JP2000251787A

JP2000251787A - 画像形成装置及びゲッター材の活性化方法

Info

Publication number: JP2000251787A
Application number: JP4711199A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takeda; 俊彦武田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】輝度の経時変化少ない画像形成装置を提供す
ること、また外囲器内のゲッタ材の吸着特性が低下した
場合に再度活性化させるゲッタ材の活性方法を提供する
ことである。【解決手段】少なくとも外囲器５と外囲器内に配置さ
れた電子源１と、画像を表示するための複数の領域に分
割された蛍光体７が塗り分けられ、且つ前記蛍光体を被
覆するメタルバック８とからなる画像形成部材４とを有
する画像形成装置において、前記画像形成部材４上の前
記複数の領域に分割された蛍光体膜７の境界領域に直径
１０〜５０μｍの範囲内にある粒状性を有する非蒸発型
のゲッターを配置した画像形成装置、及びこの画像形成
装置の電子源１より放出される電子線をゲッタ材に照射
する、又は画像形成装置全体を加熱するゲッター材の活
性方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】電子源より放出された電子ビームを画像
表示部材である蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画
像を表示する装置においては、電子源と画像形成部材を
内包する真空容器の内部を高真空に保持しなければなら
ない。それは、真空容器内部にガスが発生し、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、電子源の損傷を与えることも
ある。更に、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。

【０００３】通常、画像表示装置の真空容器は、ガラス
部材を組み合わせて接合部をフリットガラス等により接
着して形成されており、一旦接合が完了した後の圧力の
維持は、真空容器内に設置されたゲッターによって行わ
れる。

【０００４】通常のＣＲＴでは、Ｂａを主成分とする合
金を、真空容器内で通電あるいは高周波により加熱し、
容器内壁に蒸着膜を形成し、これにより内部で発生した
ガスを吸着して高真空を維持している。

【０００５】一方、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面状ディスプレイの開発が進
められているが、この場合、真空容器の容積はＣＲＴに
比べ小さくなるのに対し、ガスを放出する壁面の面積は
減少せず、このため同程度のガスの発生があった場合の
容器内の圧力の上昇が大きくなり、これによる悪影響は
深刻であった。

【０００６】また、ＣＲＴでは真空容器内部に、電子源
や画像表示部材のない壁面が十分にあって、この部分に
上述のようなゲッター材を蒸着することができるが、平
板状ディスプレイの場合は、真空容器内面の面積の多く
を、電子源と画像形成部材が占めている。この部分に前
記のような蒸着型のゲッター膜が付着すると、配線のシ
ョート等の悪影響が生ずるため、ゲッター膜を形成でき
る場所は限定されていた。

【０００７】そのため、真空容器のコーナー等をゲッタ
ー膜の形成に用い、画像形成部材と電子源とで構成され
る部分（以下「画像表示領域」と呼ぶ）にゲッター材が
付着しないようにすることが考えられるが、平板状ディ
スプレイの大きさがある程度大きくなると、ガス放出量
と比較して十分なゲッター蒸着膜の面積を確保すること
ができなかった。

【０００８】これを解決し、十分なゲッター膜の面積を
確保するため、図１３（ａ）の従来の平板状画像表示装
置のゲッター処理に関わる部分の断面図のように、外囲
器１００５内に対向配置された蛍光体１００６と電界放
出素子１００７との間の画像表示領域の外側、たとえば
外周部にワイヤーゲッター１００８を張設し、これによ
り外周部の壁面にゲッター膜１００９を蒸着して形成す
る方法（特開平５−１５１９１６号公報）、図１３
（ｂ）の従来の平板状画像表示装置のゲッター処理に関
わる部分の断面図のように、フェースプレート１０１４
とリアプレート１０１２との空間の側方に、ゲッター膜
を形成するためのゲッター材１０１８を有するゲッター
室１０１５を付随させる方法（特開平４−２８９６４０
号公報等）、電子源基板と真空容器のリアプレートの間
に空間を設けて、ここにゲッター膜を形成する方法（特
開平１−２３５１５２号公報等）等が提案されていた。

【０００９】平板状画像表示装置における、真空容器内
でのガスの発生の問題には、前記のような問題のほか、
局所的に圧力が上昇し易いという問題があった。電子源
と画像表示部材を有する画像表示装置において、真空容
器内でガスを発生させる部分は、主に電子ビームにより
照射される画像表示領域であった。

【００１０】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広く拡散し、一部はゲッター
膜に吸着されて、電子源のところではそれほど極端に圧
力が高くならない。また、電子源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。

【００１１】ところが、平板状画像表示装置において
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拡
散することができないため、周辺部に比べ局所的な圧力
上昇が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て電子によりイオン化され、電
子源と画像表示部材の間に損傷を及ぼしたり、放電を発
生せしめて電子源を破壊したりする場合があった。

【００１２】このような事情を考慮して、特定の構造を
有する平板状画像表示装置では、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４−１２
４３６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、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
界放出型の電源と、ｐｎ接合を有する半導体電子源が例
示されている。また、特開昭６３−１８１２４８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
ド等）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。

【００１３】また、米国特許５，４５３，６５９号”Ａ
ｎｏｄｅＰｌａｔｅｆｏｒＦｌａｔＰａｎｅｌ
ＤｉｓｐｌａｙｈａｖｉｎｇＩｎｔｅｇｒａｔｅ
ｄＧｅｔｔｅｒ”，ｉｓｓｕｒｅｄ２６Ｓｅｐｔ．
１９９５ｔｏＷａｌｌａｃｅｅｔａｌ．では、
画像表示部材（アノードプレート）上の、ストライプ状
の蛍光体同士の隙間に、ゲッター部材を形成したものが
開示されている。この例では、ゲッター材は、蛍光体及
びそれと電気的に接続された導電体とは電気的に分離さ
れており、ゲッターに適当な電位を与えて電子源の放出
した電子を照射・加熱することで、ゲッターの活性化を
行うものである。

【００１４】すでに述べたように、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装置においては、電子
源と画像形成部材を内包する真空容器の内部を高真空に
保持しなければならない。それは、真空容器内部にガス
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、電子源の損
傷を与えることもある。更に、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
ることもあった。

【００１５】上述のような画像表示装置において、ガス
の発生源として最も寄与の大きいものは、高エネルギー
の電子によって衝撃を受ける蛍光膜の画像表示部材であ
る。もちろん、高温で時間をかけてベーキングする等、
十分に脱ガス処理が実行できれば、ガスの発生は軽減で
きるが、実際の装置では、電子放出素子その他の部材が
熱的なダメージを受けるため、十分に脱ガス処理が行え
ない場合があり、このような場合には、ガスが発生する
可能性が高い。このガスが、電子源の電子放出部に吸着
して特性に影響を及ぼすほか、電子源から放出される電
子によってイオン化されたガス分子が、画像表示部材と
電子源の間、又は電子源の正極と負極の間に印加された
電圧によって形成された電界により加速され、電子源の
正極又は負極に衝突してダメージを与える恐れがあっ
た。

【００１６】また、局所的・瞬間的にガスの圧力が高く
なった場合には、電界により加速されたイオンが、別の
ガス分子に衝突して次々にイオンを生成し、放電を生せ
しめる恐れがある。この場合には、電子源が部分的に破
壊され、電子放出特性の劣化を引き起こす恐れがある。
画像表示部材からのガスの発生は、画像表示装置形成後
に電子を放出させ、これにより蛍光体を発光させる際、
蛍光体に含まれているＨ₂Ｏ、Ｈ₂、ＣＨ₂、ＣＯ、Ｃ
Ｏ₂、Ｏ₂等のガスが急激に放出される。これにより、駆
動開始初期に画像の輝度が目立って低下する等の現象を
引き起こす場合がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来の如く、表示領域
の外側にゲッター領域を設けた場合には、画像表示領域
の中央付近で発生したガスは、外側のゲッター領域に到
達するまでに時間がかかるだけでなく、ゲッターに吸着
される前に電子源に再吸着して、電子放出特性を劣化さ
せるのを防止するのに、十分な効果を発揮できず、特に
画像表示領域の中央で、画像の輝度低下が目立つ場合が
あった。従って、前記のようなゲート電極、あるいは制
御電極を有しない構造の平板状画像表示装置において、
発生したガスが速やかに除去されるよう、画像表示領域
内にゲッター部材を配置しうる新規な構造の装置を創出
することが求められていた。

【００１８】前記課題を解決するために、ゲッター材を
アノードプレート上に形成する方法が米国特許第５，４
５３，６５９号に開示されているが、そのゲッター材
は、電子ビーム蒸着、あるいはイオンビームスパッタリ
ング等の真空蒸着技術を用いて形成されており、形成さ
れたゲッター層は微小粒子の集合体としての薄膜であ
り、表面積が小さくなってしまう。表面吸着によってガ
スを吸収するという非蒸発型ゲッター性質上、表面積が
小さいということは、ゲッターとしての特性（吸着速度
及び総吸着量）が悪くなることを意味している。

【００１９】また、真空蒸着によって形成したゲッター
は、形成直後から極めて活性な状態となっており、真空
装置から取り出すと瞬時にガス吸着が生じ、著しく劣化
する。前述のごとく、薄膜で形成されたゲッター層は、
表面積が小さいため形成直後の劣化は多大なダメージと
なり、その後の工程で再度ゲッターの活性化を行っても
所望の吸着特性を得ることは困難であると共に、従来行
われている、非蒸発型ゲッターの保護を目的とした窒素
ガス置換による表面の安定化という手法を用いても、ゲ
ッター粒子の表面積が小さいために、窒素ガスを吸着さ
せた時点で粒子内部まで吸着ガスが浸透してしまい、ゲ
ッターとしての能力を失うことになる。

【００２０】そこで、同報によって開示されているアノ
ードプレートでは、ゲッター形成後は真空雰囲気中でそ
の後の工程である封着、ベーキング等を行うことで上述
した欠点を補っている。そのため、装置、工程共に複雑
化することが避けられない。

【００２１】また、ゲッター材の活性化方法として、ゲ
ッター材自体に通電を行う、あるいは電子源から放出さ
れた電子線を直接照射して行うため、ゲッターと蛍光体
の間の電気的な絶縁を取るための部材、工程が必要とな
るため、精密な微細加工技術を用いなければならないと
いう問題も生じる。

【００２２】一方、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
望ましいことは言うまでもない。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、印刷法等の真空装置を必要
としない技術により製造できるものが求められていた。

【００２３】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
した電子源は、円錐状の陰極チップの製造、あるいは半
導体の接合の製造等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った。

【００２４】また、特開昭６３−１８１２４８号公報の
ように、電子源とフェースプレートの間に、制御電極等
を設けた装置では、構造が複雑になり、製造工程ではこ
れら部材の位置合わせ等の煩雑な工程が伴うことにな
る。

【００２５】次に、製造工程が容易であると言う上述の
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
（ゲート）を対向させて形成したもので、蒸着、スパッ
タ、メッキ法等の薄膜堆積法と、通常のフォトリソグラ
フィー技術により、電子が放出されるもので、特開平７
−２３５２５５号公報にその一例が示されている。

【００２６】これらの素子を用いた電子源では、特開平
４−１２４３６号公報に開示されたような形状のゲート
電極や、特開昭６３−１８１２４８号公報に開示された
ような制御電極を有しないため、これらと同様な手法
で、画像表示領域内にゲッターを配置することはでき
ず、画像表示領域の外側にゲッターを配置することにな
り、前記真空度の低下による劣化、破壊等を回避するこ
とは困難であった。

【００２７】[発明の目的]本発明の目的は、以上述べた
不都合を解消しうる画像形成装置の提供を目的とし、特
に、輝度の経時変化（経時的低下）が少なく、また画像
形成領域内での経時的な輝度ばらつきの発生の少ない画
像形成装置の提供を目的とする。

【００２８】更に本発明の目的は、外囲器内に発生した
ガスを速やかに吸着すると共に、活性化のための特別の
仕組みを必要とせず、ゲッタ材の吸着特性が低下した場
合に再度活性化させるゲッタ材の活性方法を提供するこ
とである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明により、外囲器内
に、少なくとも電子源と、複数の分割された蛍光体膜と
該蛍光体膜を被覆するメタルバックから成る画像形成部
材とを有する画像形成装置において、前記画像形成部材
上の前記複数の領域に分割された蛍光体膜の境界領域に
直径１０〜５０μｍの範囲内にある粒状性を有する非蒸
発型のゲッターを配置したことを特徴とする画像形成装
置が提供される。

【００３０】本発明により、外囲器内に、少なくとも電
子源と、前記電子源から放出される電子を加速するアノ
ード電極と、前記電子により画像を形成する画像表示部
材とを有する画像形成装置において、前記画像表示部材
は、複数の分割された領域に形成され、前記分割された
領域間に、非蒸発型のゲッター材が配置されており、前
記ゲッター材は、前記アノード電極に電気的に接続して
形成されていることを特徴とする画像形成装置が提供さ
れる。

【００３１】本発明により、前記非蒸発型のゲッター材
が、真空中あるいは不活性ガス中でのプラズマ溶射技術
で作製された膜であることを特徴とする画像形成装置が
提供される。

【００３２】また本発明により、前記画像形成装置の電
子源より放出される電子線を、前記ゲッター材に照射す
ることを特徴とするゲッター材の活性化方法が提供され
る。

【００３３】更に本発明により、記画像形成装置内部を
真空排気したのち、画像形成装置全体を加熱することを
特徴とするゲッター材の活性化方法が提供される。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００３５】本発明において、画像表示部材としては、
蛍光体等を用いるが、潜像の画像を形成する部材を用い
ることもできる。前記蛍光体表面は前記メタルバックで
被覆されるが、前記非蒸発ゲッターはメタルバックで被
覆されないものとする。

【００３６】前記蛍光体境界に配置されるゲッターの材
料は、Ｔｉ、Ｚｒ、又はこれらのうちの少なくとも一種
類を主成分とする合金からなるものや、Ａｌ、Ｖ、Ｆ
ｅ、Ｍｎのいずれか一種類以上の元素を副成分として含
有する合金であってもよい。

【００３７】更に、前記ゲッターは前記成分からなる合
金であり、且つ、直径が１０μｍ〜５０μｍの範囲内に
ある球状粒子、あるいは１０μｍ〜５０μｍの範囲内の
長半径断面を有する粒状性を持つ物質とする。

【００３８】ゲッターの形成膜厚は１０μｍ〜２００μ
ｍ程度の範囲で適宜選択でき、その場合のゲッター層
は、粒子層としては２層から数十層で形成されればよ
い。また、ゲッター層は、前記画像形成部材を構成する
基体と接触し、且つ基体に固定されているものである。

【００３９】また、前記メタルバックは、通常のＣＲＴ
等に用いられるアルミニウム等からなる薄膜でよく、そ
の膜厚は５０μｍ〜２００μｍ程度の範囲で適宜選択で
きる。

【００４０】前記のように、１０μｍ〜５０μｍの粒状
性を有するゲッター材を用いることで、画像形成部材上
にゲッター層形成後、窒素ガス等の不活性ガスでゲッタ
ー表面を被覆し、表面を安定な状態に保存することを可
能とする。また、安定化したゲッター材表面は、実際に
使用する際にはゲッターの活性化を行うことでゲッター
特性を発現させることができる。

【００４１】ゲッター層を形成する材料の平均粒径が１
０μｍより小さいと、ゲッター層の表面積が減少するた
めに、ゲッターの吸着できるガス総量が減少してしま
い、封着工程等のガスが発生し易い工程を経た後にはゲ
ッター材料自身がすでに飽和状態までガス吸着してしま
い、本来の目的であるパネル化後のガスを吸着／排気す
る能力を失ってしまうことになる。

【００４２】一方、平均粒径が５０μｍより大きくなる
と十分なゲッター層の表面積を確保するためには膜厚を
厚く形成する必要があり、画像形成部上にゲッター層を
設ける場合には、電子軌道に影響を与えてしまい、電子
線が所望の位置に到達できなくなり好ましくない。

【００４３】次に、前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、前記電子
放出素子は、表面伝導型放出素子や横型の電界放出型電
子放出素子を用いたものである。

【００４４】前記の通り構成された本発明における画像
形成装置では、画像形成部材の蛍光体の境界領域にゲッ
ター層を配置することによって、広い面積で、しかも最
もガスを放出する部分の近傍にガス吸着層が置かれるこ
とになり、その結果、外囲器内に発生したガスは、ゲッ
ター層に速やかに吸着され、外囲器内の真空度を良好な
状態に維持できるので、電子源からの電子放出量を安定
化することができる。

【００４５】一方、本発明のゲッター層の活性化方法
は、前記画像形成装置のゲッターの活性化方法であっ
て、前記画像形成装置の電子源から放出される電子線を
前記ゲッター材に照射することを特徴とするものであ
り、前記画像形成部材に印加する電圧を制御して電子線
を照射することによる。また、本発明による画像形成装
置内部を真空排気したのち、画像形成部材のみ、あるい
は画像形成装置全体を加熱することでゲッターの活性化
を行うことも可能である。

【００４６】以上のように、本発明の画像形成装置では
ゲッター材の活性化のために特別な仕組みを必要とせ
ず、ゲッター材の吸着性能が低下した場合にも電子線照
射により再度ゲッターを活性化することができる。

【００４７】以下に、本発明を適用し得る基本的構成に
ついて説明する。

【００４８】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。

【００４９】１は電子源で、複数の電子放出素子を基板
上に配置し、ＤｏｘｎのＸ方向配線とＤｏｙｎのＹ方向
配線により適宜電気的に接続されたものである。２はリ
アプレート、３は支持枠、４はフェースプレートで、接
合部においてフリットガラス等を用いて互いに接着さ
れ、外囲器５を形成している。

【００５０】フェースプレート４は、ガラス基体６の上
に発光部材である蛍光膜７、メタルバック８、透明導電
膜（不図示）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ピクセルが形成されている。

【００５１】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、電子源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。

【００５２】続いて蛍光膜７について、図２の蛍光膜の
構造図の用いて説明する。図２（ａ）は、蛍光体７がス
トライプ状に並べられた場合で、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の３原色の蛍光体７が順に形成されている。図
２（ｂ）は、蛍光体７のドットが格子状に並べられた場
合で、各色の配置方法は数種あり、これに応じてドット
の並び型は、図示した三角格子のほか、正方格子等を採
用する場合もある。また、各蛍光体の境界には、本発明
の特徴であるゲッター材が配置されている。

【００５３】ガラス基体６上への蛍光体７のパターニン
グ法としては、スラリー法や印刷法等が使用できる。蛍
光膜７を形成した後、更にＡｌ等の金属を形成し、メタ
ルバック８とする。

【００５４】次に、本発明の特徴である画像形成部材上
に配置したゲッター層について、図３の本発明における
画像形成装置の実施形態である画像形成部材の構造を示
す断面図を用いて説明する。

【００５５】図３において、６はガラス基板、７は単
色、あるいは赤、青、緑の三原色の蛍光体、８はメタル
バック、９は透明導電膜、１０はゲッター材料である。
ゲッターは、ピクセルとして形成された蛍光体の境界
に、各蛍光体を分離するように配置されており、かつ透
明導電膜９に接触し、導電膜に印加する電圧とゲッター
層は、ほぼ同電位とすることができる。

【００５６】前記構成の画像形成部材は、ゲッター材と
蛍光体が電気的に接続された構造であるため、前述の米
国特許第５，４５３，６５９号の「アノードプレート」
に比べ製造が容易であり大型化に適していると共に、１
０〜５０μｍの粒子直径を有するゲッター粒子を積層し
た構造とすることで、ゲッターの長寿命化と高い放出ガ
ス除去効果が得られ、更に劣化時のゲッター活性化によ
る再利用性をもはかることができる。

【００５７】次に、ゲッター層１０の作製方法について
述べる。

【００５８】本発明におけるゲッター層１０は、１０〜
５０μｍの粒状性を持ち、更にゲッター活性化後には、
ガス吸着特性を発現できうる活性な表面を出しうるよう
な形態としなければならない。

【００５９】そのため、前述の「アノードプレート」で
示されているような電子ビームを用いた真空蒸着法やス
パッタ法は応用できない。その理由としては、前記のい
わゆる真空蒸着では、均一な薄膜は形成できるものの必
要とするマイクロメートルオーダの粒状性を得ることの
困難さが挙げられる。

【００６０】また、所望の粒状性を有する材料を導電性
の接着剤等で所望の位置に接着する方法も考えられる
が、接着剤が粒子表面を被覆し、清浄な表面が得られな
いため実現は困難である。

【００６１】ここで、本発明で必要なゲッターの粒状性
について言及する。本発明で用いる非蒸発型ゲッター
は、活性表面へのガス吸着と内部への拡散という工程を
経ているため粒状性は表面積の増大に寄与し、その膜厚
は吸着できるガスの総量に寄与する。

【００６２】従って、充分な表面積を確保できれば、前
記真空蒸着法でもゲッター特性は期待できるものの、蒸
着で得られるような膜は微少な粒子の集合であり、かつ
ゲッター形成直後に極めて活性な状態であるため、真空
装置から取り出すことでガス吸着し、ゲッターとしての
能力を失うことになる。これは、蒸発型ゲッターと同様
の扱い難くさを意味する。また、前述の米国特許第５，
４５３，６５９号記載の真空蒸着で作製した場合は、膜
厚をサブミクロン以上にすることが密着性及びスループ
ットの観点から難しく、膜厚数μｍ以下の場合には、封
着工程でその特性が著しく劣化する。

【００６３】一方、表面吸着を利用するため、構成材料
の清浄表面が不可欠であり、通常は活性化という工程を
経ることでこれを得ている。しかし、ゲッター材料を接
着剤等で固定した場合表面を被覆してしまい、その後の
活性化工程では活性表面を得ることができなくなり、充
分な特性が得られないことになる。

【００６４】以上の理由により、本発明のゲッター膜の
作製方法としては、真空中あるいは不活性ガス中で行う
溶射技術を用いることが望ましい。特に、減圧下で行う
プラズマ溶射技術を用いることで、所望の粒状性を維持
した状態で所望の膜厚のゲッター層を形成することがで
きる。

【００６５】プラズマ溶射は、プラズマの炎の中に所望
の材料の粉体を供給し、半溶融状態の材料を形成したい
基板、部材等にあてることにより膜形成するものであ
る。形成される膜の粒状性は、供給する粉体そのものの
粒径とプラズマのパワーにより、またその組成は、粉体
の組成制御により、それぞれ制御可能である。

【００６６】また、パターニング手法は、通常のフォト
リソグラフィー技術を用いたエッチングやリフトオフ、
あるいはパターニングされた金属マスクを用いる等の方
法でよい。

【００６７】次に、図３に示した画像形成部材の製造工
程について説明する。

【００６８】ガラス基板６上に、スパッタ法を用いて透
明導電膜９を形成する。透明導電膜には、透明な材料の
として広く用いられているＩＴＯが使用でき、その膜厚
は０．１〜０．３μｍでよい。次に、三原色の蛍光体７
をスラリー法、あるいは印刷法により、膜厚１０〜１５
μｍ程度で形成する。次に、フィルミングを行い蛍光体
表面に平坦なフィルムを形成した後、Ａｌ等の金属を蒸
着してメタルバック８を形成する。メタルバックの膜厚
は０．０５〜０．２μｍ程度の範囲で適宜選択すればよ
い。こうして得られた基板を、ベーキングによりフィル
ムを除去した後、図１２のゲッター層の形成方法の一例
を示す図のように、ゲッター１０を形成するための開口
部１２を有するレジストパターン、メタルマスク、ある
いは蒸着マスクを設けて前記減圧プラズマ溶射装置中
で、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｈｆ、Ｍｎ等の粉体からな
るゲッター材料を溶射してゲッター層１０を形成する。

【００６９】また、前記以外の画像形成部材の作製方法
としては、透明導電膜９を形成したガラス基板上に予め
ゲッター層１０を形成した後、蛍光体及びメタルバック
を形成する方法も適用できる。

【００７０】また、複数に分割された蛍光体の境界領域
に配置するゲッター材の配置場所としては、図３（ａ）
に示したように、ゲッター材が蛍光体膜と接触しないよ
うに設けてもよいし、あるいは図３（ｂ）に示したよう
に蛍光体膜に接触し一部蛍光体膜を被覆するように設け
てもよい。

【００７１】その形成方法としては、蛍光体の境界領域
にある間隔よりも広い開口を有する蒸着マスクを用いて
ゲッター材料をマスク溶射するという手法を用いること
ができる。

【００７２】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、リアプレート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、リアプレート２を接合する。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。
電子源１等の内部構造体の固定も同様に行う。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（ｉｎｅｒｔｇａｓ）中で、４００℃の加熱
処理を行い、接合部を溶着する。

【００７３】この後、電子源１の活性化処理等必要な処
理を行って、外囲器５の内部を十分排気した後、排気管
（不図示）をバーナーで加熱して封じ切る。次いで、フ
ェースプレート４に形成された前記ゲッター層１０の活
性化を行う。

【００７４】なお、本明細書の以下の説明では、２種類
の異なった処理を指す「活性化」という言葉が現れる。
第１は、電子放出素子の活性化である。電子放出素子
は、その巨視的な形状が形成されただけでは全く、電子
を放出しなかったり、ごく僅かしか電子を放出しない場
合がある。これに表面を改質する等の処理を行い、所望
の強さの電子放出が起こるようにすることを指すもので
ある。

【００７５】第２は、ゲッター材の活性化である。Ｚ
ｒ、Ｔｉ等を主成分とする、画像形成部材上に形成され
た非蒸着型のゲッターを、電子源より放出される電子線
を照射させたり、真空中で加熱する等の方法により、表
面吸着原子をゲッター材の内部に拡散させて、清浄な表
面を形成し、ゲッター作用が発現するようにすることを
指す。以下では、混乱を避けるため必要な場合には、ゲ
ッター材の活性化に対して「ゲッター活性化」という言
葉を用いる。

【００７６】本例の画像表示装置において、初期のゲッ
ター活性化は外部からの加熱によって行っても良いし、
電子放出素子から放出される電子ビームの軌道を、画像
表示の場合より少し変化させ、ゲッター層１０を電子ビ
ームで照射することによって行っても良い。なお、加熱
によるゲッター材活性化は、１５０℃以上で高ければ高
いほど好ましいが、画像形成装置全体を加熱した場合に
は封着に用いられるフリット材料の軟化する温度で上限
が規定されるため、１５０〜４５０℃の範囲が好まし
く、保持時間は１〜１０時間である。また、画像形成装
置のみ加熱する場合は、１５０〜７５０℃の範囲が好ま
しい。

【００７７】電子ビームの軌道を変化させる方法として
は、電子放出素子として、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用いた場合には、素子に
印加する電圧と、素子とメタルバック８、あるいは透明
導電膜９の間に印加する電圧を適当に変化させることに
よって行うことができる。

【００７８】前記のように、画像表示用の電子放出素子
から放出される電子ビームによりゲッター活性化を行え
ば、そのための特別な仕組みを形成する必要はない。従
って、画像表示装置が、使用を開始した後、ゲッター材
の吸着性能が低下した場合に、これを再生させるために
は、電子ビーム照射によって同様の処理を行う方法を採
用する。

【００７９】ところで、本発明の画像表示装置の電子源
１を構成する電子放出素子、横型の電界放射型電子放出
素子あるいは表面伝導型電子放出素子から放出された電
子は、素子の構造のために、電子源基板と平行な特定の
方向（「横方向」）の運動量成分を有する（電子ビーム
の拡散のために、個々の電子がランダムに持つ成分では
なく、ビームに含まれる電子が平均として持つ成分）。
このため、電子ビームが画像表示部材に到達する位置
は、電子放出素子の直上からはずれる。電子源１と画像
表示部材の位置合わせは、このズレを考慮して行うが、
このズレ量は、素子に印加する電圧Ｖｆと、素子と画像
表示部材（アノード）との間に印加する電圧Ｖａを変化
させることで調整することができる。この原理を用いる
ことで、通常は蛍光体の位置に到達する電子ビームを蛍
光体境界領域に配置されたゲッター材の位置にずらすこ
とができる。これにより、ゲッター材にも電子ビームを
照射することができるので、米国特許第５，４５３，６
５９号のような複雑な構成を採用しなくても良い。

【００８０】以上説明したように、ゲッター層をフェー
スプレートの画像表示領域中の蛍光体境界領域に形成す
ることにより、より広いゲッター面積を確保できる。し
かも、動作に伴って最も激しくガスを放出する部位のご
く近傍にゲッターを配置することが可能となり、画像形
成装置の外囲器内部の圧力を低く保つことができるだけ
ではなく、発生したガスを速やかにゲッターに吸着さ
せ、電子放出素子の特性の劣化や放出電流量の揺らぎを
引き起こすことを抑制することができるようになる。

【００８１】次に、前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
ための駆動回路の構成例について、図４を用いて説明す
る。なお、図４はマトリクス配置を電子源を用いて構成
した画像表示装置によりＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基
づいたテレビジョン表示を行うための駆動回路の構成例
を示すブロック図である。図４において、４１は画像表
示装置、４２は走査回路、４３は制御回路、４４はシフ
トレジスタ、４５はラインメモリ、４６は同期信号分離
回路、４７は変調信号発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧
源である。

【００８２】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
動するための走査信号が印加される。

【００８３】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ための変調信号が印
加される。高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖａより、例
えば１０ｋＶの直流電圧が供給されるが、これは表面伝
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ための加速電
圧である。

【００８４】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ないしＳｍで模式的に示している）ある。各ス
イッチング素子は、直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは
０Ｖ（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、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。

【００８５】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。

【００８６】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及びＴｓｆｔ及びＴｍｒｙ
の各制御信号を発生する。

【００８７】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ための回路で、一般的な周波数分
離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期信号
分離回路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Ｔ
ｓｙｎｃ信号として図示した。前記テレビ信号から分離
された画像の輝度信号成分は、便宜上ＤＡＴＡ信号と表
した。前記ＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ４４に入力
される。

【００８８】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
Ｉｄｎ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。

【００８９】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ための記憶装置であ
り、制御回路４３より送られる制御信号Ｔｍｒｙに従っ
て適宜Ｉｄ１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。

【００９０】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ための信号源であり、その
出力信号は、端子Ｄｏｙ１乃至Ｄｏｙｎを通じて表示パ
ネル４１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００９１】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
閾値以下の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電
子放出閾値以上の電圧を印加する場合には電子ビームが
出力される。その際、パルスの波高値Ｖｍを変化させる
ことにより、出力電子ビームの強度を制御することが可
能である。また、パルスの幅Ｐｗを変化させることによ
り、出力される電子ビームの電荷の総量を制御すること
が可能である。

【００９２】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、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。

【００９３】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。

【００９４】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／パラレル変換や所
定の速度で行われれば良いからである。

【００９５】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、これには同期信号分離回路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等を付加す
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及び発振器の出力する波数を計
数する計数器（カウンタ）及び計数器の出力値と前記メ
モリの出力値を比較する比較器（コンパレータ）を組み
合わせた回路を用いる。必要に応じて、比較器の出力す
るパルス幅変調された変調信号を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。

【００９６】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、例えばオペアンプ等を用
いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト回
路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場合
には、例えば、電圧制御型発振回路（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。

【００９７】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、電子放出が生ずる。高圧端子Ｈ
ｖを介してメタルバック８、あるいは透明電極（不図
示）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。

【００９８】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、発明の技術
思想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につ
いては、ＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限
られるものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式等他、こ
れよりも多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵ
ＳＥ方式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用でき
る。

【００９９】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。

【０１００】

【実施例】以下に好ましい実施例を挙げて、本発明を更
に詳述する。

【０１０１】（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
ター層は、画像形成部材４の蛍光体の境界領域に配置さ
れている。また、本実施例の画像形成装置は、基板上に
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を備えている。

【０１０２】電子源１の一部の平面図を図５に示す。な
お、図５は複数の表面伝導型電子放出素子がマトリクス
配線された電子源を模式的に示す平面図である。また、
図５中のＡ−Ａ′断面図を図６に示す。但し、図５及び
図６で、同じ記号を示したものは、同じものを示す。こ
こで、１１１は電子源基板、８２は図１のＤｏｘｍに対
応するＸ方向配線（下配線とも呼ぶ）、８３は図１のＤ
ｏｙｎに対応するＹ方向配線（上配線とも呼ぶ）、１０
２は電子放出部を含む導電性膜、１０５、１０６は素子
電極、１４１は層間絶縁層、１４２は素子電極１０５と
下配線８２と電気的接続のためのコンタクトホールであ
る。

【０１０３】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及び図８の図５に示した電子源の製造
工程を説明するための図を参照しつつ説明する。

【０１０４】｛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１１１上に、真空蒸着により厚さ５ｎｍのＣ
ｒ、厚さ６００ｎｍのＡｕを順次積層した後、ホトレジ
スト（商品名：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、ホトマスク像を露
光、現像して、下配線８２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
の形状の下配線８２を形成する（図７の（ａ））。

【０１０５】｛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１４１をＲＦスパッタ法
により堆積する（図７の（ｂ））。

【０１０６】｛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１４２を形成するため
のホ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１４１をエッチングしてコンタクトホール１４
２を形成する。エッチングは、ＣＦ₄とＨ₂ガスを用いた
ＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）
法によった（図７の（ｃ））。

【０１０７】｛工程−ｄ｝その後、素子電極１０５と素
子電極間ギャップＧとなるべきパターンをホトレジスト
（商品名：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１
００ｎｍのＮｉを順次堆積した。ホトレジストパターン
を有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフ
し、素子電極間隔Ｇは３μｍ、素子電極の幅は３００μ
ｍとし、素子電極１０５、１０６を形成した（図７の
（ｄ））。

【０１０８】｛工程−ｅ｝素子電極１０５、１０６の上
に上配線８３のホトレジストパターンを形成した後、厚
さ５ｎｍのＴｉ、厚さ５００ｎｍのＡｕを順次、真空蒸
着により堆積し、リフトオフにより不要の部分を除去し
て、所望の形状の上配線８３を形成した（図８の
（ｅ））。

【０１０９】｛工程−ｆ｝膜厚１００ｎｍのＣｒ膜１５
１を真空蒸着により堆積・パターニングし、その上にＰ
ｄアミン錯体の溶液（商品名：ｃｃｐ４２３０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。また、こうして形成
された、主元素としてＰｄよりなる微粒子からなる電子
放出部形成用の導電性膜１０２の膜厚は８．５ｎｍ、シ
ート抵抗値は３．９×１０⁴Ω／□であった。なお、こ
こで述べる微粒子膜とは、上述したように、複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜を指
し、その粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微
粒子についての径をいう（図８の（ｆ））。

【０１１０】｛工程−ｇ｝Ｃｒ膜１５１及び焼成後の電
子放出部形成用の導電性膜１０２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の
（ｇ））。

【０１１１】｛工程−ｈ｝コンタクトホール１４２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Ｔｉ、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１４２を埋め込んだ
（図８の（ｈ））。

【０１１２】以上の工程により電子源基板１１１上に複
数（１００行×３００列）の電子放出部形成用の導電性
膜１０２が、上配線８３と下配線８２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。

【０１１３】｛工程−ｉ｝次に、図１に示すフェースプ
レート（画像形成部材）４を、以下の様に作製した。

【０１１４】ガラス基体６の表面に、蛍光膜７を印刷法
により形成した。尚、蛍光膜７はストライプ状の三原色
の蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が順次配列された図２の（ａ）
に示される蛍光膜とした。更に、蛍光膜７の上にＡｌ薄
膜よりなるメタルバック８をスパッタリング法により５
０ｎｍの厚さに形成した。

【０１１５】次に、工程−ｉで得られたフェースプレー
ト上に、塗り分けられた三原色蛍光体の各色の境界に対
応した開口を持つメタルマスクを、位置合わせして配置
し減圧プラズマ溶射装置中で、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｎからなる
ゲッター材料を溶射させてゲッター層を形成した。溶射
終了後、充分冷却した後に窒素ガスを装置中に導入して
ゲッター表面を安定化させて画像形成部材の作製を終了
した。本工程によって得られたゲッター層の粒子径は２
０〜４０μｍ、平均的な膜厚は、ほぼ８０μｍであっ
た。

【０１１６】｛工程−ｊ｝次に、図１に示す外囲器５
を、以下の様に作製した。

【０１１７】前述の工程により作製された電子源１をリ
アプレート２に固定した後、支持枠３、前記フェースプ
レート４を組み合わせ、電子源１の下配線８２及び上配
線８３を行選択用端子及び信号入力端子と各々接続し、
電子源１とフェースプレート４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、Ａｒガス中４００℃にて１０
分間の熱処理を行い接合した。なお、電子源１とリアプ
レート２の固定も同様の処理により行った。

【０１１８】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の画像表示装置
の製造に使用する真空処理装置の概要を示す模式図を用
いて説明する。

【０１１９】図９において、画像表示装置９１は、排気
管９２を介して真空容器９３に接続され、前記真空容器
９３には、排気装置９５が接続されており、その間にゲ
ートバルブ９４が設けられている。真空容器９３には、
圧力計９６、四重極質量分析器（Ｑ−ｍａｓｓ）９７が
取り付けられており、内部の圧力及び残留ガスの各分圧
をモニタできるようになっている。外囲器５内の圧力や
分圧を直接測定することは困難なので、真空容器９３の
圧力と分圧を測定し、この値を外囲器５内のものとみな
す。

【０１２０】排気装置９５は、ソープションポンプとイ
オンポンプからなる超高真空用排気装置である。真空容
器９３には、複数のガス導入装置が接続されており、物
質源９９に蓄えられた物質を導入することができる。導
入物質は、その種類に応じてボンベ又はアンプルに充填
されており、ガス導入量制御手段９８によって導入量が
制御できる。ガス導入量制御手段９８は、導入物質の種
類、流量、必要な制御精度等に応じて、ニードルバル
ブ、マスフローコントローラー等が用いられる。本実施
例では、ガラスアンプルに入れたアセトン（ＣＨ₃）₂Ｃ
Ｏを物質源９９として用い、ガス導入量制御手段９８と
して、スローリークバルブを使用した。

【０１２１】以上の真空処理装置を用いて以後の工程を
行った。

【０１２２】｛工程−ｋ｝外囲器５の内部を排気し、圧
力を１×１０^-3Ｐａ以下にし、電子源基板１１１上に配
列された前述の複数の電子放出部形成用の導電性膜１０
２（図８（ｈ））に、電子放出部を形成するための以下
のフォーミング処理を行った。

【０１２３】図１０に示す画像表示装置の製造工程、フ
ォーミング処理及び活性化処理に用いる回路の構成を示
す模式図のように、Ｙ方向配線２２を共通結線してグラ
ンドに接続する。図１０において、５１は制御装置で、
パルス発生器５２とライン選択装置５４を制御する。５
３は電流計である。ライン選択装置５４により、Ｘ方向
配線２３から１ラインを選択し、これにパルス電圧を印
加する。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。

【０１２４】印加したパルスの波形は、図１１（ａ）に
示すような三角波パルスで、波高値を徐々に上昇させ
た。なお、図１１はフォーミング処理時に与えられる電
圧波形の例を示す図である。パルス幅Ｔ１＝１ｍｓｅ
ｃ．、パルス間隔Ｔ２＝１０ｍｓｅｃ．とした。また、
三角波パルスの間に、波高値０．１Ｖの矩形波パルスを
挿入し、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。これを全ての行について行い、全ての前
記導電性膜（電子放出部形成用の導電性膜１０２）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。

【０１２５】｛工程−ｌ｝真空容器９３内にアセトン
（ＣＨ₃）₂ＣＯと水素Ｈ₂を導入し、それぞれの分圧が
（ＣＨ₃）₂ＣＯ；１．３×１０^-3Ｐａ、Ｈ₂；１．３×
１０^-2Ｐａとなるように調整し、素子電流Ｉｆを測定し
ながら前記電子源１にパルスを印加して各電子放出素子
の活性化処理を行った。パルス発生器５２により生成し
たパルス波形は、図１１（ｂ）に示した矩形波で、波高
値は１４Ｖ、パルス間隔はＴ１＝１００μｓｅｃ．、パ
ルス間隔は１６７μｓｅｃ．である。ライン選択装置５
４により、１６７μｓｅｃ．毎に選択ラインをＤｘ１か
らＤｘ１００まで順次切り替え、この結果、各素子行に
はＴ１＝１００μｓｅｃ．、Ｔ２＝１６．７ｍｓｅｃ．
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
ることになる。

【０１２６】電流計５３は、矩形波パルスのオン状態
（電圧が１４Ｖになっている時）での電流値の平均を検
知するモードで使用し、この値が６００ｍＡ（１素子あ
たり２ｍＡ）となったところで、活性化処理を終了し、
外囲器５内を排気した。

【０１２７】｛工程−ｍ｝排気を続けながら、不図示の
加熱装置により、画像表示装置９１及び真空容器９３の
全体を２５０℃にて２４時間保持した。この処理によ
り、外囲器５及び真空容器９３の内壁等に吸着されてい
たと思われる（ＣＨ₃）₂ＣＯ及びその分解物が除去され
た。これは、Ｑ−ｍａｓｓ９７による観察で確認され
た。

【０１２８】｛工程−ｎ｝続いて、ゲッター活性化処理
を行った。これは、上述のように蛍光体間にストライプ
状に形成されたゲッター層１０に、画像表示用の電子源
１により生成された電子ビームを照射することにより行
う。

【０１２９】電子源１の駆動は、工程−ｌと同様に行
う。すなわち、ライン順次で６０Ｈｚの電子放出を各行
の素子に起こさせる。メタルバック８に接続された高圧
端子Ｈｖには、先ずＶａ＝４ｋＶを印加する。本実施例
では、Ｖａ＝５ｋＶ、素子電圧Ｖｆ＝１５Ｖを印加した
時に、電子ビームが本来の画素の部分に到達するように
位置合わせが行われている。本実施例で電子源１に用い
た表面伝導型電子放出素子から放出された電子は、表示
装置の電子源１の基板面に沿った方向の運動量成分を有
するため、この状態では、本来の位置からずれて蛍光体
のない部分に到達する。この処理を３時間継続した後、
前記電圧を４ｋＶと５ｋＶの間で繰り返しゆっくりと変
化させる。変化のレートは、５０Ｖ／ｍｉｎ．とした
が、急激な電圧変化による不都合がなければ良く、特に
この値に限るものではない。

【０１３０】この処理を５時間行って、ゲッター活性化
処理を終了した。

【０１３１】なお、本実施例で用いた、表面伝導型電子
放出素子は、放出された電子が、素子の負極から正極に
向かう方向（便宜的に「横方向」と呼ぶ）の運動量成分
を持つため、フェースプレート４上でのビームの到達点
は、電子放出素子の位置から横方向にずれる。このズレ
の大きさをΔＸとすると、近似的に ΔＸ∝√（Ｖｆ／Ｖａ）の関係が成立することが確かめられている。従って前記
の、Ｖａを６ｋＶに上昇させる処理は、Ｖｆ／Ｖａを一
定に保って、行った。すなわち、Ｖａ＝６ｋＶのとき、
Ｖｆ＝１８Ｖに設定した。

【０１３２】｛工程−ｏ｝圧力が１．３×１０^-3Ｐａ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。

【０１３３】以上により本実施例の画像表示装置を作成
した。

【０１３４】（実施例２）本実施例は、ゲッター材Ｔｉ
−Ａｌを用いて作製した例を示すものである。まず、実
施例１と同様に工程−ｊまでを行った。ゲッター材の薄
膜は、粒径１０〜５０μｍの分布を持ったゲッター材を
プラズマ溶射により平均膜厚５０μｍに形成したもの
で、粉体の組成はＴｉ８５％、Ａｌ１５％の合金を用い
た。

【０１３５】次に、真空処理装置の排気装置として、ロ
ータリーポンプとターボポンプにより構成された、高真
空用排気装置を用い、フォーミング処理での真空装置内
の圧力を１．３×１０^-4Ｐａ以下として、実施例１の工
程−ｋと同様に行い、活性化処理を、実施例１の工程−
ｌと同様のパルスを印加して行った。

【０１３６】真空容器内には特にガスを導入することは
せず、前記排気装置からの拡散により真空容器内に僅か
に残留する有機物質を利用して炭素を堆積させることに
よって行った。このとき真空容器内の圧力は、２．７×
１０^-3Ｐａ程度であった。

【０１３７】活性化終了後、１６Ｖを印加して素子電流
Ｉｆと、放出電流Ｉｅの測定を行ったところ、１素子あ
たりの平均値は、Ｉｆ＝２．２ｍＡ、Ｉｅ＝２．２μＡ
であった。

【０１３８】次いで、外囲器の外部のフェースプレート
の近傍にヒーターを近付け、これにより、フェースプレ
ートを約３００℃に加熱して、ゲッター活性化を行っ
た。

【０１３９】次いで、実施例１の工程−ｏと同様に排気
管をバーナーで加熱して封じ切り、本実施例の画像表示
装置を作成した。

【０１４０】

【発明の効果】以上、述べたように本発明は、画像形成
部材の蛍光体の境界にゲッター材を配設することによ
り、外囲器内に発生したガスが速やかにゲッター材に吸
着されるので、電子放出素子の特性の劣化を抑制でき、
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。

【０１４１】また、ゲッター材を前記のように配置した
ことにより、ゲッター材の活性化を、他の特別な仕組み
を必要とせずに、電子源からの電子線照射により行うこ
とができる。

【０１４２】また、直径１０〜５０μｍの範囲の粒状性
を有するゲッター材を用いることにより、ゲッター材の
表面積が広いため吸着できるガスの総量は多くなり、そ
の結果、高い放出ガス除去効果が得られた。

【０１４３】また、真空中あるいは不活性ガス中で行う
プラズマ溶射技術を用いて、前記ゲッターを作製するこ
とにより、所望の粒径状を維持した状態で所望の膜厚の
ゲッター膜を容易に設置することができる。

【０１４４】なお、本発明は、電子源と画像形成部材の
間に、制御電極等の電極構造体を有しない画像表示装置
において特に有効であるが、制御電極等を有する画像表
示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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における画像形成装置の実施形態である
外囲器の構造を示す、一部破断した斜視図である。

【図２】蛍光膜の構造を説明する図である。

【図３】本発明における画像形成装置の実施形態である
画像形成部材の構造を示す断面図である。

【図４】マトリクス配置を電子源を用いて構成した画像
表示装置によりＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいたテ
レビジョン表示を行うための駆動回路の構成例を示すブ
ロック図である。

【図５】複数の表面伝導型電子放出素子がマトリクス配
線された電子源を模式的に示す平面図である。

【図６】図５に示した電子源のＡ−Ａ′線断面図であ
る。

【図７】図５に示した電子源の製造工程を説明するため
の図である。

【図８】図５に示した電子源の製造工程を説明するため
の図である。

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

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

【図１１】フォーミング処理時に与えられる電圧波形の
例を示す図である。

【図１２】ゲッター層の形成方法の一例を示す図であ
る。

【図１３】従来の平板状画像表示装置のゲッター処理に
関わる部分の断面図である。

【符号の説明】

１電子源２リアプレート３支持枠４画像形成部材５外囲器６ガラス基板７蛍光膜（画像表示部材）８メタルバック９透明導電膜１０ゲッター材１１メタルマスク１２開口部１３溶射粒子２２Ｙ方向配線２３Ｘ方向配線４１画像表示装置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制御装置５２パルス発生器５３電流計５４ライン選択装置８２下配線８３上配線９１画像表示装置９２排気管９３真空容器９４ゲートバルブ９５排気装置９６圧力計９７Ｑ−ｍａｓｓ９８ガス導入量制御手段９９物質源１０２導電性膜１０５、１０６素子電極１１１電子源基板１４１層間絶縁層１４２コンタクトホール１５１Ｃｒ膜１００５外囲器１００６蛍光体１００７電界放出素子１００８ワイヤーゲッター１００９ゲッタ膜１０１２フェイスプレート１０１４リアプレート１０１５ゲッタ室１０１８ゲッタ材Ｇ素子電極間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外囲器内に、少なくとも電子源と、複数
の分割された蛍光体膜と該蛍光体膜を被覆するメタルバ
ックから成る画像形成部材とを有する画像形成装置にお
いて、前記画像形成部材上の前記複数の領域に分割された蛍光
体膜の境界領域に直径１０〜５０μｍの範囲内にある粒
状性を有する非蒸発型のゲッターを配置したことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】外囲器内に、少なくとも電子源と、該電
子源から放出される電子を加速するアノード電極と、該
電子により画像を形成する画像表示部材とを有する画像
表示装置において、前記画像形成部材は、複数の分割された領域に形成さ
れ、該分割された領域間に、非蒸発型のゲッター材が配
置されており、該ゲッター材は、前記アノード電極に電
気的に接続して形成されている請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項３】前記非蒸発型のゲッター材は、真空中あ
るいは不活性ガス中で行う溶射技術で作製された膜であ
る請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記溶射技術は、減圧下で行うプラズマ
溶射技術を用いる請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記ゲッター材が、Ｔｉ、Ｚｒ、あるい
はこれらのうちの少なくとも一種類を主成分とする合金
からなる請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記合金は更に、Ａｌ、Ｖ、Ｆｅ、Ｍｎ
のいずれか一種類以上の元素を含有する合金である請求
項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記画像表示部材上に配置されたゲッタ
ー材が、直径１０〜５０μｍのゲッター粒子で形成され
た請求項２〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】前記ゲッター材が、１０〜２００μｍの
厚みで形成された請求項１〜７のいずれかに記載の画像
形成装置。
【請求項９】前記ゲッター材及び複数の分割された領
域に形成された蛍光体膜が、導電性材料からなる膜と電
気的に接触して配置されている画像形成部材を有す請求
項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記導電性材料が透明な材料である請
求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記電子源は、基板上に複数の電子放
出素子が配設された電子源である請求項１〜１０のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】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
請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記電子源は、表面伝導型電子放出素
子を有する請求項１〜１２のいずれかに記載の画像形成
装置。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の画
像形成装置の、ゲッター材の活性化方法であって、前記
画像形成装置の電子源より放出される電子線を前記ゲッ
ター材に照射することを特徴とするゲッター材の活性化
方法。
【請求項１５】前記画像形成装置の電子源に印加され
る電圧、又は前記電子源と画像形成部材との間に印加さ
れる電圧を制御することにより、前記電子源より放出さ
れる電子線を前記ゲッター材に照射する請求項１４に記
載のゲッター材の活性化方法。
【請求項１６】請求項１〜１３のいずれかに記載の画
像形成装置の、ゲッター材の活性化方法であって、前記
画像形成装置内部を真空排気したのち、該画像形成装置
全体を１５０〜４５０℃に加熱することを特徴とするゲ
ッター材の活性化方法。
【請求項１７】前記画像形成装置内部を真空排気した
のち、前記画像形成部材のみを１５０〜７５０℃に加熱
する請求項１６に記載のゲッター材の活性化方法。