JP2000251729A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2000251729A
JP2000251729A JP4906699A JP4906699A JP2000251729A JP 2000251729 A JP2000251729 A JP 2000251729A JP 4906699 A JP4906699 A JP 4906699A JP 4906699 A JP4906699 A JP 4906699A JP 2000251729 A JP2000251729 A JP 2000251729A
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JP
Japan
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image forming
electron
forming apparatus
electron source
getter
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Application number
JP4906699A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Hamamoto
康弘 浜元
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device with a less deterioration over aging (aged reduction) of a brightness by arranging a getter film with a large capacity and a large surface are in an indication area of the image forming device and to provide an image forming device with a less generation of an aged brightness dispersion in an image forming area. SOLUTION: An enclosure 5 is constituted by an electron source 1, a face plate 4 and a support frame 3. A getter structure body 2 having an opening is arranged on the electron source 1 or in an image indication area at an inner wall surface side of the face plate 4. The inside of the enclosure 5 is discharged to vacuum by a non-evaporation getter having a thickness of 10-100 μm formed on the getter structure body 2.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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(蛍光体)とを備えた画像形成装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus having an electron source and an image forming member (phosphor) for forming an image by irradiating an electron beam emitted from the electron source in a vacuum container.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子源より放出された電子ビームを画像
表示部材である蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画
像を表示する画像形成装置においては、電子源と画像形
成部材を内包する密閉された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、真空容器内部にガス
が発生し、圧力が上昇すると、その影響の程度はガスの
種類により異なるが、電子源に悪影響を及ぼして電子放
出量を低下させ、明るい画像の表示ができなくなるため
である。また、発生したガスが、電子ビームにより電離
されてイオンとなり、これが電子を加速するための電界
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、場合によっては、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。このような、真空悪化による電子源へ
の悪影響は、多数の電子放出素子を平面基板上に配置し
た電子源を用いた平板状ディスプレイにおいてより深刻
となる。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus that irradiates an electron beam emitted from an electron source onto a phosphor as an image display member and causes the phosphor to emit light to display an image, the electron source and the image forming member are included. The interior of the sealed vacuum vessel must be kept at a high vacuum. The reason is that when gas is generated inside the vacuum vessel and the pressure rises, the degree of the effect depends on the type of gas, but it adversely affects the electron source, reduces the amount of electron emission, and makes it impossible to display a bright image. It is. Further, the generated gas is ionized by the electron beam to become ions, which are accelerated by an electric field for accelerating the electrons and collide with the electron source, which may damage the electron source. Further, in some cases, a discharge may be generated inside, and in this case, the device may be destroyed. Such an adverse effect on the electron source due to the deterioration of the vacuum becomes more serious in a flat display using an electron source in which a large number of electron-emitting devices are arranged on a flat substrate.

【0003】このような画像形成装置における上記問題
を低減するための提案として、画像形成装置の表示領域
外の画像形成部材と電子源基板との間に、蒸発型ゲッタ
ーによるゲッター面を形成する方法(特開平5−151
916号公報)、画像表示部(蛍光面)の周囲の画像形
成部材の内面に溝を設け、該溝中に非蒸発型ゲッターを
埋め込むことで、ゲッターの大容積化を測る手法(特開
平5−121015号公報)等がある。
As a proposal for reducing the above problem in such an image forming apparatus, there is proposed a method of forming a getter surface by an evaporable getter between an image forming member and an electron source substrate outside a display area of the image forming apparatus. (Japanese Patent Laid-Open No. 5-151
No. 916), a technique for measuring the increase in the volume of a getter by providing a groove on the inner surface of the image forming member around the image display unit (fluorescent screen) and embedding a non-evaporable getter in the groove No. -121015).

【0004】しかし、上記手法を用いるとゲッター材の
配置位置が限定される。平板状画像形成装置における真
空容器内での真空悪化の問題には、先述した問題の他、
局所的に圧力が上昇しやすいという問題がある。電子源
と画像表示部材を有する画像形成装置において、真空容
器内でガスを発生させる部分は、おもに電子ビームによ
り照射される画像表示領域と電子源自体とである。従来
のCRTの場合、画像表示部材と電子源は離れており、
両者の間には真空容器内壁に形成されたゲッター膜があ
るため、画像表示部材で発生したガスは電子源に到達す
るまでに広く拡散し、一部はゲッター膜に吸着されて電
子源の所ではそれほど極端に圧力が高くならない。ま
た、電子源自身の周りにもゲッター膜があるため、電子
源自体から放出されたガスによっても極端な局所的な圧
力上昇は生じない。ところが、平板状画像形成装置にお
いては画像表示部材と電子源が接近しているため、画像
表示部材から発生したガスは、十分拡散する前に電子源
に到達して局所的な圧力上昇をもたらす。特に画像表示
領域の中央部では、ゲッター膜を形成した領域までガス
が拡散するには時間がかかるため、周辺部に比べ局所的
な圧力上昇がより大きく現れるものと考えられる。発生
したガスは、電子源から放出された電子によりイオン化
され、電子源と画像表示部材の間に形成された電界によ
って加速され、電子源に損傷を及ぼしたり、放電を生じ
せしめて電子源を破壊したりする場合がある。
[0004] However, when the above method is used, the arrangement position of the getter material is limited. The problem of vacuum deterioration in a vacuum vessel in a flat plate image forming apparatus includes, in addition to the problems described above,
There is a problem that the pressure tends to increase locally. In an image forming apparatus having an electron source and an image display member, a portion that generates gas in a vacuum vessel is mainly an image display area irradiated with an electron beam and the electron source itself. In the case of a conventional CRT, the image display member and the electron source are separated,
Since there is a getter film formed on the inner wall of the vacuum vessel between the two, the gas generated by the image display member diffuses widely before reaching the electron source, and a part of the gas is adsorbed by the getter film and the part of the electron source is removed. Then the pressure does not rise so much. Further, since the getter film is also provided around the electron source itself, an extremely local pressure increase does not occur even by the gas emitted from the electron source itself. However, in the flat image forming apparatus, since the image display member and the electron source are close to each other, the gas generated from the image display member reaches the electron source before sufficiently diffusing, and causes a local pressure increase. In particular, in the central part of the image display area, it takes time for the gas to diffuse to the area where the getter film is formed. Therefore, it is considered that the local pressure rise is larger than that in the peripheral part. The generated gas is ionized by the electrons emitted from the electron source and accelerated by the electric field formed between the electron source and the image display member, damaging the electron source or causing a discharge to destroy the electron source. Or you may.

【0005】この様な事情を考慮して、特定の構造を有
する平板状画像形成装置では、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。例えば、特開平4−124
36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,T
i,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。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用いたフラ
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100nm程度のBaAl
4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。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。特開昭63−1
81248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。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ZrVFe合金)をスポット溶接で電極上に固定して
いる。
In view of such circumstances, in a flat plate image forming apparatus having a specific structure, a structure is disclosed in which a getter material is arranged in an image display area to immediately adsorb generated gas. Have been. For example, JP-A-4-124
No. 36 discloses a method of forming a gate electrode with a getter material in an electron source having a gate electrode for extracting an electron beam. The method includes a field emission type electron source having a conical projection as a cathode, and a pn junction. Are exemplified. The gate electrode is made of Ta, Zr, T
It is made of an alloy such as i, Th, and Hf, and is formed by a semiconductor process. In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-22785, a flat display device using an electron source composed of a large number of field emission cathodes relates to an inner wall surface between phosphors of a front panel having phosphors or an electron source. BaAl of about 100 nm is formed on the wall surface between each cathode group by a mask evaporation method.
An evaporable getter such as a Ba film made of 4 is formed. In JP-A-63-181248 and JP-B-6-3714, an electrode (a grid or the like) for controlling an electron beam is arranged between a cathode group and a face plate of a vacuum vessel. A method of forming a film of a getter material on the control electrode in a flat display having the above structure is disclosed. JP-A-63-1
In the example of JP-A-81248, the getter material is Zr (84
%)-Al (16%) and is formed directly on the electrode by a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a coating method, or the like. In the example of Japanese Patent Publication No. 6-3714, a small piece (for example, a ZrVFe alloy such as St. Setters's St707) obtained by pressing a getter substance on a metal plate having a thickness of 0.1 mm is fixed on the electrode by spot welding. I have.

【0006】また、米国特許第5,453,659号、
“Anode Plate for Flat Panel Display having Integr
ated Getter”,issued 26 Sept.1995,to Wallace et a
l.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。
Also, US Pat. No. 5,453,659,
“Anode Plate for Flat Panel Display having Integr
ated Getter ”, issued 26 Sept. 1995, to Wallace et a
1 discloses that a getter member is formed in a gap between phosphors on a stripe on an image display member (anode plate).

【0007】平板状ディスプレイに使用する電子源を構
成する電子放出素子としては、構造と製造方法が簡単な
ものが、生産技術、製造コスト等の観点から見て望まし
いことはいうまでもない。製造プロセスが、薄膜の積層
と簡単な加工で構成されているもの、あるいは、大型の
ものを製造する場合は、印刷法などの真空装置を必要と
しない技術により製造できるものが求められる。
It is needless to say that an electron-emitting device constituting an electron source used for a flat display is simple in structure and manufacturing method from the viewpoint of production technology, manufacturing cost and the like. If the manufacturing process is composed of thin film lamination and simple processing, or if a large product is to be manufactured, one that can be manufactured by a technique that does not require a vacuum device such as a printing method is required.

【0008】この点で、上述の特開平4−12436号
公報に開示された、ゲート電極をゲッター材により構成
した電子源、及び特開平8−2278号公報に開示され
た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蒸発型ゲッターの蒸着膜を有す
る多数の電界放出型陰極からなる電子源フラット型表示
装置に関して、円錐状の陰極チップの製造、あるいは半
導体の接合の製造などが真空装置中での煩雑な工程を要
し、また大型化するには製造装置による限界がある。
In this respect, the electron source disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-12436, in which the gate electrode is made of a getter material, and the fluorescent light of the front panel disclosed in the Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-2278, are disclosed. For an electron source flat display device comprising a large number of field emission cathodes having an evaporation type getter deposited film on the inner wall surface between the bodies, or on the wall surfaces between the respective cathode groups of the electron source, manufacture of a conical cathode chip, Alternatively, the production of a semiconductor junction or the like requires a complicated process in a vacuum apparatus, and there is a limit due to the production apparatus for increasing the size.

【0009】また、特開昭63−181248号公報、
及び特公平6−3714号公報の様に、電子源とフェー
スプレートの間に制御電極などを設けた装置では構造が
複雑になり、製造工程でこれら部材の位置合わせなど煩
雑な工程が伴うことになる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-181248,
As disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 6-3714, a device in which a control electrode and the like are provided between an electron source and a face plate has a complicated structure, and the manufacturing process involves complicated steps such as alignment of these members. Become.

【0010】また、米国特許第5,453,659号に
開示された、ゲッター材をアノードプレート上に形成す
る方法は、ゲッター材と蛍光体の間の電気的な絶縁をと
ることが必要で、精密な微細加工のためにフォトリソグ
ラフィー技術によるパターニングを繰り返し行って作成
される。このため、工程が煩雑となり、またフォトリソ
グラフィーに用いる装置の大きさなどから、製造できる
画像形成装置の大きさが制限される。
The method of forming a getter material on an anode plate disclosed in US Pat. No. 5,453,659 requires electrical insulation between the getter material and the phosphor. It is created by repeatedly performing patterning by photolithography technology for precise fine processing. Therefore, the process becomes complicated, and the size of the image forming apparatus that can be manufactured is limited by the size of the apparatus used for photolithography.

【0011】製造工程が容易であるという上述の要求を
満たしうる構造を持った電子放出素子としては、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
挙げることができる。横型の電界放出型電子放出素子
は、平面基板上に尖った電子放出部を有する陰極(カソ
ード)と、カソードに高電界を印加するための陽極(ゲ
ート)を対向させて形成したもので、蒸着、スパッタな
どの薄膜堆積法と、通常のフォトリソグラフィー技術に
より製造できる。また、表面伝導型電子放出素子は、一
部に高抵抗部を有する導電性薄膜に電流を流すことによ
り、電子が放出されるもので、本出願人による出願、特
開平7−235255号公報にその一例が示されてい
る。
Examples of the electron-emitting device having a structure capable of satisfying the above-mentioned requirement that the manufacturing process is easy include a horizontal field-emission electron-emitting device and a surface conduction electron-emitting device. The horizontal field emission type electron-emitting device is formed by opposing a cathode (cathode) having a sharp electron emission portion on a flat substrate and an anode (gate) for applying a high electric field to the cathode, and is formed by vapor deposition. It can be manufactured by a thin film deposition method such as sputtering, and ordinary photolithography technology. The surface conduction electron-emitting device emits electrons by passing a current through a conductive thin film having a high resistance part in a part thereof, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-235255 by the present applicant. One example is shown.

【0012】これらの素子を用いた画像形成装置にて、
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9−8224
5号公報にてなされている。この例では、ゲッター材は
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。尚、該ゲッター材は真空
蒸着法、スパッタ法により成膜されている。
In an image forming apparatus using these elements,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-8224 proposes a method of effectively arranging a getter material in an image display area and activating the getter material.
No. 5 discloses this. In this example, the getter material is made of an alloy containing at least one of Ti and Zr as a main component or an alloy containing at least one of Al, V and Fe as a sub-component. The getter material is formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0013】[0013]

【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
ー膜自身の体積を増やし、かつ表面積を増加させること
が求められる。
In order to adsorb and exhaust gas molecules in a container over a long period of time, it is necessary to increase the volume and surface area of the getter film itself.

【0014】ところが、上記提案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
成するためには、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。
However, since the getter material is formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like in the above-mentioned proposal, the getter material which can be formed in one process is considered in consideration of the film forming speed at the time of film formation. The upper limit of the film thickness is several μm at most. In order to form a getter material having a larger film thickness by the same method, an increase in the time required for film formation is unavoidable, leading to an increase in cost. In addition, the surface area of the film formed by the same method can be controlled somewhat depending on the film forming conditions at the time of vapor deposition, but in order to form a film having a larger surface area, the surface shape of the object to be vapor-deposited is processed. Requires special steps.

【0015】本発明は、大量生産に適した構成及び製法
にて、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。
According to the present invention, a getter film having a large capacity and a large surface area is arranged in a display area of an image forming apparatus by a structure and a manufacturing method suitable for mass production, so that a change in luminance with time (decrease with time) is obtained. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus with a small number and an image forming apparatus with less occurrence of luminance variation with time in an image forming area.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の画像形成装置は、外囲器内に、基板上に複数の
電子放出素子が配設された電子源と、前記基板に対向し
て配置された画像形成部材とを有する画像形成装置にお
いて、前記基板上に、構造体が配置され、かつ該構造体
上に、溶射法により形成された非蒸発型ゲッター材が設
けられてなることを特徴とする。また前記構造体上に、
非蒸発型ゲッター材が設けられており、該ゲッター材の
膜厚が10〜100μmである構造体であってもよい。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention comprises an electron source having a plurality of electron-emitting devices provided on a substrate in an envelope, and an electron source opposed to the substrate. An image forming apparatus having an image forming member arranged in a manner as described above, wherein a structure is disposed on the substrate, and a non-evaporable getter material formed by a thermal spraying method is provided on the structure. It is characterized by the following. Also, on the structure,
A structure in which a non-evaporable getter material is provided and the thickness of the getter material is 10 to 100 μm may be employed.

【0017】ここで前記構造体は、導電性の材料からな
り、かつ該構造体の電子源基板側の少なくとも電子源と
接触する面上に絶縁膜が形成されていてもよく、また、
同じく該構造体が導電性の材料からなり、かつ前記電子
源基板上の少なくとも該構造体と接触する面上に、絶縁
膜が形成されていてもよい、また、前記構造体が絶縁性
の材料からなり、該構造体の非蒸発型ゲッターが設けら
れる面上に、導電性の連続膜が形成されていてもよい。
さらに前記構造体が、該構造体の電位規定電極と接続さ
れていてもよい。
Here, the structure may be made of a conductive material, and an insulating film may be formed on at least a surface of the structure on the electron source substrate side, which is in contact with the electron source.
Similarly, the structure may be made of a conductive material, and an insulating film may be formed on at least a surface of the electron source substrate which is in contact with the structure. A conductive continuous film may be formed on the surface of the structure on which the non-evaporable getter is provided.
Further, the structure may be connected to a potential regulating electrode of the structure.

【0018】また、本発明の画像形成装置は、外囲器内
に、基板上に複数の電子放出素子が配設された電子源
と、前記基板に対向して配置された画像形成部材とを有
し、かつ該画像形成部材が画像形成単位毎に分離された
複数の蛍光膜を有する画像形成装置において、該画像形
成部材上に蛍光膜位置に対応した開口部を有する構造体
が配置され、かつ該構造体が少なくとも前記電子源に対
向する側の面上に、溶射法により形成された非蒸発型ゲ
ッター材が設けられてなることを特徴とする。また前記
構造体が、少なくとも画像形成部に対向する面上に、非
蒸発型ゲッター材が設けられており、該ゲッター材の膜
厚が10〜100μmである構造体であってもよい。こ
のように構造体が画像形成部材側に配置されているいず
れの場合においても、前記構造体の少なくとも該ゲッタ
ー材を担持している面が導電性の連続膜からなり、かつ
該導電性連続膜が画像形成部材と同電位になるように電
気的に接続されていてもよい。
Further, the image forming apparatus according to the present invention includes, in an envelope, an electron source having a plurality of electron-emitting devices disposed on a substrate, and an image forming member disposed to face the substrate. In the image forming apparatus having a plurality of fluorescent films, wherein the image forming member is separated for each image forming unit, a structure having an opening corresponding to the fluorescent film position is arranged on the image forming member, Further, a non-evaporable getter material formed by a thermal spraying method is provided on at least a surface of the structure facing the electron source. Further, the structure may be a structure in which a non-evaporable getter material is provided at least on a surface facing the image forming unit, and the thickness of the getter material is 10 to 100 μm. In any case where the structure is disposed on the image forming member side as described above, at least the surface of the structure supporting the getter material is formed of a conductive continuous film, and the conductive continuous film is formed. May be electrically connected to have the same potential as the image forming member.

【0019】なお、上記構造体の厚みは、構造体の配置
位置が電子源側、又は画像形成部材側いずれかの配置に
関わらず、50〜250μmの厚みで形成されているも
のであってもよい。
The thickness of the structure may be 50 to 250 μm regardless of the position of the structure on the electron source side or the image forming member side. Good.

【0020】そして、上記各発明の画像形成装置におい
て、前記電子源は、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置された電子源であってよいし、前
記電子源は、表面伝導型電子放出素子を有するものや、
横形の電界放出型電子放出素子を有するものであっても
よい。
In the above-described image forming apparatus, the electron source may be an electron source in which a plurality of electron-emitting devices arranged in a matrix are arranged on a substrate, and the electron source may be a surface conduction device. One having an electron-emitting device,
It may have a horizontal field emission type electron-emitting device.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい一態様
例を挙げて、本発明を詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a preferred embodiment of the present invention.

【0022】上記課題を解決するためになされた本発明
の好ましい態様の第1例は、電子源上に、各電子放出素
子に対応した開口部を有する一体型のゲッター構造体が
配置されており、該ゲッター構造体は、開口部を有する
金属板上もしくはセラミック板上に非蒸発型ゲッターを
プラズマ溶射法により成膜したものからなる。
A first example of a preferred embodiment of the present invention made to solve the above-mentioned problem is that an integrated getter structure having openings corresponding to respective electron-emitting devices is arranged on an electron source. The getter structure is formed by forming a non-evaporable getter on a metal plate or a ceramic plate having an opening by a plasma spraying method.

【0023】図1を用いて説明する。図1は本発明の画
像形成装置の構成の一例を模式的に示すものである。1
は電子源で、複数の電子放出素子13を基板上に配置
し、適当な配線11及び12を施したものである。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。
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of the image forming apparatus of the present invention. 1
Is an electron source in which a plurality of electron-emitting devices 13 are arranged on a substrate and appropriate wirings 11 and 12 are provided. Numeral 3 denotes a support frame, and numeral 4 denotes a face plate. At a joint portion, they are adhered to each other using frit glass or the like to form an envelope 5.

【0024】フェースプレート4は、ガラス基体6の上
に、蛍光膜7、メタルバック8が形成されてなり、この
部分は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。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1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。
The face plate 4 is formed by forming a fluorescent film 7 and a metal back 8 on a glass substrate 6, and this portion becomes an image display area. The phosphor film 7 is made of only a phosphor in the case of a display device for displaying a black and white image. However, when displaying a color image, the phosphor film 7 is composed of phosphors of three primary colors of red, green and blue. Call) is formed,
In some cases, the structure is separated by a black conductive material.
The black conductive material is called a black stripe, a black matrix, or the like, depending on its shape. Details will be described later. The metal back 8 is formed of a conductive thin film such as Al.
The metal back 8 reflects the light that travels toward the electron source 1 out of the light generated from the phosphor toward the glass substrate 6 to improve the brightness, and the gas remaining in the envelope 5
By the impact of ions generated by ionization by the electron beam,
It also serves to prevent the phosphor from being damaged. Also,
By giving conductivity to the image display area of the face plate 4,
This prevents charge from being accumulated and serves as an anode electrode for the electron source 1. Note that the metal back 8 is electrically connected to the high voltage terminal Hv.
A voltage can be applied from the outside of the envelope 5 through.

【0025】電子源1上に形成されるゲッター構造体2
は、本発明を特徴づけるものであって、電子源1とフェ
ースプレート4から発生したガスを吸着する。
Getter structure 2 formed on electron source 1
Characterizes the present invention, and adsorbs gas generated from the electron source 1 and the face plate 4.

【0026】ゲッター構造体2は、1例として電子放出
素子13に対応した開口部を持つ板状の構造体で、画像
形成領域と同程度の大きさを持ち、電子源1上に固定さ
れている。ゲッター構造体2の基材は、冷間圧延鋼板、
アルミキルド鋼板、鉄・ニッケル合金板等の金属鋼板、
又はガラス板やセラミック板等からなる。ゲッター構造
体2の基材の厚みとしては、取扱い時の形状保持能力、
プラズマ溶射時の熱応力変形への耐性の点から、50μ
m以上の厚みが好ましく、また、電子源基板上へ配置し
たときのビーム軌道に対する影響、開口部形成時のパタ
ーニング精度を確保する観点から、250μm以下の厚
みが好ましい。これらの基材の片面には、減圧プラズマ
溶射法により非蒸発型ゲッターが形成されている。
The getter structure 2 is, for example, a plate-like structure having an opening corresponding to the electron-emitting device 13, having a size similar to that of the image forming area, and being fixed on the electron source 1. I have. The base material of the getter structure 2 is a cold-rolled steel plate,
Metallic steel sheets such as aluminum killed steel sheets and iron / nickel alloy sheets,
Or it consists of a glass plate, a ceramic plate, or the like. As the thickness of the substrate of the getter structure 2, the shape holding ability at the time of handling,
From the viewpoint of resistance to thermal stress deformation during plasma spraying, 50 μm
m or more, and preferably 250 μm or less from the viewpoints of the effect on the beam trajectory when placed on the electron source substrate and ensuring the patterning accuracy when forming the opening. A non-evaporable getter is formed on one side of these substrates by a reduced pressure plasma spraying method.

【0027】溶射法によりゲッター膜を成膜するための
装置としては、例えば、図14に示す減圧プラズマ溶射
装置を用いることができる。構造体に対し、ゲッター膜
を成膜する際は、図14中のワーク部に構造体を固定
し、ワークに向かってプラズマジェットをガンから発生
させ、このプラズマジェット中に粉末状のゲッター材料
を供給することでゲッター膜を成膜することができる。
ゲッター材料は活性な材料であるため、溶射中の雰囲気
から酸素などのゲッター材料と反応しやすいガスを除く
ことが望ましい。また、プラズマのフレーム(炎)を良
好に保つためには、ある程度の圧力のガスが存在するこ
とが望ましい。このため、ゲッター膜を成膜する際は、
真空容器内をアルゴンや窒素などの不活性ガスで、数キ
ロパスカルから十数キロパスカルの減圧雰囲気に保つこ
とが好ましい。尚、後述するアルミナなどのセラミック
材料を溶射法により成膜する際は、不活性ガスの減圧雰
囲気にする必要はなく、例えば、大気中雰囲気中で成膜
してもかまわない。
As a device for forming a getter film by a thermal spraying method, for example, a reduced pressure plasma thermal spraying device shown in FIG. 14 can be used. When a getter film is formed on the structure, the structure is fixed to the work portion in FIG. 14, a plasma jet is generated from the gun toward the work, and a powdery getter material is formed in the plasma jet. By supply, a getter film can be formed.
Since the getter material is an active material, it is desirable to remove a gas that easily reacts with the getter material such as oxygen from the atmosphere during thermal spraying. Further, in order to keep the plasma flame (flame) good, it is desirable that a gas having a certain pressure exists. Therefore, when forming a getter film,
It is preferable to maintain the inside of the vacuum vessel in a reduced pressure atmosphere of several kilopascals to ten and several kilopascals with an inert gas such as argon or nitrogen. When a ceramic material such as alumina, which will be described later, is formed by a thermal spraying method, it is not necessary to use a reduced pressure atmosphere of an inert gas. For example, the film may be formed in an air atmosphere.

【0028】溶射膜の膜厚や表面形状などは、ガンとワ
ーク間の距離、射出時の雰囲気圧力、材料粉末の供給速
度、材料粒径、プラズマのパワー、プラズマ発生用のガ
ス流量、成膜回数などにより制御することができる。
The thickness and surface shape of the sprayed film include the distance between the gun and the work, the atmospheric pressure at the time of injection, the supply speed of the material powder, the material particle size, the power of the plasma, the gas flow rate for plasma generation, and the film formation. It can be controlled by the number of times.

【0029】ゲッター膜の厚みとしては、長期にわたり
排気能力を保持する点、また、原料粉末のゲッター能力
を保持し取扱いを容易にするため、粉末材料の粒径の下
限が決まることから溶射後の膜厚も決定され、約10μ
m以上の膜厚が好ましい。また、溶射後の膜剥がれを防
止するため、ゲッター材の膜厚としては100μm以下
が好ましい。ゲッター材としては、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,Z
r,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A
l,Fe,Ni,Mn等を含んでもよい。尚、ゲッター
の溶射膜表面は数マイクロメートル〜数十マイクロメー
トル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、一回の溶射で10〜10
0μm程度の厚みの膜を短時間で容易に形成することが
でき、このような厚い膜を形成することによりゲッター
材の寿命を長くすることができる。
As for the thickness of the getter film, the lower limit of the particle size of the powder material is determined because the lower limit of the particle size of the powder material is determined in order to maintain the exhaust capability for a long period of time and to maintain the getter capability of the raw material powder to facilitate handling. The film thickness is also determined, about 10μ
m or more is preferable. Further, in order to prevent film peeling after thermal spraying, the thickness of the getter material is preferably 100 μm or less. As the getter material, a commonly used non-evaporable getter can be used. For example, Ti, Z
Metals such as r, Hf, V, Nb, Ta, W, and alloys thereof can be used. In addition, A as a component of the alloy
It may contain 1, Fe, Ni, Mn, and the like. In addition, since the surface of the sprayed film of the getter has irregularities of several micrometers to several tens of micrometers, the surface area is larger than the surface of the vapor-deposited film vacuum-deposited on the smooth surface, so that a higher pumping speed can be achieved. In addition, 10 to 10
A film having a thickness of about 0 μm can be easily formed in a short time, and the life of the getter material can be extended by forming such a thick film.

【0030】ゲッター構造体2は、基材として金属鋼板
などの導電性基材を用いる場合、電子源1上に形成され
た電極配線間の電気的絶縁性を保つため、予めゲッター
構造体2の電子源1と接触する側の面に絶縁性皮膜を形
成するか、もしくはゲッター構造体2と接触する電子源
1上の領域に絶縁性の皮膜を形成する必要がある。ゲッ
ター構造体2側面への絶縁性皮膜の形成は、RFスパッ
タによるシリコン酸化膜の形成、印刷法による絶縁膜形
成、プラズマ溶射法によるアルミナ膜等のセラミック材
の溶射膜等を用いることができ、電子源1上への絶縁性
皮膜の形成は、スパッタ法、印刷法などによりシリコン
酸化物を形成する方法等を利用することができる。ま
た、ゲッター構造体の基材としてガラスやセラミックス
などの絶縁性材料を用いる場合、構造体上にゲッター膜
を形成する以前に、ゲッターの形成される面に対して予
め導電性の連続膜を形成しておいてもよい。尚、基材の
導電性の有無に関わらず、ゲッター構造体2上のゲッタ
ー材を不図示の結線もしくは導電性のペースト等により
電位規定電極に接続し、一定の電位、例えばゲッター構
造体2を電子源上に配置する場合はグランド電位となる
ように設定し、後述するようにフェースプレート側に配
置する場合はアノード電位とすることは好ましい。これ
により、ゲッター構造体2の電位が不定となることで発
生する、画像形成装置動作中の電子ビーム軌道の変動を
防ぐことができる。
When a conductive base material such as a metal steel plate is used as the base material, the getter structure 2 is formed in advance of the getter structure 2 in order to maintain the electrical insulation between the electrode wirings formed on the electron source 1. It is necessary to form an insulating film on the surface in contact with the electron source 1, or to form an insulating film in a region on the electron source 1 that comes into contact with the getter structure 2. For the formation of the insulating film on the side surface of the getter structure 2, a silicon oxide film formed by RF sputtering, an insulating film formed by a printing method, a sprayed film of a ceramic material such as an alumina film formed by a plasma spraying method, or the like can be used. For forming the insulating film on the electron source 1, a method of forming silicon oxide by a sputtering method, a printing method, or the like can be used. When an insulating material such as glass or ceramic is used as the base material of the getter structure, a conductive continuous film is formed on the surface on which the getter is to be formed before the getter film is formed on the structure. You may keep it. Regardless of whether the base material is conductive or not, the getter material on the getter structure 2 is connected to a potential regulating electrode by a connection (not shown) or a conductive paste or the like, and a certain potential, for example, a getter structure 2 is applied. It is preferable to set to the ground potential when arranged on the electron source, and to set the anode potential when arranged on the face plate side as described later. Accordingly, it is possible to prevent the fluctuation of the electron beam trajectory during the operation of the image forming apparatus, which is caused by the potential of the getter structure 2 becoming unstable.

【0031】尚、ゲッター構造体2の電子源1上への固
定は、ゲッター構造体2の周辺部もしくは片側全面の電
子源1と接触する面を、無機接着剤等の真空中でのガス
放出の少ない接着剤により電子源1上に固定する方法
や、ゲッター構造体2を電子源1上に機械的に押付ける
治具を用いて固定する方法等がある。
The fixation of the getter structure 2 on the electron source 1 is performed by removing the surface of the getter structure 2 which is in contact with the electron source 1 on the peripheral portion or on one side of the entire surface by releasing gas such as an inorganic adhesive in a vacuum. There is a method of fixing the getter structure 2 on the electron source 1 using a jig that mechanically presses the getter structure 2 on the electron source 1, and the like.

【0032】11は、電子放出させる素子の行を選択す
る、行選択用端子、12は選択された行に属する電子放
出素子の電子放出量を制御するための信号を入力する、
信号入力端子である。尚、行選択用端子は電子源内のX
方向配線と接続し、信号入力端子はY方向配線と接続し
ている。これらの端子の形態は、電子源1の構造や制御
の方法により適宜望ましいものが選ばれるもので、図に
示した構造に限られるものではない。
Numeral 11 denotes a row selection terminal for selecting a row of elements to emit electrons, and 12 inputs a signal for controlling the electron emission amount of the electron-emitting elements belonging to the selected row.
Signal input terminal. Note that the row selection terminal is the X in the electron source.
The signal input terminal is connected to the Y-direction wiring. The form of these terminals is appropriately selected depending on the structure of the electron source 1 and the control method, and is not limited to the structure shown in the drawing.

【0033】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蒸発型ゲッター10(図では、リ
ング上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、ゲッター材が画像表示領域中に飛散し、
電極間の電気的短絡を防ぐ目的で、蒸発型ゲッター10
と電子放出素子13、配線群11,12、及びアノード
電極を含む領域との間に、遮蔽体9を設けておく。尚、
ゲッター構造体2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、蒸発型ゲッター10並びに遮蔽
体9を形成しておかなくともよい。
In some cases, an evaporable getter 10 (in the figure, a ring-type getter is schematically shown) is provided in the envelope 5 as an auxiliary pump for keeping the interior of the envelope 5 vacuum. In this case, the getter material scatters in the image display area,
In order to prevent an electrical short circuit between the electrodes, an evaporative getter 10
A shield 9 is provided between the substrate and the region including the electron-emitting device 13, the wiring groups 11, 12 and the anode electrode. still,
When the inside of the envelope 5 can be sufficiently maintained in a vacuum only by the getter structure 2, the evaporable getter 10 and the shield 9 need not be formed.

【0034】つづいて、上述の蛍光膜7の構造について
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
(2B)の3原色の蛍光体22が順に形成され、その間
が黒色導電材21によって分離されている。この場合、
黒色導電材21の部分はブラックストライプと呼ばれ
る。図2(b)〜(d)は蛍光体22のドットが格子状
に並び、その間を黒色導電材21によって分離したもの
である。この場合には、黒色導電材21はブラックマト
リクスと呼ばれる。
Next, the structure of the fluorescent film 7 will be described. FIG. 2A shows a case where the phosphors 22 are arranged in a stripe shape, and the phosphors 22 of three primary colors of red (22R), green (22G), and blue (2B) are formed in order, and a black conductive material is provided therebetween. Are separated by a material 21. in this case,
The portion of the black conductive material 21 is called a black stripe. 2 (b) to 2 (d) show the dots of the phosphor 22 arranged in a grid, and the dots are separated by the black conductive material 21. FIG. In this case, the black conductive material 21 is called a black matrix.

【0035】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。
As a method of patterning the black conductive material 21 and the phosphor 22 on the glass substrate 6, a slurry method, a printing method, or the like can be used. After the fluorescent film 7 is formed,
A metal back 8 is formed.

【0036】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、ゲッター構造体2と、電子源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1を接合する。また、電子源1の基板
のみで真空排気後の大気圧に耐えられない場合は、電子
源1とフェースプレート4との間にスペーサーを配置す
るか、電子源1の裏面に補強用の板を組み合わせて接合
してもよい。接合は、接合部にフリットガラスを付け、
400℃程度に加熱して行う。実際の操作としては、大
気中で300℃程度の加熱処理を行い、フリットガラス
中にバインダーとして含まれる成分を除去(この工程を
「仮焼成」と呼ぶ)した後、Ar等の不活性ガス(inert
gas)中で、400℃の加熱処理を行い、接合部を溶着
する。
The face plate 4 formed as described above, the support frame 3, the getter structure 2, the electron source 1 and other structures are combined, and the support frame 3, the face plate 4, and the electron source 1 are combined. Join. If the substrate of the electron source 1 alone cannot withstand the atmospheric pressure after evacuation, a spacer is disposed between the electron source 1 and the face plate 4 or a reinforcing plate is provided on the back surface of the electron source 1. You may combine and join. For joining, attach frit glass to the joint,
The heating is performed at about 400 ° C. As an actual operation, a heat treatment at about 300 ° C. is performed in the air to remove components contained as a binder in the frit glass (this step is referred to as “temporary firing”), and then an inert gas such as Ar ( inert
In a gas), a heat treatment at 400 ° C. is performed to weld the joint.

【0037】この後、電子源1に表面伝導型電子放出素
子を含む場合は、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って、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ゲッター構造体上の非
蒸発型ゲッターを活性化した後、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内に設けた蒸発型ゲッター10(図では、模式的に
リング状ゲッターを表示)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
によっ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。
Thereafter, when the electron source 1 includes a surface conduction electron-emitting device, necessary processes such as forming and activation of the electron-emitting device are performed, and the inside of the envelope 5 is sufficiently evacuated. After activating the non-evaporable getter on the getter structure by heating the entire envelope 5 at a high temperature of about 350 ° C. for several hours to several tens of hours, the exhaust pipe (not shown) is heated by a burner. Shut off. Finally, if necessary, the evaporable getter 10 (in the figure, a ring-shaped getter is schematically shown) provided in the envelope 5 is heated to deposit a getter material on the inner wall of the envelope 5 to obtain a getter. Form a film of material. The getter film thus formed is located outside the image display area in the envelope 5.

【0038】本発明の好ましい態様の第2例は、図3に
示すように、電子源34に対向するフェースプレート3
3上の画像表示領域内に、各画像形成単位の蛍光体32
に対応した開口部を有するゲッター構造体31を配置す
ることである。該ゲッター構造体31は、実施態様の第
1と同様に開口部を有する50μm〜250μm厚の金
属板上もしくはガラスやアルミナ等のセラミック板状の
片面に、プラズマ溶射法などにより10μm〜100μ
m厚の非蒸発ゲッター膜が形成されたものからなる。
尚、画像形成装置全体の構成及び製法は、ゲッター構造
体の配置位置が異なる以外は実施態様の第1と同様であ
る。また、本実施態様例のようにフェースプレート上に
ゲッター構造体を配置する場合、ゲッター構造体上のゲ
ッター材をアノード電位と等しくなるように電気的に接
続しておくことは、画像形成装置動作中の電子ビーム軌
道の変動を防ぐためにも好ましい。更に好ましくは、ゲ
ッター構造体の基体にガラスやアルミナ等のセラミック
板を用いる場合に、構造体上にゲッター膜を形成する以
前に、ゲッターの形成される面に対して予め導電性の連
続膜を形成しておいてもよい。
As shown in FIG. 3, a second example of a preferred embodiment of the present invention is a face plate 3 facing an electron source 34.
3 in the image display area, the phosphor 32 of each image forming unit
Is to dispose a getter structure 31 having an opening corresponding to the above. The getter structure 31 has a thickness of 10 μm to 100 μm on a 50 μm to 250 μm thick metal plate having an opening or on one side of a ceramic plate such as glass or alumina by plasma spraying or the like as in the first embodiment.
An m-thick non-evaporable getter film is formed.
The configuration and manufacturing method of the entire image forming apparatus are the same as those of the first embodiment except that the arrangement position of the getter structure is different. Further, when the getter structure is disposed on the face plate as in the present embodiment, it is necessary to electrically connect the getter material on the getter structure so as to be equal to the anode potential. It is also preferable to prevent the fluctuation of the electron beam trajectory in the middle. More preferably, when a ceramic plate such as glass or alumina is used as the base of the getter structure, before forming the getter film on the structure, a conductive continuous film is previously formed on the surface on which the getter is formed. It may be formed.

【0039】以上説明したように、プラズマ溶射法等に
より形成された10〜100μm程度の厚みで数μm〜
数十μmの凹凸表面を有する非蒸発型ゲッターが形成さ
れたゲッター構造体を、電子源基板上あるいはフェース
プレート上の画像表示領域中に配置することにより、大
きな排気速度及び排気総量を有するゲッターによって、
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
かにかつ長期的に排気することができるようになる。こ
れにより、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るようになる。
As described above, a thickness of about 10 to 100 μm and a thickness of several μm to
By arranging the getter structure on which the non-evaporable getter having an uneven surface of several tens of μm is formed on the electron source substrate or in the image display area on the face plate, the getter having a large pumping speed and a total pumping amount can be obtained. ,
Gas generated from the image display area serving as a gas emission source can be quickly and long-term exhausted. This makes it possible to suppress deterioration of the electron-emitting device and fluctuation of the emission current amount.

【0040】尚、図1及び図3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
用いることができる。
Although FIGS. 1 and 3 show a surface conduction electron-emitting device as an electron-emitting device, the present invention is not limited to this, and a horizontal field-emission electron-emitting device or the like may be used. it can.

【0041】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4を用いて説明す
る。図4において、41は本発明の画像形成装置(表示
パネルとも呼ぶ)、42は走査回路、43は制御回路、
44はシフトレジスタである。45はラインメモリ、4
6は同期信号分離回路、47は変調信号発生器、Vxお
よびVaは直流電圧源である。
Next, NTS is performed by the above-described image forming apparatus.
An example of the configuration of a driving circuit for performing television display based on a C-system television signal will be described with reference to FIG. 4, reference numeral 41 denotes an image forming apparatus (also referred to as a display panel) of the present invention, 42 denotes a scanning circuit, 43 denotes a control circuit,
44 is a shift register. 45 is a line memory, 4
6 is a synchronizing signal separation circuit, 47 is a modulation signal generator, and Vx and Va are DC voltage sources.

【0042】画像形成装置41は、端子Dox1乃至D
oxm、端子Doy1乃至Doyn、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。端子Dox1
乃至Doxmには、画像形成装置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一行(N素子)ずつ順次駆
動する為の走査信号が印加される。
The image forming apparatus 41 has terminals Dox1 through Dx
oxm, terminals Doy1 to Doyn, and high voltage terminal Hv
Connected to an external electric circuit via Terminal Dox1
To Doxm for sequentially driving electron sources provided in the image forming apparatus, that is, a group of surface-conduction electron-emitting devices arranged in a matrix of M rows and N columns, one row at a time (N elements). A scanning signal is applied.

【0043】端子Doy1乃至Doynには、前記走査
信号により選択された一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。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。
To the terminals Doy1 to Doyn, a modulation signal for controlling an output electron beam of each element of the surface conduction electron-emitting device in one row selected by the scanning signal is applied. The high-voltage terminal Hv is supplied with a DC voltage of, for example, 10 kV from a DC voltage source Va, which applies sufficient energy to an electron beam emitted from the surface conduction electron-emitting device to excite the phosphor. This is the accelerating voltage to perform.

【0044】走査回路42について説明する。同回路
は、内部にM個のスイッチング素子を備えたもので、
(図中、S1乃至Smで模式的に示している)ある。各
スイッチング素子は、直流電圧源Vxの出力電圧もしく
は0V(グランドレベル)のいずれか一方を選択し、画
像形成装置41の端子Dox1乃至Doxmと電気的に
接続される。S1乃至Smの各スイッチング素子は、制
御回路43が出力する制御信号TSCANに基づいて動作す
るものであり、例えばFETのようなスイッチング素子
を組み合わせることにより構成することができる。
The scanning circuit 42 will be described. The circuit has M switching elements inside,
(S1 to Sm in the figure). Each switching element selects either the output voltage of the DC voltage source Vx or 0 V (ground level), and is electrically connected to the terminals Dox1 to Doxm of the image forming apparatus 41. Each of the switching elements S1 to Sm operates based on the control signal T SCAN output from the control circuit 43, and can be configured by combining switching elements such as FETs, for example.

【0045】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。
In the case of the present embodiment, the DC voltage source Vx uses a drive voltage applied to an unscanned element based on the characteristics (electron emission threshold voltage) of the surface conduction electron-emitting element. It is set to output a constant voltage that is equal to or lower than the voltage.

【0046】制御回路43は、外部より入力する画像信
号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動作を
整合させる機能を有する。制御回路43は、同期信号分
離回路46より送られる同期信号TSYNCに基づいて、各
部に対してTSCANおよびTSF TおよびTMRYの各制御信号
を発生する。
The control circuit 43 has a function of matching the operation of each part so that appropriate display is performed based on an image signal input from the outside. Control circuit 43 in accordance with the synchronization signal T SYNC sent from the synchronizing signal separation circuit 46, it generates the respective control signals of T SCAN and T SF T and T MRY to each unit.

【0047】同期信号分離回路46は、外部から入力さ
れるNTSC方式のテレビ信号から同期信号成分と輝度
信号成分とを分離する為の回路である。同期信号分離回
路46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TSYNC
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。該DA
TA信号はシフトレジスタ44に入力される。
The synchronizing signal separating circuit 46 is a circuit for separating a synchronizing signal component and a luminance signal component from an NTSC television signal input from the outside. The synchronizing signal separated by the synchronizing signal separating circuit 46 includes a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal, but is shown here as a T SYNC signal for convenience of explanation. The luminance signal component of the image separated from the television signal is referred to as a DATA signal for convenience. The DA
The TA signal is input to the shift register 44.

【0048】シフトレジスタ44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43より送られる制御信号TSFTに基づいて動作す
る(即ち、制御信号TSFTは、シフトレジスタ44のシ
フトクロックであるということもできる。)。シリアル
/パラレル変換された画像1ライン分(電子放出素子N
素子分の駆動データに相当)のデータは、Id1乃至I
dnのN個の並列信号として前記シフトレジスタ44よ
り出力される。
The shift register 44 is for serially / parallel-converting the DATA signal input serially in time series for each line of an image. The shift register 44 converts the DATA signal into a control signal T SFT sent from the control circuit 43. (Ie, the control signal T SFT can be said to be a shift clock of the shift register 44). One line of serial / parallel converted image (electron emitting element N
Drive data for the elements) are Id1 to Id1
It is output from the shift register 44 as N parallel signals of dn.

【0049】ラインメモリ45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3より送られる制御信号TMRYに従って適宜I
d1乃至Idnの内容を記憶する。記憶された内容は、
Id′1乃至Id′nとして出力され、変調信号発生器
47に入力される。
The line memory 45 is a storage device for storing data for one line of an image for a required time only.
According to the control signal T MRY sent from the control circuit 3, I
The contents of d1 to Idn are stored. The stored contents are
The signals are output as Id′1 to Id′n and input to the modulation signal generator 47.

【0050】変調信号発生器47は、画像データId′
1乃至Id′nの各々に応じて表面伝導型電子放出素子
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Doy1乃至Doynを通じて画像形成
装置41内の表面伝導型電子放出素子に印加される。
The modulation signal generator 47 outputs the image data Id '
1 to Id'n are signal sources for appropriately driving and modulating each of the surface conduction electron-emitting devices in accordance with the respective ones of the surface conduction electron-emitting devices. Applied to the electron-emitting device.

【0051】本発明を適用可能な電子放出素子は放出電
流Ieに対して以下の基本特性を有している。即ち、電
子放出には明確なしきい値電圧Vthがあり、Vth以
上の電圧を印加された時のみ電子放出が生じる。電子放
出しきい値以上の電圧に対しては、素子への印加電圧の
変化に応じて放出電流も変化する。このことから、本素
子にパルス状の電圧を印加する場合、例えば電子放出し
きい値以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、
電子放出しきい値以上の電圧を印加する場合には電子ビ
ームが出力される。その際、パルスの波高値Vmを変化
させる事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事が
可能である。
The electron-emitting device to which the present invention can be applied has the following basic characteristics with respect to the emission current Ie. That is, electron emission has a clear threshold voltage Vth, and electron emission occurs only when a voltage equal to or higher than Vth is applied. For a voltage equal to or higher than the electron emission threshold, the emission current also changes according to the change in the voltage applied to the device. For this reason, when a pulsed voltage is applied to this element, for example, even if a voltage equal to or lower than the electron emission threshold is applied, electron emission does not occur.
When a voltage higher than the electron emission threshold is applied, an electron beam is output. At that time, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the pulse peak value Vm. In addition, it is possible to control the total amount of charges of the output electron beam by changing the pulse width Pw.

【0052】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、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47として、一定長さの電圧パルス
を発生し、入力されるデータに応じて適宜パルスの波高
値を変調するような電圧変調方式の回路を用いることが
できる。
Therefore, as a method of modulating the electron-emitting device in accordance with the input signal, a voltage modulation method, a pulse width modulation method, or the like can be adopted. When implementing the voltage modulation method, a circuit of the voltage modulation method that generates a voltage pulse of a fixed length and modulates the peak value of the pulse appropriately according to input data is used as the modulation signal generator 47. be able to.

【0053】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47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。
When implementing the pulse width modulation method,
As the modulation signal generator 47, a pulse width modulation type circuit that generates a voltage pulse having a constant peak value and appropriately modulates the width of the voltage pulse according to input data can be used.

【0054】シフトレジスタ44やラインメモリ45
は、デジタル信号式のものをもアナログ信号式のものを
も採用できる。画像信号のシリアル/パラレル変換や記
憶が所定の速度で行われれば良いからである。
The shift register 44 and the line memory 45
The digital signal type and the analog signal type can be adopted. This is because the serial / parallel conversion and storage of the image signal may be performed at a predetermined speed.

【0055】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路46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46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45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47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47には、例えばD/A変換回路を用
い、必要に応じて増幅回路などを付加する。パルス幅変
調方式の場合、変調信号発生器47には、例えば高速の
発振器および発振器の出力する波数を計数する計数器
(カウンタ)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。
When the digital signal type is used, it is necessary to convert the output signal DATA of the synchronizing signal separation circuit 46 into a digital signal. For this purpose, an A / D converter may be provided at the output section 46. In connection with this, the circuit used for the modulation signal generator 47 differs slightly depending on whether the output signal of the line memory 45 is a digital signal or an analog signal. That is, in the case of the voltage modulation method using a digital signal,
For example, a D / A conversion circuit is used as the modulation signal generator 47, and an amplification circuit and the like are added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, the modulation signal generator 47 includes, for example, a high-speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value of the counter with the output value of the memory. (Comparator) is used. If necessary, an amplifier for voltage-amplifying the pulse width modulated signal output from the comparator to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added.

【0056】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47には、例えばオペアンプなどを
用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト
回路などを付加することもできる。パルス幅変調方式の
場合には、例えば、電圧制御型発振回路(VOC)を採
用でき、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電
圧まで電圧増幅するための増幅器を付加することもでき
る。
In the case of the voltage modulation method using an analog signal, an amplification circuit using, for example, an operational amplifier can be used as the modulation signal generator 47, and a level shift circuit and the like can be added as necessary. In the case of the pulse width modulation method, for example, a voltage-controlled oscillation circuit (VOC) can be employed, and an amplifier for amplifying the voltage up to the drive voltage of the surface conduction electron-emitting device can be added as necessary.

【0057】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Do
x1乃至Doxm、Doy1乃至Doyn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H
v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。
In the image forming apparatus of the present invention which can have such a configuration, each of the electron-emitting devices is provided with an external terminal Do.
By applying a voltage via x1 to Doxm and Doy1 to Doyn, electron emission occurs. High voltage terminal H
A high voltage is applied to the metal back 8 via v to accelerate the electron beam. The accelerated electrons collide with the fluorescent film 7 and emit light to form an image.

【0058】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方式など他、
これよりも、多数の走査線からなるTV信号(例えば、
高品位TV)方式をも採用できる。
The configuration of the image forming apparatus described here is an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. As for the input signal, the NTSC system has been described, but the input signal is not limited to this, and the PAL, SECAM system, etc.
A TV signal composed of a large number of scanning lines (for example,
High quality TV) can also be used.

【0059】本発明の画像形成装置は、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。
The image forming apparatus of the present invention can be used not only as a display device for a television broadcast, a display device such as a video conference system or a computer, but also as an image forming device as an optical printer using a photosensitive drum or the like. Can be used.

【0060】[0060]

【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包含する。 [実施例1]本実施例の画像形成装置は、図1に模式的
に示された装置と同様の構成を有し、ゲッター構造体2
は、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1上に配置され
ている。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples, and each element within a range in which the object of the present invention is achieved. And those in which the design has been replaced or changed. [Embodiment 1] The image forming apparatus of this embodiment has the same structure as the apparatus schematically shown in FIG.
Is arranged on an electron source 1 in which a plurality of (100 rows × 300 columns) surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix wiring.

【0061】電子源1の一部の平面図を図5に示す。ま
た、図中のA−A′断面図を図6に示す。但し、図5、
図6で、同じ記号を示したものは、同じものを示す。こ
こで51は電子源基板、52は図1のDoxmに対応す
るX方向配線、53は図1のDoynに対応するY方向
配線、54は表面伝導型電子放出素子、55はゲッター
構造体、61は層間絶縁層、62,63は素子電極、6
4は電子放出部を含む導電性膜、65は素子電極603
とY方向配線53と電気的接続のためのコンタクトホー
ル、66は絶縁膜、67はゲッター構造体の基体、68
は非蒸発型ゲッターである。
FIG. 5 is a plan view of a part of the electron source 1. FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA ′ in the figure. However, FIG.
In FIG. 6, the same symbols indicate the same items. Here, 51 is an electron source substrate, 52 is an X-direction wiring corresponding to Doxm in FIG. 1, 53 is a Y-direction wiring corresponding to Doyn in FIG. 1, 54 is a surface conduction electron-emitting device, 55 is a getter structure, 61 Is an interlayer insulating layer, 62 and 63 are device electrodes, 6
4 is a conductive film including an electron emitting portion, 65 is a device electrode 603
A contact hole for electrical connection with the Y-directional wiring 53; 66, an insulating film; 67, a getter structure base;
Is a non-evaporable getter.

【0062】以下に、本実施例の画像形成装置の製造方
法について、図7、図8を参照しつつ説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0063】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電子源基板51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53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53を形成す
る(図7(a))。
Step-a On an electron source substrate 51 in which a 0.5 μm thick silicon oxide film is formed on a cleaned blue plate glass by a sputtering method, 5 nm thick Cr and 600 nm thick Au are deposited by vacuum evaporation. After sequentially laminating, a photoresist (AZ1370 Hoechst) was spin-coated with a spinner and baked.
The resist pattern of the Y-directional wiring 53 is formed by exposing and developing the photomask image, and the Au / Cr deposited film is wet-etched to form the Y-directional wiring 53 having a desired shape (FIG. 7A). .

【0064】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61をRFスパッタ法により堆積する(図7
(b))。
Step-b Next, an interlayer insulating layer 61 made of a silicon oxide film having a thickness of 1.0 μm is deposited by RF sputtering (FIG. 7).
(B)).

【0065】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65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61をエッチングし
てコンタクトホール65を形成する。エッチングはCF
4とH2ガスを用いたRIE(Reactive Ion Etching)法に
よった(図7(c))。
Step-c A photoresist pattern for forming the contact hole 65 is formed in the silicon oxide film deposited in the step b, and the interlayer insulating layer 61 is etched using the photoresist pattern as a mask to form the contact hole 65. Etching is CF
RIE (Reactive Ion Etching) using 4 and H 2 gas was performed (FIG. 7C).

【0066】工程−d その後、素子電極62,63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100nmのNiを順次堆積し
た。フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ni
/Ti堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔Gは3μ
m、素子電極の幅は300μmとし、素子電極62,6
3を形成した(図7(d))。
Step-d Thereafter, a pattern to be a gap G between the device electrodes 62 and 63 and the device electrode is formed by photoresist (RD-2000N).
-41 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and a 5 nm-thick Ti and a 100 nm-thick Ni were sequentially deposited by a vacuum evaporation method. Dissolve the photoresist pattern with an organic solvent and add Ni
/ Ti deposited film is lifted off, and the element electrode interval G is 3 μm.
m, the width of the device electrodes is 300 μm, and the device electrodes 62, 6
No. 3 was formed (FIG. 7D).

【0067】工程−e 素子電極62,63の上にX方向配線52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52を形成した。(図8(e))。
Step-e After a photoresist pattern of the X-direction wiring 52 is formed on the device electrodes 62 and 63, Ti having a thickness of 5 nm and a thickness of 5
Au having a thickness of 00 nm was sequentially deposited by vacuum evaporation, and unnecessary portions were removed by lift-off to form an X-directional wiring 52 having a desired shape. (FIG. 8 (e)).

【0068】工程−f 膜厚100nmのCr膜66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)社製)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。(図
8(f))。
Step-f A Cr film 66 having a thickness of 100 nm is deposited and patterned by vacuum evaporation, and a Pd amine complex solution (ccp
4230 Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was spin-coated with a spinner and heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes. (FIG. 8 (f)).

【0069】工程−g Cr膜66及び焼成後の電子放出部形成用の導電性膜6
4を酸エッチャントによりエッチングして所望のパター
ンを形成した(図8(g))。
Step-g The Cr film 66 and the conductive film 6 for forming the electron emission portion after firing
4 was etched with an acid etchant to form a desired pattern (FIG. 8 (g)).

【0070】工程−h コンタクトホール65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65を埋め込んだ(図8(h))。
Step-h A pattern is formed such that a resist is applied to portions other than the contact hole 65, and a 5 nm-thick T
i, Au having a thickness of 500 nm was sequentially deposited. Unnecessary portions were removed by lift-off to bury the contact holes 65 (FIG. 8H).

【0071】以上の工程により電子源基板51上に複数
(100行×300列)の電子放出部形成用の導電性膜
64が、X方向配線52とY方向配線53とにより単純
マトリクス配線された電子源1を形成した。
Through the above steps, a plurality of (100 rows × 300 columns) conductive films 64 for forming the electron-emitting portions are formed on the electron source substrate 51 by simple matrix wiring using the X-directional wiring 52 and the Y-directional wiring 53. An electron source 1 was formed.

【0072】工程−i 次に画像表示部分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)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
22R,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。
Step-i Next, a face plate 4 serving as an image display portion was prepared. In the face plate 4, a transparent electrode (not shown) made of ITO was provided on the glass substrate 6 in order to enhance the conductivity of the fluorescent film 7. The fluorescent film 7, which is an image forming member, is a stripe-shaped phosphor (see FIG. 2A) in order to realize color, a black stripe is formed first, and each color phosphor is formed by a slurry method in the gap. The bodies 22R, 22G, and 22B were applied to form the fluorescent film 7. As the material for the black stripe, a material mainly containing graphite, which is generally used, was used.

【0073】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8の作製後、蛍
光膜8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。
Further, a metal back 8 was provided on the inner side of the fluorescent film 7. The metal back 8 was manufactured by performing a smoothing process (usually called filming) on the inner surface of the fluorescent film 8 after the fluorescent film 8 was manufactured, and then performing vacuum deposition of Al.

【0074】工程−j 次にゲッター構造体2を作成した。ゲッター構造体の基
体の作成は、50μm厚の低熱膨張財のアンバー材(鉄
・ニッケル合金)を用い、フォトリソグラフィーにより
開口部を形成することで行った。このパターニング工程
は、スプレー吹き付けによるレジスト塗布にて膜厚7μ
mのレジストを形成し、露光、エッチング液(アルカリ
溶液)によるレジスト剥離等により行った。パターン
(開口部)形状は図5に示す通り、X方向の開口幅がY
方向配線間隔(配線自身の幅は含まず)にほぼ等しく、
Y方向の開口幅がX方向配線間隔(配線自身の幅は含ま
ず)にほぼ等しい。以上のように作成した基体を不図示
の支持体に固定し、減圧プラズマ溶射装置(スルザーメ
テコ社製:7MC型)内に取り付け、非蒸発型ゲッター
材(Zr(75%)−V(20%)−Fe(5%)の合
金粉末。#325mesh)を溶射した。この際、減圧
タンク内を一旦13Paまで減圧し、その後Arガスに
てタンク内を4.7kPaの圧力に設定して溶射を行っ
た。また、溶射後には再びタンク内を13Paまで減圧
し、その後大気圧まで窒素ガスを導入し、構造体の温度
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40μ程度であった。
尚、本実施例ではゲッター材を溶射する前に、ゲッター
材を溶射しない側の面に予め、ほぼ同様の手法にて約3
0μm厚の酸化アルミの溶射膜を形成しておいた。
Step-j Next, a getter structure 2 was prepared. The base of the getter structure was formed by forming an opening by photolithography using an amber material (iron / nickel alloy) of a low thermal expansion material having a thickness of 50 μm. In this patterning step, the resist is applied by spraying to a thickness of 7 μm.
The resist was formed by exposing, exposing the resist with an etching solution (alkaline solution), and the like. As shown in FIG. 5, the pattern (opening) shape is such that the opening width in the X direction is Y.
Direction wiring spacing (not including the width of the wiring itself),
The width of the opening in the Y direction is substantially equal to the wiring interval in the X direction (not including the width of the wiring itself). The substrate prepared as described above was fixed on a support (not shown), and mounted in a reduced-pressure plasma spraying apparatus (7MC type manufactured by Sulzer Metco), and a non-evaporable getter material (Zr (75%)-V (20%)) -Alloy powder of Fe (5%), # 325 mesh) was sprayed. At this time, the pressure inside the pressure reducing tank was once reduced to 13 Pa, and then the pressure inside the tank was set to 4.7 kPa with Ar gas to perform thermal spraying. After the thermal spraying, the pressure in the tank was again reduced to 13 Pa, and then nitrogen gas was introduced to atmospheric pressure. After the temperature of the structure was sufficiently lowered, the structure was opened to the atmosphere and taken out. The average thickness of the formed getter material was about 40 μm.
In addition, in this embodiment, before spraying the getter material, the surface on the side where the getter material is not sprayed is about 3 mm in advance by a substantially similar method.
A thermal sprayed film of aluminum oxide having a thickness of 0 μm was formed.

【0075】工程−k 次に、図1に示す外囲器5を、以下の様に作製した。Step-k Next, the envelope 5 shown in FIG. 1 was manufactured as follows.

【0076】前述の工程により作成された電子源1にゲ
ッター構造体2を無機接着剤にて固定した後、ゲッター
構造体2と電位規定用配線との間を不図示の結線により
接続し、支持枠3、蒸発型ゲッタをフラッシュさせた際
にゲッターが電子放出素子に飛散するのを抑制するため
の遮蔽体9、リング型の蒸発型ゲッター10、上記フェ
ースプレート4を組み合わせ、電子源1とゲッター構造
体2及びフェースプレート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大気中300℃
で仮焼成した後、各部材を組み合わせて、Arガス中4
00℃10分間の熱処理を行い接合した。
After the getter structure 2 is fixed to the electron source 1 formed by the above-described steps with an inorganic adhesive, the getter structure 2 and the potential regulating wiring are connected by a connection (not shown) to support The electron source 1 and the getter are combined by combining the frame 3, the shield 9 for suppressing the getter from scattering to the electron-emitting device when the evaporable getter is flashed, the ring-type evaporable getter 10, and the face plate 4. The positions of the structure 2 and the face plate 4 with respect to the respective color phosphors were strictly adjusted and sealed to form the envelope 5. The sealing method is to apply frit glass to the joint and apply 300 ° C in air.
After pre-baking in Ar gas, the members are combined and
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 10 minutes to perform bonding.

【0077】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。
Before describing the next step, the vacuum processing apparatus used in the subsequent steps will be described with reference to FIG.

【0078】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)、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99として超高真空対向のバリア
ブルリークバルブを用い、導入物質源100としてアセ
トン(CH32CO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。
In FIG. 9, reference numeral 91 denotes an image forming apparatus (also referred to as an image display panel) in a manufacturing process, and 92 denotes an exhaust pipe, which connects the image forming apparatus 91 and a vacuum chamber 93. The vacuum chamber 93 is connected to a gate valve 94, and the gate valve 94 is connected to an exhaust device 95. The exhaust device 95 is configured by a backup dry pump connected to a magnetic levitation type turbo molecular pump via a valve (not shown). The vacuum chamber 93 is equipped with a pressure gauge 96 for monitoring the internal pressure and a quadrupole mass spectrometer (Q-mass) 97 for monitoring the gas partial pressure inside the vacuum chamber 93. Further, the vacuum chamber 93 is connected to an ampoule in which the introduced substance source 100 is sealed through a gas introduction line 98 and a gas introduction control device 99 provided in the middle of the gas introduction line 98. In the present embodiment, the following steps are performed using the above vacuum processing apparatus using a variable leak valve facing an ultra-high vacuum as the gas introduction control device 99 and using acetone (CH 3 ) 2 CO as the introduced substance source 100. Was done.

【0079】工程−l 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った。
Step-1 The gas in the envelope 5 completed in the previous step is exhausted by the exhaust device 95 through the exhaust pipe 92 and the vacuum chamber 93.
After the pressure indicated by the pressure gauge 96 reached about 1 × 10 −3 Pa, forming was performed using the apparatus shown in FIG.

【0080】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。
FIG. 10 is a schematic view of an apparatus for applying a voltage to an image forming apparatus under a manufacturing process in a forming process. In this embodiment, the device is also used in an activation process which is a subsequent process.

【0081】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を共通結線し
てグランドに接続し、一方、X方向配線Dx1〜Dxm
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。101は制御装置で、パルス発生器10
2、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。
As shown in FIG. 10, in the image forming apparatus 91 in the manufacturing process, the Y-direction wirings Dy1 to Dyn are commonly connected and connected to the ground, while the X-direction wirings Dx1 to Dxm
Are connected to corresponding terminals of the switching box 104. 101 is a control device, which is a pulse generator 10
2. The switching box 104 is controlled through a control signal bus, and the measured value measured by the ammeter 103 is obtained through a measurement data transfer bus.

【0082】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102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、スイッチングボンクス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64)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
て、複数の表面処理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1を作成した。
The switching box 104 selects one line from the X-direction wirings Dx1 to Dxm, and supplies the selected line to the pulse generator 1 through the ammeter 102.
A pulse voltage from 02 is applied. The non-selected lines are connected to the ground potential by the switching bonks 104. The forming process was performed for each element row in the X direction (300 elements). The waveform of the applied pulse was a rectangular wave pulse as shown in FIG. 11A, and the peak value (peak of the voltage difference between element electrodes) was gradually increased from 0V. The pulse width T1 was 1 msec, and the pulse interval T2 was 10 msec. In addition, a rectangular wave pulse having a peak value of 0.1 V is inserted between the rectangular wave pulses (FIG. 11).
(B)) The resistance of each row was measured by measuring the current. When the resistance value exceeded 3.3 kΩ (1 MΩ per element), the forming of the row was terminated, and the processing of the next row was started. This process is performed for all the rows, the forming of all the conductive films (the conductive films 64 for forming the electron emission portions) is completed, and the electron emission portions are formed in each of the conductive films. The electron source 1 in which the electron-emitting devices were wired in a simple matrix was prepared.

【0083】工程−m 次に、真空チャンバー93内にアセトン(CH32CO
を導入し、圧力計96の表示値で約2×10-3Pa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。
Step-m Next, acetone (CH 3 ) 2 CO
And adjusted so that the indicated value of the pressure gauge 96 becomes about 2 × 10 −3 Pa. At this time, it is confirmed that gas molecules of acetone are surely introduced into the vacuum chamber 93 by using the Q-mass 97.

【0084】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。
Thereafter, similar to the forming step, FIG.
Using the device described above, the activation process of each electron-emitting device was performed by applying a pulse voltage through each X-direction wiring.

【0085】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100m
secである。スイッチングボックス104により、1
msec毎に選択ラインをDx1からDx100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1
2)。
The pulse waveform generated by the pulse generator 102 is a rectangular wave shown in FIG.
V, pulse width T1 = 1 msec, pulse interval 100 m
sec. By switching box 104, 1
The selection line is sequentially switched from Dx1 to Dx100 every msec, and as a result, a rectangular wave of T1 = 1 msec and T2 = 100 msec is applied to each element row with its phase slightly shifted for each row (FIG. 1
2).

【0086】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。
The ammeter 103 is used in a mode for detecting the current value in the ON state of the rectangular wave pulse (when the voltage is 15 V), and the average value of this value in each element row is 6
When the current reached 00 mA (2 mA per element), the pulse application was terminated, the inside of the envelope 5 was evacuated, and the activation process was terminated.

【0087】工程−n 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(CH32CO及びその分解物を一旦
排気した後、更に350℃で10時間保持することで、
更なる残留吸着ガス分子の除去とゲッター構造体2上の
非蒸発型ゲッター材の活性化を行った。
Step-n While the evacuation is continued, the entire image forming apparatus 91 and the vacuum vessel 93 are held at 200 ° C. for 5 hours by a heating device (not shown), and are adsorbed on the envelope 5 and the inner wall of the vacuum chamber 93. (CH 3 ) 2 CO and its decomposed products are assumed to be once exhausted, and then maintained at 350 ° C. for 10 hours,
Further removal of residual adsorbed gas molecules and activation of the non-evaporable getter material on the getter structure 2 were performed.

【0088】工程−o 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
10を高周波加熱によりフラッシュさせる。
Step-o After confirming that the pressure was 1.3 × 10 −5 Pa or less, the exhaust pipe was heated with a burner and sealed off. Subsequently, the evaporable getter 10 previously set outside the image display area is flashed by high-frequency heating.

【0089】以上により本実施例の画像形成装置を作成
した。
As described above, the image forming apparatus of this embodiment was manufactured.

【0090】[実施例2]ゲッター構造体2の電子源1
と接触する面には絶縁膜を形成せず、電子源1内に配設
されるX方向配線上52に絶縁膜を形成したこと以外
は、実施例1と同様の材料を用いて同様な構成の部材を
作成し、同様の処理を行って本実施例の画像形成装置を
作成した。尚、絶縁膜の形成は、実施例1の工程−eに
対応するX方向配線の形成後に行い、X方向配線パター
ンに対応したマスクを用いて、RFスパッタ法によりシ
リコン酸化膜を1.0μm堆積することで行った。この
際、外部駆動装置との電気的接続を保つため、配線の取
り出し部分には絶縁膜を堆積していない。
Example 2 Electron Source 1 of Getter Structure 2
A structure similar to that of the first embodiment is used except that an insulating film is not formed on the surface in contact with the substrate and an insulating film is formed on the X-direction wiring 52 provided in the electron source 1. Were formed, and the same processing was performed to prepare the image forming apparatus of the present embodiment. The insulating film was formed after forming the X-directional wiring corresponding to step-e of Example 1, and a silicon oxide film was deposited to 1.0 μm by RF sputtering using a mask corresponding to the X-directional wiring pattern. I went by. At this time, in order to maintain electrical connection with the external driving device, an insulating film is not deposited at a portion where the wiring is taken out.

【0091】[実施例3]ゲッター構造体2の基体に、
実施例1、実施例2と同様な形状の青板ガラスを用い、
同基体の片面に厚さ10nmのCr、厚さ1μmのCu
を真空蒸着により堆積した後、同面に非蒸発型ゲッター
を形成したこと以外は、実施例1と同様の材料を用いて
同様な構成の部材を作成し、同様の処理を行って本実施
例の画像形成装置を作成した。尚、本実施例で作成した
ゲッター構造体2は、絶縁性の基体により作成されてい
るため、実施例1にて実施したようなゲッター構造体裏
面への絶縁膜の形成は行っていない。
Example 3 The substrate of the getter structure 2 was
Using a blue plate glass having the same shape as in the first and second embodiments,
On one surface of the substrate, Cr with a thickness of 10 nm and Cu with a thickness of 1 μm
Was formed by using a material similar to that of Example 1 except that a non-evaporable getter was formed on the same surface after depositing by vacuum evaporation. Of the image forming apparatus was manufactured. Since the getter structure 2 made in the present embodiment is made of an insulating base, an insulating film is not formed on the back surface of the getter structure as in the first embodiment.

【0092】[実施例4]フェースプレート上のカラー
蛍光体の配置及びブラックマトリクスの形状として図2
(c)に示すマトリクス配置を採用し、ゲッター構造体
2の配置を図3に示すように、フェースプレート側に配
置したこと以外は実施例1と同様の材料を用いて同様な
構成の部材を作成し、同様の処理を行って本実施例の画
像形成装置を作成した。尚、本実施例においてはゲッタ
ー構造体2の基体として、各色蛍光体に対応した開口部
を有する100μm厚のアルミキルド鋼板を用い、ま
た、実施例1にて行ったような基体裏面への絶縁膜の形
成は行っていない。
Embodiment 4 FIG. 2 shows the arrangement of the color phosphors on the face plate and the shape of the black matrix.
3, a member having the same configuration as that of the first embodiment using the same material as that of the first embodiment except that the getter structure 2 is disposed on the face plate side as shown in FIG. The image forming apparatus of the present embodiment was created by performing the same processing. In this embodiment, a 100 μm-thick aluminum-killed steel sheet having openings corresponding to the phosphors of each color was used as a base of the getter structure 2, and an insulating film on the back surface of the base as in Example 1 Is not formed.

【0093】[実施例5]ゲッター構造体2の基体とし
て、実施例4と同様な形状の青板ガラスを用い、同基体
の片面に厚さ10nmのCr、厚さ1μmのCuを真空
蒸着により堆積した後、同面に非蒸発型ゲッターを形成
したこと以外は、実施例4と同様の材料を用いて同様な
構成の部材を作成し、同様の処理を行って本実施例の画
像形成装置を作成した。尚、本実施例で作成したゲッタ
ー構造体2をフェースプレート4に固定する際、導電性
グラファイトペーストを用いてゲッター構造体2の導電
膜部分とアノード電極部分との導電性を確保した。
[Example 5] As a substrate of the getter structure 2, a soda lime glass having the same shape as that of Example 4 was used, and Cr having a thickness of 10 nm and Cu having a thickness of 1 µm were deposited on one surface of the substrate by vacuum evaporation. After that, a member having the same configuration as that of the fourth embodiment is formed using the same material as that of the fourth embodiment except that a non-evaporable getter is formed on the same surface. Created. When the getter structure 2 prepared in this example was fixed to the face plate 4, the conductivity between the conductive film portion and the anode electrode portion of the getter structure 2 was secured using a conductive graphite paste.

【0094】[比較例1]画像形成装置内にゲッター構
造体2を配設する代りに、X方向配線Dx1〜Dx10
0上に、スパッタ法によりZr−V−Fe合金からなる
非蒸発型ゲッターの薄膜を形成したこと以外は、実施例
1と同様の材料を用いて同様な構成の部材を作成し、同
様の処理を行って本実施例の画像形成装置を作成した。
[Comparative Example 1] Instead of disposing the getter structure 2 in the image forming apparatus, X-direction wirings Dx1 to Dx10
Except that a thin film of a non-evaporable getter made of a Zr-V-Fe alloy was formed on the substrate 0 by a sputtering method, a member having a similar configuration was prepared using the same material as in Example 1, and a similar process was performed. Was performed to produce the image forming apparatus of this embodiment.

【0095】スパッタリングにて用いるゲッター材のタ
ーゲットとしてZr(75%),V(20%),Fe
(5%)の合金を用い、X方向配線とほぼ同様な形状の
ゲッター膜を300nmの厚さで形成した。
Zr (75%), V (20%), Fe
A (5%) alloy was used to form a 300 nm thick getter film having a shape substantially similar to that of the X-direction wiring.

【0096】以上で述べた実施例1〜5及び比較例1の
画像形成装置の比較評価を行った。評価は、単純マトリ
クス駆動を行い、画像表示装置を連続全面発光させ輝度
の経時変化を測定した。輝度の測定は、外囲器5内の真
空悪化の影響を最も受けやすい、画像表示領域の中心部
にて行った。
The image forming apparatuses of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 described above were compared and evaluated. For the evaluation, a simple matrix drive was performed, the image display device was made to emit light continuously over the entire surface, and the change over time in luminance was measured. The luminance was measured at the center of the image display area, which is most susceptible to the deterioration of the vacuum inside the envelope 5.

【0097】実施例1〜5及び比較例1ともに駆動初期
の輝度低下の変化率(劣化率)が最も高く、駆動を続け
ていくにつれてその劣化率は徐々に小さくなっていく。
しかし、実施例1〜5の画像形成装置と比較例1の画像
形成装置との間には、特に駆動初期の劣化率の値に差が
あり、比較例1の劣化率は実施例1〜5の劣化率に対し
て概ね15%程度大きい。長期間駆動後の劣化率は、駆
動初期ほどの差はないが、駆動初期に輝度の差が生じた
ため、比較例1の方が実施例1〜5に対し画面が暗く画
質が悪い。
In each of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, the rate of change (deterioration rate) of the decrease in luminance at the beginning of driving is the highest, and the rate of deterioration gradually decreases as driving continues.
However, there is a difference between the image forming apparatuses of Examples 1 to 5 and the image forming apparatus of Comparative Example 1 particularly in the value of the deterioration rate in the initial stage of driving. Is about 15% larger than the deterioration rate of. Although the deterioration rate after long-term driving is not as large as in the early stage of driving, a difference in luminance occurs in the early stage of driving. Therefore, Comparative Example 1 has a darker screen and lower image quality than Examples 1 to 5.

【0098】比較例1に対して実施例1〜5の画像形成
装置の劣化率が小さい理由として、画像表示領域内に配
設されたゲッター構造体2に形成されている非蒸発型ゲ
ッターが、スパッタ法により形成された比較例1のゲッ
ター薄膜に比べて、表面積が大きくかつゲッター材の量
(体積)も多いため、初期の排気速度並びに吸着排気可
能なガスの総量が共に大きいことがあげられる。このた
め、特に駆動初期に多く発生する劣化ガスを、積極的に
吸着排気することが可能となり、電子源の劣化を抑制す
ることで輝度低下をも抑制している。
The reason why the deterioration rates of the image forming apparatuses of Examples 1 to 5 are smaller than that of Comparative Example 1 is that the non-evaporable getter formed in the getter structure 2 disposed in the image display area is as follows. Compared to the getter thin film of Comparative Example 1 formed by the sputtering method, the surface area is large and the amount (volume) of the getter material is large, so that both the initial pumping speed and the total amount of gas that can be adsorbed and evacuated are large. . For this reason, it is possible to positively adsorb and exhaust the deteriorated gas generated particularly in the early stage of driving, and to suppress the deterioration of the electron source, thereby suppressing the decrease in luminance.

【0099】[実施例6]本実施例は、電子源を構成す
る電子放出素子として、横型の電界放出型電子放出素子
を用いたものである。電子源基板の基本的な構成は、実
施例1に示したものと同様であるが、電子放出素子の部
分は図13に模式的に示すような構造を有する。
[Embodiment 6] In this embodiment, a horizontal field emission type electron-emitting device is used as an electron-emitting device constituting an electron source. The basic structure of the electron source substrate is the same as that shown in the first embodiment, but the portion of the electron-emitting device has a structure as schematically shown in FIG.

【0100】図13において、絶縁性基板131の上に
絶縁層132を介し、エミッタ133とゲート134が
形成されている。エミッタ133とゲート134は厚さ
0.3μmのPt薄膜により形成されている。エミッタ
133の先端部が電子放出部で、先端の角度は45°と
した。
In FIG. 13, an emitter 133 and a gate 134 are formed on an insulating substrate 131 via an insulating layer 132. The emitter 133 and the gate 134 are formed of a 0.3 μm thick Pt thin film. The tip of the emitter 133 is an electron emitting portion, and the angle of the tip is 45 °.

【0101】電子源基板の製造方法は実施例1とほぼ同
様な手順で行う。但し、実施例1の工程−dにて行われ
る表面伝導型電子放出素子の素子電極の形成に代り、本
実施例では横形の電界放出型電子放出素子のエミッタ電
極及びゲート電極を作成する。また、実施例1の工程−
f,gで行われた表面伝導型電子放出素子の電子放出部
形成用の導電性膜の形成・パターニングは行わない。
The method of manufacturing the electron source substrate is performed in substantially the same procedure as in the first embodiment. However, instead of forming the device electrodes of the surface conduction electron-emitting device in the step-d of the first embodiment, in this embodiment, the emitter electrode and the gate electrode of the horizontal field emission electron-emitting device are formed. Steps of Example 1
The formation and patterning of the conductive film for forming the electron-emitting portion of the surface-conduction electron-emitting device performed in steps f and g are not performed.

【0102】エミッタ電極及びゲート電極の作成は、厚
さ0.3μmのPt膜をスパッタ法により行った。続い
てレジストを塗布、ベーキングしてレジスト層を形成し
た後、フォトマスクを用いて露光、現像して、エミッタ
133及びゲート134の形状に相当するレジストパタ
ーンを形成する。この後ドライエッチングを施し、所望
の形状のエミッタ133及びゲート134を形成した
後、レジストを除去する。これにより、図13に示す形
状のエミッタ133とゲート134の対が、絶縁性基体
131上の所定の位置に形成される。
The emitter electrode and the gate electrode were formed by sputtering a Pt film having a thickness of 0.3 μm. Subsequently, after a resist layer is formed by applying and baking a resist, exposure and development are performed using a photomask to form a resist pattern corresponding to the shape of the emitter 133 and the gate 134. Thereafter, dry etching is performed to form an emitter 133 and a gate 134 having desired shapes, and then the resist is removed. Thereby, a pair of the emitter 133 and the gate 134 having the shape shown in FIG. 13 is formed at a predetermined position on the insulating base 131.

【0103】この電子源基板を用いて、実施例1とほぼ
同様の手順で、電子源上にゲッター構造体が配設された
画像形成装置を形成した。ただし、表面伝導型電子放出
素子を用いた場合と異なり、フォーミング処理、電子放
出素子の活性化処理は必要としない。駆動に用いた電圧
パルスの波高値は100Vとした。
Using this electron source substrate, an image forming apparatus having a getter structure on the electron source was formed in substantially the same procedure as in Example 1. However, unlike the case where the surface conduction electron-emitting device is used, the forming process and the activation process of the electron-emitting device are not required. The peak value of the voltage pulse used for driving was 100 V.

【0104】[比較例2]画像形成装置内にゲッター構
造体2を配設する代りに、X方向配線Dx1〜Dx52
上に、スパッタ法によりZr−V−Fe合金からなる非
蒸発型ゲッターの薄膜を形成したこと以外は、実施例6
と同様の材料を用いて同様な構成の部材を作成し、同様
の処理を行って本実施例の画像形成装置を作成した。
[Comparative Example 2] Instead of disposing the getter structure 2 in the image forming apparatus, X-direction wirings Dx1 to Dx52 were used.
Example 6 except that a non-evaporable getter thin film made of a Zr-V-Fe alloy was formed thereon by sputtering.
A member having a similar configuration was prepared by using the same material as that described above, and the same processing was performed to form an image forming apparatus of this embodiment.

【0105】スパッタリングにて用いるゲッター材のタ
ーゲットとしてZr(75%),V(20%),Fe
(5%)の合金を用い、X方向配線とほぼ同様な形状の
ゲッター膜を300nmの厚さで形成した。
Zr (75%), V (20%), Fe
A (5%) alloy was used to form a 300 nm thick getter film having a shape substantially similar to that of the X-direction wiring.

【0106】実施例6と比較例2との比較評価を、実施
例1〜5と比較例1との比較評価と同様に行った。本比
較結果においても、実施例6の劣化率が比較例2の劣化
率よりも小さく、この差は駆動初期において顕著であ
り、また長時間駆動後も実施例6の画像形成装置が、比
較例2の画像形成装置よりも明るく良好な画像を表示し
続けていた。
Comparative evaluation between Example 6 and Comparative Example 2 was performed in the same manner as Comparative Evaluation between Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. Also in this comparison result, the deterioration rate of Example 6 is smaller than the deterioration rate of Comparative Example 2, and this difference is remarkable in the early stage of driving. 2 and continued to display a brighter and better image than the image forming apparatus.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、プラズマ
溶射法等により形成された10〜100μm程度の厚み
で数μm〜数十μmの凹凸表面を有する非蒸発型ゲッタ
ーが形成されたゲッター構造体を、電子源基板上あるい
はフェースプレート上の画像表示領域中に配置すること
により、大きな排気速度及び排気総量を有するゲッター
によって、ガス放出源となる画像表示領域から発生する
ガスを速やかにかつ長期的に排気することができるよう
になる。これにより、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、結果的に、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。
As described above, the present invention relates to a getter structure in which a non-evaporable getter having a thickness of about 10 to 100 .mu.m and an uneven surface of several .mu.m to several tens .mu.m formed by a plasma spraying method or the like. By disposing the body in the image display area on the electron source substrate or on the face plate, the gas generated from the image display area serving as a gas emission source can be quickly and for a long time by a getter having a large pumping speed and a total pumping amount. It becomes possible to exhaust air. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the electron-emitting device and the fluctuation of the emission current amount. As a result, it is possible to suppress a decrease in luminance when the device is operated for a long time, particularly, a decrease in luminance near the center of the image display area. can do.

【0108】なお、本発明は、電子源と画像形成部材の
間に、制御電極などの電極構体を有しない画像形成装置
において特に有効であるが、制御電極などを有する画像
形成装置に対して本発明を適用した場合にも、同様の効
果が当然期待される。
Although the present invention is particularly effective in an image forming apparatus having no electrode structure such as a control electrode between an electron source and an image forming member, the present invention is applicable to an image forming apparatus having a control electrode and the like. Similar effects are naturally expected when the invention is applied.

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

【図1】本発明の画像形成装置の第1の実施形態の外囲
器の構造を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an envelope according to a first embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図2】蛍光膜の構造を説明するための図。FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a fluorescent film.

【図3】本発明の画像形成装置の第2の実施形態のフェ
ースプレート及び電子源の構造を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a structure of a face plate and an electron source according to a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

【図4】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。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a driving circuit for performing television display based on an NTSC television signal by an image forming apparatus configured using electron sources in a matrix arrangement.

【図5】本発明の実施例1の電子源及びゲッター構造体
を説明するための模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an electron source and a getter structure according to the first embodiment of the present invention.

【図6】図5に示した電子源A−A′断面図。6 is a cross-sectional view of the electron source AA 'shown in FIG.

【図7】図5に示した電子源の製造工程を説明するため
の図。
FIG. 7 is a view for explaining a manufacturing process of the electron source shown in FIG. 5;

【図8】図5に示した電子源の製造工程を説明するため
の図。
FIG. 8 is a view for explaining a manufacturing process of the electron source shown in FIG. 5;

【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。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an outline of a vacuum processing apparatus used for manufacturing an image forming apparatus.

【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。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of an apparatus used for a manufacturing process, a forming process, and an activation process of the image forming apparatus.

【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。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a pulse voltage waveform applied to the forming process.

【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。
FIG. 12 is a diagram showing a pulse voltage waveform applied to each X-direction wiring and a temporal relative relationship during an activation process.

【図13】本発明の実施例6で用いられる電子放出素子
の模式図。
FIG. 13 is a schematic view of an electron-emitting device used in Embodiment 6 of the present invention.

【図14】ゲッタ構造体の製造に使用する溶射装置の模
式図。
FIG. 14 is a schematic view of a thermal spraying apparatus used for manufacturing a getter structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子源 2 ゲッター構造体 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 遮蔽体 10 蒸発型ゲッター 11 行選択用端子 12 信号入力端子 13 電子放出素子 Hv 高圧端子 21 黒色導伝材 22R,22G,22B 蛍光体 31 ゲッター構造体 32 蛍光体 33 フェースプレート 34 電子源基板 41 表示パネル 42 走査回路 43 制御回路 44 シフトレジスタ 45 ラインメモリ 46 同期信号分離回路 47 変調信号発生器 51 電子源基板 52 X方向配線 53 Y方向配線 54 表面伝導型電子放出素子 55 ゲッター構造体 61 層間絶縁層 62,63 素子電極 64 電子放出部を含む導電性膜 65 コンタクトホール 66 絶縁膜 67 ゲッター構造体の基体 68 非蒸発型ゲッター 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 97 Q−mass 98 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 131 絶縁性基板 132 絶縁層 133 エミッタ 134 ゲート REFERENCE SIGNS LIST 1 electron source 2 getter structure 3 support frame 4 face plate 5 envelope 6 glass substrate 7 fluorescent film 8 metal back 9 shield 10 evaporable getter 11 row selection terminal 12 signal input terminal 13 electron emission element Hv high voltage terminal 21 Black conductive material 22R, 22G, 22B Phosphor 31 Getter structure 32 Phosphor 33 Face plate 34 Electron source board 41 Display panel 42 Scan circuit 43 Control circuit 44 Shift register 45 Line memory 46 Synchronous signal separation circuit 47 Modulation signal generator Reference Signs List 51 electron source substrate 52 X-direction wiring 53 Y-direction wiring 54 surface conduction electron-emitting device 55 getter structure 61 interlayer insulating layer 62, 63 device electrode 64 conductive film including electron-emitting portion 65 contact hole 66 insulating film 67 getter structure Body substrate 68 Non-evaporable getter 9 Image forming apparatus under manufacturing process 92 Exhaust pipe 93 Vacuum chamber 94 Gate valve 95 Exhaust device 96 Pressure gauge 97 Q-mass 98 Gas introduction line 99 Gas introduction control device 100 Introduced substance source 101 Controller 102 Pulse generator 103 Ammeter 104 Switching box 131 Insulating substrate 132 Insulating layer 133 Emitter 134 Gate

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外囲器内に、基板上に複数の電子放出素
子及び該電子放出素子に電圧を印加するための複数の配
線が配設された電子源と、前記基板に対向して配置され
た画像形成部材とを有する画像形成装置において、前記
基板上に、構造体が配置され、かつ該構造体上に、溶射
法により形成された非蒸発型ゲッター材が設けられてな
ることを特徴とする画像形成装置。
1. An electron source in which a plurality of electron-emitting devices and a plurality of wirings for applying a voltage to the electron-emitting devices are disposed on a substrate in an envelope, and the electron source is disposed to face the substrate. An image forming apparatus having a formed image forming member, wherein a structure is disposed on the substrate, and a non-evaporable getter material formed by a thermal spraying method is provided on the structure. Image forming apparatus.
【請求項2】 外囲器内に、基板上に複数の電子放出素
子及び該電子放出素子に電圧を印加するための複数の配
線が配設された電子源と、前記基板に対向して配置され
た画像形成部材とを有する画像形成装置において、前記
基板上に、構造体が配置され、かつ該構造体上に、非蒸
発型ゲッター材が設けられており、該ゲッター材の膜厚
が10〜100μmであることを特徴とする画像形成装
置。
2. An electron source in which a plurality of electron-emitting devices and a plurality of wirings for applying a voltage to the electron-emitting devices are disposed on a substrate in an envelope, and the electron source is disposed to face the substrate. An image forming apparatus having an image forming member, wherein a structure is disposed on the substrate, and a non-evaporable getter material is provided on the structure, and the thickness of the getter material is 10 An image forming apparatus having a thickness of 100 μm to 100 μm.
【請求項3】 前記構造体が導電性の材料からなり、か
つ該構造体の電子源基板側の少なくとも電子源と接触す
る面上に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請
求項1又は2に記載の画像形成装置。
3. The structure according to claim 1, wherein the structure is made of a conductive material, and an insulating film is formed on at least a surface of the structure on the side of the electron source substrate which is in contact with the electron source. 3. The image forming apparatus according to 1 or 2.
【請求項4】 前記構造体が導電性の材料からなり、か
つ前記電子源基板上の少なくとも該構造体と接触する面
上に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項
1又は2に記載の画像形成装置。
4. The structure according to claim 1, wherein the structure is made of a conductive material, and an insulating film is formed on at least a surface of the electron source substrate in contact with the structure. 3. The image forming apparatus according to 2.
【請求項5】 前記構造体が絶縁性の材料からなり、該
構造体の非蒸発型ゲッターが設けられる面上に、導電性
の連続膜が形成されていることを特徴とする請求項1又
は2に記載の画像形成装置。
5. The structure according to claim 1, wherein the structure is made of an insulating material, and a conductive continuous film is formed on a surface of the structure on which the non-evaporable getter is provided. 3. The image forming apparatus according to 2.
【請求項6】 前記構造体が、該構造体の電位規定電極
と接続されていることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載の画像形成装置。
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the structure is connected to a potential regulating electrode of the structure.
【請求項7】 外囲器内に、基板上に複数の電子放出素
子が配設された電子源と、前記基板に対向して配置され
た画像形成部材とを有し、かつ該画像形成部材が画像形
成単位毎に分離された複数の蛍光膜を有する画像形成装
置において、該画像形成部材上に蛍光膜位置に対応した
開口部を有する構造体が配置され、かつ該構造体が少な
くとも前記電子源に対向する側の面上に、溶射法により
形成された非蒸発型ゲッター材が設けられてなることを
特徴とする画像形成装置。
7. An image forming member having an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are disposed on a substrate, and an image forming member arranged to face the substrate in an envelope. In an image forming apparatus having a plurality of fluorescent films separated for each image forming unit, a structure having an opening corresponding to a position of the fluorescent film is arranged on the image forming member, and the structure is at least the electron An image forming apparatus comprising: a non-evaporable getter material formed by a thermal spraying method on a surface facing a source.
【請求項8】 外囲器内に、基板上に複数の電子放出素
子が配設された電子源と、前記基板に対向して配置され
た画像形成部材とを有し、かつ該画像形成部材が画像形
成単位毎に分離された複数の蛍光膜を有する画像形成装
置において、該画像形成部材上に蛍光膜位置に対応した
開口部を有する構造体が配置され、かつ該構造体が少な
くとも前記電子源に対向する側の面上に、非蒸発型ゲッ
ター材が設けられており、該ゲッター材の膜厚が10〜
100μmであることを特徴とする画像形成装置。
8. An image forming member having an electron source in which a plurality of electron-emitting devices are disposed on a substrate, and an image forming member disposed to face the substrate in an envelope. In an image forming apparatus having a plurality of fluorescent films separated for each image forming unit, a structure having an opening corresponding to a position of the fluorescent film is arranged on the image forming member, and the structure is at least the electron A non-evaporable getter material is provided on the surface facing the source, and the thickness of the getter material is 10 to 10.
An image forming apparatus having a thickness of 100 μm.
【請求項9】 前記構造体の少なくとも前記ゲッター材
を担持している面が導電性の連続膜からなり、かつ該導
電性連続膜が前記画像形成部材と同電位になるように電
気的に接続されていることを特徴とする請求項7又は8
に記載の画像形成装置。
9. A structure in which at least a surface of the structure supporting the getter material is formed of a conductive continuous film, and is electrically connected so that the conductive continuous film has the same potential as the image forming member. 9. The method according to claim 7, wherein
An image forming apparatus according to claim 1.
【請求項10】 前記構造体の厚みが、50〜250μ
mであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1
項に記載の画像形成装置。
10. The structure according to claim 1, wherein said structure has a thickness of 50 to 250 μm.
10. The method according to claim 1, wherein m is
Item 10. The image forming apparatus according to item 1.
【請求項11】 前記電子源は、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された電子源である
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記
載の画像形成装置。
11. The image according to claim 1, wherein the electron source is an electron source in which a plurality of electron-emitting devices wired in a matrix are arranged on a substrate. Forming equipment.
【請求項12】 前記電子源は、表面伝導型電子放出素
子を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれ
か1項に記載の画像形成装置。
12. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron source includes a surface conduction electron-emitting device.
【請求項13】 前記電子源は、横形の電界放出型電子
放出素子を有することを特徴とする請求項1乃至11の
いずれか1項に記載の画像形成装置。
13. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electron source includes a horizontal field emission type electron emission element.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007157682A (en) * 2005-11-10 2007-06-21 Hitachi High-Technologies Corp Charged particle beam apparatus
US7994699B2 (en) 2008-02-25 2011-08-09 Canon Kabushiki Kaisha Image display apparatus with improved vacuum condition

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