JP3135801B2

JP3135801B2 - 画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JP3135801B2
Application number: JP06256814A
Authority: JP
Inventors: 友和安藤; 昌宏多川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH08124484A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子放出素子、特に表
面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子源と冷
陰極電子源の２種類が知られている。冷陰極電子源には
電界放出型（以下ＦＥ型と略す）、金属／絶縁層／金属
型（以下ＭＩＭ型と略す）や表面伝導型電子放出素子等
がある。ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、”Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈ
ｙｓｉｃｓ、８８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ、”ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉｓ
ｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、４７５２
４８（１９７６）等が知られている。

【０００３】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ、”Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２
６４６（１９６１）等が知られている。

【０００４】表面伝導型電子放出素子型の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．、１０（１９６５）等があ
る。表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小
面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電
子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝
導型電子放出素子としては、前記エリンソン等によるＳ
ｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄ
ｉｔｔｍｅｒ：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍ
ｓ”、９３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ
₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
ＥＤＣｏｎｆ．”、５１９（１９７５）］、カーボン
薄膜によるもの［荒木久他：真空、第２６巻、第１
号、２２頁（１９８３）］等が報告されている。

【０００５】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成
を図２４に示す。同図において２０１は基板である。２
０４は導電性薄膜で、Ｈ型形状のパターンに、スパッタ
で形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フ
ォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部２０５
が形成される。尚、図中の素子電極間隔Ｌは、０．５〜
１ｍｍ、Ｗ’は、０．１ｍｍで設定されている。尚、電
子放出部２０５の位置及び形状については、不明である
ので模式図として表した。

【０００６】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に導電性薄膜２０４を予め
通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出
部２０５を形成するのが一般的であった。即ち、通電フ
ォーミングとは前記導電性薄膜２０４の両端に直流電
圧、あるいは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば１Ｖ
／分程度を印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変
形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電
子放出部２０５を形成することである。尚、電子放出部
２０５は導電性薄膜２０４の一部に亀裂が発生しその亀
裂付近から電子放出が行われる。

【０００７】前記通電フォーミング処理をした表面伝導
型電子放出素子は、上述導電性薄膜２０４に電圧を印加
し、素子に電流を流すことにより上述電子放出部２０５
より電子を放出せしめるものである。

【０００８】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから、大面積にわたり多数素子を
配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を生かせる
ようないろいろな応用が研究されている。例えば、荷電
ビーム源、画像形成装置等の表示装置があげられる。

【０００９】図２５および図２６は特公昭６３−６１７
４１号公報に開示されている従来の画像形成装置の製造
方法において、基板に排気管を取付ける工程を示す図で
ある。

【００１０】図２５は従来の画像形成装置（蛍光表示
管）の構成を示す図であり、図中において、１０１は排
気管用貫通孔１０１ａを設けた基板、１０２はカバーガ
ラス、１０３はカバーガラス１０２を基板１０１に封着
する封止用フリット、１０４は基板１０１に垂直に取り
付けた排気管、１０５はプレス成形したフリットガラス
のタブレットで、その詳細を図２６に示す。タブレット
１０５の材質は封止用フリット１０３と同一フリットま
たは軟化点のほぼ等しいものであり、外径はｄ₁、高さ
はｈ₁ である。

【００１１】次に、上記構成による蛍光表示管の製造方
法について説明する。

【００１２】基板１０１にカバーガラス１０２を封止用
クリップ治具（不図示）により固定すると共に、タブレ
ット１０５を基板１０１上に配置し、排気管保持治具
（不図示）により、排気管１０４を基板１０１に対して
垂直に固定する。そして基板１０１とカバーガラス１０
２とを加熱して封着する封着工程において、排気管１０
４の基板１０１への加熱を同時に行ない、焼成固定す
る。上述の製造方法により、図２５に示す排気封止前の
従来の画像形成装置が製造される。

【００１３】しかしながら、フリットガラスの流れ性、
濡れ性が悪いと、焼成後のフリットガラスのタブレット
１０５の形状は、図２５に示すように、カバーガラスの
接触角θが４５度から６０度になる。そして、タブレッ
ト１０５の焼成後の形状はその自重のみによって決定さ
れるため、直径ｄ₁ ≒ｄ₂ となり、高さｈ₂ は高さｈ ₁
よりわずかに小である。ここでｄ₂ は焼成後のタブレッ
トの平均径である。

【００１４】基板とタブレットの接触角θは小さいほ
ど、タブレット１０５の基板に対する固着強度も弱く、
基板面との接触面積も小さくなる。さらに、タブレット
１０５と排気管１０４の接着部においても、排気管とフ
リットガラス面とのなす角度が直角に近くなり、応力が
集中し易くなる。そのため、真空排気系装置と排気管と
を接続する場合等に無理な形で固定した場合、または、
接続した状態において真空排気系装置などと画像形成装
置の相対的位置がずれた場合には、排気管と画像形成装
置との接続部に大きな力が加わることになり、排気管が
折れ易かった。

【００１５】さらには、真空に対するリークパスが短
く、真空シールの信頼性も乏しい欠点があった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
放出素子を用いた画像形成装置において、とくに、表面
伝導型放出素子を用いる画像形成装置において、排気管
接続部の機械的な強度を向上させることにあり、さらに
は、信頼性の高い真空シールを得ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明は、複数の電子放出素子と素子電極を
含む電子源基板と、該電子源基板に対向配置され電子放
出素子から放出される電子を受ける被照射部材を搭載し
たフェースプレートと、該電子源基板と該フェースプレ
ートとの間に配置された支持枠とによって構成される外
囲器に該外囲器の内外を連通する排気管を固着する画像
形成装置の製造方法において、該排気管を該外囲器に固
着する排気管固着用フリットの焼成後の形状を制御する
工程を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法
であり、前記形状制御工程が、該排気管固着用フリット
を成形型で覆いながら焼成固着すること、前記成形型が
フリット注入口を有してなり、前記排気管と前記外囲器
の固着部を前記成形型で覆い、次いで前記成形型の該フ
リット注入口から前記排気管固着用フリットを流し込
み、その後焼成固着すること、排気管固着用フリットを
前記排気管と前記外囲器の接続部に塗布した後、該排気
管固着用フリットを前記成形型で覆い、焼成固着するこ
と、あらかじめ焼成成形またはプレス成形されたフリッ
トガラスのタブレットと前記排気管を前記外囲器と前記
排気管との接続部に配置し、さらに該タブレットを前記
成形型で覆い、焼成固着すること、前記成形型の前記排
気管固着フリットと接する面の軸方向に沿った断面形状
が円弧の一部であること、前記成形型の前記排気管固着
フリットと接する面の軸方向に沿った断面形状が複数の
直線または円弧の一部と複数の直線で作られるなめらか
な曲線であること、前記成形型の前記排気管固着フリッ
トと接する面と前記排気管とが漸近接線を形成してなる
こと、前記排気管と前記外囲器との接続部が前記フェー
スプレートであること、前記排気管と前記外囲器の接続
部が前記電子源基板であること、前記排気管と前記外囲
器の接続部が前記支持枠であること、前記電子放出素子
が表面伝導型電子放出素子であることを含む。

【００１８】本発明によれば、電子放出素子を用いた画
像形成装置において、排気管接続部の機械的な強度を向
上させることができ、さらには、信頼性の高い真空シー
ルを得ることができる。

【００１９】以下、本発明を詳細に説明する。（実施態様）図１は、本発明の一実施態様を説明する図
であり、画像形成装置において排気管接続部を説明する
概略断面図である。

【００２０】図１において、１は素子電極、電子放出素
子など（図示せず）を搭載する電子源基板、２は蛍光体
など（図示せず）を搭載するフェースプレート、３は支
持枠、４は封着用フリット、５は排気管、５ａはフェー
スプレート上に設けられ、排気管５と連通する排気用貫
通孔、６は排気管固定用フリット、７は成形型、８は成
形型７に設けられたフリット注入口、９は外囲器であ
る。

【００２１】前記成形型７は下方に向うに従って徐々に
大径になる略円錐台形状のもので、その上面には小径の
上部口７ａが、下面には大径の下部口７ｂが形成されて
いる。

【００２２】前記上部口７ａと下部口７ｂとは、下方に
向うに従って大径となる内部孔７ｃによって連通してお
り、このため、前記成形型７は全体として略濾斗状にな
っている。

【００２３】次に画像形成装置の製造方法を説明する。
電子源基板１、支持枠３、フェースプレート２、封着用
フリット４を固定し（固定用治具は図示せず）、焼成
し、外囲器９を作る。次に、排気管５を排気管貫通孔５
ａの周囲上に、成形型７と組み合わせて、フェースプレ
ートにたいしてほぼ垂直に設置する。しかる後、フリッ
ト注入口８よりペースト状の排気管封着フリットを注入
し、焼成し、封着を行う。

【００２４】焼成後、成形型７を取り外す。

【００２５】その結果、図２に示すような画像形成装置
が製造できる。図２は画像形成装置の排気管接続部の拡
大断面図である。フリット面がフェース面及び排気管の
表面に漸近接線状に接続しているため、全体としてフェ
ースプレートと排気管がなめらかに接続され、このため
機械的な強度が向上し、なおかつ真空のリークパスが長
い画像形成装置が製造できる。

【００２６】なお、本発明で用いる冷陰極電子源は、単
純な構成であり、製法が容易な表面伝導型電子放出素子
が好適である。

【００２７】本発明に用いることのできる表面伝導型電
子放出素子は基本的に平面型表面伝導型電子放出素子及
び垂直型表面伝導型電子放出素子の２種類があげられ
る。

【００２８】図１３は基本的な表面伝導型電子放出素子
の構成を示す模式的平面図（ａ）及び断面図（ｂ）であ
る。

【００２９】図１３において、２０１は基板、２０２、
２０３は素子電極、２０４は導電性薄膜、２０５は電子
放出部である。

【００３０】基板２０１としては、石英ガラス、Ｎａ等
の不純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ₂
を表面に形成したガラス基板、及びアルミナ等のセラミ
ックス基板が用いられる。

【００３１】素子電極２０２、２０３の材料としては一
般的導電体が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或は合
金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ₂ 、Ｐｄ−Ａｇ等の金
属或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、
Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明導電体及びポリシリコン
等の半導体材料から適宜選択される。

【００３２】素子電極間隔Ｌは好ましくは数百オングス
トロームより数百マイクロメートルである。また素子電
極間に印加する電圧は低い方が望ましく、再現良く作成
することが要求されるため、特に好ましい素子電極間隔
は数マイクロメートルより数十マイクロメートルであ
る。

【００３３】素子電極長さＷは電極の抵抗値、電子放出
特性から数マイクロメートルより数百マイクロメートル
であり、また素子電極２０２、２０３の膜厚は、数百オ
ングストロームより数マイクロメートルが好ましい。

【００３４】尚、図１３の構成だけでなく、基板２０１
上に導電性薄膜２０４、素子電極２０２、２０３の電極
を順に形成させた構成にしてもよい。

【００３５】導電性薄膜２０４は良好な電子放出特性を
得るために微粒子で構成された微粒子膜が特に好まし
く、その膜厚は素子電極２０２、２０３へのステップカ
バレージ、素子電極２０２、２０３間の抵抗値及び後述
する通電フォーミング条件等によって、適宜設定される
が、好ましくは数オングストロームから数千オングスト
ロームで、特に好ましくは１０オングストロームより５
００オングストロームである。そのシート抵抗値は１０
の３乗乃至１０の７乗オーム／□である。

【００３６】また導電性薄膜２０４を構成する材料は、
Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸
化物、ＨｆＢ₂ 、ＺｒＢ₂ 、ＬａＢ₆ 、ＣｅＢ₆ 、ＹＢ
₄ 、ＧｄＢ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、Ｔ
ａｃ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｈｆ
Ｎ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等があ
げられる。

【００３７】尚、ここで述べる微粒子膜とは複数の微粒
子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が
個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣
接、あるいは重なり合った状態（島状も含む）の膜をさ
しており、微粒子の粒径は数オングストロームから数千
オングストロームであり、好ましくは１０オングストロ
ームより２００オングストロームである。

【００３８】電子放出部２０５は導電性薄膜２０４の一
部に形成された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミング
等により形成される。また亀裂内には数オングストロー
ムから数百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有
することもある。この導電性微粒子は導電性薄膜２０４
を構成する物質の少なくとも一部の元素を含んでいる。
また電子放出部２０５及びその近傍の導電性薄膜２０４
は炭素及び炭素化合物を有することもある。

【００３９】図１４は基本的な垂直型表面伝導型電子放
出素子の構成を示す模式的図面である。

【００４０】図１４において図１３と同一の構成部分に
ついては同一符号を付与してある。２２１は段差形成部
である。

【００４１】基板２０１、素子電極２０２と２０３、導
電性薄膜２０４、電子放出部２０５は前述した平面型表
面伝導型電子放出素子と同様の材料で構成することがで
き、段差形成部２２１は絶縁性材料で構成され、段差形
成部２２１の膜厚が先に述べた平面型表面伝導型電子放
出素子の素子電極間隔Ｌに相当する。その間隔は数百オ
ングストロームより数十マイクロメートルである。また
その間隔は段差形成部の製法及び素子電極間に印加する
電圧により制御することができるが、好ましくは数百オ
ングストロームより数マイクロメートルである。

【００４２】導電性薄膜２０４は素子電極２０２、２０
３と段差形成部２２１作成後に形成するため、素子電極
２０２、２０３の上に積層される。尚、図１４において
電子放出部２０５は段差形成部２２１に直線状に形成さ
れているように示されているが、作成条件、通電フォー
ミング条件等に依存し、形状、位置ともこれに限るもの
ではない。

【００４３】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々な方法があるが、その一例を図１５に示
す。

【００４４】以下、図１３及び図１５に基づいて電子源
基板の作製方法について説明する。尚、図１３と同一の
構成部分については同一符号を付与してある。

【００４５】１）基板２０１を洗剤、純水および有機溶
剤により十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法等によ
り素子電極材料を堆積する。その後、フォトリソグラフ
ィー技術により該基板上に素子電極２０２、２０３を形
成する（図１５（ａ））。

【００４６】２）素子電極２０２、２０３を設けた基板
２０１に、有機金属溶液を塗布して放置することにより
有機金属薄膜を形成する。ここでいう有機金属溶液とは
前述の導電性薄膜２０４を形成する金属を主元素とする
有機金属化合物の溶液である。その後、有機金属薄膜を
加熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパタ
ーニングし、導電性薄膜２０４を形成する（図１５
（ｂ））。尚、ここでは有機金属薄膜の形成は塗布法に
より説明したが、これに限るものでなく真空蒸着法、ス
パッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピン
グ法、スピンナー法等によって形成される場合もある。

【００４７】３）続いて通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を行う。通電フォーミングは素子電極２０２、２
０３間に不図示の電源を用いて通電を行い、導電性薄膜
２０４を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造
を変化させた部位を形成させるものである。この局所的
に構造変化させた部位を電子放出部２０５とよぶ（図１
５（ｃ））。通電フォーミングの電圧波形の例を図１６
に示す。

【００４８】電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
（図１６（ａ））とパルス波高値を増加させながら、電
圧パルスを印加する場合（図１６（ｂ））とがある。ま
ずパルス波高値が一定電圧とした場合（図１６（ａ））
について説明する。

【００４９】図１６（ａ）におけるＴ１及びＴ２は電圧
波形のパルス幅とパルス間隔であり、Ｔ１を１マイクロ
秒〜１０ミリ秒、Ｔ２を１０マイクロ秒〜１００ミリ秒
とし、三角波の波高値（通電フォーミング時のピーク電
圧）は表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択
し、適当な真空度、例えば、１０の−５乗ｔｏｒｒ程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分間印加する。尚、素
子の電極間に印加する波形は三角波に限定することはな
く、矩形波など所望の波形を用いても良い。

【００５０】図１６（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図
１６（ａ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォー
ミング時のピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程
度づつ増加させ、適当な真空雰囲気下で印加する。

【００５１】尚、この場合の通電フォーミング処理はパ
ルス間隔Ｔ２中に、導電性薄膜２０４を局所的に破壊、
変形しない程度の電圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧で、
素子電流を測定し、抵抗値を求め、例えば、１Ｍオーム
以上の抵抗を示した時に通電フォーミング終了とする。

【００５２】４）次に通電フォーミングが終了した素子
に活性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。

【００５３】活性化工程とは、例えば、１０の−４乗〜
１０の−５乗ｔｏｒｒ程度の真空度で、通電フォーミン
グ同様、パルス波高値が一定の電圧パルスを繰り返し印
加する処理のことであり、真空中に存在する有機物質に
起因する炭素及び炭素化合物を導電性薄膜上に堆積させ
素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを著しく変化させる処理で
ある。活性化工程は素子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅを測定
しながら、例えば、放出電流Ｉｅが飽和した時点で終了
する。また印加する電圧パルスは動作駆動電圧で行うこ
とが好ましい。

【００５４】尚、ここで炭素及び炭素化合物とはグラフ
ァイト（単、多結晶双方を指す）、非晶質カーボン（非
晶質カーボン及び多結晶グラファイトとの混合物を指
す）であり、その膜厚は５００オングストローム以下が
好ましく、より好ましくは３００オングストローム以下
である。

【００５５】５）こうして作成した電子放出素子を通電
フォーミング工程、活性化工程における真空度よりも高
い真空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。
また更に高い真空度の雰囲気下で、８０℃〜１５０℃に
加熱後、動作駆動させることが望ましい。

【００５６】尚、通電フォーミング工程、活性化工程に
おける真空度よりも高い真空度とは、例えば約１０の−
６乗以上の真空度であり、より好ましくは超高真空系で
あり、新たに炭素及び炭素化合物が導電薄膜上にほとん
ど堆積しない真空度である。こうすることによって素子
電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅを安定化させることが可能にな
る。

【００５７】図１７は、図１３で示した構成を有する素
子の電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略
構成図である。図１７において、図１３と同様の符号
は、同一の構成部分を示す。図１７中、２５１は、電子
放出素子に素子電圧Ｖｆを印加するための電源、２５０
は素子電極２０２、２０３間の導電性薄膜２０４を流れ
る素子電流Ｉｆを測定するための電流計、２５４は、素
子の電子放出部より放出される放出電流Ｉｅを捕捉する
ためのアノード電極、２５３は、アノード電極２５４に
電圧を印加するための高圧電源、２５２は、素子の電子
放出部２０５より放出される放出電流Ｉｅを測定するた
めの電流計、２５５は真空装置、２５６は排気ポンプで
ある。

【００５８】次に本発明の画像形成装置について述べ
る。画像形成装置に用いられる電子源基板は複数の表面
伝導型電子放出素子を基板上に配列することにより形成
される。

【００５９】表面伝導型電子放出素子の配列の方式には
表面伝導型電子放出素子を並列に配置し、個々の素子の
両端を配線で接続するはしご型配置（以下はしご型配置
電子源基板と呼ぶ）や、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極にそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続し
た単純マトリクス配置（以下マトリクス型配置電子源基
板と呼ぶ）があげられる。尚、はしご型配置電子源基板
を有する画像形成装置には電子放出素子からの電子の飛
翔を制御する電極である制御電極（グリッド電極）を必
要とする。

【００６０】以下、この原理に基づき構成した電子源の
構成について、図１８を用いて説明する。２７１は電子
源基板、２７２はＸ方向配線、２７３はＹ方向配線、２
７４は表面伝導型電子放出素子、２７５は結線である。
尚、表面伝導型電子放出素子２７４は前述した平面型あ
るいは垂直型どちらであってもよい。

【００６１】同図において電子源基板２７１に用いる基
板は前述したガラス基板等であり、用途に応じて形状が
適宜設定される。

【００６２】ｍ本のＸ方向配線２７２は、Ｄｘ１、Ｄｘ
２、・・・Ｄｘｍからなり、Ｙ方向配線２７３はＤｙ
１、Ｄｙ２、・・・Ｄｙｎのｎ本の配線よりなる。

【００６３】また多数の表面伝導型素子にほぼ均等な電
圧が供給される様に材料、膜厚、配線幅が適宜設定され
る。これらｍ本のＸ方向配線２７２とｎ本のＹ方向配線
２７３間は不図示の層間絶縁層により電気的に分離され
てマトリックス配線を構成する。（ｍ、ｎは共に正の整
数）不図示の層間絶縁層はＸ方向配線２７２を形成した基板
２７１の全面或は一部の所望の領域に形成される。Ｘ方
向配線２７２とＹ方向配線２７３はそれぞれ外部端子を
介して引き出される。

【００６４】更に、表面伝導型放出素子２７４の素子電
極（不図示）がｍ本のＸ方向配線２７２とｎ本のＹ方向
配線２７３と結線２７５によって電気的に接続されてい
る。また表面伝導型電子放出素子は基板あるいは不図示
の層間絶縁層上のどちらに形成してもよい。

【００６５】また詳しくは後述するが前記Ｘ方向配線２
７２にはＸ方向に配列する表面伝導型放出素子２７４の
行を入力信号に応じて走査するための走査信号を印加す
るための不図示の走査信号発生手段と電気的に接続され
ている。

【００６６】一方、Ｙ方向配線２７３にはＹ方向に配列
する表面伝導型放出素子２７４の列の各列を入力信号に
応じて、変調するための変調信号を印加するための不図
示の変調信号発生手段と電気的に接続されている。

【００６７】更に表面伝導型電子放出素子の各素子に印
加される駆動電圧は当該素子に印加される走査信号と変
調信号の差電圧として供給されるものである。

【００６８】上記構成において、単純なマトリクス配線
だけで個別の素子を選択して独立に駆動可能になる。

【００６９】つぎに以上のようにして作成したマトリク
ス型配置電子源基板を用いた画像形成装置について、図
１９、図２０及び図２１を用いて説明する。図１９は画
像形成装置の基本構成図であり、図２０は蛍光膜、図２
１はＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示をするため
の駆動回路のブロック図を示し、その駆動回路を含む画
像形成装置を表す。

【００７０】図１９において２７１は電子放出素子を基
板上に作製した電子源基板、２８１は電子源基板２７１
を固定したリアプレート、２８６はガラス基板２８３の
内面に蛍光膜２８４とメタルバック２８５等が形成され
たフェースプレート、２８２は支持枠であり、これら部
材によって外囲器２８８が構成される。

【００７１】図１９において２７４は電子放出部で、図
１３における電子放出部２０５に相当する。２７２、２
７３は表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続
されたＸ方向配線及びＹ方向配線である。

【００７２】外囲器２８８は、上述の如くフェースプレ
ート２８６、支持枠２８２、リアプレート２８１で外囲
器２８８を構成したが、リアプレート２８１は主に電子
源基板２７１の強度を補強する目的で設けられるため、
電子源基板２７１自体で十分な強度を持つ場合は別体の
リアプレート２８１は不要であり、電子源基板２７１に
直接支持枠２８２を設け、フェースプレート２８６、支
持枠２８２、電子源基板２７１にて外囲器２８８を構成
しても良い。

【００７３】図２０はフェースプレートの蛍光膜の構成
を示すもので、２９２は蛍光体である。蛍光体２９２は
モノクロームの場合は蛍光体のみからなるが、カラーの
蛍光膜の場合は蛍光体の配列によりブラックストライプ
あるいはブラックマトリクスなどと呼ばれる黒色導電材
２９１と蛍光体２９２とで構成される。ブラックストラ
イプ、ブラックマトリクスが設けられる目的はカラー表
示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体２９２間
の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくする
ことと図１９に示す蛍光膜２８４における外光反射によ
るコントラストの低下を抑制することである。ブラック
ストライプの材料としては、通常良く用いられている黒
鉛を主成分とする材料だけでなく、導電性があり、光の
透過及び反射が少ない材料であればこれに限るものでは
ない。

【００７４】この蛍光体２９２及び黒色導電材２９１は
ガラス基板２８３（図１９）上に形成されている。

【００７５】ガラス基板２８３に蛍光体を塗布する方法
はモノクローム、カラーによらず沈澱法や印刷法が用い
られる。

【００７６】また蛍光膜２８４（図１９）の内面側には
通常メタルバック２８５（図１９）が設けられる。メタ
ルバックの目的は蛍光体の発光のうち内面側への光をフ
ェースプレート２８６側へ鏡面反射することにより輝度
を向上すること、電子ビーム加速電圧を印加するための
電極として作用すること、外囲器内で発生した負イオン
の衝突によるダメージから蛍光体を保護すること等であ
る。メタルバックは蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面
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（アルミ）を真空蒸着等で堆積することで作
製できる。

【００７７】フェースプレート２８６には、更に蛍光膜
２８４の導電性を高めるため、蛍光膜２８４の外面側に
透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００７８】外囲器２８８は不図示の排気管を通じ、１
０^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、この状態で封止がお
こなわれる。また外囲器２８８の封止後の真空度を維持
するためにゲッター処理を行う場合もある。これは外囲
器２８８の封止を行う直前あるいは封止後に抵抗加熱あ
るいは高周波加熱等の加熱法により、外囲器２８８内の
所定の位置（不図示）に配置されたゲッターを加熱し、
蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が
主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×
１０^-5ｔｏｒｒ乃至は１×１０^-7ｔｏｒｒの真空度を維
持するものである。

【００７９】尚、表面伝導型電子放出素子のフォーミン
グ以降の工程は適宜設定される。

【００８０】次に、マトリクス型配置電子源基板を用い
て構成した画像形成装置を、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号
に基づきテレビジョン表示を行う為の駆動回路の概略構
成を図２１のブロック図を用いて説明する。３０１は本
発明の画像形成装置であり、また３０２は走査回路、３
０３は制御回路、３０４はシフトレジスタ、３０５はラ
インメモリ、３０６は同期信号分離回路、３０７は変調
信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源である。

【００８１】以下、各部の機能を説明するがまず画像形
成装置３０１は端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍおよび端子
Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎおよび高圧端子Ｈｖを介して外
部の電気回路と接続している。このうち端子Ｄｏｘ１な
いしＤｏｘｍには前記画像形成装置内に設けられている
電子源、すなわち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を一行（Ｎ素子）ずつ順次
駆動してゆく為の走査信号が印加される。

【００８２】一方、端子Ｄｙ１ないしＤｙｎ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。また高圧端子Ｈｖには直流電圧源Ｖａより、
例えば１０［ｋＶ］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より出力される電子ビームに蛍
光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加
速電圧である。

【００８３】次に走査回路３０２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るもので
（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示している）、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０
［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表
示パネル３０１の端子Ｄｘ１ないしＤｘｍと電気的に接
続するものである。Ｓ１ないしＳｍの各スイッチング素
子は制御回路３０３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基
づいて動作するものだが実際には例えばＦＥＴのような
スイッチング素子を組み合わせる事により構成する事が
可能である。

【００８４】尚、前記直流電圧源Ｖｘは前記表面伝導型
電子放出素子の特性（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。

【００８５】また制御回路３０３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なわれるように各部の
動作を整合させる働きをもつものである。次に説明する
同期信号分離回路３０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎ
ｃに基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、Ｔｓｆｔおよび
Ｔｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００８６】同期信号分離回路３０６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周波数分離（フィルタ
ー）回路を用いれば構成できるものである。同期信号分
離回路３０６により分離された同期信号は良く知られる
ように垂直同期信号と水平同期信号より成るが、ここで
は説明の便宜上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。一方、
前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便
宜上ＤＡＴＡ信号と表すが同信号はシフトレジスタ３０
４に入力される。

【００８７】シフトレジスタ３０４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
３０３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて動作す
る。（すなわち制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ３
０４のシフトクロックであると言い換えても良い。）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する）のデータは１ｄ
１乃至１ｄｎのＮ個の並列信号として前記シフトレジス
タ３０４より出力される。

【００８８】ラインメモリ３０５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３０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙにしたが
って適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容を記憶する。記憶さ
れた内容はＩｄｌないしＩｄｎとして出力され変調信号
発生器３０７に入力される。

【００８９】変調信号発生器３０７は前記画像データＩ
ｄ１ないしＩｄｎ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、その出力
信号は端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて表示パネル
３０１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００９０】本発明に関わる電子放出素子は放出電流Ｉ
ｅに対して以下の基本特性を有している。すなわち電子
放出には明確な閾値電圧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。

【００９１】また電子放出閾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してゆ
く。尚、電子放出素子の材料や構成、製造方法を変える
事により電子放出閾値電圧Ｖｔｈの値や印加電圧に対す
る放出電流の変化の度合いが変わる場合もあるが、いず
れにしても以下のような事がいえる。

【００９２】すなわち、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、第一には
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事が可能である。第二には、パルス
の幅Ｐｗを変化させる事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。

【００９３】したがって、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
調方式等があげられ、電圧変調方式を実施するには変調
信号発生器３０７としては一定の長さの電圧パルスを発
生するが入力されるデータに応じて適宜パルスの波高値
を変調するような電圧変調方式の回路を用いる。

【００９４】またパルス幅変調方式を実施するには変調
信号発生器３０７としては、一定の波高値の電圧パルス
を発生するが入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
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
ものである。

【００９５】以上に説明した一連の動作により本発明の
画像形成装置を用いてテレビジョンの表示を行なえる。
尚、上記説明中特に記載しなかったがシフトレジスタ３
０４やラインメモリ３０５はデジタル信号式のものでも
アナログ信号式のものでも差し支えなく、要は画像信号
のシリアル／パラレル変換や記憶が所定の速度で行なわ
れればよい。

【００９６】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路３０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化す
る必要があるが、これは３０６の出力部にＡ／Ｄ変換器
を備えれば可能である。また、これと関連してラインメ
モリ３０５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３０７に用いられる回路が若干
異なったものとなる。

【００９７】まずデジタル信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器３０７には、例
えばよく知られるＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて
増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器３０７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）およ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
ることにより構成できる。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け加
えてもよい。

【００９８】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器３０７には、例
えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用
いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付け
加えてもよい。またパルス幅変調方式の場合には例えば
よく知られた電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用いれば
よく、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧
にまで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。

【００９９】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤ
ｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じ、電圧を印加す
ることにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メ
タルバック２８５、あるいは透明電極（不図示）に高圧
を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜２８４に衝突さ
せ、励起・発光させることで画像を表示することができ
る。

【０１００】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、ＮＴＳＣ方式
をあげたが、これに限るものでなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡ
Ｍ方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数
の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をは
じめとする高品位ＴＶ）方式でもよい。

【０１０１】次に、前述のはしご型配置電子源基板及び
それを用いた画像形成装置について図２２、図２３によ
り説明する。

【０１０２】図２２において、３１０は電子源基板、３
１１は電子放出素子、３１２のＤｘ１〜Ｄｘ１０は前記
電子放出素子に接続する共通配線である。電子放出素子
３１１は、基板３１０上に、Ｘ方向に並列に複数個配置
される。（これを素子行と呼ぶ）。この素子行を複数個
基板上に配置し、はしご型電子源基板となる。各素子行
の共通配線間に適宜駆動電圧を印加することで、各素子
行を独立に駆動することが可能になる。すなわち、電子
ビームを放出させる素子行には電子放出閾値以上の電圧
を、電子ビームを放出させない素子行には電子放出閾値
以下の電圧を印加すればよい。また各素子行間の共通配
線Ｄｘ２〜Ｄｘ９を、例えばＤｘ２、Ｄｘ３を同一配線
とする様にしても良い。

【０１０３】図２３ははしご型配置の電子源を備えた画
像形成装置の構造を示すための図である。３２０はグリ
ッド電極、３２１は電子が通過するための空孔、３２２
は、Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２・・・Ｄｏｘｍよりなる容器外
端子、３２３はグリッド電極３２０と接続されたＧ１、
Ｇ２、・・・Ｇｎからなる容器外端子、３１０は前述の
様に各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源基板
である。尚、図１９、２１と同一の符号は同一の部材を
示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置（図１
９）との違いは、電子源基板３１０とフェースプレート
２８６の間にグリッド電極３２０を備えている事であ
る。

【０１０４】基板３１０とフェースプレート２８６の中
間には、グリッド電極３２０が設けられている。グリッ
ド電極３２０は、表面伝導型放出素子から放出された電
子ビームを変調することができるもので、はしご型配置
の素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に電
子ビームを通過させるため、各素子に対応して１個ずつ
円形の空孔３２１が設けられている。グリッドの形状や
設置位置は必ずしも図２３のようなものでなくともよ
く、開口としてメッシュ状に多数の通過口をもうけるこ
ともあり、また例えば表面伝導型放出素子の周囲や近傍
に設けてもよい。容器外端子３２２およびグリッド容器
外端子３２３は、不図示の制御回路と電気的に接続され
ている。

【０１０５】本画像形成装置では素子行を１列ずつ順次
駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極列に画
像１ライン分の変調信号を同時に印加することにより、
各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１ライ
ンずつ表示することができる。

【０１０６】また本発明によればテレビジョン放送の表
示装置のみならずテレビ会議システム、コンピューター
等の表示装置に適した画像形成装置を提供することがで
きる。さらには感光性ドラム等で構成された光プリンタ
ーとしての画像形成装置としても用いることもできる。

【０１０７】また電子放出素子として表面伝導型電子放
出素子ばかりでなく、ＭＩＭ型電子放出素子、電界放出
型電子放出素子等の冷陰極電子源にも適用可能である、
更には熱電子源による画像形成装置にも適用することが
できる。

【０１０８】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。（実施例１）図１は画像形成装置の断面拡大図である。

【０１０９】図１において、１は前述のようにして得ら
れた表面伝導型電子放出素子を有するマトリクス型配置
電子源を搭載する電子源基板、２は蛍光体などを搭載す
るフェースプレート、３は支持枠、４は封着用フリッ
ト、５は排気管、５ａはフェースプレート上に設けら
れ、排気管５と連通する排気用貫通孔、６は排気管固定
用フリット、７は排気管固定用フリット６の焼成形状を
制御するための成形型、８は成形型７に設けられたフリ
ット注入口、９は外囲器である。

【０１１０】次に製造方法を説明する。電子源基板１と
フェースプレート２と支持枠３および封着用フリット４
をあらかじめ定めてある位置関係で固定し（固定用治具
は図示せず）、焼成固着し、外囲器９を作る。さらに、
排気管５を排気管貫通孔５ａ上に、成形型７と組み合わ
せて、フェースプレートに対してほぼ垂直に設置する
（固定用治具は図示せず）。しかる後、フリット注入口
８よりペースト状の排気管固定用フリット６を注入し、
焼成により封着を行う。

【０１１１】図３に成形型７の斜視図を示す。成形型７
の断面における内面の曲線として円弧の一部を用いた。
図３において、１０は成形型７の分割線である。成形型
７は分割線１０に沿って２つに分割することが可能とな
っている。また、成形型７の材質としては、焼成後のフ
リットガラスと剥離し易いアルミニウムを用い、プレス
加工によって作製した。また、切削加工により成形型７
を作製しても、同様の結果が得られた。

【０１１２】封着後、成形型７を排気管固定用フリット
６からはがしながら、分割線１０に沿って分割し、排気
管５、外囲器９から取り除く。

【０１１３】上述の結果として製造された画像形成装置
（表示パネル）の断面拡大図を図２に示す。外囲器９と
排気管５の接続において、フリットの焼成後の形状は制
御されたもので、十分な強度剛性をもち、かつ真空リー
クに対して信頼性の高い画像形成装置（表示パネル）を
作製することができ、さらに前述の駆動機構を用い、画
像形成装置を製造することができた。

【０１１４】なお、本実施例では、電子源基板１として
表面伝導型電子放出素子を有するマトリクス型配置電子
源基板を用いたが、上述のはしご型配置電子源基板を用
いても、同様の結果が得られた。これは、本発明で説明
する全ての実施例においても同様である。

【０１１５】本実施例では、フリット注入口８の数を２
つ、排気管５の本数を１本、成形型７の分割数を２つと
しているが、本発明はこの数を限定するものではない。

【０１１６】本実施例では、成形型７の断面における内
面の曲線（排気管固定用フリット６と接触している部
分）として円弧の一部を用いた。しかし、機械的な強度
を保つためにはなめらかな曲線であればよい。成形型の
断面形状を図４ａ、図４ｂおよび図４ｃに例示した。複
数の円弧をなめらかに接続した形状（図４ａ）、または
複数の直線と複数の円弧をなめらかに接続した形状（図
４ｂ）、または複数の直線をなめらかに接続した形状
（図４ｃ）を用いても同様の結果が得られた。

【０１１７】また、成形型７のフリットとの接触面に銀
などのフリットと密着性の悪い金属のコーティングを施
しても同様の結果が得られた。

【０１１８】本実施例では、外囲器９の製造方法とし
て、電子源基板１とフェースプレート２と支持枠３を封
着用フリット４を用いて同時に焼成固着を行ったが、本
発明では外囲器９の製造方法をこれに限定するものでは
なく、他の製造方法を用いても構わない。また、外囲器
を焼成して作るときに、同時に排気管を接続するように
しても、上記と同様の結果が得られた。これは、本発明
で説明する全ての実施例においても同様である。（実施例２）図５は第二の実施例を説明するための画像
形成装置の断面拡大図である。

【０１１９】図５において、１１は排気管固定用フリッ
ト６の焼成形状を制御するための成形型である。

【０１２０】成形型１１の斜視図を図７に示す。図７に
おいて、１０は分割線であり、成形型１１は、分割線１
０において二つに分割する。

【０１２１】次に製造方法を説明する。電子源基板１、
フェースプレート２、支持枠３と封着用フリット４を所
定の位置に配置固定し（固定用治具は図示せず）、焼成
固着を行い、外囲器９を作る。次に、排気管５を排気管
貫通孔５ａ上に、フェースプレート２にたいしてほぼ垂
直に設置し（固定用治具は図示せず）、排気管固定用フ
リットを排気管５とフェースプレート２との接合部に一
定量塗布し、その上に成形型１１をかぶせて、焼成，封
着を行った。封着後に、分割線１０より成形型１１を分
割しながら排気管固定用フリット６よりはずした。な
お、成形型１１には、焼成後のフリットガラスと剥離し
易いアルミニウムを用い、プレス加工によって作製し
た。また、切削加工により成形型７を作製しても、同様
の結果が得られた。

【０１２２】上述の結果として製造された画像形成装置
の断面拡大図を図６に示す。外囲器９と排気管５の接続
において、フリットの焼成後の形状は制御されたもの
で、十分な強度剛性をもち、かつ真空リークに対して信
頼性の高い画像表示装置（表示パネル）を作製すること
ができ、前述の駆動機構を用い、画像形成装置を製造す
ることができた。（実施例３）図８は第三の実施例を説明するための画像
形成装置の断面拡大図である。

【０１２３】図８において、１３はタブレット、１４は
成形型である。

【０１２４】次に製造方法を説明する。あらかじめ、フ
リットを焼成成形もしくはプレス成形により所定の形状
に固めて、フリットのタブレット１３を製造しておく。
図１０にタブレット１３の斜視図を示す。上述の実施例
１と同じように外囲器９を作り、その後、排気管５を排
気管貫通孔５ａ上に、成形型１４とタブレット１３を組
み合わせて、フェースプレートに対してほぼ垂直に設置
する（固定用治具は図示せず）。なお、成形型１４は実
施例２で用いた成形型１１と同じものを用いた。しかる
後、焼成し、封着を行なった。封着後、成形型１４を取
り外した。

【０１２５】上述の結果として製造された画像形成装置
（表示パネル）の断面拡大図を図９に示す。外囲器９と
排気管５の接続において、フリットの焼成後の形状を制
御することができ、十分な強度剛性をもち、かつ真空リ
ークに対して信頼性の高い画像形成装置（表示パネル）
を作製することができ、前述の駆動機構を用いて、画像
形成装置を製造することができた。

【０１２６】なお、本発明において、成形型の外側の形
状、すなわち、排気管固定用フリット６と接触しない部
分の形状については、とくに限定するものではない。図
１１に、ドーナツ状の形成型１６を用いた画像形成装置
の製造方法を示す。図１１において、１６はドーナツ状
の形成型である。製造法は上記実施例と同じである。本
実施例では、排気管５を外囲器９と接続する際に、排気
管５がフェースプレート２に接続しているが、電子源基
板１または支持枠３に接続してもよい。フェースプレー
ト２において排気管貫通孔５ａを設ける場所がない時に
有効である。図１２に、排気管５を支持枠３に設けられ
た排気管貫通孔１５を通じて支持枠３に接続したものを
示す。同様に、排気管５と外囲器９との接続において、
排気管５を電子源基板１に接続しても、同様の結果が得
られた。

【０１２７】上述の排気管５と外囲器９との接続は、本
発明の全実施例にわたり、電子源基板１、フェースプレ
ート２、および支持枠３のいずれに対しても同様の結果
が得られた。

【０１２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子放出素子、とくに表面伝導型電子放出素子を用いた
画像形成装置において、高い強度剛性と真空リークに対
する信頼性を兼ね備える排気管の接合が可能となり、画
像形成装置の製造が容易になるとともに、製造歩留まり
が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例を説明するための画像形成装置の
断面拡大図である。

【図２】第一の実施例で製造した画像形成装置（表示パ
ネル）の断面拡大図である。

【図３】第一の実施例で用いた成形型の斜視図である。

【図４】内面形状の異なる成形型を示す断面図で、ａは
円弧をなめらかに接続した曲線で形成された成形型、ｂ
は複数の直線と複数の円弧をなめらかに接続した曲線で
形成された成形型、ｃは複数の直線をなめらかに接続し
た曲線で形成された成形型を示す。

【図５】第二の実施例を説明するための画像形成装置の
断面拡大図である。

【図６】第二の実施例で製造した画像形成装置（表示パ
ネル）の断面拡大図である。

【図７】第二の実施例で用いる成形型を示す斜視図であ
る。

【図８】第三の実施例を説明するための画像形成装置の
断面拡大図である。

【図９】第三の実施例で製造した画像形成装置（表示パ
ネル）の断面拡大図である。

【図１０】第三の実施例で用いた成形型の斜視図であ
る。

【図１１】本発明の他の実施例を説明する断面拡大図で
ある。

【図１２】排気管を支持枠に接続した画像形成装置の断
面拡大図である。

【図１３】本発明に用いる基本的な表面伝導型電子放出
素子の構成例を示す模式的平面図（ａ）及び断面図
（ｂ）である。

【図１４】本発明に用いる基本的な垂直型表面伝導型電
子放出素子の構成例を示す模式的断面図である。

【図１５】表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を
示すもので、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各工程を示すも
のである。

【図１６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なる通電フォー
ミングの電圧波形例を示すグラフである。

【図１７】電子放出特性を測定するための測定評価装置
の一例を示す概略構成図である。

【図１８】単純マトリクス配置の電子源の構成を示す説
明図である。

【図１９】画像形成装置の概略構成斜視図である。

【図２０】（ａ）、（ｂ）の２種類の蛍光膜の構成を示
す説明図である。

【図２１】ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行
なうための駆動回路を有する画像形成装置のブロック図
である。

【図２２】梯子配置の電子源の構成を示す説明図であ
る。

【図２３】梯子配置の電子源を組込んだ画像形成装置の
概略構成斜視図である。

【図２４】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す
平面図である。

【図２５】従来の画像形成装置の構成例を示す断面図で
ある。

【図２６】従来の画像形成装置の製造方法に用いるタブ
レットを示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１電子源基板２フェースプレート３支持枠４封着用フリット５排気管５ａ排気用貫通孔６排気管固定用フリット７成形型８フリット注入口９外囲器１０分割線１１成形型１３タブレット１４成形型１５排気管貫通孔１６成形型１０１基板１０１ａ排気管用貫通孔１０２カバーガラス１０３封止用フリット１０４排気管１０５タブレット２０１基板２０２素子電極２０３素子電極２０４導電性薄膜２０５電子放出部２２１段差形成部２５０素子電極２０２・２０３間の導電性薄膜２０
４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計２５１電子放出素子に素子電圧Ｖｆを印加するため
の電源２５３アノード電極２５４に電圧を印加するための
高圧電源２５４素子の電子放出部より放出される放出電流Ｉ
ｅを捕捉するためのアノード電極２５２素子の電子放出部２０５より放出される放出
電流Ｉｅを測定するための電流計２５５真空装置２５６排気ポンプ２７１電子源基板２７２Ｘ方向配線２７３Ｙ方向配線２７４表面伝導型電子放出素子２７５結線２８１リアプレート２８２支持枠２８３ガラス基板２８４蛍光膜２８５メタルバック２８６フェースプレート２８７高圧端子２８８外囲器２９１黒色導電材２９２蛍光体３０１画像形成装置３０２走査回路３０３制御回路３０４シフトレジスタ３０５ラインメモリ３０６同期信号分離回路３０７変調信号発生器３１０電子源基板３１１電子放出素子３１２Ｄｘ１〜Ｄｘ１０は前記電子放出素子を配線
するための共通配線３２０グリッド電極３２１電子が通過するための空孔３２２Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２・・・Ｄｏｘｍよりなる
容器外端子３２３グリッド電極３２０と接続されたＧ１、Ｇ
２、・・・Ｇｎからなる容器外端子Ｖｘ、Ｖａ直流電圧線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/26 H01J 31/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子と素子電極を含む電
子源基板と、該電子源基板に対向配置され電子放出素子
から放出される電子を受ける被照射部材を搭載したフェ
ースプレートと、該電子源基板と該フェースプレートと
の間に配置された支持枠とによって構成される外囲器に
該外囲器の内外を連通する排気管を固着する画像形成装
置の製造方法において、該排気管を該外囲器に固着する
排気管固着用フリットを成形型で覆いながら焼成固着し
て、焼成後の形状を制御する工程を有することを特徴と
する画像形成装置の製造方法。
【請求項２】前記成形型がフリット注入口を有してな
り、前記排気管と前記外囲器の固着部を前記成形型で覆
い、次いで前記成形型の該フリット注入口から前記排気
管固着用フリットを流し込み、その後焼成固着する請求
項１記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項３】排気管固着用フリットを前記排気管と前
記外囲器の接続部に塗布した後、該排気管固着用フリッ
トを前記成形型で覆い、焼成固着する請求項１記載の画
像形成装置の製造方法。
【請求項４】あらかじめ焼成成形またはプレス成形さ
れたフリットガラスのタブレットと前記排気管を前記外
囲器と前記排気管との接続部に配置し、さらに該タブレ
ットを前記成形型で覆い、焼成固着する請求項１記載の
画像形成装置の製造方法。
【請求項５】前記成形型の前記排気管固着フリットと
接する面の排気管軸方向に沿った断面形状が円弧の一部
である請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置
の製造方法。
【請求項６】前記成形型の前記排気管固着フリットと
接する面の排気管軸方向に沿った断面形状が複数の直線
または円弧の一部と複数の直線で作られるなめらかな曲
線である請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装
置の製造方法。
【請求項７】前記成形型の前記排気管固着フリットと
接する面と前記排気管とが漸近接線を形成してなる請求
項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置の製造方
法。
【請求項８】前記排気管と前記外囲器との接続部が前
記フェースプレートである請求項１乃至７のいずれかに
記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項９】前記排気管と前記外囲器の接続部が前記
電子源基板である請求項１乃至７のいずれかに記載の画
像形成装置の製造方法。
【請求項１０】前記排気管と前記外囲器の接続部が前
記支持枠である請求項１乃至７のいずれかに記載の画像
形成装置の製造方法。
【請求項１１】前記電子放出素子が表面伝導型電子放
出素子である請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像
形成装置の製造方法。