディスプレイパネル201の駆動回路 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 1006 CPU 1007 画像生成回路 1008,1009,1010 画像メモリインターフ
ェース回路 1011 画像入力インターフェース回路 1012,1013 TV信号受信回路 1014 入力部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Electron emission part 3 Conductive thin film 4,5 Element electrode 6 Electron emission element part 7 Insulator layer 8 Cavity part 10 Cantilever 11 Piezoelectric thin film 12,13 Electrode thin film 14,15 Insulator layer 16 As an electron passage port Void 20 Anode electrode 41 Sacrificial layer 51 Power supply for applying device voltage Vf to the surface conduction electron-emitting device 52 Ammeter 53 for measuring device current If flowing through the conductive thin film 3 Voltage is applied to the anode electrode 20 High-voltage power source 54 for controlling the emission current Ie emitted from the electron emission portion 2 Ammeter 55 for electrically floating the cantilever 10 56 Control power source for controlling the refraction change of the cantilever 10 57 Vacuum Device 58 Exhaust pump 102 X-direction wiring 103 Y-direction wiring 104 Electron-emitting devices 105, 106 Connection 111 Apply 112 Support frame 113 Glass substrate 114 Fluorescent film 115 Metal back 116 Face plate Hv High voltage terminal 118 Envelope 121 Black conductive material 122 Phosphor 201 Display panel 202 Scan circuit 203 Control circuit 204 Shift register 205 Line memory 206 Synchronous signal separation circuit 207 Modulation signal generator Va DC voltage source Vx DC voltage source 401 Interlayer insulating film 402,403 Contact hole 404 Insulator layer 405,406 Contact hole 407 Cr film 501,502 Acceleration electrode 503,504 Insulator layer 601 accelerating electrode 1001 drive circuit for display panel 201 1002 display controller 1003 multiplexer 1004 decoder 1005 input / output interface circuit 1006 CPU 1007 Image generation circuit 1008, 1009, 1010 Image memory interface circuit 1011 Image input interface circuit 1012, 1013 TV signal receiving circuit 1014 Input unit
Claims (12)
ーからなるゲートとを有することを特徴とする電子放出
素子。1. An electron-emitting device comprising a cold cathode type electron-emitting device section and a gate made of a cantilever.
子部から放出された電子の飛翔方向を制御する方向制御
手段であ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, wherein the gate is a direction control unit that controls a flight direction of electrons emitted from the cold cathode type electron-emitting device section.
る一対の素子電極間に跨がる導電性薄膜に電子放出部を
有する表面伝導型電子放出素子からなることを特徴とす
る請求項1に記載の電子放出素子。3. The surface emitting electron-emitting device, wherein the cold cathode electron-emitting device portion has an electron-emitting portion in a conductive thin film extending between a pair of opposing device electrodes. 1. The electron-emitting device according to item 1.
であることを特徴とする請求項1に記載の電子放出素
子。4. The electron-emitting device according to claim 1, wherein the cantilever is a piezoelectric cantilever.
出素子を基板上に複数備えることを特徴とする電子源。5. An electron source comprising a plurality of electron-emitting devices according to claim 1 on a substrate.
列した素子列を少なくとも1列以上有し、各冷陰極型電
子放出素子部を駆動するための配線がマトリクス配置さ
れていることを特徴とする請求項5に記載の電子源。6. The electron source has at least one device row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each cold cathode type electron-emitting device portion are arranged in a matrix. The electron source according to claim 5, wherein the electron source is an electron source.
列した素子列を少なくとも1列以上有し、各冷陰極型電
子放出素子部を駆動するための配線が梯状配置されてい
ることを特徴とする請求項5に記載の電子源。7. The electron source has at least one device row in which a plurality of electron-emitting devices are arranged, and wirings for driving each cold cathode electron-emitting device portion are arranged in a ladder. The electron source according to claim 5, wherein:
形成装置であって、請求項5〜7のいずれかに記載の電
子源と、該電子源から放出される電子線の照射により画
像を形成する画像形成部材とを具備することを特徴とす
る画像形成装置。8. An image forming apparatus for forming an image based on an input signal, wherein the image is formed by irradiating the electron source according to claim 5 and an electron beam emitted from the electron source. An image forming apparatus comprising: an image forming member to be formed.
子放出素子の数よりも多いことを特徴とする請求項8に
記載の画像形成装置。9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the number of pixels on the image forming member is larger than the number of the electron-emitting devices.
された電子の前記画像形成部材上での照射位置が経時的
に1画素内で変化するように、前記ゲートにより電子の
飛翔方向が制御されることを特徴とする請求項8に記載
の画像形成装置。10. The flight direction of electrons is controlled by the gate so that the irradiation position of the electrons emitted from the cold cathode type electron-emitting device portion on the image forming member changes within one pixel with time. The image forming apparatus according to claim 8, wherein
て、前記画像形成部材は3原色カラー蛍光体を有し、そ
れぞれの電子放出素子から放出された電子は、複数色の
カラー蛍光体に照射されることを特徴とする画像形成装
置。11. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the image forming member has three primary color phosphors, and the electrons emitted from each electron-emitting device irradiate the color phosphors of a plurality of colors. An image forming apparatus characterized by the following.
が、各冷陰極型電子放出素子部から放出されて前記ゲー
トにより飛翔方向が制御された電子の蛍光面上での変位
方向に一致することを特徴とする請求項11に記載の画
像形成装置。12. The arrangement direction of the three primary color phosphors coincides with the displacement direction on the phosphor screen of the electrons emitted from each cold cathode type electron-emitting device section and the flight direction of which is controlled by the gate. The image forming apparatus according to claim 11, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31940594A JPH08162006A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Electron emitting device, electron source, and image forming apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31940594A JPH08162006A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Electron emitting device, electron source, and image forming apparatus using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162006A true JPH08162006A (en) | 1996-06-21 |
Family
ID=18109826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31940594A Withdrawn JPH08162006A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Electron emitting device, electron source, and image forming apparatus using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162006A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006099057A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-13 | Idc Llc | Method and device for packaging substrate |
| JP2006159356A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | Piezoelectric drive MEMS device |
| JP2007075931A (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US7573547B2 (en) | 2004-09-27 | 2009-08-11 | Idc, Llc | System and method for protecting micro-structure of display array using spacers in gap within display device |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP31940594A patent/JPH08162006A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006099057A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-13 | Idc Llc | Method and device for packaging substrate |
| US7573547B2 (en) | 2004-09-27 | 2009-08-11 | Idc, Llc | System and method for protecting micro-structure of display array using spacers in gap within display device |
| JP2006159356A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | Piezoelectric drive MEMS device |
| JP2007075931A (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3416266B2 (en) | Electron emitting device, method of manufacturing the same, and electron source and image forming apparatus using the electron emitting device | |
| JPH08180821A (en) | Electron beam equipment | |
| JPH08315723A (en) | Electron beam generator and image forming apparatus using the same | |
| JPH0896700A (en) | Electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof | |
| JP2992927B2 (en) | Image forming device | |
| JPH07272616A (en) | Electron source and image forming apparatus | |
| JPH08162006A (en) | Electron emitting device, electron source, and image forming apparatus using the same | |
| JP3416261B2 (en) | Forming method of electron source | |
| JP2909702B2 (en) | Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus, and manufacturing method thereof | |
| JPH08162002A (en) | Surface conduction electron-emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof | |
| JP2932240B2 (en) | Electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same | |
| JP2854532B2 (en) | Surface conduction electron-emitting device, electron source, image forming apparatus, and method of manufacturing these | |
| JP3517474B2 (en) | Electron beam generator and image forming apparatus | |
| JPH08180796A (en) | Surface conduction electron-emitting device, electron source, image forming apparatus, and manufacturing method thereof | |
| JP2866307B2 (en) | Electron emitting element, electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same | |
| JP2946177B2 (en) | Electron emitting element, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus using the same | |
| JP2866312B2 (en) | Electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same | |
| JP2961500B2 (en) | Surface conduction electron-emitting device, electron source, and method of manufacturing image forming apparatus | |
| JP2872591B2 (en) | Electron emitting element, electron source, image forming apparatus using the same, and methods of manufacturing the same | |
| JPH0831306A (en) | Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof | |
| JPH08102250A (en) | Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof | |
| JPH11329216A (en) | Electron beam generator, image forming apparatus and manufacturing method | |
| JPH08162013A (en) | Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof | |
| JPH0864113A (en) | Electron emitting device, electron source, and image forming apparatus using the same | |
| JPH0831316A (en) | Electron-emitting device, electron source, image forming apparatus using the same, and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020205 |