DE69513730T2

DE69513730T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69513730T2
Application number: DE69513730T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kawate; Yasue Sato; Kazuyuki Ueda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2015-06-08
Also published as: US20020030435A1; CN1066572C; EP0686990B1; AU2058695A; DE69530946T2; DE69513730D1; EP0836213B1; EP0836213A1; CN1126366A; CA2151199A1; AU681781B2; ATE241855T1; JP3222357B2; CA2151199C; EP0686990A1; JPH0855589A; US6867537B2; US5952775A; ATE187577T1; DE69530946D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät der Flachtype, das Elektronenabstrahleinrichtungen verwendet.
In letzter Zeit haben leichte und dünne Anzeigeeinrichtungen, d. h. die sogenannten Flachanzeigeeinrichtungen, als Bilderzeugungsgeräte, die anstelle von großen und schweren Kathodenstrahlröhren verwendet werden, weit verbreitet Aufmerksamkeit gefunden. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen waren Gegenstand intensiver Forschungsarbeit und entwickelten sich als typische Flachanzeigeeinrichtungen, weisen aber noch Probleme dahingehend auf, daß ein Bild dunkel und ein Blickfeldwinkel klein ist. Flachanzeigeeinrichtungen der Abstrahltype, in welchen Elektronenstrahlen, die von Elektronenabstrahleinrichtungen abgestrahlt werden, auf Leuchtstoffe strahlen, um Fluoreszenz zu erzeugen und dadurch ein Bild zu erzeugen, sind ebenfalls bekannt als jene, von denen erwartet wird, daß sie Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen ersetzen. Die Flachanzeigeeinrichtungen der Abstrahltype, welche die Elektronenabstrahleinrichtungen verwenden, bieten ein helleres Bild und einen größeren Blickfeldwinkel als die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen. Die Nachfrage nach Flachanzeigeeinrichtungen der Abstrahltype wächst, weil sie auch für die Realisierung eines größeren Bildschirms und einer höheren Auflösung anpaßbar sind.
Es sind zwei Haupttypen der Elektronenabstrahleinrichtungen bekannt, d. h., eine Glühkathodeneinrichtung und eine Kaltkathodeneinrichtung. Kaltkathodeneinrichtungen schließen z. B. Elektronenabstrahleinrichtungen der Feldemissionstype (nachstehend abgekürzt durch FE), der Metall/ Isolierschicht/Metall-Type: (nachstehend abgekürzt durch MIM) und der Oberflächenleitungstype ein. Beispiele der FE-Elektro nenabstrahleinrichtungen sind z. B. in W. P. Dyke und W. W. Doran, "Field Emission", Advance in Electron Physics, 8, 89 (1956) und C. A. Spindt, "Physical properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones", J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976) beschrieben.
Ein Beispiel der MIM-Elektronenabstrahleinrichtungen ist z. B. in C. A. Mead, "Operation of Tunnel-Emission Devices", J. Appl. Phys., 32, 646 (1961) beschrieben.
Ein Beispiel der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen ist z. B. in M. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290 (1965) beschrieben.
Wenn in einer Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung eine Dünnschicht mit kleiner Fläche auf einer Grundplatte erzeugt ist und ein Strom zugeführt wird, um parallel zu der Schichtoberfläche zu fließen, werden daraus Elektronen abgestrahlt. Im Hinblick auf eine solche Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung ist z. B von einer berichtet worden, die nach vorstehend zitiertem Elinson eine Dünnschicht aus SnO&sub2; verwendet, einer, die eine Au-Dünnschicht verwendet [G. Dittmer: Thin Solid Films, 9, 317 (1972)], einer, die eine Dünnschicht aus In&sub2;O&sub3;/SnO&sub2; verwendet [M. Hartwell und C. G. Fonstad: IEEE Trans. ED Conf., 519 (1975)] und einer, die eine Kohlenstoff-Dünnschicht verwendet [Hisashi Araki und Mitarbeiter: Vacuum, Band 26, Nr. 1, 22 (1983)].
Als einen typischen Aufbau dieser Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen zeigt Fig. 22 schematisch den Aufbau der Einrichtung, der durch M. Hartwell und Mitarbeiter in dem vorstehend zitierten Dokument vorgeschlagen ist. In Fig. 22 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Grundplatte bezeichnet, und 33 ist eine leitfähige Dünnschicht, hergestellt aus einem Metalloxid, die durch Sputtern als ein H- förmiges Muster erzeugt ist. Die leitfähige Dünnschicht 33 wird einem Erregungsprozeß unterzogen, der als Formieren durch Erregen bezeichnet wird (weiter nachstehend beschrie ben), um einen Elektronenabstrahlbereich 34 auszubilden. Übrigens wird der Abstand L zwischen den Einrichtungselektroden 31, 32 auf 0,5-1 mm eingestellt, und die Breite W der leitfähigen Dünnschicht 33 wird auf 0,1 mm eingestellt.
In diesen Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen ist es bisher üblich, daß vor dem Beginn der Elektronenabstrahlung die leitfähige Dünnschicht 33 einem Erregungsprozeß unterzogen wird, der als Formieren durch Erregen bezeichnet wird, um den Elektronenabstrahlbereich 34 zu auszubilden. Der Ausdruck "Formieren durch Erregen" bedeutet einen Prozeß des Anlegens einer Gleichspannung an der leitfähigen Dünnschicht, die konstant ist oder sehr langsam ansteigt, um diese örtlich zu zerstören, zu verformen oder zu desintegrieren, um dadurch den Elektronenabstrahlbereich 34 auszubilden, welcher in einen Zustand hohen elektrischen Widerstands umgewandelt worden ist. In dem Elektronenabstrahlbereich 34 wird ein Riß in einem Teil der leitfähigen Dünnschicht 33 erzeugt, und Elektronen werden aus der Umgebung des Risses abgestrahlt. Somit strahlt die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung nach dem Formieren durch Erregung Elektronen aus dem Elektronenabstrahlbereich 34 ab, wenn eine zweckentsprechende Spannung an die leitfähige Dünnschicht 33 angelegt ist, so daß ein Strom durch die Einrichtung fließt.
Die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung weist einen einfachen Aufbau auf und ist auf leichte Weise herzustellen und weist daher einen Vorteil dahingehend auf, daß eine Vielzahl von Einrichtungen in einer Matrix erzeugt werden können, die eine große Fläche aufweist. Daher ist die Anwendung der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung auf geladene Strahlquellen, Anzeigeeinrichtungen usw. im Hinblick auf solche vorteilhaften Merkmale untersucht worden. Als ein Beispiel der Anwendungen, in welchem eine Vielzahl von Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen als Matrix erzeugt sind, ist eine Elektronenquelle vorgeschlagen, bei der, wie weiter nachstehend ausführlich beschrieben, die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahl einrichtungen parallel angeordnet sind, d. h. in der sogenannten Leiterstruktur, und entgegengesetzte Enden der einzelnen Einrichtungen durch zwei Leitungen verbunden sind (auch als gemeinsame Verdrahtung bezeichnet), um eine Zeile auszubilden, gefolgt vom Ausbilden dieser Zeile in einer großen Anzahl (siehe z. B. Japanische Offenlegungsschrift Nr. 64-31332).
Der Anmelder hat vorhergehend ein flaches Bilderzeugungsgerät vorgeschlagen, wobei eine Grundplatte (nachstehend auch als eine Rückplatte bezeichnet) Elektronenabstrahleinrichtungen aufweist, die darauf erzeugt sind, und eine Grundplatte (nachstehend auch als eine Frontplatte bezeichnet) mit einer Fluoreszenzschicht, die darauf ausgebildet ist, die einander in Gegenüberlage angeordnet sind, wobei ein zwischen beiden Grundplatten definierter Raum in einen dekomprimierten Zustand (oder einen Vakuumzustand) evakuiert ist, und Elektronenstrahlen, die von den Elektronenabstrahleinrichtungen abgestrahlt werden, auf die Fluoreszenzschicht strahlen, um ein Bild zu erzeugen (siehe Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2-299136).
Fig. 23 zeigt schematisch einen Abschnitt des vorstehend erwähnten flachen Bilderzeugungsgeräts, das die Elektronenabstrahleinrichtungen verwendet. In Fig. 23 weist das Gerät eine Rückplatte 1 auf, Elektronenabstrahleinrichtungen 54 und ein Luftdruck-Tragelement 3, das gegen den Luftdruck beständig ist. Mit 4 ist eine Frontplatte bezeichnet, auf deren unteren Oberfläche eine Fluoreszenzschicht 5 und eine Metallhinterlegung 6 erzeugt sind. Ein Außenrahmen 8 ist mit der Frontplatte 4 und der Rückplatte 1 durch Fritteglas 7 abdichtend verbunden, um eine Umhüllung (Vakuumbehälter) auszubilden. Ein Innenraum in der Umhüllung ist durch ein Entlüftungsrohr (nicht gezeigt) evakuiert, um einen dekomprimierten Zustand (oder einen Vakuumzustand) zu schaffen.
Es wurde jedoch in Untersuchungen, welche die Erfinder ausgeführt haben, deutlich, daß noch eine Möglichkeit zur Verbesserung des vorstehend erwähnten Bilderzeugungsgeräts in den nachstehenden Punkten besteht. Das Vorliegen des Luftdruck-Tragelements, das gegen den Luftdruck in dem Vakuumbehälter beständig ist, vermindert das Evakuierungsleitvermögen. Daher ist eine relativ lange Zeitdauer erforderlich, um den Innenraum der Umhüllung zu evakuieren. Auch wenn die Umhüllung in verhältnismäßig kurzer Zeit evakuiert wird, besteht die Gefahr, daß der Innenraum der Umhüllung nicht ausreichend dekomprimiert wird und ein schließlich erreichtes Vakuum kann relativ gering sein. Demgemäß erfordert die Evakuierungsoperation der Umhüllung einen größeren Prozentsatz der Herstellungskosten. Es folgt daraus, daß die Verkürzung der zum Evakuieren erforderlichen Zeitdauer wesentlich dazu beiträgt, die Kosten zu reduzieren. Daher wird auch erwartet, daß diese Wirkung noch beeindruckender bei Bilderzeugungsgeräten wird, die einen größeren Anzeigeschirm aufweisen.
Ein matrixadressierter Flachbildschirm mit Feldemissions- Elektronenabstrahleinrichtungen wird in der internationalen Patentschrift Nr. WO 88/01098 beschrieben. Dieser weist die folgenden Merkmale auf, welche auch in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der beigefügten Patentansprüche definiert sind:
- eine Rückplatte, die darauf Elektronenabstrahleinrichtungen aufweist,
- eine Frontplatte, die eine darauf erzeugte Fluoreszenzschicht aufweist und die in Gegenüberlage der Rückplatte angeordnet ist,
- eine Vielzahl von Abstandselementen, jeweils in der Form einer flachen Platte, die zwischen der Rückplatte und der Frontplatte angeordnet ist, wobei die Abstandselemente eine Hauptoberfläche aufweisen, welche die Rückplatte und die Frontplatte schneidet, und eine Längsachse aufweisen, die im wesentlichen parallel zueinander ist,
- einen Außenrahmen, der die Einrichtungen und die Abstandselemente umgibt, um zusammen mit der Rückplatte und der Frontplatte einen Behälter auszubilden, die Fluoreszenzschicht mit Elektronen bestrahlt wird, die von den Elektronenabstrahleinrichtungen abgestrahlt sind, um dadurch ein Bild unter Bedingungen anzuzeigen, wenn der Innenraum des Behälters evakuiert ist, und
- ein Loch zum Anordnen eines Entlüftungsrohrs zum Evakuieren des Innenraums des Behälters. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Position des Lochs nicht erwähnt wird.
Hinsichtlich des Flachbildschirms im allgemeinen wird anerkannt, daß das Europäische Patent Nr. EP-A-0451362 einen Plasmabildschirm mit sich in Längsrichtung erstreckenden flachen, plattenförmigen Abstandselementen beschreibt, die zwischen der Frontplatte und der Rückplatte mit einem Loch angeordnet sind, das in einer Ecke der Tafel angeordnet ist. Es kann in der Frontplatte oder in der Rückplatte angeordnet werden. In dem Fall von Großanzeigeeinrichtungen, wenn das Gasleitvermögen niedrig ist, wird empfohlen, vier Entlüftungsrohre anzuordnen, eines angrenzend an jede der vier Ecken des Anzeigegeräts.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, das in der Lage ist, mindestens die vorstehend erläuterten technischen Probleme des Standes der Technik zu verringern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Bilderzeugungsgeräts, durch welches das Evakuierungsleitvermögen erhöht werden kann, um eine Evakuierungszeitdauer zu verkürzen.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bilderzeugungsgerät zu schaffen, durch welches ein höherer Vakuumgrad in einer Umhüllung (Vakuumbehälter) erreichbar ist, um das Restgas zu verringern, das in der Umhüllung verbleibt, um zu ermöglichen, daß ein Bild für eine lange Zeit stabil angezeigt wird.
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, ist das Bilderzeugungsgerät der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß:
- das Loch in einem der Elemente Rückplatte, Frontplatte und Außenrahmen angeordnet ist, in einem Bereich, der durch die Bildausdehnungen in der Längsrichtung von zwei äußersten der Abstandselemente und den Außenrahmen begrenzt ist.
Durch die vorliegende Erfindung können die vorstehend erläuterten technischen Probleme des Standes der Technik gelöst werden und die vorhergehend genannten Aufgaben können erreicht werden. Da das Loch für das Entlüftungsrohr in einer speziellen Position angeordnet ist, kann bei dem Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts das Evakuierungsleitvermögen erhöht werden, um eine Evakuierungszeitdauer zu verkürzen. Außerdem ist in dem Behälter (Umhüllung) ein höherer Vakuumgrad erreichbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgerät kann das in dem Behälterraum (Umhüllung) verbliebene Restgas auf eine sehr geringe Menge vermindert werden, und daher kann die stabile Bildanzeige für eine lange Zeitdauer fortgeführt werden.
Eine Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung, die nur als Beispiele anzusehen sind, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Teilausbruchansicht eines Ausführungsbeispiels eines Bilderzeugungsgeräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 bis 12 zeigen schematische Ansichten zur Erläuterung einiger Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts,
Fig. 13A und Fig. 13B zeigen jeweils eine schematische Draufsicht und eine Schnittansicht einer Planartype der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung, welche in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendbar ist,
Fig. 14 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Stufentype der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung, welche in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist,
Fig. 15A bis 15C zeigen schematische Ansichten aufeinanderfolgender Herstellungsschritte der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung,
Fig. 16A und Fig. 1% zeigen Diagramme von Beispielen der Spannungswellenform, welche in dem Formierungsprozeß durch Erregung zur Herstellung der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung angelegt werden kann,
Fig. 17 zeigt eine schematische-Ansicht einer FE-Elektronenabstrahleinrichtung,
Fig. 18 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Grundplatte für eine Elektronenquelle in einer Matrixstruktur,
Fig. 19A und Fig. 19B zeigen schematische Ansichten von Beispielen einer Fluoreszenzschicht,
Fig. 20 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Ansteuerschaltung, die angepaßt ist, um ein Bild gemäß TV- Signalen der NTSC-Standards anzuzeigen,
Fig. 21 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Grundplatte für eine Elektronenquelle in einer Leiterstruktur,
Fig. 22 zeigt eine schematische Ansicht einer typischen Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung, und
Fig. 23 zeigt eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Bilderzeugungsgeräts unter Verwendung der typischen Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen.
Ein Bilderzeugungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist grundlegend angeordnet, wie vorstehend beschrieben ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsgeräts der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, welche schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts zeigt. In dem in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsgerät sind eine Rückplatte 1 mit darauf ausgebildeten Elektronenabstrahleinrichtungen 2 und eine Frontplatte 4 mit einer darauf erzeugten Fluoreszenzschicht 5 einander in Gegenüberlage angeordnet, und ein Außenrahmen 8 ist angeordnet, um die Frontplatte 4 und die Rückplatte 1 entlang deren Umfangskanten einzufassen. Eine Vielzahl von Abstandselementen 3 in der Form von flachen Platten sind zwischen der Frontplatte 4 und der Rückplatte 1 angeordnet, wobei die Abstandselemente 3 durch einen Klebstoff 48 mit der Rückplatte 1 verbunden sind. Bei Verwendung des Bilderzeugungsgeräts der vorliegenden Erfindung ist ein Innenraum einer Umhüllung (Vakuumbehälter), aufgebaut aus der Frontplatte 4, der Rückplatte 1 und dem Außenrahmen 8, in einen dekomprimierten Zustand evakuiert. Die Abstandselemente 3 sind daher angeordnet, um den Aufbau der Umhüllung gegen den Luftdruck beständig auszubilden. Ein Entlüftungsrohr 9, durch welches ein Innenraum der Umhüllung evakuiert wird, ist an einer Seite des Außenrahmens 8 angeordnet, der quer zu imaginären Erstreckungen der flachen, plattenförmigen Abstandselemente 3 in deren Längsrichtung angeordnet ist. Mit 51, 52 sind Leitungen zum Verbinden der Elektronenabstrahleinrichtungen bezeichnet, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind. Eine schwarze Schicht 36, ausgebildet aus einer schwarzen Matrix oder dergleichen, und eine Metallhinterlegung 38 sind angeordnet, wenn erforderlich, wie gezeigt ist. Wenngleich das Entlüftungsrohr 9 an der Seite des Außenrahmens 8 angeordnet ist, der in dieser Ausfüh rungsform quer zu den imaginären Erstreckungen der flachen, plattenförmigen Abstandselemente 3 in deren Längsrichtung angeordnet ist, wie vorstehend erläutert, ist die Anordnungsposition des Entlüftungsrohrs 9 nicht auf den Außenrahmen begrenzt. Beispielsweise kann das Entlüftungsrohr 9 an der Frontplatte 4 in einer Position A oder an der Rückplatte 1 in einer Position B angeordnet werden. Diese Positionen A und B gehören jeweils zu Flächen der Frontplatte und der Rückplatte, welche in der Nähe der Seite des Außenrahmens 8 angeordnet sind, der quer zu den imaginären Erstreckungen der flachen, plattenförmigen Abstandselemente 3 in deren Längsrichtung angeordnet ist. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, daß die Flächen der Frontplatte und der Rückplatte, welche in der Nähe der Seite des Außenrahmens angeordnet sind, der quer zu den imaginären Erstreckungen der flachen, plattenförmigen Abstandselemente in deren Längsrichtung angeordnet ist, ausgewählt werden, um nicht einen Pixelabschnitt zu beeinträchtigen, in welchem ein Bild erzeugt wird.
Da bei der vorliegenden Erfindung das Entlüftungsrohr 9 in der vorstehend beschriebenen speziellen Position angeordnet ist, kann das Evakuierungsleitvermögen verbessert werden, um eine Evakuierungszeitdauer zu verkürzen, einen höheren Vakuumgrad zu erreichen und daher eine Menge des Restgases zu verringern, das in der Umhüllung verblieben ist. Wird das Entlüftungsrohr in einer Position C oder D in Fig. 1 angeordnet, wäre das Evakuierungsleitvermögen nicht so hoch wie jenes, das sich beim Anordnen des Entlüftungsrohrs in der Position A oder B ergibt. Daher schließt die vorliegende Erfindung eine solche Anordnung nicht ein, bei der das Entlüftungsrohr in der Position C oder D angeordnet ist. In der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Entlüftungsrohre nicht auf 1 begrenzt, sondern kann eine Vielzahl sein. Ferner können das Entlüftungsrohr und die flachen, plattenförmigen Abstandselemente in verschiedenen Kombinationen angeordnet werden, wie weiter nachstehend beschrieben ist.
In dem in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsgerät wird nach dem Evakuieren des Innenraums der Umhüllung (Vakuumbehälter), aufgebaut aus der Frontplatte 4, der Rückplatte 1 und dem Außenrahmen 8, durch das Entlüftungsrohr 9 das Entlüftungsrohr 9 abgedichtet, um den Innenraum bei einem Vakuumgrad in der Größenordnung von 10&supmin;³ bis 10&supmin;&sup6; Pa (10&supmin;&sup5; bis 10&supmin;&sup8; Torr) zu erhalten. Unter dieser Bedingung werden durch Dox1 bis Doxm und Doy1 bis Doym Spannungen selektiv an die Elektronenabstrahleinrichtungen 2 angelegt, die veranlassen, daß von den Elektronenabstrahleinrichtungen 2 Elektronen abgestrahlt werden. Die abgestrahlten Elektronen werden auf die Fluoreszenzschicht 5 gestrahlt, so daß von der Schicht 5 Fluoreszenz erzeugt wird, um ein Bild zu erzeugen.
Nicht nur Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen sondern auch Heizkathodeneinrichtungen, FE-Elektronenabstrahleinrichtungen und andere können als die Elektronenabstrahleinrichtungen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wenngleich die folgende Beschreibung hauptsächlich in Verbindung mit dem Fall der Verwendung von Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen erfolgt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Bilderzeugungsgerät begrenzt, das Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen verwendet.
Fig. 13A und Fig. 13 B zeigen jeweils eine schematische Draufsicht und eine schematische Schnittansicht einer Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
In Fig. 13A und Fig. 13B ist mit 1 eine Grundplatte bezeichnet, 31 und 32 sind Einrichtungselektroden, 33 ist eine leitfähige Dünnschicht und 34 ist ein Elektronenabstrahlbereich.
Die Grundplatte 1 kann aus verschiedenen Glastypen hergestellt sein, wie z. B. Quarzglas, Glas, das Verunreinigungen aufweist, wie z. B. Na in einem reduzierten Anteil, Natron kalkglas und Glas, auf dem SiO&sub2; durch Sputtern geschichtet aufgetragen ist, oder Keramik, wie z. B. Aluminiumoxid.
Die Einrichtungselektroden 31, 32, die einander in Gegenüberlage angeordnet sind, können aus einem der üblichen leitfähigen Materialien hergestellt sein. Beispielsweise kann ein Material für die Einrichtungselektroden aus Metallen, wie z. B. Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu und Pd oder Legierungen dieser, ausgewählt sein, gedruckten Leitern, die Metalle aufweisen, wie z. B. Pd, As, Ag, Au, RuO&sub2; und Pd-Ag oder Oxide dieser, Glas usw., lichtdurchlässigen Leitern, wie z. B. In&sub2;O&sub3;-SnO&sub2; und Halbleitern, wie z. B. Polysilizium.
Der Abstand L zwischen den Einrichtungselektroden, die Länge W jeder Einrichtungselektrode und die Form der leitfähigen Dünnschicht 33 sind im Hinblick auf die Anwendungsform und andere Bedingungen ausgelegt. Der Abstand L zwischen den Einrichtungselektroden ist vorzugsweise in dem Bereich von mehreren hundert nm bis mehreren hundert um, mehr vorzugsweise in dem Bereich von 1 um bis 100 um, unter Berücksichtigung der Spannung, die zwischen den Einrichtungselektroden angelegt wird. Die Länge W jeder der Einrichtungselektroden 31, 32 ist in dem Bereich von mehreren um bis mehreren hundert um. Die Dicke d jeder Einrichtungselektrode ist in dem Bereich von 10 nm (100 Å) bis 1 um.
Zusätzlich zu dem in. Fig. 13A und Fig. 13B gezeigten Aufbau kann die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung ebenfalls durch aufeinanderfolgendes Laminieren einer Einrichtungselektrode 31, der leitfähigen Dünnschicht 33 und der anderen Einrichtungselektrode 32 auf der Grundplatte 1 erzeugt werden.
Um gute Elektronenabstrahleigenschaften zu gewährleisten, ist die leitfähige Dünnschicht 33 vorzugsweise aus einer Feinteilchenschicht erzeugt, die Feinteilchen aufweist. Die Dicke der leitfähigen Dünnschicht 33 wird unter Berücksichtigung der Stufenbedeckung zu den Einrichtungselektroden 31, 32, eines Widerstandswerts zwischen den Einrichtungselektro den 31, 32, den Bedingungen des Formierungsprozesses (wird weiter nachstehend beschrieben) usw. zweckentsprechend eingestellt. Im allgemeinen ist die Dünnschicht vorzugsweise in dem Bereich von mehreren zehn nm bis mehreren hundert nm, mehr vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 50 nm (10 Å bis 500 Å). Die leitfähige Dünnschicht 33 weist einen Widerstandswert, ausgedrückt durch Rs, in dem Bereich von 1 · 102 bis 1 · 10&sup7; Q auf. Rs ist ein Wert, welcher auftritt, wenn der Widerstand R eine r Dünnschicht mit einer Dicke t, einer Breite w und einer Länge 1 durch R = Rs(1/w) definiert ist, und er wird dargestellt durch Rs = ρ/t, wenn der spezifische Widerstand des Dünnschichtmaterials ρ ist. Wenngleich der Formierungsprozeß beschrieben wird, daß er durch Erregung in dieser Beschreibung ausgeführt wird, ist er nicht auf den Erregungsprozeß begrenzt, vielmehr kann er nach einem geeigneten Verfahren ausgeführt werden, welches einen Riß in der Schicht verursachen kann, um einen hochohmigen Zustand zu entwickeln.
Ein Material, das verwendet wird, um die leitfähige Dünnschicht 33 auszubilden, kann in zweckentsprechender Weise z. B. aus Metallen ausgewählt werden, wie z. B. Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W und Pb, Oxiden, wie z. B. PdO, SnO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, PbO und Sb&sub2;O&sub3;, Boriden, wie z. B. HfB&sub2;, ZrB&sub2;, LaB&sub6;, CeB&sub6;, YB&sub4; und GdB&sub4;, Karbiden, wie z. B. TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC und WC, Nitriden, wie z. B. TiN, ZnN und HfN, Halbleitern, wie z. B. Si und Ge, und Kohlenstoff.
Der Ausdruck "Feinteilchenschicht", wie er hier verwendet wird, betrifft eine Schicht, die eine Vielzahl von Feinteilchen aufweist, die miteinander verbunden sind und eine Mikrostruktur aufweisen, bei der einzelne Feinteilchen voneinander weg dispergiert sind oder einander angrenzend sind oder einander überlappen (einschließlich einer Struktur, in welcher einige Feinteilchen in Inselzuständen über die gesamte Schicht verbunden und dispergiert sind). Die Größe der Feinteilchen ist in dem Bereich von mehreren zehn nm bis einem um, in mehr bevorzugter Weise 1 bis 20 nm (10 Å bis 200 Å.).
Der Elektronenabstrahlbereich 34 wird durch einen hochohmigen Riß erzeugt, der in einem Teil der leitfähigen Dünnschicht 33 entwickelt ist, und hängt von der Dicke, den Eigenschaften und dem Material der leitfähigen Dünnschicht 33, der Art und Weise des Formierungsprozesses durch Erregung usw. ab. Leitfähige Feinteilchen, die eine Größe von nicht mehr als 100 nm (1000 Å) aufweisen, können in dem Elektronenabstrahlbereich 34 enthalten sein. Die leitfähigen Feinteilchen enthalten einen Teil oder alle der Elemente, die ein Material der leitfähigen Dünnschicht 33 ausbilden. Der Elektronenabstrahlbereich 34 und die leitfähige Dünnschicht 33 in der Nähe dazu können in einigen Fällen Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen enthalten.
Fig. 14 zeigt schematisch ein Beispiel einer Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung der Stufentype, welche in dem Bilderzeugungsgerät der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
In Fig. 14 sind dieselben Bestandteile wie jene in Fig. 13A und Fig. 13B gezeigten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Mit 35 ist ein Stufenausbildungsabschnitt bezeichnet. Eine Grundplatte 1, Einrichtungselektroden 31 und 32, eine leitfähige Dünnschicht 33 und ein Elektronenabstrahlbereich 34 können aus ähnlichen Materialien hergestellt werden, wie sie in den vorstehend erläuterten Oberflächenleitung- Elektronenabstrahleinrichtungen der Flachtype verwendet werden. Der Stufenausbildungsabschnitt 35 wird z. B. aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. SiO&sub2;, nach einem geeigneten Prozeß des Aufdampfens im Vakuum, des Druckens, Sputterns oder dergleichen erzeugt. Die Dicke des Stufenausbildungsabschnitts 35 kann in dem Bereich von mehreren hundert nm bis zu mehreren um entsprechend dem Abstand L zwischen den Einrichtungselektroden in den vorstehend erläuterten Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen der Flachtype sein. Während die Dicke einer Schicht, die zum Erzeugen des Stufenausbildungsabschnitts 35 verwendet wird, unter Berücksichtigung eines Herstellungsprozesses des Stufenausbildungsabschnitts 35 und der zwischen den Einrich tungselektroden angelegten Spannung eingestellt wird, ist sie vorzugsweise in dem Bereich von mehreren zehn nm bis mehrere um.
Die leitfähige Dünnschicht 33 wird auf die Einrichtungselektroden 31, 32 aufgetragen, nachdem die Einrichtungselektroden 31, 32 und der Stufenausbildungsabschnitt 35 erzeugt worden sind. Obgleich der Elektronenabstrahlbereich 34 in dem in Fig. 14 gezeigten Stufenausbildungsabschnitt 35 erzeugt ist, hängen die Form und die Position des Elektronenabstrahlbereichs 34 von Bedingungen des Herstellungsprozesses, des Formierungsprozesses usw. ab und sind nicht auf die gezeigten begrenzt.
Während die vorstehend erläuterten Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden können, zeigen Fig. 15A bis 15C schematisch ein Beispiel des Herstellungsprozesses.
Ein Beispiel des Herstellungsprozesses wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 13A und Fig. 13B sowie Fig. 15A bis 15C beschrieben. In Fig. 15A bis 15C sind dieselben Bestandteile wie jene in Fig. 13A und Fig. 13B gezeigten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
1) Die Grundplatte 1 wird mit einem Reinigungsmittel, reinem Wasser, einem organischen Lösungsmittel und dergleichen ausreichend gewaschen. Ein Einrichtungselektrodenmaterial wird dann durch Aufdampfen im Vakuum, Sputtern oder dergleichen auf die Grundplatte aufgetragen. Danach wird das abgeschiedene Material durch photolithographisches Ätzen strukturiert, um die Einrichtungselektroden 31, 32 auszubilden (Fig. 15A).
2) Auf die Grundplatte 1, auf welcher die Einrichtungselektroden 31, 32 ausgebildet sind, wird eine metallorganische Lösung aufgetragen, um eine metallorganische Dünnschicht zu erzeugen. Die metallorganische Lösung kann eine Lösung einer metallorganischen Verbindung sein, die als ein Primärelement ein metallisches Material der leitfähigen Dünnschicht 33 ist. Die metallorganische Dünnschicht wird zur Wärmebehandlung erhitzt und dann durch Abheben, Ätzen oder dergleichen strukturiert, um die leitfähige Dünnschicht 33 auszubilden (Fig. 15B). Wenngleich die metallorganische Lösung in diesem Beispiel aufgetragen wird, ist der Prozeß zur Ausbildung der leitfähigen Dünnschicht 33 nicht auf die Beschichtung begrenzt, sondern es kann auch ein anderes geeignetes Verfahren, wie z. B. Aufdampfen im Vakuum, Sputtern, chemisches Dampfabscheiden, Schleudern oder Sprühen, ausgeführt werden.
3) Anschließend wird die Grundplatte mit den Einrichtungselektroden und der leitfähigen Dünnschicht dem Formierungsprozeß unterzogen. Ein Prozeß der Erregung wird hier als ein Beispiel des Formierungsprozesses beschrieben. Wenn eine zweckentsprechende Spannung von einer Energiequelle (nicht gezeigt) zwischen den Einrichtungselektroden 31, 32 angelegt ist, wird ein Teil der leitfähigen Dünnschicht 33 in seiner Struktur verändert, um den Elektronenabstrahlbereich 34 auszubilden (Fig. 15C). Durch den Formierungsprozeß durch Erregung wird die leitfähige Dünnschicht 33 örtlich zerstört, verformt oder in der Beschaffenheit verändert, um die Struktur in diesem Teil zu verändern. Dieser Teil der leitfähigen Dünnschicht 33 wird zum Elektronenabstrahlbereich 34. Beispiele der Spannungswellenform, die zum Formieren durch Erregung angelegt wird, sind in Fig. 16A und Fig. 16B gezeigt.
Die Spannungswellenform ist vorzugsweise eine impulsförmige Wellenform. Der Formierungsprozeß durch Erregung kann durch Anlegen von aufeinanderfolgenden Spannungsimpulsen mit einem konstanten Spitzenwert ausgeführt werden, wie in Fig. 16A gezeigt ist, oder durch Anlegen von Spannungsimpulsen, welche allmählich ansteigende Spitzenwerte aufweisen, wie in Fig. 16B gezeigt ist.
In Fig. 16A stellen T1 und T2 jeweils eine Impulsbreite und ein Impulsintervall der Spannungswellenform dar. Gewöhnlich wird T1 eingestellt, um in dem Bereich von 1 us bis 10 ms zu fallen, und T2 wird eingestellt, um in dem Bereich von 10 us bis 100 ms zu fallen. Ein Spitzenwert der Dreieckwellenform (d. h. ein Spitzenwert in dem Formierungsprozeß durch Erregung) wird zweckentsprechend ausgewählt, abhängig von der Type der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung. Unter diesen Bedingungen wird die Spannung für z. B. mehrere Sekunden bis zu mehreren zehn Minuten angelegt. Der Impuls ist nicht auf die Dreieckwellenform begrenzt, sondern kann jede andere gewünschte Wellenform aufweisen, wie z. B. eine Rechteckwellenform.
In dem in Fig. 16B gezeigten Verfahren können T1 und T2 auf ähnliche Werte wie in dem in Fig. 16A gezeigten Verfahren eingestellt werden. Ein Spitzenwert der Dreieckwellenform (d. h. ein Spitzenwert in dem Formierungsprozeß durch Erregung) wird erhöht, z. B. mit einer Geschwindigkeit von 0,1 V je Impuls.
Die Zeitdauer, in welcher der Formierungsprozeß durch Erregung abzuschließen ist, kann durch Anlegen einer Spannung, deren Wert so ausgewählt ist, daß sie die leitfähige Dünnschicht 33 nicht örtlich zerstört oder verformt, und durch Messen eines Stroms während des Impulsintervalls T2, erfaßt werden. Wenn z. B. eine Spannung von etwa 0,1 V an die Einrichtung angelegt ist, wird ein daraus resultierender Einrichtungsstrom gemessen, um einen Widerstandswert zu bestimmen, und wenn der Widerstandswert 1 MΩ übersteigt, ist der Formierungsprozeß durch Erregung beendet.
4) Nach dem Formierungsprozeß durch Erregung wird die Elektronenabstrahleinrichtung einem Aktivierungsprozeß unterzogen. Der Aktivierungsprozeß verändert in bemerkenswerter Weise einen Einrichtungsstrom If und einen Emissionsstrom Ie.
Der Aktivierungsprozeß kann durch periodisches Anlegen eines Impulses an die Einrichtung ausgeführt werden, wie bei dem Formierungsprozeß durch Erregung, aber in einer Atmosphäre, die Gas eines organischen Materials enthält. Diese Atmosphäre wird durch Evakuieren der Umhüllung durch eine Ionenpumpe durch das Entlüftungsrohr erzielt, um einen ausreichend hohen Vakuumgrad zu schaffen und dann Gas eines ausgewählten organischen Materials in den Vakuumraum einzuleiten. Ein bevorzugter Gasdruck des organischen Materials hängt von der Anwendungsform, dem Aufbau der Umhüllung (Vakuumbehälter) der Art des organischen Materials usw. ab und wird daher von Fall zu Fall zweckentsprechend eingestellt. Beispiele geeigneter organischer Materialien schließen aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Alkane, Alkene und Alkine, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Amine und organische Säuren, wie z. B. Phenol, Karboxylsäure und Sulfonsäure, ein. In mehr spezifischer Weise sind geeigneter Weise verwendbare organische Materialien gesättigte Kohlenwasserstoffe, ausgedrückt durch CnH2n+2, wie z. B. Methan, Äthan und Propan, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, ausgedrückt durch CnH&sub2;n, wie z. B. Äthylen und Propylen, Benzol, Toluol, Methanol, Äthanol, Formaldehyd, Aceton, Methyl-Äthylketon, Methylamin, Äthylamin, Phenol, Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure usw. Im Ergebnis des Aktivierungsprozesses werden Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen auf der Einrichtung von dem organischen Material abgeschieden, das in der Atmosphäre vorliegt, so daß der Einrichtungsstrom If und der Emissionsstrom Ie in bemerkenswerter Weise verändert werden.
Der Zeitpunkt der Beendigung des Aktivierungsprozesses wird bestimmt, während der Einrichtungsstrom If und der Emissionsstrom Ie gemessen werden. Die Breite, das Intervall und der Spitzenwert des angelegten Impulses werden zweckentsprechend eingestellt.
Der Kohlenstoff oder die Kohlenstoffverbindungen sind in der Form des Graphits, wie z. B. HOPG (hochorientierter pyrolytischer Graphit), PG (pyrolytischer Graphit) und GC (Glaskohlenstoff) (HOPG bedeutet Graphit mit einer im wesentlichen vollständigen Kristallstruktur, PG bedeutet Graphit mit einer Kristallkorngröße von 20 nm (200 Å) und einer geringfügig unregelmäßigen. Kristallstruktur, und GC bedeutet Graphit mit einer Kristallkorngröße von 2 nm (20 Å) und einer mehr unregelmäßigen Kristallstruktur) oder amorpher Kohlen stoff (einschließlich amorphem Kohlenstoff allein und einer Mischung aus amorphem Kohlenstoff und feinen Kristallen eines vorstehend erwähnten Graphits). Die Dicke des abgeschiedenen Kohlenstoffs oder der Kohlenstoffverbindungen ist vorzugsweise nicht größer als 50 nm (500 Å), in mehr bevorzugter Weise nicht größer als 30 nm (300 Å).
5) Es ist zu bevorzugen, daß die Elektronenabstrahleinrichtung nach dem Aktivierungsprozeß einem Stabilisierungsprozeß unterzogen wird. Der Stabilisierungsprozeß wird wünschenswert unter der Bedingung ausgeführt, daß das organische Material in dem Vakuumbehälter einen Partialdruck von 1 · 10&supmin;&sup6; Pa (1 · 10&supmin;&sup8; Torr) oder weniger aufweist, vorzugsweise bis 1 · 10&supmin;&sup8; Pa (1 · 10&supmin;¹&sup0; Torr) oder weniger. Der Druck in dem Vakuumbehälter ist vorzugsweise in dem Bereich von 10-4,5 bis 10&supmin;&sup5; Pa (10-6,5 bis 10&supmin;&sup7; Torr), in mehr bevorzugter Weise 1 · 10&supmin;&sup6; Pa (1 · 10&supmin;&sup8; Torr) oder weniger. Eine Vorrichtung zum Evakuieren des Vakuumbehälters ist vorzugsweise der Type, die kein Öl verwendet, so daß Öl, das von der Evakuierungsvorrichtung erzeugt wird, die Eigenschaften der Elektronenabstrahleinrichtungen nicht beeinträchtigt. Praktische Beispiele der Evakuierungsvorrichtung schließen eine Sorptionspumpe und eine Ionenpumpe ein. Weiter vorzugsweise wird beim Evakuieren des Vakuumbehälters der gesamte Vakuumbehälter erhitzt, so daß Moleküle organischen Materials, die an den Innenwänden des Vakuumbehälters und den Elektronenabstrahleinrichtungen haften, auf leichte Weise ausgetragen werden. Es ist erwünscht, daß der Vakuumbehälter für 5 Stunden oder länger auf 80 bis 200ºC erhitzt wird, während er evakuiert wird. Die Heizbedingungen sind nicht auf die vorstehend erwähnten Bedingungen begrenzt, sondern können geändert werden, abhängig von der Größe und der Form des Vakuumbehälters, dem Aufbau der Elektronenabstrahleinrichtung und anderen.
Der Partialdruck des organischen Materials wird durch Messen der Partialdrücke organischer Moleküle bestimmt, die hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff aufgebaut sind und die Massenzahl in dem Bereich von 10 bis 200 aufweisen, durch ein Massenspektrometer und durch Integrieren der gemessenen Partialdrücke.
Die Atmosphäre, in welcher die Elektronenabstrahleinrichtungen nach dem Stabilisierungsprozeß angesteuert werden, wird vorzugsweise als dieselbe Atmosphäre erhalten, wie sie nach dem Stabilisierungsprozeß erreicht ist, doch diese Bedingung ist nicht streng gefordert. Wird das organische Material ausreichend entfernt, können zufriedenstellend stabile Eigenschaften gewährleistet werden, selbst wenn der Vakuumgrad geringfügig verringert ist.
Durch Ausbilden der Vakuumatmosphäre, wie vorstehend erwähnt, ist es möglich, die Abscheidung von neuem Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen zu verhindern. Demzufolge werden der Einrichtungsstrom If und der Emissionsstrom le stabilisiert.
Fig. 17 zeigt schematisch einen Aufbau einer FE-Elektronenabstrahleinrichtung. In Fig. 17 ist mit 1 eine Grundplatte bezeichnet, 40 ist eine negative Elektrode, 41 ist eine positive Elektrode, 43 ist eine Isolierschicht und 44 ist ein Elektronenabstrahlbereich.
Fig. 18 zeigt schematisch eine Grundplatte, auf welcher eine Vielzahl von Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen in einer Matrixstruktur angeordnet sind. In Fig. 18 ist mit 53 eine Grundplatte bezeichnet, 50 ist eine Verdrahtung in X-Richtung, 51 ist eine Verdrahtung in Y-Richtung, Z ist eine Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung und 2 ist ein Verbindungsdraht. Die Oberflächenleitung- Elektronenabstrahleinrichtung 2 kann eine Flachtype oder eine Stufentype sein. Als eine Alternative kann sie eine FE- Elektronenabstrahleinrichtung sein, wie sie in Fig. 17 gezeigt ist.
Die X-gerichtete Verdrahtung 50 ist in einer Anzahl m angeordnet, wie durch Dx1, Dx2, ..., Dxm gekennzeichnet ist, und kann z. B. aus leitfähigem Metall durch Vakuumbedampfen, Drucken, Sputtern oder dgl. erzeugt werden. Das Material, die Dicke und die Breite der Verdrahtung werden zweckentsprechend ausgelegt. Die Y-gerichtete Verdrahtung 51 ist in einer Anzahl n angeordnet, wie durch Dy1, Dy2, ..., Dyn gekennzeichnet ist, und ist wie die X-gerichtete Verdrahtung 50 erzeugt. Eine Zwischenisolierschicht (nicht gezeigt) ist zwischen der Anzahl m der X-gerichteten Leitungen 50 und der Anzahl n der Y-gerichteten Leitungen 51 angeordnet, um beide Leitungen elektrisch voneinander zu trennen (m, n sind jeweils eine positive Ganzzahl).
Die nicht gezeigte Zwischenisolierschicht wird z. B. aus SiO&sub2; durch Vakuumbedampfen, Drucken, Sputtern oder dergleichen erzeugt. Die Zwischenisolierschicht ist vollständig oder teilweise in einer gewünschten Struktur auf der Grundplatte 53 erzeugt, welche z. B. die X-gerichteten Leitungen 50 bereits darauf ausgebildet aufweist. Die Dicke, das Material und der Herstellungsprozeß der Zwischenschicht werden so gewählt, daß die Schicht insbesondere gegen einen Potentialunterschied beständig ist, der sich zwischen den Punkten, in welchen sich die X-gerichteten Leitungen 50 und die Y-gerichteten Leitungen 51 einander kreuzen, entwickelt. Die X-gerichteten Leitungen 50 und die Y-gerichteten Leitungen 51 sind aus der Umhüllung (Vakuumbehälter) durch die jeweiligen Außenanschlüsse herausgeführt.
Ein Paar von Einrichtungselektroden (in Fig. 18 nicht gezeigt) jeder Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung 2 ist jeweils mit den X-gerichteten Leitungen 50 und den Y-gerichteten Leitungen 51 durch die Verbindungsdrähte 52, die aus leitfähigem Metall oder dergleichen erzeugt sind, elektrisch verbunden.
Hinsichtlich der Materialien der Leitungen 50, 51, der Verbindungsdrähte 52 und des Paars von Einrichtungselektroden können die ausbildenden Elemente insgesamt oder zum Teil dieselben sein oder voneinander verschieden sein. Die Materialien dieser Bestandteile werden zweckentsprechend ausgewählt, z. B. aus den Materialien, die für die Einrichtungse lektroden vorstehend aufgeführt sind. Wenn die Einrichtungselektroden und die Leitungen aus denselben Materialien hergestellt sind, wird der Ausdruck "Einrichtungselektroden" häufig verwendet, daß er die Leitungen einschließt, die mit den Einrichtungselektroden verbunden sind.
Mit den X-gerichteten Leitungen 50 ist eine Abtastsignal- Anlegeeinrichtung (nicht gezeigt) zum Anlegen eines Abtastsignals verbunden, um eine Zeile der Oberflächenleitung- Elektronenabstrahleinrichtungen auszuwählen, die in der X- Richtung angeordnet sind. Andererseits ist mit den X-gerichteten Leitungen 51 eine Modulationssignal-Anlegeeinrichtung (nicht gezeigt) zum Anlegen eines Modulationssignals an eine ausgewählte Spalte der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen verbunden, die in der Y-Richtung angeordnet sind. Eine Differenzspannung zwischen dem Abtastsignal und dem Modulationssignal, das an jede Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung angelegt ist, dient als eine Ansteuerspannung für dieselbe Einrichtung.
Die vorhergehend beschriebenen Anordnungen ermöglichen das voneinander unabhängige Auswählen und Ansteuern einzelner Einrichtungen in einer einfachen Matrixverdrahtung.
Ein Beispiel des Bilderzeugungsgeräts, das unter Verwendung der Elektronenquelle, aufgebaut als einfache Matrixverdrahtung, hergestellt ist, zeigt Fig. 1.
Fig. 19A und Fig. 19B zeigen schematisch Beispiele der Fluoreszenzschicht 5. Die Fluoreszenzschicht 5 kann aus Fluoreszenzstoffen allein für eine Monochrom-Anzeigeeinrichtung ausgebildet werden. Für eine Farbanzeigeeinrichtung wird die Fluoreszenzschicht 5 auf einer Kombination einer Schwarzschicht 58 und Fluoreszenzstoffen erzeugt, wobei die Schwarzschicht 58 als Schwarzstreifen- oder Schwarzmatrix bezeichnet wird, abhängig von den Strukturen der Fluoreszenzstoffe. Der Zweck des Vorsehens der Schwarzstreifen- oder Schwarzmatrix besteht im Bereitstellen schwarzer Flächen zwischen den Fluoreszenzstoffen in drei Primärfarben, die für die Farbanzeige notwendig sind, so daß die Farbmischung weniger deutlich wird und eine Verringerung des Kontrasts, verursacht durch Reflexion von Außenlicht unterdrückt wird. Die schwarzen Streifen oder dergleichen können aus einem Material hergestellt werden, das Graphit als einen Hauptbestandteil enthält, welcher gewöhnlich in der Technik verwendet wird, oder ein anderes Material, welches eine geringe Lichtdurchlässigkeit und ein geringes Lichtreflexionsvermögen aufweist.
Fluoreszenzstoffe können auf eine Grundplatte aus Glas durch Niederschlag, Druck oder dergleichen aufgetragen werden, ohne Rücksicht darauf, ob das Bild monochrom oder farbig ist. Auf einer Innenoberfläche der Fluoreszenzschicht 5 ist gewöhnlich eine Metallhinterlegung angeordnet. Die Metallhinterlegung weist Funktionen der Erhöhung der Leuchtdichte durch Spiegelreflexion des Lichts auf, das von dem Fluoreszenzstoff nach der Innenseite, zu der Frontplatte 4, abgestrahlt wird, die als eine Elektrode wirkt, um eine Spannung zum Beschleunigen eines Elektronenstrahls anzulegen und den Fluoreszenzstoff vor Beschädigung beim Zusammenstößen mit negativen Ionen zu schützen, die in der Umhüllung erzeugt werden. Die Metallhinterlegung kann z. B. nach dem Erzeugen der Fluoreszenzschicht durch Glätten einer Innenoberfläche der Fluoreszenzschicht (dieser Schritt wird gewöhnlich als Schichtausbildung bezeichnet) und dann Abscheiden von Al durch Aufdampfen im Vakuum darauf hergestellt werden.
Um die Leitfähigkeit der Fluoreszenzschicht 5 zu erhöhen, kann die Frontplatte 4 eine lichtdurchlässige Elektrode (nicht gezeigt) aufweisen, die auf einer äußeren Oberfläche der Fluoreszenzschicht 5 (d. h. der Oberfläche in Gegenüberlage der Grundplatte aus Glas) angeordnet ist.
Vor dem hermetischen Abdichten der Umhüllung muß die sorgfältige Justierung in dem Fall einer Farbanzeigeeinrichtung ausgeführt werden, so daß die Fluoreszenzstoffe der jeweiligen Farben und die Elektronenabstrahleinrichtungen einander entsprechend genau positioniert werden.
Das in Fig. 1 gezeigte Bilderzeugungsgerät wird beispielsweise wie folgt hergestellt.
Die Umhüllung wird durch eine Evakuierungsvorrichtung, die kein Öl verwendet, wie z. B. eine Ionenpumpe und eine Sorptionspumpe, durch das Entlüftungsrohr 9 evakuiert, während sie sachgemäß erhitzt wird, wie es in dem vorstehend erwähnten Aktivierungsprozeß der Fall ist. Nach dem Erzeugen einer Atmosphäre, in welcher ein Vakuumgrad etwa 10&supmin;&sup5; Pa (10&supmin;&sup7; Torr) beträgt und die Menge des organischen Materials sehr gering ist, wird die Umhüllung hermetisch abgedichtet. Um einen Vakuumgrad in der Umhüllung nach dem hermetischen Abdichten zu erhalten, kann die Umhüllung einer Getterung unterzogen werden. Dieser Prozeß wird unmittelbar vor oder nach dem Abdichten der Umhüllung ausgeführt, indem ein Getter, der in einer vorbestimmten Position (nicht gezeigt) innerhalb der Umhüllung angeordnet ist durch Widerstandserhitzen oder Hochfrequenzerhitzen erhitzt wird, um so eine Aufdampfschicht des Getters auszubilden. Der Getter enthält gewöhnlich Ba als einen Primärbestandteil. Der Innenraum der Umhüllung kann durch die Adsorptionswirkung der Aufdampfschicht bei einem Vakuumgrad in dem Bereich von 1 · 10&supmin;³ bis 1 · 10&supmin;&sup5; Pa (1 · 10&supmin;&sup5; bis 1 · 10&supmin;&sup7; Torr) erhalten werden.
Ein Beispiel einer Ansteuerschaltung zur Anzeige eines TV- Bilds gemäß einem TV-Signal der NTSC-Standards auf einem Anzeigefeld unter Verwendung der Elektronenquelle, ausgebildet in der einfachen Matrixverdrahtung, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 20 beschrieben. In Fig. 20 ist mit 60 ein Anzeigefeld bezeichnet, 61 ist eine Abtastschaltung, 62 ist eine Steuerschaltung, 63 ist ein Schieberegister, 64 ist ein Zeilenspeicher, 65 ist eine Synchronisiersignal-Trennschaltung, 66 ist eine Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung, und Vx und Va sind Gleichspannungsquellen.
Das Anzeigefeld 60 ist mit den äußeren elektrischen Schaltungen durch Anschlüsse Doxl bis Doxm, Anschlüsse Doyl bis Doyn und einen Hochspannungsanschluß Hv verbunden. An die Anschlüsse Doxl bis Doxm ist ein Abtastsignal angelegt, um die in dem Anzeigefeld angeordnete Elektronenquelle, d. h. eine Gruppe von Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen, die in einer Matrix aus m Zeilen und n Spalten verdrahtet ist, auf einer Zeile-für-Zeile-Grundlage (d. h. in Einheiten von n Einrichtungen) nacheinander anzusteuern.
An die Anschlüsse Doyl bis Doyn ist ein Modulationssignal zum Steuern der Elektronenstrahlenausgabe von den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen in einer Zeile zu steuern, die durch das Abtastsignal ausgewählt ist. Dem Hochspannungsanschluß Hv wird eine Gleichspannung von z. B. 10 kV von der Gleichspannungsquelle Va zugeführt. Diese Gleichspannung dient als eine Beschleunigungsspannung, um den Elektronenstrahlen, die von den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen abgestrahlt sind, genug Energie zu verleihen, um die entsprechenden Fluoreszenzstoffe anzuregen.
Die Abtastschaltung 61 wird nachstehend beschrieben. Die Abtastschaltung 61 weist eine Anzahl m von Schalteinrichtungen auf (schematisch gezeigt an S1 bis Sm in Fig. 20). Jede der Schalteinrichtungen wählt eine Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle oder 0 V (Massepegel) aus und ist mit den entsprechenden der Anschlüsse Doxl bis Doxm des Anzeigefelds 60 elektrisch verbunden. Die Schalteinrichtungen S1 bis Sm werden gemäß einem Steuersignal Tscan betrieben, das durch die Steuerschaltung 62 ausgegeben wird, und werden durch eine Kombination von typischen Schalteinrichtungen, wie z. B. FETs, ausgebildet.
Die Gleichspannungsquelle Vx gibt eine Konstantspannung ab, die in dieser Ausführungsform auf der Grundlage der Eigenschaften der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen (d. h. Elektronenemission-Schwellenspannung) eingestellt wird, so daß die an die Einrichtungen, die nicht abgetastet werden, angelegte Ansteuerspannung niedriger gehalten wird als die Elektronenemission-Schwellenspannung.
Die Steuerschaltung 62 ist funktionswirksam, um die verschiedenen Bestandteile, die einander angepaßt betrieben werden, um ein Bild gemäß einem von außerhalb eingegebenen Videosignal korrekt anzuzeigen. Somit erzeugt die Steuerschaltung 62 Steuersignale Tscan, Tsft und Tmry für die angeschlossenen Bestandteile gemäß einem Synchronisiersignal Tsyn, das von der Synchronisiersignal-Trennschaltung 65 zugeführt wird.
Die Synchronisiersignal-Trennschaltung 65 ist eine Schaltung zum Trennen einer Synchronisiersignalkomponente und einer Leuchtdichte-Signalkomponente von einem NTSC-TV-Signal, das von außerhalb angelegt ist, und kann unter Verwendung typischer Frequenztrenneinrichtungen (Filter) oder dergleichen ausgebildet werden. Das Synchronisiersignal, das durch die Synchronisiersignal-Trennschaltung 65 abgetrennt ist, weist ein Vertikalsynchronisiersignal und ein Horizontalsynchronisiersignal auf, wird aber an dieser Stelle zur Vereinfachung der Beschreibung durch das Signal Tsync dargestellt. Auch die Videoleuchtdichte-Signalkomponente, die von dem TV-Signal abgetrennt ist, wird zur Vereinfachung der Beschreibung durch ein Signal DATA dargestellt. Das Signal DATA wird dem Schieberegister 63 eingegeben.
Das Schieberegister 63 führt die Seriell/Parallelumwandlung des Signals DATA aus, welches eine zeitserielle Eingabe für jede Zeile eines Bilds in das Register ist. Das Schieberegister 63 wird durch das Steuersignal Tsft betrieben, das von der Steuerschaltung 62 zugeführt wird (daher kann das Steuersignal Tsft als ein Schiebetakt für das Schieberegister 63 bezeichnet werden). Daten für eine Zeile des Bilds (entsprechend den Daten zum Ansteuern der Anzahl n der Elektronenabstrahleinrichtungen), die aus der Seriell/Parallelumwandlung resultieren, werden von dem Schieberegister 63 als eine Anzahl n von parallelen Signalen Id1 bis Idn ausgegeben.
Der Zeilenspeicher 64 ist ein Speicher zum Speichern der Daten für eine Zeile des Bilds für eine erforderliche Zeitdauer. Der Zeilenspeicher 64 speichert die Inhalte der paralle len Signale Id1 bis Idn gemäß dem Steuersignal Tmry, das von der Steuerschaltung 62 zugeführt wird. Die gespeicherten Inhalte werden als I'd1 bis I'dn ausgegeben und an die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 angelegt.
Die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 ist eine Signalquelle zur zweckentsprechenden Ansteuerung der Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen gemäß den jeweiligen Videodaten I'd1 bis I'dn in einer modulierten Weise. Ausgangssignale von der Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 werden durch die Anschlüsse Doyl bis Doyn an die entsprechenden Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen in dem Anzeigefeld 60 angelegt.
Die vorliegenden Elelktronenabstrahleinrichtungen, die in dem Anzeigefeld dieser Ausführungsform verwendet werden, weisen jeweils nachstehend erläuterte Grundeigenschaften in bezug auf den Emissionsstrom Ie auf. Speziell weist die Elektronenabstrahleinrichtungen eine eindeutige Schwellenspannung Vth zum Abstrahlen von Elektronen auf und strahlt Elektronen nur ab, wenn eine Spannung, die Vth überschreitet, angelegt ist. Für die Spannung, welche die Elektronenemissionsschwelle überschreitet, wird der Emissionsstrom in Abhängigkeit von Änderungen der an der Einrichtung angelegten Spannung ebenfalls verändert. Wenn daher eine Impulsspannung an die Einrichtung angelegt ist, werden keine Elektronen abgestrahlt, wenn die angelegte Spannung niedriger als der Elektronenemissionsschwellenwert ist, aber ein Elektronenstrahl wird erzeugt, wenn die angelegte Spannung den Elektronenemissionsschwellenwert übersteigt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Intensität des erzeugten Elektronenstrahls durch Ändern eines Spitzenwerts Vm des Impulses gesteuert werden. Ferner kann die Gesamtmenge der Ladungen des erzeugten Elektronenstrahls durch Ändern einer Impulsbreite Ps gesteuert werden.
Daher kann die Elektronenabstrahleinrichtung gemäß einem Eingangssignale durch ein Spannungsmodulationsverfahren, ein Impulsbreitenmodulationsverfahren usw. moduliert werden. In dem Fall der Anwendung des Spannungsmodulationsverfahrens kann die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 unter Verwendung einer Schaltung realisiert werden, welche einen Spannungimpuls mit einer feststehenden Länge aufweist und einen Spitzenwert des Spannungsimpulses gemäß den Eingangsdaten moduliert.
In dem Fall der Anwendung des Impulsbreitenmodulationsverfahrens kann die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 unter Verwendung einer Schaltung realisiert werden, welche einen Spannungsimpuls erzeugt, der einen feststehenden Spitzenwert aufweist und eine Breite des Spannungsimpulses gemäß den Eingangsdaten moduliert.
Das Schieberegister 63 und der Zeilenspeicher 64 können ausgelegt werden, daß sie jeweils für ein Digitalsignal und ein Analogsignal angepaßt sind. Dies ist der Fall, weil von der Seriell/Parallelumwandlung und Speicherung des Videosignals nur verlangt wird, daß sie mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ausgeführt werden.
Für die Digitalsignal-Auslegung ist es erforderlich, die Ausgabe des Signals DATA von der Synchronisiersignal- Trennschaltung 65 in ein Digitalsignal umzuwandeln, aber dies ist durch Einbeziehen einer A/D-Umwandlungseinrichtung in einen Ausgabeabschnitt der Schaltung 65 realisierbar. Ferner muß in Abhängigkeit davon, ob das Ausgangssignal des Zeilenspeichers 64 digital oder analog ist, die für die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 verwendete Schaltung auf etwas unterschiedliche Weise ausgelegt werden. Findet das Spannungsmodulationsverfahren unter Verwendung eines Digitalsignals Einsatz, wird die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 abgewandelt, daß sie eine D/A-Umwandlungseinrichtung aufweist, und wenn notwendig, einen Verstärker usw. Findet das Impulsbreitenmodulationsverfahren unter Verwendung eines Digitalsignals Einsatz, wird die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 abgewandelt, daß sie eine Schaltung in Kombination z. B. eines Hochgeschwindigkeit-Oszillators, eines Zählers zum Zählen der Anzahl von Schwingungen, die von dem Oszillator ausgegeben sind, und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich zwischen einem Ausgangswert des Zählers und einem Ausgangswert des Zeilenspeichers einschließt. In diesem Fall kann auch, wenn notwendig, ein Verstärker zum Verstärken einer Spannung des Modulationssignals, welches von der Vergleichseinrichtung ausgegeben ist und eine modulierte Impulsbreite aufweist, zu der Ansteuerspannung für die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen hinzugefügt werden.
Wenn das Spannungsmodulationsverfahren, das ein Analogsignal verwendet, Einsatz findet, kann die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 durch einen Verstärker ausgebildet werden, der z. B. einen Operationsverstärker verwendet, und wenn notwendig, zusätzlich eine Pegelverschiebungsschaltung aufweisen. Findet das Impulsbreitenmodulationsverfahren unter Verwendung eines Analogsignals Einsatz, kann die Modulationssignal-Erzeugungseinrichtung 66 z. B. durch einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) ausgebildet werden. In diesem Fall kann, wenn notwendig, ein Verstärker zum Verstärken einer Spannung des Modulationssignals zu der Ansteuerspannung für die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen ebenfalls hinzugefügt werden.
In der auf diese Weise aufgebauten Bildanzeigeeinrichtung dieser Ausführungsform werden Elektronen durch Anlegen einer Spannung an die Elektronenabstrahleinrichtungen über Anschlüsse Doxl bis Doxm und Doyl bis Doyn, die sich nach außerhalb der Umhüllung erstrecken, abgestrahlt. Die Elektronenstrahlen werden durch Anlegen einer Hochspannung an die Metallhinterlegung 6 oder die lichtdurchlässige Elektrode (nicht gezeigt) durch den Hochspannungsanschluß Hv beschleunigt. Die beschleunigten Elektronen treffen auf die Fluoreszenzschicht 5 und dadurch auf die Leuchtstoffe, welche Fluoreszenz erzeugen, um ein Bild zu erzeugen.
Die vorstehend erwähnten Ausführungsformen des Bilderzeugungsgeräts sind nur beispielhaft und können auf der Grundlage des technischen Konzepts der vorliegenden Erfindung in verschiedener Weise abgewandelt werden. Das Eingangssignal ist nicht auf ein vorstehend erwähntes NTSC-TV-Signal begrenzt, sondern kann eines anderer TV-Signale der PAL- und SECAM-Standards sein, einschließlich einer anderen Type des TV-Signals (z. B. das sogenannte Hochqualität-TV-Signal der MUSE-Standards), welche die größere Anzahl von Abtastzeilen gegenüber den vorstehend erwähnten Typen aufweist.
Fig. 21 zeigt schematisch ein Beispiel einer Elektronenquelle in einer Leiterstruktur. In Fig. 21 ist mit 53 eine Grundplatte bezeichne t, und 2 ist eine Elektronenabstrahleinrichtung. Die Elektronenabstrahleinrichtungen 2 sind durch gemeinsame Leitungen 112 miteinander verbunden, die mit Dx1 bis Dx10 bezeichnet sind. Eine Vielzahl von Elektronenabstrahleinrichtungen 2 sind auf der Grundplatte 53 parallel in der X-Richtung ausgerichtet angeordnet (eine resultierende Zeile der Elektronenabstrahleinrichtungen wird als eine Einrichtungszeile bezeichnet). Diese Einrichtungszeile ist in einer Vielzahl angeordnet, um eine Elektronenquelle auszubilden. Durch Anlegen einer Ansteuerspannung zwischen den gemeinsamen Leitungen jeder Einrichtungszeile, sind die jeweiligen Einrichtungszeilen unabhängig voneinander ansteuerbar. In spezifischer Weise wird eine Spannung, welche den Elektronenemission-Schwellenwert übersteigt, an die Einrichtungszeilen angelegt, von welchen Elektronenstrahlen abgestrahlt werden, wogegen dann, wenn eine Spannung, die niedriger als der Elektronenemission-Schwellenwert ist, an die Einrichtungszeilen angelegt wird, keine Elektronenstrahlen abgestrahlt werden. Diese Paare der gemeinsamen Leitungen Dx2 bis Dx9, welche zwischen zwei angrenzenden Einrichtungszeilen sind, z. B. Dx2 und Dx3, können jeweils als eine einzelne Leitung ausgebildet werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf praktische Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben, ist aber nicht auf die folgenden Ausführungsbeispiele begrenzt.

[Ausführungsbeispiel 1]

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Aufbaus dieses Ausführungsbeispiels, und Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2. Dieses Ausführungsbeispiel betrifft ein Bilderzeugungsgerät, das Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung als Elektronenabstrahleinrichtungen verwendet.
In Fig. 2 und Fig. 3 weist das Bilderzeugungsgerät eine aus Glas hergestellte Rückplatte 1 auf, Elektronenabstrahleinrichtungen 2, Luftdruck-Tragelemente oder Abstandselemente 3 in der Form flacher Platten zum Ausbilden einer Struktur, die gegen den Luftdruck beständig ist, eine Grundplatte 4, erzeugt auf einer lichtdurchlässigen Glasgrundplatte, eine Fluoreszenzschicht 5, erzeugt auf einer Innenoberfläche der Frontplatte 4, und eine Metallhinterlegung 6, die auf einer Oberfläche der Fluoreszenzschicht 5 angeordnet ist. Mit 7 ist Fritteglas zum Abdichten bezeichnet, und 8 ist ein Außenrahmen. Die Grundplatte 1, die Frontplatte 4 und der Außenrahmen bilden gemeinsam eine Umhüllung (Vakuumbehälter) aus, welcher durch das Fritteglas abgedichtet wird. Ein Entlüftungsrohr 9, durch welches ein Innenraum der Umhüllung evakuiert wird, ist an einer Seite des Außenrahmens 8 angeordnet, der quer zu den imaginären Erstreckungen der flachen, plattenförmigen Abstandselemente 3 in deren Längsrichtung angeordnet ist.
In den in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Anordnungen ist der Innenraum der Umhüllung in einem Vakuumzustand unter einem Druck von 10&supmin;&sup4; Pa (10&supmin;&sup6; Torr) erhalten, und dem Luftdruck wird sowohl durch die Luftdruck-Tragelemente (Abstandselemente) 3 als auch durch den Außenrahmen 8 widerstanden.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2, 3, 13A und 13B ausführlicher beschrieben.
Die Grundplatte 1 war aus Natronkalkglas hergestellt und hatte eine Größe von. 240 mm · 320 mm. Die Frontplatte 4 war ebenfalls aus Natronkalkglas hergestellt, wies aber eine Größe von 190 mm · 270 mm auf. Die Einrichtungselektroden 31, 32 jeder Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung als die Elektronenabstrahleinrichtung 2 wurden aus einer Au-Dünnschicht mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) erzeugt, wobei die Einrichtungselektroden den Abstand L von 2 um und die Länge W von 500 um aufwiesen. Eine metallorganische Lösung, d. h. eine Lösung, die organisches Palladium (CCP-4230 von Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) wurde darauf aufgetragen und dann durch Wärmebehandlung bei 300ºC für 10 Minuten erhitzt. Eine leitfähige Dünnschicht, d. h. eine Feinteilchenschicht, zusammengesetzt aus Feinteilchen (mittlerer Durchmesser; 7 nm (70 Å), die das Element Palladium als Primärbestandteil enthielt, wurde auf diese Weise erzeugt.
Dann wurde eine Cu-Schicht mit einer Dicke von 2 um und einer Breite von 300 um als eine Leitung 11 erzeugt. Eine Au- Schicht mit einer Dicke von 1 um und einer Breite von 800 um wurde als eine Gitterelektrode 14 erzeugt, ein Loch der Größe 1 mm · 500 um wurde als ein Gitterloch 15 gebohrt, und eine Isolierschicht 13 wurde unter Verwendung von SiO&sub2; zwischen den Leitungen 11 und den Gitterelektroden 14 erzeugt. Hier wurden das Metall und SiO&sub2; durch Sputtern und Strukturieren durch die Photolithographie (einschließlich Ätzen, Abheben usw.) bearbeitet. Ein Leuchtstoff der Farbe Grün P- 22 wurde auf die Frontplatte 4 aufgetragen, um die Fluoreszenzschicht 5 auszubilden. Ringförmige Getter 10, die BaAl als einen Hauptbestandteil aufwiesen, und mit einem Durchmesser von 10 mm und das Entlüftungsrohr 9 aus Glas mit einem Außendurchmesser von 6 mm und einem Innendurchmesser von 4 mm wurden an dem äußeren Rahmen 8 unter Verwendung von LS- 0206 (Warenzeichen) von Nippon Electric Glass Co., Ltd. als das Fritteglas 7 und. durch Erhitzen auf 450ºC für 10 Minuten fest angeordnet. Die Luftdruck-Tragelemente (Abstandselemente) 3 waren aus Natronkalkglas hergestellt, wiesen jeweils Abmessungen von 0,5 mm Dicke, 4 mm Höhe und 230 mm Länge auf und waren in Abständen von 2 cm senkrecht angeordnet. Nach der Montage der Grundplatte und der Frontplatte 4 mit dem dazwischen angeordneten Außenrahmen 8 wurde Fritteglas (LS-0206 (Warenzeichen) von Nippon Electric Glass Co., Ltd.) in Abschnitten aufgetragen, in welchen die Frontplatte 4, die Grundplatte 1 und der Außenrahmen 8 einander angrenzen. Die Baugruppe wurde in einem elektrischen Ofen bei 450 ºC für 10 Minuten erhitzt, wodurch eine hermetisch dichte Umhüllung geschaffen wurde.
Anschließend wurde ein Innenraum der Umhüllung auf einen Druck in der Größenordnung von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) durch eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt) durch das Entlüftungsrohr 9 evakuiert. Die Umhüllung wurde dann dem Formierungsprozeß durch Anlegen eines Spannungsimpulses mit Dreieckwellenform (untere Seite: 1 ms, Periode: 10 ms und Spitzenwert: 5 V) für 60 Sekunden dem Formierungsprozeß unterzogen und dadurch ein Elektronenabstrahlbereich ausgebildet.
Anschließend wurde die gesamte Umhüllung zum Entgasen auf 130ºC für 24 Stunden erhitzt, während die Getter durch eine Hochfrequenzwelle von 350 kHz aktiviert wurden. Das Entlüftungsrohr wurde dann abgedichtet, um das Bilderzeugungsgerät zu vollenden.
Gitterkontakte 16 und Kontaktelektroden 12 wurden mit einer externen Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) durch Flachkabel (nicht gezeigt) verbunden. Ein Videosignal wurde den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen und den Gitterelektroden 14 zugeführt, und gleichzeitig wurde eine Spannung von 5 kV von einer Hochspannungsenergieversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) an die Fluoreszenzschicht 5 und die Metallhinterlegung 6 zum Anzeigen eines Bilds angelegt. Demzufolge wurde ein Bild guter Qualität stabil angezeigt.

[Vergleichsbeispiel 1]

Ein Bilderzeugungsgerät wurde mit genau demselben Aufbau und auf dieselbe Art und Weise wie das im Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Bilderzeugungsgerät hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Entlüftungsrohr 9 an einer Seite des Außen rahmens 8 angeordnet wurde, welches rechtwinklig zu der Seite des Außenrahmens 8 angeordnet wurde, an welcher das Entlüftungsrohr 9 im Ausführungsbeispiel 1 angeordnet war.
Als ein Ergebnis des Evakuierens einer in derselben Art und Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 ausgebildeten Umhüllung war die für das Evakuieren der Umhüllung auf denselben Druck von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) erforderliche Zeitdauer das 1,5fache der Zeitdauer im Ausführungsbeispiel 1. Zusätzlich war ein Ergebnis der Evakuierung der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts des Ausführungsbeispiels 1 für dieselbe Zeitdauer wie in diesem Vergleichsbeispiel der Druck in der Umhüllung etwa die Hälfte des Drucks, die in der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts dieses Vergleichsbeispiels erreicht wurde. Somit war in der Umhüllung des Ausführungsbeispiels 1 in der Lage, einen niedrigeren Enddruck zu erreichen und die Menge des Restgases zu verringern.

[Ausführungsbeispiel 2]

Ein Bilderzeugungsgerät mit einer Vielzahl von (zwei) Entlüftungsrohren wird nachstehend beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht von Anordnungen dieses Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel wurde ein anderes Entlüftungsrohr zu dem Bilderzeugungsgerät des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels 1 hinzugefügt. Die restlichen Anordnungen sind dieselben wie in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel 1. Daher werden übereinstimmende Bestandteile wie jene in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
Die Abmessungen, der Aufbau und der Herstellungsprozeß des Bilderzeugungsgeräts dieses Ausführungsbeispiels wurden wie im Ausführungsbeispiel 1 ausgewählt, ausgenommen Angelegenheiten in bezug auf das Entlüftungsrohr.
Ein Innenraum einer ausgebildeten Umhüllung wurde durch zwei Entlüftungsrohre gleichzeitig auf denselben Druck von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) wie im Ausführungsbeispiel 1 evakuiert. Danach wurden die Formierungs-, Erhitzungs-/Entgasungs- und Getteraktivierungsprozesse ausgeführt, und die Entlüftungsrohre wurden wie im Ausführungsbeispiel 1 abgedichtet, wodurch ein Bilderzeugungsgerät hergestellt wurde. Dann wurden die Gitterkontakte 16 und Kontaktelektroden 12 mit einer externen Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) durch Flachkabel (nicht gezeigt) verbunden. Ein Videosignal wurde den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen und den Gitterelektroden 14 gleichzeitig zugeführt, und eine Spannung von 5 kV wurde an die Fluoreszenzschicht 5 und die Metallhinterlegung 6 von einer Hochspannungsenergieversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) zum Anzeigen eines Bild angelegt. Demzufolge wurde ein Bild guter Qualität für eine lange Zeitdauer stabil angezeigt.

[Vergleichsbeispiel 2]

Ein Bilderzeugungsgerät wurde mit genau demselben Aufbau und in derselben Art und Weise wie das Bilderzeugungsgerät des Ausführungsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Entlüftungsrohr in derselben Position wie in dem Vergleichsbeispiel 1 angeordnet wurde, und das andere Entlüftungsrohr wurde an einer Seite des Außenrahmens in entgegengesetzter Lagebeziehung zu der Seite angeordnet, an welcher ein Entlüftungsrohr angeordnet war. Im Ergebnis der Evakuierung einer ausgebildeten Umhüllung in derselben Weise wie im Ausführungsbeispiel 2 betrug die für das Evakuieren der Umhüllung auf denselben Druck von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) erforderliche Zeitdauer etwa das Doppelte der Zeitdauer für das Ausführungsbeispiel 2. Außerdem war im Ergebnis der Evakuierung der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts im Ausführungsbeispiel 2 für dieselbe Zeitdauer wie in diesem Vergleichsbeispiel der Druck in der Umhüllung etwa die Hälfte des Drucks, der in der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts dieses Vergleichsbeispiels erreicht wurde. Somit konnte die Umhüllung des Ausführungsbeispiels 2 einen niedrigeren Enddruck und eine verringerte Menge Restgas erreichen.

[Ausführungsbeispiel 3J

Ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von streifenförmigen Luftdruck-Tragelementen (Abstandselementen) verwendet, wird nachstehend beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht des Aufbaus dieses Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Luftdruck- Tragelemente im Ausführungsbeispiel 1 durch streifenförmige Luftdruck-Tragelemente ersetzt, die eine kürzere Länge aufweisen und in einer Matrixstruktur angeordnet sind. Die restlichen Anordnungen sind dieselben wie in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel 1. Daher werden übereinstimmende Bestandteile zu denen in Fig. 2 gezeigten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht beschrieben.
Streifenförmige Luftdruck-Tragelemente (Abstandselemente) 3 wurden aus Natronkalkglas hergestellt, wobei jede die Abmessungen 0,8 mm Dicke, 6 mm Höhe und 30 mm Länge aufwies, und waren in Abständen von 35 mm in der Längsrichtung und 20 mm in der Querrichtung senkrecht angeordnet. Der andere Aufbau und die Abmessungen der Elektronenabstrahleinrichtungen und der Elektronenquellen-Grundplatte wurden wie im Ausführungsbeispiel 1 gewählt. Ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde wie im Ausführungsbeispiel 1 hinsichtlich des Herstellungsverfahrens, des Evakuierungsverfahrens, des nach der Evakuierung zu erreichenden Drucks, der Formierungs-, Erhitzungs-/Entgasungs- und Getteraktivierungsprozesse als auch dem Abdichten des Entlüftungsrohrs hergestellt. Dann wurden Gitterkontakte 16 und Kontaktelektroden 12 mit der in Fig. 20 gezeigten externen Ansteuerschaltung durch Flachkabel (nicht gezeigt) verbunden. Ein Videosignal wurde den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen und den Gitterelektroden 14 zugeführt, und gleichzeitig wurde eine Spannung von 5 kV von einer Hochspannungsenergieversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) an die Fluoreszenzschicht 5 und die Metallhinterlegung 6 zum Anzeigen eines Bilds angelegt. Demzufolge wurde ein Bild guter Qualität stabil angezeigt, wie bei den Ausführungsbeispielen 1 und 2.

[Vergleichsbeispiel 3]

Ein Bilderzeugungsgerät wurde mit genau demselben Aufbau und in derselben Art und Weise wie das Bilderzeugungsgerät des Ausführungsbeispiels 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Entlüftungsrohr 9 an einer Seite des Außenrahmens 8, welches rechtwinklig zu der Seite des Außenrahmens 8 angeordnet war, wie in Fig. 5 gezeigt, an welcher das Entlüftungsrohr 9 im Ausführungsbeispiel 1 angeordnet war. Im Ergebnis der Evakuierung einer ausgebildeten Umhüllung in derselben Weise wie im Ausführungsbeispiel 3 betrug die für das Evakuieren der Umhüllung auf denselben Druck von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) erforderliche Zeitdauer etwa das 1,3fache der Zeitdauer für das Ausführungsbeispiel 3. Außerdem war im Ergebnis der Evakuierung der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts in Ausführungsbeispiel 3 für dieselbe Zeitdauer wie in diesem Vergleichsbeispiel der Druck in der Umhüllung etwa 3/5 des Drucks, der in der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts dieses Vergleichsbeispiels erreicht wurde. Somit konnte die Umhüllung des Ausführungsbeispiels 3 einen niedrigeren Enddruck und eine verringerte Menge Restgas erreichen.

[Ausführungsbeispiel 4]

Ein Bilderzeugungsgerät, das einen kreisförmigen Außenrahmen verwendet, wird nachstehend beschrieben. Fig. 6 zeigt eine Draufsicht des Aufbaus dieses Ausführungsbeispiels.
Fig. 6 zeigt eine Grundplatte 1 als eine Rückplatte, hergestellt aus Natronkalkglas, die eine Größe von 200 mm · 200 mm aufwies. Luftdruck-Tragelemente (Abstandselemente) 3 waren aus Natronkalkglas hergestellt, wobei jedes die Abmessungen 0,8 mm Dicke, 6 mm Höhe und 14 mm Länge aufwies, und die in Abständen von 18 mm in der Längsrichtung und 10 mm in der Querrichtung, wie in Fig. 6 gezeigt, senkrecht angeordnet waren. Eine Frontplatte 4 wies einen Außendurchmesser von 160 mm auf. Ein Leuchtstoff Grün P-22 wurde auf die Frontplatte 4 aufgetragen, um eine Fluoreszenzschicht 5 auszubilden. Ein Außenrahmen 8 war aus Natronkalkglas hergestellt und wies einen Außendurchmesser von 160 mm und einen Innendurchmesser von 150 mm auf. Die restlichen Bestandteile, die mit denselben Bezugszeichen wie die in Fig. 2 bezeichnet sind, bezeichnen übereinstimmende Elemente. Ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wies auch einen Abschnitt ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten auf. Der andere Aufbau und die Abmessungen waren dieselben wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, daß die Leitungen 11 und die Gitterelektroden 14 unterschiedliche Längen aufwiesen und die Anzahl der angeordneten Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen verschieden war. Ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde wie Ausführungsbeispiel 1 hinsichtlich des Herstellungsverfahrens, des Evakuierungsverfahrens, des nach der Evakuierung zu erreichenden Drucks, der Formierungs-, Erhitzungs-/Entgasungs- und Getteraktivierungsprozesse als auch dem Abdichten des Entlüftungsrohrs hergestellt. Dann wurden Gitterkontakte 16 und Kontaktelektroden 12 mit der in Fig. 20 gezeigten externen Ansteuerschaltung durch Flachkabel (nicht gezeigt) verbunden. Ein Videosignal wurde den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen und den Gitterelektroden 14 zugeführt, und gleichzeitig wurde eine Spannung von 5 kV von einer Hochspannungsenergieversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) an die Fluoreszenzschicht 5 und die Metallhinterlegung 6 zum Anzeigen eines Bilds angelegt. Demzufolge wurde ein Bild guter Qualität in dem Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels stabil angezeigt.

[Vergleichsbeispiel 4]

Ein Bilderzeugungsgerät wurde mit genau demselben Aufbau und in derselben Art und Weise wie das Bilderzeugungsgerät des Ausführungsbeispiels 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Entlüftungsrohr 9 in einer Position D angeordnet war, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Im Ergebnis der Evakuierung einer ausgebildeten Umhüllung in derselben Weise wie im Ausfüh rungsbeispiel 4 betrug die für das Evakuieren der Umhüllung auf denselben Druck von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) erforderliche Zeitdauer etwa das 1,6fache der Zeitdauer für das Ausführungsbeispiel 4. Außerdem war im Ergebnis der Evakuierung der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts in Ausführungsbeispiel 4 für dieselbe Zeitdauer wie in diesem Vergleichsbeispiel der Druck in der Umhüllung unmittelbar vor dem Abdichten des Entlüftungsrohrs etwa 2/5 des Drucks, der in der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts dieses Vergleichsbeispiels erreicht wurde. Somit konnte die Umhüllung des Ausführungsbeispiels 4 einen niedrigeren Enddruck und eine verringerte Menge Restgas erreichen.

[Ausführungsbeispiel 5]

Ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von Feldemissions-(FE)-Elektronenabstrahleinrichtungen, wie in Fig. 17 gezeigt, als Elektronenabstrahleinrichtungen verwendet, wird nachstehend beschrieben.
Fig. 17 zeigt einen Aufbau einer FE-Elektronenabstrahleinrichtung. In Fig. 17 ist mit 40 eine negative Elektrode bezeichnet, 41 ist eine positive Elektrode, 44 ist ein Elektronenabstrahlbereich mit zugespitzten Kanten, um Elektronen abzustrahlen, und 43 ist eine Isolierschicht. Wenn in diesem Aufbau zwischen der positiven Elektrode 41 und der negativen Elektrode 40 eine Spannung angelegt ist, wird in dem Elektronenabstrahlbereich 44 ein elektrisches Feld konzentriert, das den Elektronenabstrahlbereich 44 veranlaßt, Elektronen abzustrahlen. In der FE-Elektronenabstrahleinrichtung dieses Ausführungsbeispiels waren die negative Elektrode 40 und die positive Elektrode 41 jeweils aus einer Au-Schicht mit einer Dicke von 1 um erzeugt, und der Kantenwinkel des Elektronenabstrahlbereichs 44 war auf 45º eingestellt. Elektronenabstrahleinrichtungen, entsprechend einem Pixel, hatten insgesamt 100 Elektronenabstrahlbereiche 44, und die Isolierschicht 43 war aus einer SiO&sub2;-Schicht mit einer Dicke von 1 xm ausgebildet. Die Au- und die SiO&sub2;-Schicht waren durch Sputtern aufgetragen und durch Photolithographie (ein schließlich Ätzen, Abheben usw.) strukturiert. Die FE- Elektronenabstrahleinrichtungen wurden gegen die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen des Ausführungsbeispiels 1 ausgetauscht, und die positiven Elektroden 41 und die negativen Elektroden 40 wurden mit den Leitungen 11 verbunden. Der andere Aufbau und die Abmessungen waren dieselben wie im Ausführungsbeispiel 1.
Mit Ausnahme der Elektronenabstrahleinrichtungen wurde ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels hergestellt wie Ausführungsbeispiel 1 hinsichtlich des Herstellungsverfahrens, des Evakuierungsverfahrens, des nach der Evakuierung zu erreichenden Drucks, der Formierungs-, Erhitzungs- /Entgasungs- und Getteraktivierungsprozesse als auch des Abdichtens des Entlüftungsrohrs hergestellt. Dann wurden Gitterkontakte 16 und Kontaktelektroden 12 mit einer (nicht gezeigten) externen Ansteuerschaltung durch Flachkabel (nicht gezeigt) verbunden. Ein Videosignal wurde den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen und den Gitterelektroden 14 zugeführt, und gleichzeitig wurde eine Spannung von 5 kV von einer Hochspannungsenergieversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) an die Fluoreszenzschicht 5 und die Metallhinterlegung 6 zum Anzeigen eines Bilds angelegt. Demzufolge wurde ein Bild guter Qualität auch in diesem Ausführungsbeispiel angezeigt.

[Vergleichsbeispiel 5]

Ein Bilderzeugungsgerät wurde mit genau demselben Aufbau wie das Bilderzeugungsgerät des Ausführungsbeispiels 5 hergestellt, mit der Ausnahme, daß wie beim Vergleichsbeispiel 1 das Entlüftungsrohr 9 an einer Seite des Außenrahmens 8, welches rechtwinklig zu der Seite des Außenrahmens 8 angeordnet war, an welcher das Entlüftungsrohr 9 angeordnet war, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Im Ergebnis der Evakuierung einer ausgebildeten Umhüllung in derselben Weise wie im Ausführungsbeispiel 5 betrug die für das Evakuieren der Umhüllung auf denselben Druck von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) erforderliche Zeitdauer etwa das 1,5fache der Zeitdauer für das Aus führungsbeispiel 5. Außerdem war im Ergebnis der Evakuierung der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts in Ausführungsbeispiel 5 für dieselbe Zeitdauer wie in diesem Vergleichsbeispiel der Druck in der Umhüllung unmittelbar vor dem Abdichten etwa die Hälfte des Drucks, der in der Umhüllung des Bilderzeugungsgeräts dieses Vergleichsbeispiels erreicht wurde. Somit konnte die Umhüllung des Ausführungsbeispiels 5 einen niedrigeren Enddruck und eine verringerte Menge Restgas erreichen.

[Ausführungsbeispiel 6]

Ein in Fig. 7 gezeigtes Bilderzeugungsgerät wird nachstehend beschrieben.
Fig. 7 zeigt schematisch ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels.
In Fig. 7 ist mit 3 ein Luftdruck-Tragelement (Abstandselement) bezeichnet, das aus Natronkalkglas hergestellt ist.
23 ist ein Luftdruck-Tragaufbaubereich, der durch gerade Linien begrenzt wird, die vier Ecken einer Gruppe von Luftdruck-Tragelementen 3 verbinden.
9 ist ein Entlüftungsrohr, von dem zwei Stück angeordnet sind, durch welches aktivierendes Gas eingeleitet wird und Luft evakuiert wird. Die Entlüftungsrohre sind aus Natronkalkglas erzeugt, welche dieselben Abmessungen aufweisen und deren Endflächen poliert sind.
4 ist eine Frontplatte, die mit Löchern zum Anordnen der Entlüftungsrohre 9 ausgestattet sind.
Andere Bestandteile sind identisch zu jenen im Ausführungsbeispiel 1, das in Fig. 2 gezeigt ist, und sind daher mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde wie folgt hergestellt.
Ein Gitter und eine Fluoreszenzschicht wurden auf einer Oberfläche der Frontplatte 4 unter Verwendung desselben Prozesses wie im Ausführungsbeispiel 1 erzeugt.
Dann wurden auf der Oberfläche der Frontplatte 4 mit dem darauf erzeugten Gitter und der Fluoreszenzschicht die Luftdruck-Tragelemente 3 unter Verwendung von Fritteglas LS-7107 von Nippon Electric Glass Co., Ltd., als ein Klebstoff angeordnet.
Zu diesem Zeitpunkt waren die Luftdruck-Tragelemente 3 auf dem Gitter der Frontplatte 4 in gleichmäßigen Abständen senkrecht angeordnet.
Danach wurde die Frontplatte 4 bei 440ºC für 20 Minuten wärmebehandelt, um die Luftdruck-Tragelemente an der Frontplatte 4 durch Anschmelzen zu fixieren.
Daraufhin wurden Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen 2, Einrichtungselektroden, Leitschichtverdrahtungen usw. durch denselben Prozeß wie im Ausführungsbeispiel 1 auf der Grundplatte 1 erzeugt, um dadurch eine Elektronenquelle der Leitertype herzustellen.
Anschließend wurden auf der Oberfläche der Grundplatte 1 mit der darauf erzeugten Elektronenquelle der Leitertype ein Außenrahmen 8 und ringförmige Getter 10 unter Verwendung von Fritteglas LS-3081 von Nippon Electric Glass Co., Ltd., als ein Klebstoff angeordnet.
Zu diesem Zeitpunkt war der Außenrahmen 8 angeordnet, um den gesamten Luftdruck-Tragaufbaubereich 23 einzuschließen.
Die ringförmigen Getter 10 wurden innerhalb des Außenrahmens 8 angeordnet, doch außerhalb eines Bereichs, in welchem die Elektronenabstrahleinrichtungen 2 erzeugt wurden.
Dann wurde die Frontplatte 4 mit den darauf angeordneten Luftdruck-Tragelementen 3 mit dem Außenrahmen 8 verbunden, angeordnet auf der Grundplatte 1 unter Verwendung des Fritteglases LS-3081 als ein Klebstoff.
Die Entlüftungsrohre 9 wurden dann auf der Frontplatte 4 unter Verwendung des Fritteglases LS-3081 als ein Klebstoff senkrecht fest angeordnet.
Beim Befestigen der Entlüftungsrohre 9 wurde das Fritteglas auf eine polierte Endfläche jedes Entlüftungsrohrs 9 aufgetragen, und die mit dem Fritteglas beschichtete Endfläche wurde in eines der Löcher eingefügt, die in die Frontplatte 4 zum Befestigen der gekrümmten Rohre 9 gebohrt sind.
Um zu diesem Zeitpunkt zu verhindern, daß das Entlüftungsrohr 9 kippt oder sich verschiebt, wurde das Entlüftungsrohr 9 unter Verwendung einer Haltevorrichtung vor Ort gehalten, bis es durch das Fritteglas vollständig fixiert war.
Danach wurde die Baugruppe bei 410ºC für 20 Minuten wärmebehandelt, um die Bestandteile durch das Fritteglas miteinander zu fixieren, wodurch eine Vakuumumhüllung ausgebildet wird, die aus der Grundplatte 1, der Frontplatte 4, dem Außenrahmen 8 und den Entlüftungsrohren 9 besteht.
Anschließend wurden die Entlüftungsrohre 9 in der Umhüllung mit einem Vakuumsystem verbunden. Nach dem Evakuieren eines Innenraums der Umhüllung wurde der Formierungsprozeß wie im Ausführungsbeispiel 1 ausgeführt, um Elektronenabstrahlbereiche auszubilden.
Die Elektronenabstrahlbereiche, die durch den Formierungsprozeß ausgebildet sind, wurden dann einem Aktivierungsprozeß unterzogen.
In diesem Aktivierungsprozeß wurde Aceton als Aktivierungsgas durch die Entlüftungsrohre 9 in die Umhüllung eingeführt und eine Vakuumatmosphäre in der Größenordnung von 1 · 10&supmin;³ Pa (1 · 10&supmin;&sup5; Torr), die Aceton enthielt, wurde in der Umhüllung geschaffen. Danach wurde ein vorbestimmter Impuls wiederholt an die Elektronenabstrahlbereiche 34 von einer externen Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) angelegt, die mit Kontaktelektroden 12 und Gitterkontakten 16 verbunden ist.
Zu diesem Zeitpunkt wurde der angelegte Impuls auf einen Impuls mit einer Spitzenhöhe von 13 V und eine Frequenz von etwa 100 Hz eingestellt.
Der Aktivierungsprozeß wurde zu dem Zeitpunkt beendet, bei dem der Emissionsstrom Ie Sättigung annahm.
Im Ergebnis des vorstehend erwähnten Aktivierungsprozesses wurden der Einrichtungsstrom It und der Emissionsstrom Ie bemerkenswert verändert.
Dann wurden die Elektronenabstrahleinrichtungen nach dem Aktivierungsprozeß dem Stabilisierungsprozeß unterzogen.
In dem Stabilisierungsprozeß wurde die gesamte Umhüllung auf 200ºC erhitzt, während der Innenraum der Umhüllung durch eine mit den Entlüftungsrohren 9 verbundene Sorptionspumpe evakuiert wurde.
Der Stabilisierungsprozeß wurde zu dem Zeitpunkt beendet, wenn der Druck in der Umhüllung ein Vakuumniveau von 1 · 10&supmin;&sup6; Torr oder höher erreichte.
Schließlich wurden die Getter aktiviert und die Entlüftungsrohre wurden wie im Ausführungsbeispiel 1 abgedichtet, wodurch ein Bilderzeugungsgerät hergestellt wurde.
Dann wurden die Gitterkontakte 16 und die Kontaktelektroden 12 mit einer externen Ansteuerschaltung (nicht gezeigt) durch Flachkabel (nicht gezeigt) verbunden. Ein Videosignal wurde den Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtung und den Gitterelektroden 14 zugeführt, und gleichzeitig wurde eine Spannung von 5 kV von einer Hochspannungsenergiever sorgungseinrichtung (nicht gezeigt) zum Anzeigen eines Bilds an die Fluoreszenzschicht 5 und die Metallhinterlegung 6 angelegt.
In dem Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels 1 wurde die erforderliche Zeitdauer zum Evakuieren der Umhüllung auf denselben Druck von 1 · 10&supmin;&sup4; Pa (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) verkürzt, und ein höheres Vakuumniveau wurde durch die Evakuierung in derselben Zeitdauer erzeugt.
Es hat sich ebenfalls bestätigt, daß in dem Fall, wenn das Aktivierungsgas eingeführt wird, ein Partialdruck des Aktivierungsgases innerhalb der Umhüllung innerhalb kurzer Zeit ausgeglichen wurde und Veränderungen in den elektrischen Eigenschaften der Elektronenabstrahleinrichtungen nach dem Aktivierungsprozeß sehr gering waren.

[Ausführungsbeispiel 7]

Ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von Luftdruck- Tragelementen (Abstandselementen) 3 verwendet, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben.
Fig. 8 zeigt schematisch ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel waren die Luftdruck-Tragelemente 3 in einer Matrixstruktur angeordnet.
Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen 54 wurden als die Elektronenabstrahleinrichtungen verwendet, und Xgerichtete Leitungen. 50 und Y-gerichtete Leitungen 51 waren angeordnet, um die Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen 54 anzusteuern. Der restliche Aufbau ist derselbe wie in dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel 6 und wird daher hier nicht beschrieben.
Da die Luftdruck-Tragelemente 3 in diesem Ausführungsbeispiel kürzer als jene Luftdruck-Tragelemente 3 in dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel 6 waren, wurden Verän derungen der Abmessungen, die in dem Schneid- und dem Polierprozeß der Luftdruck-Tragelemente 3 mit der gewünschten Form verursacht waren, klein gehalten. Demzufolge wurde die Ausbeute der Luftdruck-Tragelemente 3 erhöht, und deren Herstellungskosten wurden verringert.
Da ferner die Luftdruck-Tragelemente 3 in Abständen angeordnet waren, wie in Fig. 8 gezeigt ist, lag keine Verringerung des Leitvermögens vor, wenn Aktivierungsgas in die Umhüllung eingeleitet wurde und die Luft daraus evakuiert wurde. Demzufolge wurde der Aktivierungsprozeß gleichmäßig ausgeführt, und das gewünschte Vakuumniveau wurde in einer kürzeren Zeitdauer erreicht.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde mit demselben Aufbau und in derselben Weise wie im Ausführungsbeispiel 6 hergestellt, mit Ausnahme der Größe und der Anordnung der Luftdruck-Tragelemente. Demzufolge wurde beim Anzeigen eines Bilds in gleicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel 6 ein Bild guter Qualität angezeigt.

[Ausführungsbeispiel 8]

Ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von Luftdruck- Tragelementen 3 in der Form von flachen Platten verwendet, die in einem Zickzack-Muster in bezug auf eine Längsseite eines Außenrahmens angeordnet sind, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.
Fig. 9 zeigt schematisch ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels.
Die Luftdruck-Tragelemente 4 waren innerhalb einer Umhüllung angeordnet, die gegenüber dem Luftdruck beständig ist, wie Fig. 9 zeigt, in einem Zickzack-Muster in bezug auf eine Längsseite des Außenrahmens, während Abstände dazwischen erhalten wurden. Die rechteckige Umhüllung ist mit zwei Entlüftungsrohren 9 versehen, die in entgegengesetzten Ecken des Rechtecks angeordnet sind, wobei eines zum Einführen ei nes Aktivierungsgases und das andere zum Evakuieren des Inneren der Umhüllung verwendet wird. Wenn daher das Aktivierungsgas in die Umhüllung eingeleitet wurde, bildete sich ein Partialdruck des Aktivierungsgases innerhalb der Umhüllung gleichmäßiger aus.
Es ergab sich auch keine Verringerung des Leitvermögens, wenn die Luft in der Umhüllung daraus evakuiert wurde. Demzufolge wurden die gleichmäßige Aktivierung der Elektronenabstrahleinrichtungen und das gewünschte Vakuumniveau in einer kürzeren Zeitdauer erreicht.
Weiterhin ist eine gerade Linie, die ein Paar von Entlüftungsrohren 9 verbindet, durch das Bezugszeichen 24 bezeichnet. Die Luftdruck-Tragelemente 3 waren nicht jenseits der geraden Linie 24 angeordnet. Der restliche Aufbau ist derselbe wie in dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel 6.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde in derselben Weise wie im Ausführungsbeispiel 6 hergestellt, mit Ausnahme der Anordnung der Luftdruck-Tragelemente 3 und der Entlüftungsrohre 9. Diese Ausführungsbeispiel zeigte ebenfalls ein Bild guter Qualität an.

[Ausführungsbeispiel 9]

Ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von Luftdruck- Tragelementen 3, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind, und zwei Entlüftungsrohre verwendet, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.
Fig. 10 zeigt schematisch ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel waren die Luftdruck-Tragelemente 3 in einer Matrixstruktur angeordnet. Die Luftdruck-Tragelemente 3 waren dieselben wie jene im Ausführungsbeispiel 7 verwendeten.
Das Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde mit demselben Aufbau und in derselben Art und Weise wie beim Ausführungsbeispiel 6 hergestellt, mit Ausnahme der Vielzahl und der Anordnung der Luftdruck-Tragelemente 3. Es wurde ebenfalls ein Bild guter Qualität angezeigt, wie es beim Ausführungsbeispiel 6 der Fall war.

[Ausführungsbeispiel 10]

Ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von Luftdruck- Tragelementen 3 in der Form von flachen Platten, die in einem Zickzack-Muster in bezug auf eine Längsseite eines Außenrahmens angeordnet sind, und vier Entlüftungsrohre verwendet, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.
Fig. 11 zeigt schematisch ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels. Das Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wies denselben Aufbau wie Ausführungsbeispiel 8 auf, mit der Ausnahme, daß vier Entlüftungsrohre angeordnet waren.
Die Luftdruck-Tragelemente 3 waren nicht jenseits gerader Linien 24 angeordnet, die alle Entlüftungsrohre 9 verbinden. Mit dem Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde ein sehr hoher Evakuierungswirkungsgrad erreicht, und es wurde ebenfalls ein Bild guter Qualität angezeigt.
Wenngleich die Entlüftungsrohre 9 an der Frontplatte angeordnet waren, ist die Anordnungsposition der Entlüftungsrohre 9 nicht auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt. Die Entlüftungsrohre können an der Rückplatte angeordnet werden oder verteilt sowohl an der Frontplatte als auch an der Rückplatte.
Ferner können die Entlüftungsrohre als Einleitungsrohre für Aktivierungsgas und als Evakuierungsrohre dienen.

[Ausführungsbeispiel 11]

Ein Bilderzeugungsgerät, das Entlüftungsrohre aufweist, die an einer Rückplatte angeordnet sind, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben. Fig. 12 zeigt schematisch ein Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 12 gezeigt, waren die Entlüftungsrohre 9 an der Rückplatte 1 angeordnet. Das Bezugszeichen 19 in Fig. 12 zeigt ein Loch, das in der Rückplatte ausgebildet ist. Das Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels wurde mit demselben Aufbau und in derselben Art und Weise wie Ausführungsbeispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Entlüftungsrohre 9 an der Rückplatte 1 angeordnet waren. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wurde ein Bild guter Qualität angezeigt.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät, das aufweist:

- eine Rückplatte (1), die darauf erzeugte Elektronenabstrahleinrichtungen (2, 54) aufweist,

- eine Frontplatte (4), die eine darauf erzeugte Fluoreszenzschicht (5) aufweist und in Gegenüberlage der Rückplatte angeordnet ist,

- eine Vielzahl von Abstandselementen (3), jeweils in der Form einer flachen Platte, die zwischen der Rückplatte und der Frontplatte angeordnet ist, wobei die Abstandselemente eine Hauptoberfläche aufweisen, die sich mit der Rückplatte und der Frontplatte kreuzt, und eine Längsachse aufweisen, die im wesentlichen zueinander parallel ist,

- einen Außenrahmen (8), der die Einrichtungen und die Abstandselemente umgibt, um zusammen mit der Rückplatte und der Frontplatte einen Behälter auszubilden, wobei die Fluoreszenzschicht mit Elektronen bestrahlt wird, die von den Elektronenabstrahleinrichtungen abgestrahlt werden, um dadurch unter Bedingungen, in denen der Innenraum des Behälters evakuiert ist; ein Bild anzuzeigen, und

- ein Loch zum Anordnen eines Entlüftungsrohrs (9) zum Evakuieren des Innenraums des Behälters,

dadurch gekennzeichnet, daß:

das Loch in einem der Elemente Rückplatte, Frontplatte und Außenrahmen in einem Bereich angeordnet ist, der durch imaginäre Erstreckungen in der Längsrichtung der zwei äußersten der Abstandselemente und dem Außenrahmen begrenzt ist.

2. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Loch in der Frontplatte in einer Position anders als der Bereich angeordnet ist, in welchem die Fluoreszenzschicht erzeugt ist, oder der Rückplatte in einer Position anders als der Bereich, in welchem die Elektronenabstrahleinrichtungen erzeugt sind.

3. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Vielzahl von solchen Löchern in dem Bereich angeordnet ist.

4. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 3, wobei die Abstandselemente in Positionen angeordnet sind, um eine gerade Linie zu meiden, die entgegengesetzte zwei der Vielzahl von Löchern verbindet.

5. Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die Abstandselemente in Zeilen und Spalten angeordnet sind und in der Position in bezug zueinander gestaffelt in abwechselnden Zeilen und Spalten in einer Zickzack-Struktur in bezug auf jede Seite des Außenrahmens angeordnet sind.

6. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Elektronenabstrahleinrichtungen Feldemissions- Elektronenabstrahleinrichtungen sind.

7. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Elektronenabstrahleinrichtungen Oberflächenleitung-Elektronenabstrahleinrichtungen sind.

8. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils ein Entlüftungsrohr (9) zur Verbindung mit dem oder jedem jeweiligen Loch angeordnet ist.

9. Bilderzeugungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches evakuiert und abgedichtet ist.