JP2000133138A

JP2000133138A - 画像形成装置とその製造方法

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Publication number: JP2000133138A
Application number: JP10308329A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hamamoto; 康弘浜元; Toshihiko Takeda; 俊彦武田; Mitsutoshi Hasegawa; 光利長谷川; Ihachirou Gofuku; 伊八郎五福; Kazuya Shigeoka; 和也重岡; Yoshitaka Arai; 由高荒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】電子放出素子からの電子放出量が安定し、素
子特性の劣化を抑制でき、輝度の低下、および輝度むら
を抑制した画像形成装置を提供する。【解決手段】電子源基板１上に非蒸発型ゲッター１２
が形成された構造を有する画像形成装置の製造に際し、
電子源基板１上に開口部を有する密着層並びにマスクを
固定配置し、マスク開口部より露出した電子源基板１上
に、減圧プラズマ溶射法により非蒸発型ゲッター１２を
成膜し、マスク並びに密着層を除去することにより、画
像表示領域内に非蒸発型ゲッター１２を形成したことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器内に、電
子源と、該電子源から放出された電子線の照射により画
像を形成する画像形成部材とゲッター材とを備えた平板
型の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子源より放出された電子ビームを画像
形成部材である蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画
像を表示する画像表示装置においては、電子源と画像形
成部材を内包する真空容器の内部を高真空に保持しなけ
ればならない。それは、真空容器内部にある種のガスが
一定量以上ある常態で電子源を動作させると、電子源の
電子放出量が低下するという特性劣化が生じ、明るい良
好な画像が表示できなくなるためである。また、電子源
の特性劣化にとどまらず、電子ビームにより電離されて
イオンとなった容器内のガス分子が、容器内の電場によ
り加速されて電子源に衝突することで、電子源に損傷を
与えることもある。さらに、場合によつては、内部で放
電を生じさせる場合もあり、この場合は装置を破壊する
こともある。

【０００３】真空容器内で電子源を駆動し、発生した電
子ビームを加速して蛍光体を発光させると、容器内にガ
スが放出される。これは、加速された電子の刺激によ
り、画像形成部材表面もしくは内部に吸着もしくは吸蔵
されていたガスが真空中に放出されるのが主な原因であ
る。

【０００４】したがって、上記画像形成装置を長期にわ
たり安定して良好な明るい画像が表示できるように動作
させるためには、動作時に放出されるガスを積極的に排
気し、容器内の圧力を低く維持する機構を設ける必要が
ある。

【０００５】電子源を用いた画像形成装置において、容
器内にゲッターを配置し、積極的に排気を行うことは一
つの有効な手段である。とりわけ画像形成部材と電子源
との距離が短い平板型の画像形成装置において、画像表
示領域内にゲッターを配置することは、画像形成部材か
ら放出されるガスの局所的な圧力上昇を抑え、効率的に
排気できるという点において望ましい形態であるといえ
る。

【０００６】この様な事情を考慮して、特定の構造を有
する平板型画像形成装置では、画像表示領域内にゲッタ
ー材を配置して、発生したガスを即座に吸着するように
した構成が開示されている。

【０００７】例えば、特開平４−１２４３６号公報で
は、電子ビームを引き出すゲート電極を有する電子源に
おいて、該ゲート電極をゲッター材で形成する方法が開
示されており、円錐状突起を陰極とする電界放出型の電
子源と、ｐｎ接合を有する半導体電子源が例示されてい
る。尚、該ゲート電極はＴａ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｔｈ，Ｈｆ
等の合金からなり、半導体プロセスにより形成される。

【０００８】また、特開平８−２２７８５号公報では、
多数の電界放出型陰極からなる電子源を有するフラット
型表示装置に関して、蛍光体を有する前面側パネルの各
蛍光体間の内壁面、もしくは電子源の各陰極群間の壁面
上にマスク蒸着法により１０Ｏｎｍ程度のＢａＡｌ₄ を
原料としたＢａ膜等の蒸発型ゲッターが形成されてい
る。

【０００９】また、特開昭６３−１８１２４８号公報及
び特公平６−３７１４号公報では、カソード（陰極）群
と真空容器のフェースプレートとの間に、電子ビームを
制御するための電極（グリッドなど）を配置する構造の
平板状ディスプレイにおいて、この制御用電極上にゲッ
ター材の膜を形成する方法が開示されている。

【００１０】特開昭６３−１８１２４８号公報の例で
は、ゲッター材はＺｒ（８４％）−Ａｌ（１６％）から
なり、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法、塗布法等で電極上に直接成膜される。

【００１１】また、特公平６−３７１４号公報の例では
厚さ０．１ｍｍの金属板上にゲッター物質を圧着した小
片（例えばサエスゲッターズのＳｔ７０７のようなＺｒ
ＶＦｅ合金）をスポット溶接で電極上に固定している。

【００１２】また、米国特許第５，４５３，６５９
号，″ＡｎｏｄｅＰｌａｔｅｆｏｒＦｌａｔＰａ
ｎｅｌＤｉｓｐｌａｙｈａｖｉｎｇｌｎｔｅｇｒ
ａｔｅｄＧｅｔｔｅｒ″，ｉｓｓｕｅｄ２６Ｓｅ
ｐｔ．１９９５，ｔｏＷａｌｌａｃｅｅｔａｌ．
では、画像表示部材（アノードプレート）上の、ストラ
イプ上の蛍光体同士の隙間にゲッター部材を形成したも
のが開示されている。この例では、ゲッター材はＺｒＶ
ＦｅまたはＢａをイオンビームスパッタや、電子ビーム
蒸着法を用いて０．１〜１μｍの厚みで成膜し、その後
リソグラフィー法により整形している。ゲッター材は、
蛍光体及びそれと電気的に接続された導電体とは電気的
に分離されており、ゲッターに適当な電位を与えて電子
源の放出した電子を照射・加熱することで、ゲッターの
活性化を行う、あるいは、ゲッターに通電加熱して活性
化を行うものである。

【００１３】また、構造と製造方法が簡単で、大面積化
が容易な電子放出素子を用いて作成した画像形成装置内
の画像表示領域内に、効果的にゲッター材を配置しゲッ
ター材の活性化を行う手法の提案が、特開平９−８２２
４５号公報にてなされている。この例では、横型の電界
放出型電子放出素子や、表面伝導型電子放出素子を多数
配設した電子源を用いており、該電子源基板上の電子放
出素子以外の領域ないしは画像形成部材のメタルバック
上にゲッターが形成されている。尚、該ゲッター材は真
空蒸着法、スパッター法により成膜されており、Ｔｉ，
Ｚｒのうち少なくとも一種を主成分とする合金からなる
か、または、更にＡｌ，Ｖ，Ｆｅのうち一種以上を副成
分とする合金からなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】容器内のガス分子を長
期にわたりより効果的に吸着排気するためには、ゲッタ
ー膜自身の量を増やし、かつ表面積を増加させることが
好ましい。

【００１５】ところが、上述の特開平４−１２４３６号
公報、特開平８−２２７８５号公報、特開昭６３−１８
１２４８号公報、米国特許第５，４５３，６５９号、及
び特開平９−８２２４５号公報におけるゲッター材の形
成方法は、真空蒸着法、スパッタ法等により形成されて
いるため、成膜時の成膜速度を考慮すると、１回の工程
で形成できるゲッター材の膜厚はせいぜい数μｍが上限
である。同手法にてそれ以上の膜厚のゲッター材を形成
ずるためには、成膜に要する時間の増大は避けられずコ
ストの上昇につながる。また、同手法により形成される
膜の表面積は蒸着時の成膜条件により多少の制御はでき
るが、より大きな表面積を持つ膜を形成するためには、
被蒸着物の表面形状を加工するなどの特別な工程を必要
とする。

【００１６】また、特公平６−３７１４号公報の様にゲ
ッター物質を圧着した小片をスポット溶接した例では、
該小片のサイズ以下の領域へのゲッター材の配置は困難
であり、単位画素の大きさが通常数ｍｍ以下で構成され
る画像形成装置に向いた技術ではない。

【００１７】本発明は、以上述べた不都合を解消し得る
大容量でかつ表面積の大きなゲッター膜を画像形成装置
の表示領域内に配置する製法を提供し、輝度の経時的変
化（経時的低下）の少ない画像形成装置の提供と画像形
成領域内での経時的な輝度バラツキの発生の少ない画像
形成装置の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
成された本発明の構成は、以下の通りである。

【００１９】すなわち、本発明は、外囲器内に、複数の
電子放出素子を配設した電子源基板と、該電子源基板と
真空部を介し対向して設けられた発光表示板と、非蒸発
型ゲッターとを有する画像形成装置の製造方法におい
て、該非蒸発型ゲッターを構成する原料を、溶射する工
程、を有することを特徴としているものである。

【００２０】上記本発明の製造方法において、前記非蒸
発型ゲッターを構成する原料を、溶射する工程は、減圧
下で行われることが好ましく、具体的には、減圧下で、
プラズマジェットを発生させ、該プラズマジェット中
に、前記非蒸発型ゲッターの原料となる粉末を投入して
行うことができる。

【００２１】また、前記非蒸発型ゲッターを構成する原
料を、溶射する工程は、さらに、前記電子源基板上に開
口部を有する密着層並びにマスクを固定配置する工程
と、非蒸発型ゲッターを構成する原料を、マスク開口部
より露出した電子源基板上に、溶射した後、マスク並び
に密着層を除去する工程と、を有することもできる。

【００２２】また、電子源基板上に開口部を有する密着
層並びにマスクを固定配置する工程としては、具体的に
は例えば、電子源基板上に密着層を形成した後、密着層
を形成した該基板上に開口部を有するマスクを固定し、
該マスク開口部より露出した密着層を除去する工程や、
マスクの片面もしくは両面に、マスクと同様の形状にて
密着層を形成した後、該密着層が形成された面を電子源
基板上に密着させた後固定する工程、を適用することが
できる。

【００２３】ここで、前記密着層としては、フォトレジ
スト、ドライフィルム、感光性のドライフィルム、ポリ
イミド膜が好ましく用いられ、前記開口部を有するマス
クとしては、金属、ガラス板、セラミック板、耐熱性樹
脂が好ましく用いられる。

【００２４】また、前記マスク及び密着層の開口部の一
部もしくは全部が、複数の電子放出素子に接続した配線
上に位置し、且つ、１配線上における該開口部の領域
が、少なくとも２つ以上の領域に分離されていることが
好ましい。

【００２５】さらに、前記非蒸発型ゲッターとしては、
８０パーセント以上が１μｍ〜２００μｍの範囲内の粒
径である原料粉末を好ましく用いることができる。

【００２６】本発明は、上記各発明の製法にて作成され
る画像形成装置を包含するものであり、本発明の画像形
成装置において、前記電子源基板は、マトリクス配線さ
れた複数の電子放出素子が基板上に配設して成るもので
あってよいし、前記電子放出素子は、表面伝導型電子放
出素子であっても、横型の電界放出型電子放出素子であ
ってもよい。

【００２７】さらに、本発明は、外囲器内に、複数の電
子放出素子を配設した電子源基板と、該電子源基板と真
空部を介し対向して設けられた発光表示板を有し、該電
子源基板上に、非蒸発型ゲッターが設置された構造を有
する画像形成装置において、該ゲッターが前記電子源基
板の配線上に配置されており、且つ、任意の配線上にお
ける該ゲッターの形成領域が複数の領域に分割されてい
ることを特徴としている画像形成装置にある。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい態様を
例に挙げて、本発明を詳述する。

【００２９】図１は、本発明の製法により作成された画
像形成装置の構成の一例を模式的に示すものであり、表
面伝導型電子放出素子を用いて単純マトリクスを構成
し、一部の配線上に非蒸発型ゲッターを形成した電子源
を用いて構成されている。

【００３０】１は電子源基板で、基板上に配置された複
数の電子放出素子９は、Ｄｘｌ〜ＤｘｍからなるＸ方向
配線１０と、Ｄｙｌ〜ＤｙｎからなるＹ方向配線１１に
より適宜電気的に接続されている。１２は非蒸発型ゲッ
ター（ＮＥＧ）であり、図１ではＸ方向配線１０上に形
成されている。

【００３１】２は電子源基板１を固定したリアプレー
ト、３は支持枠、４はフェースプレートで、接合部にお
いて、フリットガラスなどを用いて互いに接着され、外
囲器５を形成している。

【００３２】フェースプレート４は、ガラス基体６の上
に、透明導電膜（不図示）、蛍光膜７、メタルバック８
が形成されてなり、この蛍光膜が形成された領域が画像
表示領域となる。蛍光膜７は白黒画像の表示装置の場合
には、蛍光体のみからなるが、カラー画像を表示する場
合には、赤、緑、青の３原色の蛍光体により画像形成単
位（以下、ピクセルとも呼ぶ）が形成され、その間を黒
色導電材で分離した構造とする場合がある。黒色導電材
はその形状により、ブラックストライプ、ブラックマト
リクスなどと呼ばれる。詳細は後述する。

【００３３】尚、本明細書中では、フェースプレート４
上の蛍光膜７が形成された領域だけでなく、この領域に
対応する電子源基板１上までの空間を含めて画像表示領
域と呼ぶことにする。

【００３４】メタルバック８はＡｌ等の導電性薄膜によ
り構成される。メタルバック８は、蛍光体から発生した
光のうち、電子源基板１の方に進む光をガラス基体６の
方向に反射して輝度を向上させるとともに、外囲器５内
に残留したガスが、電子線により電離され生成したイオ
ンの衝撃によって、蛍光体が損傷を受けるのを防止する
働きもある。また、フェースプレート４の画像表示領域
に導電性を与えて、電荷が蓄積されるのを防ぎ、電子源
に対してアノード電極の役割を果たすものである。尚、
メタルバック８は高圧端子Ｈｖと電気的に接続されてお
り、高圧端子Ｈｖを通して外囲器５の外部から電圧を印
加できるようになっている。

【００３５】続いて蛍光膜７について説明する。図２
（ａ）は、蛍光体２２がストライプ状に並べられた場合
で、赤（２２Ｒ）、緑（２２Ｇ）、青（２２Ｂ）の３原
色の蛍光体が順に形成されている。図２（ｂ）は蛍光体
２２のドットが格子状に並べられた場合で、各色の配置
方法は数種あり、これに応じてドットの並び型は、図示
した三角格子のほか、正方格子などを採用する場合もあ
る。また、各蛍光体の境界には黒色導電材２１が配置さ
れる。

【００３６】ガラス基体６上への黒色導電材２１と蛍光
体２２のパターニング法としては、スラリー法や印刷法
などが使用できる。蛍光膜７を形成した後、さらにＡｌ
等の金属の膜を形成し、メタルバック８とする。

【００３７】次に、本発明のゲッターの形成方法並びに
本発明で形成されるゲッターの特徴を図３、図４、図５
を用いて説明する。図３、図４、図５において、図１で
使用されている符号と同じ符号は、同じものを示してい
る。

【００３８】（ゲッターを形成した電子源基板１の構
成）図３は本発明の製法により作成された電子源基板１
の構成の一例を模式的に示すものである。

【００３９】図３中、３１は絶縁性の基板で、Ｘ方向配
線１０とＹ方向配線１１は不図示の層間絶縁層により絶
縁されており、それぞれ電子放出素子９の素子電極対に
接続されている。ここで示した電子源基板１は、マトリ
クス配線された複数の電子放出素子９が基板３１上に配
置されたものであつて、該電子放出素子９は、表面伝導
型電子放出素子や横型の電界放出型電子放出素子からな
る。

【００４０】（ゲッターの膜質）非蒸発型ゲッター１２
は、通常用いられる非蒸発型ゲッターを用いることがで
き、例えば、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ等
の金属及びこれらの合金を用いることができる。また、
合金の成分としてＡｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ等を含んでも
よい。

【００４１】後述するように、ゲッター１２の電子源基
板１上への成膜は、溶射法によるものであり、好ましく
は、減圧プラズマ溶射法による。したがつて、本発明の
製法により形成されたゲッター１２の表面は溶射膜特有
の形状を有している。ゲッター１２の溶射膜表面は数μ
ｍ〜数十μｍの凹凸を有するため、平滑面に真空蒸着さ
れた蒸着膜面よりも表面積が大きく、このためより大き
な排気速度を持つことができる。また、１回の溶射で数
μｍ〜数百μｍ程度の厚みの膜を短時問で容易に形成す
ることができ、従来の蒸着法により形成されたゲッター
に比べ容量が大きく、長期にわたり排気能力を維持する
ことができる。

【００４２】尚、本発明の製法にて使用する非蒸発型ゲ
ッターの原料としては、プラズマ溶射による成膜を行う
ため、ゲッター材を粉砕し粉末状となったものが望まし
い。更に、ゲッター原料粉末の粒径としては、その８０
パーセント以上の量が１μｍ〜２００μｍの範囲内であ
ることが好ましい。粒径の上限は、プラズマ溶射装置内
における原料粉末搬送を容易にするため、電子源基板上
へのパターン形成精度を数十μｍ程度以下に制御するた
め等の理由により決められる。また粒径の下限は、プラ
ズマ溶射中のゲッター粉末が、成膜装置内のガスと反応
し変質することを抑え、良好な排気特性を得るために
は、上記粒径の下限程度であることがより好ましいこと
から決められる。（ゲッターを形成する位置）非蒸発型ゲッター１２を形
成する位置は、後述するマスク開口形状の加工限界が許
す範囲において、電子源基板表面上で電子放出素子の電
子放出部以外の任意の位置に任意の形状にて設定するこ
とができる。

【００４３】但し、連続しているゲッターの少なくとも
一部を、電位の規定が可能な導電性の部材上に形成する
ことが望ましい。これは、ゲッターの電位が不確定にな
ることで、ゲッターの周囲の電場が乱れ、電子ビームの
軌道に対して悪い影響を与えることを防ぐためである。
同時に、ゲッターのチャージアップによる電位上昇によ
って起きる放電を、未然に防ぐためにも望ましい配置で
ある。

【００４４】更に、ゲッター１２を形成ずる位置とし
て、Ｘ方向配線１０とＹ方向配線１１及びこれらに接続
した素子電極対を短絡しないように配置することが望ま
しい。これは、ゲッター１２自身を流れる電流で電力消
費量が増大することを防ぐためである。

【００４５】図３中ではゲッター１２を形成する位置の
例として、図３（ａ）のように、Ｘ方向配線１０上に離
散的に配置する例や、図３（ｂ）のようにＸ方向配線１
０上に連続的に配置する例が示されているが、これ以外
にも、素子電極上への配置、またＹ方向配線１１が電子
源基板の表面に露出している場合にはＹ方向配線１１上
への配置も可能である。

【００４６】尚、一つの配線上にゲッターのパターンを
離散的に配置することの利点は、マスクの開口パタ―ン
が離散的となることで、マスクの機械的強度を強くする
ことが可能となり、製造工程中の取り扱いが容易となる
こと、マスクの変形を抑え再利用が容易となることが挙
げられる。また、マスクの機械的強度を強くするだけで
なくゲッター膜自身の膜剥がれを抑制する効果もある。
これは、ゲッター膜と配線材との熱膨張係数の違い等か
ら発生する応力を、複数箇所のパターン分離により、緩
和することができているためと考えられる。

【００４７】（ゲッターの形成方法）次に、ゲッターが
Ｘ方向配線上に形成された電子源基板を例に、本発明の
ゲッターの形成方法を、図４、図５を用いて説明する。

【００４８】図４は電子放出素子９の近傍を拡大表示し
た模式図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図
４（ａ）中Ａ―Ａ’間の点線に沿つて切断した時の断面
図である。尚、図４では電子放出素子として表面伝導型
電子放出素子を用いた例を示している。

【００４９】図４中、４１はＸ方向配線１０に接続する
素子電極、４２はＹ方向配線１１に接続する素子電極、
４３は導電性薄膜、４４はＹ方向配線１０と素子電極４
２を接続するコンタクトホール、４５はＸ方向配線１０
とＹ方向配線１１の電気的絶縁を取るための層間絶縁層
である。

【００５０】ゲッター１２を除く電子源基板１ならびに
これに用いられる電子放出素子９の構成および製法等に
ついては、特開平７−２３５２５５号公報にその一例が
示されている。例えば、絶縁性基板３１はガラス基板か
らなり、通常のフォトリソグラフィーあるいは印刷法等
を用いて図４に示したＹ方向配線１１、層間絶縁層４
５、コンタクトホール４４、素子電極対４１および４
２、Ｘ方向配線１０、導電性薄膜４２を作製する。

【００５１】こうして得られた電子源基板１に対し、本
発明の特徴である以下の方法によりゲッター１２を形成
する。図５を基に、ゲッター１２の形成方法の一例につ
いて説明する。

【００５２】先ず、図５（ａ）に示すように、ゲッター
の形成されていない上記電子源基板に対し、密着層５１
を形成する。密着層５１の形成は、後述するマスクと電
子源基板との密着性を確保することを目的としている。
これにより、マスクと電子源基板との間に生じる空間
に、成膜中のゲッターが進入し、所望とする領域以外へ
の領域にゲッター膜が形成されるのを防ぐ。

【００５３】密着層５１としては、例えばフォトレジス
ト、ドライフィルム、感光性のドライフィルム、ポリイ
ミド膜やその他の樹脂を用いることができ、スピンコー
ト、印刷、スプレー吹き付け、ディッピング等の方法に
より形成できる。

【００５４】次に、図５（ｂ）に示すように、密着層５
１が形成された電子源基板上に、所望の位置に開口部を
有するマスク５２を貼り合わせ、さらに開口部より露出
した密着層５１を除去し、その下にあるゲッター膜を形
成すべき電子源基板表面を露出させる。

【００５５】マスク５２としては、耐熱性で機械的強度
の強い材料からなるものが好ましく、これは、高温で且
つ高速に衝突してくるゲッター材の溶融粒子からの熱お
よび衝撃に耐え得るものであるほうが好ましいという理
由からである。例えば、産業用に一般的に利用されてい
るメタルマスクは、本目的に適したマスクの一つであ
る。これ以外にも、開口部を有するガラス板、セラミッ
ク板、耐熱性樹脂等を利用することができる。

【００５６】密着層５１とマスク５２の貼り合わせ、更
に密着層５１と電子源基板との貼り合わせは、密着層５
１自身に接着能力がある場合はこれをそのまま用いれば
よく接着能力がない場合は、表面に接着剤を塗布する
か、マスクを機械的に押し付ける治具を用いて固定すれ
ばよい。

【００５７】開口部より露出した密着層５１の除去は、
密着層の材質に応じて適宜選択できる。密着層５１が感
光性の材料からなり、さらに光の照射された領域を現像
により除去できるいわゆるポジ型の感光性材料であれ
ば、マスク５２自信をフォトマスクとして用いて露光す
ることで、開口部に対応した密着層５１の領域を除去す
ることが可能である。また、感光性の材料以外であって
も、エッチングによる除去やサンドブラストなどの機械
的研磨により除去することが可能である。

【００５８】尚、電子源基板上への密着層５１並びにマ
スク５２の形成手順について、図５（ａ），（ｂ）を用
いたため上記の説明となったが、これ以外にも、開口部
を有するマスク５２に予め密着層５１を形成し、その後
電子源基板上に貼り合わせる方法や、電子源基板上に密
着層５１と開口部を有しないマスク材料を形成した後、
開口部を形成する方法などがあり、材料や構成等に応じ
て適宜選択することができる。

【００５９】次に、図５（ｃ）に示すように、マスク５
２を形成した面に対して非蒸発型ゲッター１２を成膜す
る。ゲッター１２の成膜には溶射法、好ましくは、減圧
プラズマ溶射法を用いる。減圧プラズマ溶射法とは、ア
ルゴン等の不活性ガスで満たされた減圧下の容器内にて
プラズマジェットを発生させ、このプラズマジェットの
炎の中に原料粉末を投入することで原料粉末を溶融さ
せ、且つプラズマジェットの激しい流速によって溶融原
料粉末に運動量を与えることで、対象とする物体に溶融
原料粉末を吹き付け成膜を行うものである。この方式に
より成膜された膜質は、不活性ガスの減圧雰囲気中で成
膜を行っているため材料が酸化されにくく、一般的に多
孔質の膜であり、膜の表面積が大きい。また、蒸着法な
どに比べ成膜速度が速く数十μｍの膜厚を成膜するの
に、溶射する材料、プラズマの条件、溶射面積などに依
存するが、数秒から数十秒程度溶射するだけで十分であ
る。この成膜方法は、酸化を防いでガス吸着を行う活性
な表面状態を維持し、大きな表面積で大容量の非蒸発型
ゲッターを成膜するのに適した方法である。

【００６０】次に、図５（ｄ）に示すように、マスク５
２および密着層５１を除去し、所望の位置に非蒸発型ゲ
ッター１２が形成された電子源基板を得る。これは、密
着層５１の材料に適した剥離手段を用いることで可能で
ある。例えば、密着層５１がフォトレジストであれば専
用の剥離液を用いることができるし、ポリイミド等の樹
脂であれば強アルカリ性の溶液を用いればよい。また、
マスク５２および密着層５１を機械的に押し付けて固定
している場合は、固定治具をはずせばよい。

【００６１】以上述べた本発明の製造方法により、電子
源基板表面の所望の領域に対して、大容量で且つ表面積
の大きな非蒸発型ゲッターの膜を形成することができ
る。

【００６２】次に、以上により得られた電子源基板と発
光表示板（画像形成部材）の組立方法について述べる。

【００６３】通常、外囲器内部を真空維持する画像形成
装置を製造する際には、外囲器を構成するガラス部材の
間に封止材であるフリットガラスを塗布、あるいは配置
して電気炉等で画像形成装置全体をフリットガラスの溶
融温度に加熱して封着部分のガラス部材を融着する封着
方法がとられている。

【００６４】一方で、非蒸発型ゲッターは高温に加熱さ
れると、ゲッター表面に吸着したガスをゲッターの内部
に拡散させ、活性な部分を新たに表面に露出させるとい
う特性を持っている。これをゲッターの活性化と呼ぶ。
このようなゲッターの活性化を大気のように酸素分圧の
多い雰囲気中で行うと、ゲッターの酸化が激しく進行し
新たな活性面が得られなくなる。

【００６５】したがつて、本発明の製法によりゲッター
の形成された電子源基板を用いて外囲器を作成する際
は、ゲッターの酸化による機能消失を防ぐために、アル
ゴン等の不活性ガス中もしくは真空中で封着を行うこと
が好ましい。

【００６６】以上のようにして形成されたフェースプレ
ート４と、支持枠３、電子源基板１やその他の構造体を
組み合わせ、支持枠３と、フェースプレート４、電子源
基板１を接合し外囲器５を作成する。また、電子源基板
１を構成する基板のみで真空排気後の大気圧に耐えられ
ない場合は、図１に示すように電子源基板１の裏面に補
強用の板としてリアプレート２を組み合わせて接合して
もよい。

【００６７】また、外囲器５内に、外囲器５内を真空に
保つための補助ポンプとして補助ゲッター１３（図１で
は、蒸発型リング状ゲッターを模式的に表示）を配置す
る場合がある。この場合、蒸発型ゲッター材が画像表示
領域内に飛散し、電極間の電気的短絡を防ぐ目的で、補
助ゲッター１３と電子放出素子９、配線群１０，１１、
及びアノード電極を含む領域との間に、遮蔽体１４を設
けておく場合がある（図１参照）。尚、画像表示領域に
形成された非蒸発型ゲッター１２のみで、外囲器５内を
十分に真空に保つことができる場合は、補助ゲッター１
３並びに遮蔽体１４を形成しておかなくともよい。

【００６８】この後、電子源基板１の電子放出素子とし
て表面伝導型電子放出素子を含む場合は、表面伝導型電
子放出素子のフォーミング処理や活性化処理など必要な
処理を行つて、外囲器５の内部を十分排気した後、外囲
器５全体を３５０℃程度の高温で数時間から数十時間加
熱することで画像表示領域内の非蒸発型ゲッター１２を
活性化した後、排気管（不図示）をバーナーで加熱して
封じ切る。最後に、必要であれば外囲器５内に設けた補
助ゲッター１３を加熱して外囲器５の内壁にゲッター材
を蒸着してゲッター材の膜を形成する。これによつて形
成されるゲッター膜は、外囲器５内の画像表示領域の外
に位置する。

【００６９】以上説明した例では、電子放出素子として
表面伝導型電子放出素子を示しているが、本発明ではこ
れに限定されず、横形の電界放出型電子放出素子等を用
いることもできる。

【００７０】次に、上記の画像形成装置により、ＮＴＳ
Ｃ方式のテレビ信号に基づいたテレビジョン表示を行う
為の駆動回路の構成例について、図６を用いて説明す
る。図６において、６１は画像形成装置、６２は走査回
路、６３は制御回路、６４はシフトレジスタ、６５はラ
インメモリ、６６は同期信号分離回路、６７は変調信号
発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。

【００７１】画像形成装置（表示パネル）６１は、端子
Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm 、端子Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn 及び高圧端子
Ｈｖを介して外部の電気回路と接続している。

【００７２】端子Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm には、画像形成装置
６１内に設けられている電子源、即ち、ｍ行ｎ列の行列
状にマトリクス配線された表面伝導型電子放出素子群を
１行（ｎ素子）づつ順次駆動する為の走査信号が印加さ
れる。

【００７３】端子Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn には、前記走査信号
により選択された１行の表面伝導型電子放出素子の各素
子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印加され
る。

【００７４】高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖａより、
例えば１０ｋＶの直流電圧が供給されるが、これは表面
伝導型電子放出素子から放出される電子ビームに、蛍光
体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加速
電圧である。

【００７５】走査回路６２について説明する。同回路
は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ１乃至Ｓ
ｍで模式的に示している）を備えたものである。各スイ
ッチング素子は、直流電圧電源Ｖｘの出力電圧もしくは
０Ｖ（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、画像
形成装置６１の端子Ｄ_ox1 乃至Ｄ_oxm と電気的に接続さ
れる。各スイッチング素子Ｓ１乃至Ｓｍは、制御回路６
３が出力する制御信号Ｔ_SCANに基づいて動作するもので
あり、例えばＦＥＴのようなスイッチング素子を組み合
わせることにより構成することができる。

【００７６】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には表面伝
導型電子放出素子の特性（電子放出しきい値電圧）に基
づき、走査されていない素子に印加される駆動電圧が電
子放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力す
るよう設定されている。

【００７７】制御回路６３は、外部より入力される画像
信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の動
作を整合させる機能を有する。制御回路６３は、同期信
号分離回路６６より送られる同期信号Ｔ_SYNCに基づい
て、各部に対してＴ_SCAN，Ｔ_SFT 及びＴ_MRY の各制御信
号を発生する。

【００７８】同期信号分離回路６６は、外部から入力さ
れるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から、同期信号成分と輝
度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波数
分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期信
号分離回路６６により分離された同期信号は、垂直同期
信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜上
Ｔ_SYNC信号として図示した。前記テレビ信号から分離さ
れた画像の輝度信号成分は、便宜上ＤＡＴＡ信号と表し
た。このＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ６４に入力さ
れる。

【００７９】シフトレジスタ６４は、時系列的にシリア
ルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン毎
にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記制御
回路６３より送られる制御信号Ｔ_SFT に基づいて動作す
る（即ち、制御信号Ｔ_SFT は、シフトレジスタ６４のシ
フトクロックであると言い換えてもよい。）。シリアル
／パラレル変換された画像１ライン分のデータ（電子放
出素子ｎ素子分の駆動データに相当）は、Ｉ_d1乃至Ｉ_dn
のｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ６４より出
力される。

【００８０】ラインメモリ６５は、画像１ライン分のデ
ータを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であり、
制御回路６３より送られる制御信号Ｔ_MRY に従って適宜
Ｉ_d1乃至Ｉ_dnの内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉ
_d'1 乃至Ｉ_d'n として出力され、変調信号発生器６７に
入力される。

【００８１】変調信号発生器６７は、画像データＩ_d'1
乃至Ｉ_d'n の各々に応じて、電子放出素子の各々を適切
に駆動変調する為の信号源であり、その出力信号は、端
子Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn を通じて画像形成装置６１内の表面
伝導型電子放出素子に印加される。

【００８２】前述した特開平７−２３５２５５号公報に
も示されているように、本発明を適用可能な電子放出素
子は放出電流Ｉ_e に関して以下の基本特性を有してい
る。即ち、電子放出には明確なしきい値電圧Ｖ_thがあ
り、Ｖ_th以上の電圧が印加された時のみ電子放出が生じ
る。電子放出しきい値以上の電圧に対しては、素子への
印加電圧の変化に応じて放出電流も変化する。このこと
から、本素子にパルス状の電圧を印加する場合、例えば
電子放出しきい値以下の電圧を印加しても電子放出は生
じないが、電子放出しきい値以上の電圧を印加する場合
には電子ビームが出力される。その際、パルスの波高値
Ｖｍを変化させることにより、出力電子ビームの強度を
制御することが可能である。また、パルスの幅Ｐｗを変
化させることにより、出力される電子ビームの電荷の総
量を制御することが可能である。

【００８３】従って、入力信号に応じて電子放出素子を
変調する方式としては、電圧変調方式とパルス幅変調方
式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器６７としては、一定長さの電圧パル
スを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の波高値を変調できるような電圧変調方式の回路を用い
ることができる。

【００８４】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器６７として、一定の波高値の電圧パルス
を発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルスの
幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いるこ
とができる。

【００８５】シフトレジスタ６４やラインメモリ６５
は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のもので
も採用できる。画像信号のシリアル／パラレル変換や記
憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。

【００８６】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路６６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化す
る必要があるが、これには同期信号分離回路６６の出力
部にＡ／Ｄ変換器を設ければ良い。これに関連してライ
ンメモリ６５の出力信号がデジタル信号かアナログ信号
かにより、変調信号発生器６７に用いられる回路が若干
異なったものとなる。即ち、デジタル信号を用いた電圧
変調方式の場合、変調信号発生器６７には、例えばＤ／
Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付加す
る。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器６７に
は、例えば高速の発振器及び発振器の出力する波数を計
数する計数器（カウンタ）及び計数器の出力値と前記メ
モリの出力値を比較する比較器（コンパレータ）を組み
合わせた回路を用いる。必要に応じて、比較器の出力す
るパルス幅変調された変調信号を電子放出素子の駆動電
圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加することもで
きる。

【００８７】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器６７には、例えばオペアンプ等を用
いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト回
路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場合
には、例えば電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を採用で
き、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧に
まで電圧増幅するための増幅器を付加することもでき
る。

【００８８】このような構成をとり得る本発明の画像形
成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄ
_ox1 乃至Ｄ_oxm 、Ｄ_oy1 乃至Ｄ_oyn を介して電圧を印加
することにより、電子放出が生じる。高圧端子Ｈｖを介
してメタルバック８に高圧を印加し、電子ビームを加速
する。加速された電子は、蛍光膜７に衝突し、発光が生
じて画像が形成される。

【００８９】ここで述べた画像形成装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の技
術思想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号に
ついてはＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限
られるものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式等の他、
これらよりも多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、
ＭＵＳＥ方式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用
できる。

【００９０】本発明により作成される画像形成装置は、
テレビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコ
ンピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用い
て構成された光プリンターとしての画像形成装置等とし
ても用いることができる。

【００９１】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要
素の置換や設計変更がなされたものをも包含する。

【００９２】［実施例１］本実施例の製法にて作成され
る画像形成装置は、図１に模式的に示された装置と同様
の構成を有し、非蒸発型ゲッター１２は、図３（ａ）と
同様、複数（１００行×３００列）の表面伝導型電子放
出素子が単純マトリクス配線された電子源基板１上のＸ
方向配線１０上に配置されている。

【００９３】以下に、本実施例の画像形成装置の製造方
法について、図５、図７、図８を参照しつつ説明する。

【００９４】工程−ａ清浄化した青板ガラス上に厚さ０．５μｍのシリコン酸
化膜をスパッタ法で形成した基板３１上に、真空蒸着に
より厚さ５ｎｍのＣｒ、厚さ６００ｎｍのＡｕを順次積
層した後、フォトレジスト（ＡＺ１３７０／ヘキスト社
製）をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、フォ
トマスク像を露光、現像して、Ｙ方向配線１１のレジス
トパターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウェットエッ
チングして、所望の形状のＹ方向配線１１を形成する
（図７の（ａ））。

【００９５】工程−ｂ次に、厚さ１．０μｍのシリコン酸化膜からなる層間絶
縁層４５をＲＦスパッタ法により堆積する（図７の
（ｂ））。

【００９６】工程−ｃ前記工程ｂで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホー
ル４４を形成するためのフォトレジストパターンを作
り、これをマスクとして層間絶縁層４５をエッチングし
てコンタクトホール４４を形成する。エッチングはＣＦ
₄ とＨ₂ ガスを用いたＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏ
ｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によつた（図７の（ｃ））。

【００９７】工程−ｄその後、素子電極４１、４２と素子電極間ギャップＧと
なるべきパターンをフォトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ
−４１／日立化成社製）で形成し、真空蒸着法により、
厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ１０ＯｎｍのＮｉを順次堆積し
た。フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ
／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔Ｇは３μ
ｍ、素子電極の幅は３００μｍとし、素子電極４１、４
２を形成した（図７の（ｄ））。

【００９８】工程−ｅ素子電極４１、４２の上にＸ方向配線１０のフォトレジ
ストパターンを形成した後、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ５
００ｎｍのＡｕを順次、真空蒸着により堆積し、リフト
オフにより不要の部分を除去して、所望の形状のＸ方向
配線１０を形成した（図８の（ｅ））。

【００９９】工程−ｆ膜厚１００ｎｍのＣｒ膜８１を真空蒸着により堆積・パ
ターニングし、その上にＰｄアミン錯体の溶液（ｃｃｐ
４２３０／奥野製薬（株）製）をスピンナーにより回転
塗布、３００℃で１０分間の加熱焼成処理をした。ま
た、こうして形成された、主元素としてＰｄよりなる微
粒子からなる電子放出部形成用の導電性膜４３の膜厚は
８．８ｎｍであった（図８の（ｆ））。

【０１００】工程−ｇＣｒ膜８１及び焼成後の電子放出部形成用の導電性膜４
３を酸エッチャントによリエッチングして所望のパター
ンを形成した（図８の（ｇ））。

【０１０１】工程−ｈコンタクトホール４４部分以外にレジストを塗布するよ
うなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ５ｎｍのＴ
ｉ、厚さ５００ｎｍのＡｕを順次堆積した。リフトオフ
により不要の部分を除去することにより、コンタクトホ
ール４４を埋め込んだ（図８の（ｈ））。

【０１０２】以上の工程により、ガラス基板３１上に、
複数（１００行×３００列）の電子放出部形成用の導電
性膜４３がＸ方向配線１０とＹ方向配線１１とにより単
純マトリクス配線された電子源基板１を形成した。

【０１０３】工程−ｉ上記の電子源基板１に対し、電子源基板１の表面全面に
フォトレジスト（ＡＺ４６３０／ヘキスト社製）を塗布
し密着層５１を形成した（図５の（ａ））。

【０１０４】工程−ｊ上記密着層５１が形成された電子源基板１上に、図３
（ａ）のゲッター１２に対応した形状の開口部５３を有
するメタルマスク５２を貼り合わせた。電子源基板１、
密着層５１、及びメタルマスク５２間の固定は、密着層
５１自身の接着力を用いている。尚、メタルマスク５２
の開口部５３がＸ方向配線１０上に位置するように、十
分な位置合わせを行つた。このように、メタルマスク５
２及び密着層５１を固定した電子源基板１を９０℃で加
熱した後、メタルマスク５２上から露光し現像を行うこ
とで、メタルマスク５２の開口部５３より露出した密着
層５１を除去した（図５の（ｂ））。

【０１０５】工程−ｋ次に、上記マスク５２を形成した側の面に対して、減圧
プラズマ溶射法により非蒸発型ゲッター１２を成膜し
た。成膜は、圧力が３５Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気中で
行った。ゲッター材料は日本ゲッターズ株式会社製のＨ
Ｓ−４０５（３２５ｍｅｓｈ）粉末を用いた。尚、上記
材料粉末の８０パーセントが８μｍ〜４７μｍの粒径に
なるように調整してある。また、溶射後はタンク内を
０．１Ｔｏｒｒまで減圧し、その後大気圧まで窒素ガス
を導入し、電子源基板１の温度が十分に下がった後大気
に開放し取り出した。形成されたゲッター材の膜厚は、
平均して３０μｍ程度であった（図５の（ｃ））。

【０１０６】工程−ｌ密着層５１を、フォトレジスト用の剥離液を用いて溶解
することで密着層５１を除去し、同時にメタルマスク５
２を取り除いた。これにより、電子源基板１の画像表示
領域内のＸ方向配線１０上に所望の形状の非蒸発型ゲッ
ター１２を形成した（図５の（ｄ））。

【０１０７】工程−ｍ次に発光表示板となるフェースプレート４を作成した。
フェースプレート４には、蛍光膜７の導伝性を高めるた
め、ガラス基体６上にＩＴＯからなる透明電極（不図
示）を設けておいた。画像形成部材であるところの蛍光
膜７は、カラーを実現するために、ストライプ形状（図
２（ａ）参照）の蛍光体とし、先にブラックストライプ
を形成し、その間隙部にスラリー法により各色蛍光体２
２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを塗布して蛍光膜７を作製した。
ブラックストライプの材料として通常良く用いられてい
る黒鉛を主成分とする材料を用いた。

【０１０８】また、蛍光膜７の内面側にはメタルバック
８を設けた。メタルバック８は、蛍光膜７の作製後、蛍
光膜７の内面側表面の平滑化処理（通常、フィルミング
と呼ばれる）を行い、その後Ａｌを真空蒸着することで
作製した。

【０１０９】工程−ｎ次に、図１に示す外囲器５を、以下の様に作製した。

【０１１０】前述の工程により作成された電子源基板１
をリアプレート２に固定した後、支持枠３、遮蔽体１
４、リング型の蒸発型補助ゲッター１３、上記フェース
プレート４を組み合わせ、電子源基板１とフェースプレ
ート４の各色蛍光体との位置を厳密に調整し、封着して
外囲器５を形成した。封着の方法は、接合部にフリット
ガラスを塗布して各部材を組み合わせ、Ａｒガス中４２
０℃１０分間の熱処理を行い接合した。

【０１１１】次の工程を説明する前に、以後の工程にて
用いられた真空処理装置について、図９を用いて述べ
る。

【０１１２】図９において、９１は製造工程下の画像形
成装置（画像表示パネルとも呼ぶ）、９３は真空チャン
バーである。９２は排気管であり、画像形成装置９１と
真空チャンバー９３を接続している。また、真空チャン
バー９３はゲートバルブ９４に連結されており、ゲート
バルブ９４は排気装置９５に連結されている。排気装置
９５は磁気浮上型のターボ分子ポンプと不図示のバルブ
を介して連結されたバックアップ用のドライポンプによ
って構成されている。また、真空チャンバー９３には、
内部の圧力をモニターする圧力計９６と、真空チャンバ
ー９３内部のガス分圧構成をモニターする四重極質量分
析装置（Ｑ―ｍａｓｓ）９７が装備されている。更に、
真空チャンバー９３は、ガス導入ライン９８とガス導入
ライン９８の途中に設置されたガス導入制御装置９９を
通じて、導入物質源１００が封入されたアンプルに連結
されている。本実施例においては、ガス導入制御装置９
９として超高真空対応のバリアブルリークバルブを用
い、導入物質源１００としてアセトン（（ＣＨ₃ ）₂ Ｃ
Ｏ）を用いた。以上の真空処理装置を用いて以後の工程
を行った。

【０１１３】工程−ｏ先の工程で完成した外囲器５内の気体を、排気管９２と
真空チャンバー９３を通じて排気装置９５にて排気し、
圧力計９６の表示値で約１×１０^-3Ｐａに達した後、図
１０に示す装置を用いてフォーミングを行つた。

【０１１４】図１０は、フォーミング工程において、製
造工程下の画像形成装置への電圧印加を行う装置の模式
図であり、本実施例では、以降の工程である活性化工程
でも使用される。

【０１１５】図１０に示すように、製造工程下の画像形
成装置９１は、Ｙ方向配線Ｄｙ１〜Ｄｙｎの外部取り出
し端子を共通結線してグランドに接続し、一方Ｘ方向配
線Ｄｘ１〜Ｄｘｍの外部取り出し端子は各々をスイッチ
ングボックス１０４の対応する端子に接続している。１
０１は制御装置で、パルス発生器１０２、スイッチング
ボックス１０４を制御信号バスを通じて制御し、また、
電流計１０３で計測された計測値を測定データ転送バス
を通じて取得する。

【０１１６】スイッチングボックス１０４により、Ｘ方
向配線Ｄｘ１〜Ｄｘｍの中から１ラインを選択し、この
選択したラインに電流計１０３を通じてパルス発生器１
０２からのパルス電圧を印加する。なお、非選択のライ
ンは、スイッチングボックス１０４により、グランド電
位に接続されている。フォーミング処理はＸ方向の素子
行に対し、１行（３００素子）毎に行った。印加したパ
ルスの波形は、図１１（ａ）に示すような矩形波パルス
で、波高値（素子電極間の電圧差のピーク）を０Ｖから
徐々に上昇させた。パルス幅Ｔ１＝１ｍｓｅｃ．、パル
ス間隔Ｔ２＝１０ｍｓｅｃ．とした。また、矩形波パル
スの間に、波高値０．１Ｖの矩形波パルスを挿入し（図
１１（ｂ））、電流を測ることにより各行の抵抗値を測
定した。抵抗値が３．３ｋΩ（１素子あたり１ＭΩ）を
越えたところで、その行のフォーミングを終了し、次の
行の処理に移った。これをすべての行について行い、す
べての前記導電性膜（電子放出部形成用の導電性膜４
３）のフォーミングを完了し各導電性膜に電子放出部を
形成した。

【０１１７】工程−ｐ次に、真空チャンバー９３内にアセトン（（ＣＨ₃ ）₂
ＣＯ）を導入し、圧力計９６の表示値で約２×１０^-3Ｐ
ａとなるように調整した。その際、Ｑ―ｍａｓｓ９７を
使用して、確実にアセトンのガス分子が真空チャンバー
９３内に導入されていることを確認している。

【０１１８】その後、フォーミング工程と同様に図１０
の装置を用いて、各Ｘ方向配線を通じてパルス電圧を印
加することにより各電子放出素子の活性化処理を行っ
た。

【０１１９】パルス発生器１０２により生成したパルス
波形は図１１（ａ）に示した矩形波で、波高値は１５
Ｖ、パルス幅Ｔ１＝１ｍｓｅｃ．、パルス間隔は１００
ｍｓｅｃ．である。スイッチングボックス１０４によ
り、１ｍｓｅｃ．毎に選択ラインをＤｘｌからＤｘ１０
０まで順次切り替えることを繰り返し、この結果、各素
子行にはＴ１＝１ｍｓｅｃ．、Ｔ２＝１００ｍｓｅｃ．
の矩形波が行毎に位相を少しずつシフトされて印加され
る（図１２）。

【０１２０】電流計１０３は、矩形波パルスのオン状態
（電圧が１５Ｖになっている時）での電流値を検知する
モードで使用し、各素子行におけるこの値の平均値が６
００ｍＡ（１素子あたり２ｍＡ）となったところでパル
ス印加を終了し、外囲器５内を排気して活性化処理を終
了した。

【０１２１】工程−ｑ排気を続けながら、不図示の加熱装置により、画像形成
装置９１および真空容器９３の全体を２００℃に５時間
保持し、外囲器５及び真空チャンバー９３内壁に吸着し
ていると思われる（ＣＨ₃ ）₂ ＣＯ及びその分解物を一
旦排気した後、更に３５０℃で２０時間保持すること
で、更なる残留吸着ガス分子の除去と非蒸発型ゲッター
１２の活性化を行った。

【０１２２】工程−ｒ圧力が１．３×１０^-5Ｐａ以下となったことを確認して
から、排気管９２をバーナーで加熱して、封じ切る。つ
づいて、画像表示領域の外に予め設置された蒸発型ゲッ
ター１３を高周波加熱によリフラッシュさせる。

【０１２３】以上により本発明による実施例１の画像形
成装置を作成した。

【０１２４】［実施例２］本実施例は、電子源基板上の
画像表示領域に所望の形状の非蒸発型ゲッターのパター
ンを形成する際、所望のパターンに対応した開口部を有
するマスクに密着層を形成した後、電子源基板に対して
機械的に押し付けることで密着性を維持し、この状態を
維持したまま減圧プラズマ溶射法によリゲッターの成膜
を行った例である。

【０１２５】先ず、実施例１と同様に工程−ｈまでを行
い、１００行３００列の表面伝導型電子放出素子がマト
リクス配線された電子源基板１を作成後、図３（ｂ）の
ゲッター１２に対応した形状の開口部を有するメタルマ
スク５２の片面に、転写法により１０μｍの膜厚のポリ
イミド膜からなる密着層５１を形成した。尚、マスク５
２に転写された密着層５１は、マスク５１の開口部の位
置には形成されていない。

【０１２６】次に、上記マスクの密着層が形成された面
を電子源基板１に接触させ、治具を用いてマスクを電子
源基板１に機械的に押し付けたまま固定した。この際、
マスクの開口部が電子源基板１のＸ方向配線１０上に位
置するように、十分な位置合わせを行った。

【０１２７】この後、実施例１の工程−ｋと同様に非蒸
発型ゲッター１２を減圧プラズマ溶射法により成膜し
た。但し、本実施例では、非蒸発型ゲッターの材料とし
て、８５％のＴｉと１５％のＡｌからなる合金の粉末を
用いている。尚、原料粉末全体の８０％以上の粒径が、
７〜５２μｍとなるように調整してある。成膜後のゲッ
ター１２の膜厚は、平均で約４０μｍであった。

【０１２８】ゲッター１２の成膜後にマスクの固定治具
を取り外し、マスク及び密着層を除去することで、電子
源基板１の画像表示領域内のＸ方向配線１０上に所望の
形状の非蒸発型ゲッター１２を形成した。

【０１２９】その後、実施例１の工程−ｍから工程−ｒ
までを同様に実施することで、本発明による実施例２の
画像形成装置を作成した。

【０１３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、密着層に
よってマスクと電子源間の隙間を無くすことで、溶射
法、特にプラズマ溶射法においても所望の形状のゲッタ
ー膜のパターンを形成することを実現した。これによ
り、電位の規定されない領域にゲッターが形成されるこ
とを防ぎ、電子ビームのふらつき等を抑えることができ
る。また、プラズマ溶射によってゲッターの成膜を行う
際、電子放出部以外に開口部を有するマスクを用いるこ
とにより、高温でかつ運動量の大きな溶射粒子による電
子放出素子へのダメージを防ぐことができる。

【０１３１】また、プラズマ溶射によって成膜された非
蒸発型ゲッターの表面は溶射膜特有の凹凸を有し表面積
が大きく、特に、非蒸発型ゲッターの原料粉末として、
８０％以上が１μｍから２００μｍの範囲内の粒径のも
のを用いた場合には、大容量で且つ表面積が大きく、よ
り大きな排気速度を持ったゲッター膜が形成される。こ
のため、画像表示領域内を効率よく高真空に維持するこ
とができ、ガス放出源となる画像表示領域から発生する
ガスを速やかに且つ長期的に排気することができるよう
になる。

【０１３２】以上の結果、電子放出素子の劣化や放出電
流量の揺らぎを抑制することができ、長時間動作させた
場合の輝度の低下、とりわけ画像表示領域の中央付近で
の輝度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製法により作成される画像形成装置の
外囲器の構造例を示す斜視図である。

【図２】蛍光膜の構造を説明するための図である。

【図３】本発明の製法により作成される電子源及びゲッ
ターを示す平面図である。

【図４】本発明の製法により作成される電子放出素子及
びゲッターの平面図と断面図である。

【図５】本発明の、電子源基板上へのゲッターの形成方
法を説明する断面図である。

【図６】マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像
形成装置により、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいた
テレビジョン表示を行うための駆動回路の構成例を示す
ブロック図である。

【図７】図４に示した電子源の製造工程を説明するため
の図である。

【図８】図４に示した電子源の製造工程を説明するため
の図である。

【図９】画像形成装置の製造に使用する真空処理装置の
概要を示す模式図である。

【図１０】画像形成装置の製造工程、フォーミング処理
及び活性化処理に用いる装置の構成を示す模式図であ
る。

【図１１】フォーミング処理に与えられるパルス電圧波
形の例を示す図である。

【図１２】活性化処理時に、各Ｘ方向配線に与えられる
パルス電圧波形及び時間的な相対関係を示す図である。

【符号の説明】

１電子源基板２リアプレート３支持枠４フェースプレート５外囲器６ガラス基体７蛍光膜８メタルバック９電子放出素子１０Ｘ方向配線１１Ｙ方向配線１２非蒸発型ゲッター１３補助ゲッター１４遮蔽体Ｈｖ高圧端子２１黒色導電材２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ蛍光体３１ガラス基体４１，４２素子電極４３電子放出部を含む導電性膜４４コンタクトホール４５層間絶縁層５１密着層５２マスク５３マスク開口部６１表示パネル６２走査回路６３制御回路６４シフトレジスタ６５ラインメモリ６６同期信号分離回路６７変調信号発生器８１Ｃｒ膜９１製造工程下の画像形成装置９２排気管９３真空チャンバー９４ゲートバルブ９５排気装置９６圧力計９７Ｑ―ｍａｓｓ９８ガス導入ライン９９ガス導入制御装置１００導入物質源１０１制御装置１０２パルス発生器１０３電流計１０４スイッチングボックス

フロントページの続き (72)発明者長谷川光利東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者五福伊八郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者重岡和也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者荒井由高東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5C012 AA05 5C032 AA06 JJ08 5C036 EE01 EE14 EE17 EF01 EF06 EF09 EG50 EH02 EH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外囲器内に、複数の電子放出素子を配設
した電子源基板と、該電子源基板と真空部を介し対向し
て設けられた発光表示板と、非蒸発型ゲッターとを有す
る画像形成装置の製造方法において、該非蒸発型ゲッターを構成する原料を、溶射する工程、
を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【請求項２】前記非蒸発型ゲッターを構成する原料
を、溶射する工程は、減圧下で行われることを特徴とす
る、請求項１に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項３】前記非蒸発型ゲッターを構成する原料
を、溶射する工程は、減圧下で、プラズマジェットを発
生させ、該プラズマジェット中に、前記非蒸発型ゲッタ
ーの原料となる粉末を投入して行われることを特徴とす
る、請求項１または２に記載の画像形成装置の製造方
法。
【請求項４】前記非蒸発型ゲッターを構成する原料
を、溶射する工程は、さらに、前記電子源基板上に開口
部を有する密着層並びにマスクを固定配置する工程と、非蒸発型ゲッターを構成する原料を、マスク開口部より
露出した電子源基板上に、溶射した後、マスク並びに密
着層を除去する工程と、を有することを特徴とする、請
求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置の製造方
法。
【請求項５】前記電子源基板上に開口部を有する密着
層並びにマスクを固定配置する工程が、電子源基板上に
密着層を形成した後、密着層を形成した該基板上に開口
部を有するマスクを固定し、該マスク開口部より露出し
た密着層を除去する工程であることを特徴とする、請求
項４に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項６】前記電子源基板上に開口部を有する密着
層並びにマスクを固定配置する工程が、マスクの片面も
しくは両面に、マスクと同様の形状にて密着層を形成し
た後、該密着層が形成された面を電子源基板上に密着さ
せた後固定する工程であることを特徴とする、請求項４
に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項７】前記密着層が、フォトレジスト、ドライ
フィルム、感光性のドライフィルム、ポリイミド膜のい
ずれかから成ることを特徴とする、請求項４〜６のいず
れかに記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項８】前記開口部を有するマスクが、金属、ガ
ラス板、セラミック板、耐熱性樹脂のいずれかから成る
ことを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載の画
像形成装置の製造方法。
【請求項９】前記マスク及び密着層の開口部の一部も
しくは全部が、複数の電子放出素子に接続した配線上に
位置し、且つ、１配線上における該開口部の領域が、少
なくとも２つ以上の領域に分離されていることを特徴と
する、請求項４〜８のいずれかに記載の画像形成装置の
製造方法。
【請求項１０】前記非蒸発型ゲッターの原料粉末とし
て、８０パーセント以上が１μｍ〜２００μｍの範囲内
の粒径であるものを用いることを特徴とする、請求項１
〜９のいずれかに記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載の製
造方法により作成された画像形成装置。
【請求項１２】前記電子源基板は、マトリクス配線さ
れた複数の電子放出素子が基板上に配設して成ることを
特徴とする、請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記電子放出素子は、表面伝導型電子
放出素子であることを特徴とする、請求項１１または１
２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記電子放出素子は、横型の電界放出
型電子放出素子であることを特徴とする、請求項１１ま
たは１２に記載の画像形成装置。
【請求項１５】外囲器内に、複数の電子放出素子を配
設した電子源基板と、該電子源基板と真空部を介し対向
して設けられた発光表示板を有し、該電子源基板上に、
非蒸発型ゲッターが設置された構造を有する画像形成装
置において、該ゲッターが前記電子源基板の配線上に配
置されており、且つ、任意の配線上における該ゲッター
の形成領域が複数の領域に分割されていることを特徴と
する、画像形成装置。