JP3423511B2 - 画像形成装置及びゲッタ材の活性化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器内に、電
子源と、該電子源から放出された電子線の照射により画
像を形成する画像形成部材（蛍光体）とを備えた画像形
成装置、及び該画像形成装置でのゲッタ材の活性化方法
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。

【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などにより
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、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板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
深刻になる。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。この部分に上
記のような蒸着型のゲッタ膜が付着すると、配線のショ
ートなどの悪影響が生ずるため、ゲッタ膜を形成できる
場所は限定される。そのため、真空容器のコーナーなど
をゲッタ膜の形成に用い、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
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蒸着膜の面積を確保するこ
とができなくなる。

【０００６】これを解決し、十分なゲッタ膜の面積を確
保するため、図２０（ａ）に示すように、外囲器１００
５内に対向配置された蛍光体１００６と電界放出素子１
００７との間の画像表示領域の外側、例えば外周部にワ
イヤーゲッタ１００８を張設し、これにより外周部の壁
面にゲッタ膜１００９を蒸着して形成する方法（特開平
５−１５１９１６号公報）、図２０（ｂ）に示すよう
に、フェースプレート１０１４とリアプレート１０１２
と間の空間の側方に、ゲッタ膜を形成するためのゲッタ
材１０１８を有するゲッタ室１０１５を付随させる方法
（特開平４−２８９６４０号公報など）、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
ッタ膜を形成する方法（特開平１−２３５１５２号公報
など）などが提案されている。

【０００７】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、上記のような問題の他、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、おもに電子ビームによ
り照射される画像表示領域と、電子源それ自体とであ
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。

【０００８】この様な事情を考慮して、特定の構造を有
する平板状画像表示装置では、画像表示領域内にゲッタ
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４−１２４３
６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。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
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材の膜を形成する方法が開示
されている。

【０００９】また、米国特許第５，４５３，６５９
号，"Anode Plate for Flat Panel Display having Int
egrated Getter", issued 26 Sept.1995, to Wallace e
t al. 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、ゲッタの活性化
を行う、あるいは、ゲッタに通電加熱して活性化を行う
ものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】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。

【００１１】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。

【００１２】また、特開昭６３−１８１２４８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。

【００１３】また、米国特許第５，４５３，６５９号に
開示された、ゲッタ材をアノードプレート上に形成する
方法は、ゲッタ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
像表示装置の大きさが制限される。

【００１４】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、
メッキ法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。

【００１５】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様な形状のゲート電
極や、特開昭６３−１８１２４８号公報に開示された様
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を配置することはできず、画像表
示領域の外側にゲッタを配置することになる。

【００１６】先にも述べたように、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などの画像表
示部材と、電子源それ自身である。もちろん、高温で時
間をかけてベーキングするなど、十分に脱ガス処理が実
行できれば、ガスの発生は避けられるが、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
様な場合には、ガスが発生する可能性が高い。発生した
ガスの圧力が比較的低い場合には、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他、電子源か
ら放出される電位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、また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、電子源の正極または負極に衝突してダメージを
与えるおそれがある。

【００１７】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
じせしめるおそれがある。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おそれ
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Ｈ₂ Ｏ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
目立って低下するなどの現象を引き起こす場合がある。
更にこの後、駆動を継続することにより、電子源周辺な
どからもガスが放出され、徐々に特性が劣化する。従来
の如く、表示領域の外側にゲッタ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
ゲッタ領域に到達するまでに時間がかかるだけでなく、
ゲッタ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
目立つ場合がある。従って、上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】本発明は、以上述べた不都合を解消し得る
画像形成装置の提供を目的とするもので、特に、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
を目的とする。又、本発明は、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。又、本発明は、上記画像形成装置が備える
ゲッタの有効な活性化方法を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【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、外囲器内に電子源と画像形成
部材とを有し、前記画像形成部材は、蛍光膜及び該蛍光
膜を被覆するメタルバックを有する画像形成装置におい
て、前記メタルバックは、ベースとなる金属元素と当該
金属元素よりも電気陰性度の値の大きな金属元素とを含
有するゲッタ材で被覆されていることを特徴とする。

【００２０】ここで、前記メタルバックの厚さは５０ｎ
ｍ以下であり、かつ、前記ゲッタ材は、３０ｎｍ〜５０
ｎｍの範囲内の厚さを有する膜であるとしてもよい。

【００２１】本発明の他の形態による画像形成装置は、
外囲器内に電子源と画像形成部材とを有し、前記画像形
成部材は、蛍光膜及び該蛍光膜を被覆するメタルバック
を有する画像形成装置において、 前記蛍光膜は、複数の
蛍光体の領域と該領域間を分離する黒色材とを有し、前
記黒色材上に前記メタルバックを介して、ベースとなる
金属元素と当該金属元素よりも電気陰性度の値の大きな
金属元素とを含有するゲッタ材が選択的に配置されてい
ることを特徴とする。

【００２２】本発明のさらに他の形態による画像形成装
置は、外囲器内に電子源と画像形成部材とを有し、前記
画像形成部材は、蛍光膜及び該蛍光膜を被覆するメタル
バックを有する画像形成装置において、前記メタルバッ
クは、ベースとなる金属元素と当該金属元素よりも電気
陰性度の値の大きな金属元素とを含有するゲッタ材より
なることを特徴とする。この場合、前記ゲッタ材は、５
０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲内の厚さを有する膜であるとし
てもよい。

【００２３】本発明のさらに他の形態による画像形成装
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、前記画像形成
部材の画像形成領域に対向する前記基板領域内で、か
つ、前記電子放出素子以外の前記基板領域に配置された
配線に接続されて、ゲッタ材が配設されていることを特
徴とする。この場合、前記配線が、前記ゲッタ材を活性
化するための配線であるとしてもよい。 また、前記配線
が、前記電子放出素子に電圧を印加するための低電位側
及び高電位側の配線のうちの高電位側の配線であるとし
てもよい。

【００２４】さらに、前記配線が、前記電子放出素子に
電圧を印加するための互いに交差する上配線及び下配線
のうちの上配線であるとしてもよい。 この場合、前記上
配線は、前記下配線よりもその幅が広い配線であるとし
てもよい。

【００２５】そして、上記各発明の画像形成装置におい
て、前記ベースとなる金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、またはこれ
らのうち少なくとも一種を主成分とする合金からなると
してもよい。前記電子源は、表面伝導型電子放出素子を
有するものや、横型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。

【００２６】上記のとおり構成された本発明の画像形成
装置では、画像形成部材のメタルバックにゲッタ材を有
し、あるいは電子源基板の、画像形成部材の画像形成領
域に対向する部分の電子放出素子以外の領域にゲッタ材
を配設することにより、広い面積で、しかも最もガスを
放出する部分の近傍にゲッタ材が配置されることとな
る。その結果、外囲器内に発生したガスはゲッタ材に速
やかに吸着され、外囲器内の真空度が良好に維持される
ので、電子放出素子からの電子放出量が安定する。

【００２７】一方、本発明のゲッタ材の活性化方法は、
上記本発明の画像形成装置のゲッタ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、前記ゲッタ材に照射することを特徴とする。また、
前記画像形成装置の電子源に印加される電圧、または前
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
記ゲッタ材に照射するものでもよい。

【００２８】本発明のゲッタの活性化方法では、画像形
成装置に設けられたゲッタ材に、電子源より放出される
電子線を照射することにより活性化するので、ゲッタ材
の活性化のための特別な仕組みを必要とせずに、ゲッタ
材が活性化される。また、ゲッタ材のガス吸着性能が低
下した場合にも、同様に電子線を照射することによりゲ
ッタ材を活性化する。

【００２９】

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

【００３０】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、フェースプレートの蛍光膜
上に形成されたメタルバック上に、導電性を有するゲッ
タ材の薄膜を重ねて形成したものである。

【００３１】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を基板上に配置し、適
当な配線を施したものである。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
リットガラスなどを用いて互いに接着され、外囲器５を
形成している。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、ゲッタ層９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
色の蛍光体によりピクセルが形成され、その間を黒色導
電材で分離した構造とする。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。また、後述するゲッタ層９
の材料を用い、メタルバック８がゲッタ層９を兼ねるよ
うにすることも可能である。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。

【００３２】その上に形成されるゲッタ層９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。

【００３３】該ゲッタ層９が、上記のメタルバック８の
機能を兼ねる場合は、十分な導電性を有する必要があ
る。

【００３４】一般に厚さｔ、幅ｗ、長さｌの薄膜の長さ
方向に流れる電流に対する抵抗値をＲとしたとき、Ｒ＝
Ｒｓ（ｌ／ｗ）の関係であらわされる”シート抵抗値”
Ｒｓが定義され、十分な導電性を有するには、この値Ｒ
ｓが大きくてはいけない。薄膜の構造が一様ならば、Ｒ
ｓと薄膜の材質の抵抗率ρとの間にＲｓ＝ρ／ｔの関係
があり、従って、ｔはある程度厚くなくてはならない。
また、ゲッタとして十分な量のガスを吸着するために
は、ある程度の体積が必要となり、従って、ｔがあまり
小さくなると、ゲッタとしての能力が不足するので、こ
の点からも厚さの下限が定められる。

【００３５】一方、メタルバック８の厚さは、入射する
電子ビームが十分に透過して蛍光体に到達する程度でな
ければならない。メタルバック８の厚さｔと入射電子量
Ｉ₀、透過電子量Ｉ_t の間には大雑把に言って、Ｉ_t ＝
Ｉ₀ ｅｘｐ｛−（ｔ／Ｉ₀ ）｝の関係がある。Ｉ₀ はメ
タルバック材質中での電子の平均自由工程であり、メタ
ルバック８の材質と、電子の入射エネルギーによって決
まる量である。実際の値は、弾性散乱と非弾性散乱の比
率やメタルバック８の膜の微細構造などによって様々な
影響を受けるので、実験的に決定しなくてはならない。

【００３６】また、ゲッタ材があまり厚くならなければ
Ａｌのメタルバック８上に一様に重ねて形成しても良
い。この場合、導電性はメタルバック８によって確保さ
れるので、ゲッタ材として有効である限りゲッタ材の層
が薄くなっても差し支えない。

【００３７】また、上記蛍光膜９のブラックストライプ
あるいはブラックマトリクスの（メタルバック８を介し
て）上に選択的に形成すれば、ゲッタ材による電子の吸
収がなく、ゲッタ層９の厚さ自体は厚くすることができ
るので、より望ましい。

【００３８】上記の構成の画像表示部材は、ゲッタ材と
蛍光体が電気的に接続された構造であるので、比較的単
純な工程により製造することができ、前述の米国特許第
５，４５３，６５９号の「アノードプレート」よりも製
造が容易で、大型化に適している。ゲッタ材が、パター
ニングされて形成される場合でも、従来例の場合のよう
に、ゲッタ材と蛍光体の絶縁が必要ではないので、それ
ほど厳密なパターニングは必要なく、メタルバック８上
に適当なマスクをのせて、真空蒸着法またはスパッタリ
ング法によって、ゲッタ層９を成膜することにより、製
造が可能である。

【００３９】米国特許第５，４５３，６５９号との対比
において、本発明が、この様な単純な構成の画像表示部
材が使用できる理由については、後述する。

【００４０】ゲッタ材としては、通常用いられるものの
うち、十分な導電性を有するものが望ましい。例えば、
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ等の金属及びこ
れらの合金を用いることができる。また、合金の成分と
して、Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ等を含んでも良い。

【００４１】さらに、ゲッタによるガス吸着が進んだ場
合に、ゲッタ層９の導電性を確保するための手法とし
て、ベースとなるゲッタ材に、これよりも反応性の低い
金属元素を含有させて用いることが考えられる。具体的
には、ベースとなる材料の元素よりも電気陰性度の値の
大きなものを含有させる。こうすると、ゲッタ材に含ま
れる例えばＺｒ，Ｔｉなどがガスを吸収して酸化された
場合、他の元素は金属として取り残され、これにより導
電性を確保することができる。例えば、Ｔｉ（電気陰性
度１．５）、Ｚｒ（同１．４）に上記のＦｅ、Ｎｉ（電
気陰性度はともに１．８）等を含有させた合金が挙げら
れる。Ｆｅ、Ｎｉ以外の電気陰性度の大きな元素を含有
させても同様の効果が期待できる。

【００４２】１０は、電子放出させる素子の行を選択す
る、行選択用端子、１１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。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。

【００４３】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１３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１３が順に形成され、その間が黒色導電材
１２によって分離されている。この場合、黒色導電材１
２の部分はブラックストライプと呼ばれる。図２（ｂ）
は蛍光体１３のドットが格子状に並び、その間を黒色導
電材１２によって分離したものである。この場合には、
黒色導電材１２はブラックマトリクスと呼ばれる。蛍光
体１３の各色の配置方法は数種あり、これに応じてドッ
トの並び方は、図示した三角格子の他、正方格子などを
採用する場合もある。

【００４４】ガラス基体６上への黒色導電材１２と蛍光
体１３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。この上
にさらにゲッタ層９を成膜するが、ブラックマトリクス
またはブラックストライプ上に選択的にゲッタ９層を設
ける場合には、適当な開口パターンを有するマスクを、
十分に位置合わせして固定する。この際マスクがメタル
バック８に接触せず、しかもできるだけメタルバック８
とマスクの間隔が狭くなるようにする必要がある。この
様にしてガラス基体６に、スパッタ法、真空蒸着法など
によりＴｉ、Ｚｒ等あるいはこれらを含む合金よりなる
ゲッタ層９を形成する。さらにこれ以降の取り扱いを容
易にするため、ゲッタ層９の表面に薄い窒化層を形成し
て安定化するのが好ましい。このために、ゲッタ層９の
成膜終了後の、真空装置内に、窒素ガスを導入し、必要
に応じて適宜加熱する。このとき形成された窒化層は、
「ゲッタ活性化処理（後述）」により除去する。

【００４５】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など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（ｉｎｅｒｔ ｇａｓ）中で、４００℃の
加熱処理を行い、接合部を溶着する。

【００４６】この後、電子源１の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、排気
管（不図示）をバーナーで加熱して封じ切る。最後に、
ゲッタ処理を行うが、これは上記ゲッタ層９とは別に外
囲器５内に設けた蒸着型ゲッタ１４（図では、模式的に
リング状ゲッタを表示）を加熱して外囲器５の内壁に蒸
着してゲッタ材の膜を形成する処理である（ゲッタの
「フラッシュ」という）。これによって形成されるゲッ
タ膜は、外囲器５内の画像表示領域の外に位置する。

【００４７】つづいて、フェースプレート４に形成され
た上記ゲッタ層９の活性化を行う。

【００４８】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などの処理を行い、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。第２は、ゲッタ材の活性化である。Ｚｒ，Ｔｉ等を
主成分とする、非蒸着型のゲッタは、上述のように表面
に窒化層などを形成し、安定に取り扱うことができるよ
うにしている。これを真空中で加熱するなどの方法によ
り、窒素原子をゲッタ材の内部に拡散させて、清浄な表
面を形成し、ゲッタ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
タ材の活性化に対して「ゲッタ活性化」という言葉を用
いる。

【００４９】本例の画像表示装置において、初期のゲッ
タ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、ゲッタ層９を電子ビームで
照射することによって行っても良い。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。

【００５０】上記のように、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、ゲッタ材の
排気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。

【００５１】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
いて、通常は蛍光体の位置に到達する電子ビームを黒色
導電材の位置にずらすことができる。これにより、黒色
導電材の位置に形成されたゲッタ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Ｎｏ．５，４５
３，６５９号のような複雑な構成を採用しなくても良
い。

【００５２】本発明の好ましい実施態様の第２は、電子
源の基板上の電子放出素子以外の部分に、ゲッタ層を形
成することである。上記実施態様の第１の場合と同様に
電子放出素子から放出される電子ビームを用いてゲッタ
活性化を行う場合には、ゲッタ層に電位を印加するため
の配線が必要であるが、これには電子放出素子の正極側
の配線を用いても良いし、ゲッタ層に電位を供給するた
めの専用の配線を形成しても良い。

【００５３】図３（ａ），（ｂ）は、マトリクス配線さ
れた電子源の素子近傍の絶縁体上にゲッタ層を形成した
場合の構成を模式的に示したものである。（ａ）は平面
図、（ｂ）はＢ−Ｂに沿った断面の構成を示す。電子放
出素子２３としては表面伝導型電子放出素子の構成が模
式化して描かれているが、他の種類の電子放出素子であ
っても差し支えない。

【００５４】２１はＸ方向配線（上配線）、２２はＹ方
向配線（下配線）で電子放出素子２３にそれぞれ接続さ
れている。電子放出素子２３の近傍にはゲッタ層２４が
形成され、これがゲッタ活性化用配線２５に電気的に接
続され、ゲッタ活性化の際適当な電位が与えられるよう
になっている。Ｙ方向配線２２は絶縁性基体２６上に設
置され、さらにその上に絶縁層２７が形成され、その上
にＸ方向配線２１、電子放出素子２３、ゲッタ層２４、
ゲッタ活性化用配線２５が形成され、Ｙ方向配線２２と
電子放出素子２３はコンタクトホール２８を介して接続
される。２９は接続用配線である。

【００５５】上記各種配線は、スパッタ法、真空蒸着
法、メッキ法などの各種薄膜堆積法と、フォトリソグラ
フィー技術の組み合わせ、あるいは印刷法などにより形
成される。ゲッタ層２４はＺｒ，Ｔｉ等の金属あるいは
それらを含む合金をスパッタ法などにより成膜した後、
表面の窒化処理を行う。

【００５６】この電子源を、実施態様の第１の場合と同
様にフェースプレート、支持枠、リアプレートと組み合
わせて画像表示装置を形成する。この場合、フェースプ
レートは実施態様の第１の場合と同じくメタルバック上
にゲッタ層を有するものであっても、ゲッタ層のないも
のであっても良く、表示装置に求められる真空の程度、
寿命などの条件を考慮して適宜選択すればよい。

【００５７】実施態様の第１の場合と同様に電子放出素
子２３のフォーミング、活性化を行った後、外囲器内の
圧力を十分低く、例えば１０^-5Ｐａ以下としてから、ゲ
ッタ活性化処理を行う。この処理は好ましい実施態様の
第１の場合と同様に加熱して行っても良いし、電子放出
素子２３から電子ビームを放出させ、同時にゲッタ活性
化用配線２５を介してゲッタ層２４に、電子放出素子２
３の正極側電極よりも高い電位を与えることにより、放
出された電子ビームをゲッタ層２４に引き寄せ、この電
子ビームの衝撃によりゲッタ層２４にエネルギーを与え
ることにより、ゲッタ活性化を行っても良い。このと
き、必要に応じて、電子ビームの方向を変化させるた
め、フェースプレート上のメタルバックに負の電位を与
えても良い。

【００５８】この後、排気管を封じ切り、蒸着型ゲッタ
のフラッシュを行う。なお、ゲッタ層２４の活性化、排
気管の封じ切り、蒸発型ゲッタのフラッシュの順序は、
状況に応じて前後しても良い。

【００５９】同様の処理は、ゲッタの排気能力が低下し
た場合や、一定期間毎に定期的に、ゲッタ再生処理とし
て行っても良い。また、画像の表示と並行して、ゲッタ
層２４の表面に吸着した分子を、常にゲッタ層２４内部
に拡散させ、ゲッタ層２４の表面を活性な状態に保つ処
理（クリーニング処理）は、突発的なガス放出による放
電などを防止する上で効果がある。この方法としては、
例えば上記の実施態様の装置においては、ゲッタ層２４
にゲッタ活性化用配線２５によって、素子の正極側電極
より高い電位を供給しながら、画像表示を行えばよい。
この様にすると、電子放出素子２３から放出された電子
の一部が、ゲッタ層２４に吸引され衝突する（もちろ
ん、放出された電子の大部分は、フェースプレートに吸
引されて、画像を表示するのに用いられる。）。この電
子の衝突により、ゲッタ層２４の表面は加熱され、吸着
分子のゲッタ材内部への拡散を促進する。この処理は、
画像表示中に常に行っても良いし、適当な間隔で行って
も良い。装置の状況に応じて適宜選択する。

【００６０】再生処理やクリーニング処理のためゲッタ
層２４を加熱する方法としては、上記のように電子ビー
ムを用いるほか、何らかの加熱手段を電子源に設けても
良い。

【００６１】さらに本発明の好ましい実施態様の第３
は、電子源基板の上面に露出した電子源の正極側の配線
の上にゲッタ層を形成するものである。この場合、上記
配線を形成する際に、配線材料（例えばＡｕ，Ｐｔな
ど）の成膜につづいて、ゲッタ層を成膜し、一緒にパタ
ーニングして形成することもできる。この場合には、活
性化用の配線を別に設ける必要がない。このため、プロ
セス、構成とも実施態様の第２の場合と比べて簡単にな
る。

【００６２】ゲッタ活性化は、加熱により行っても良い
し、電子放出素子から電子ビームを放出させ、フェース
プレートのメタルバックに負の電位を印加するなどの方
法により、電子ビームを上記の配線上に形成されたゲッ
タ層に衝突させて行っても良い。

【００６３】さらに、実施態様の第４として、図４に示
すように、好ましい実施態様の第２及び第３の構成を兼
備するものが可能である。１８は、正極側（Ｘ方向）配
線２１の上に形成されたゲッタ層である。これにより、
ゲッタ層１８，２４の面積はさらに増加させることがで
きる。ゲッタ層１８，２４の形成法としては、それぞれ
別々に形成しても良いが、電子放出素子２３の部分をマ
スクで覆って、ゲッタ材を成膜した後、レーザーパター
ニングにより、正極側配線上のゲッタ層１８と、ゲッタ
活性化用配線２５に接続された、その他のゲッタ層２４
との間を切り離して、それぞれのゲッタ層１８，２４を
形成しても良い。レーザーパターニングの際のレーザー
スポットによる走査パスを１９で示す。

【００６４】さらに、本発明の好ましい実施態様の第５
として、ゲッタ層の材質としてＢａを主要成分とする合
金などの蒸着型ゲッタ材料を用いるものが可能である。

【００６５】ただし、不必要な部分にゲッタ膜がつい
て、配線をショートさせるなどの問題を生じないような
工夫が必要であり、蒸着型ゲッタを加熱したときに、ゲ
ッタ材の蒸気が飛び出す方向が制限されるように、ゲッ
タ材のホルダーを工夫する必要がある。具体的には、ゲ
ッタ層を形成する部分、例えば電子放出素子の正極側配
線、の直上に、線状ゲッタを架張しておき、該線状ゲッ
タの長さ方向に沿った切れ目を上記配線のある側に形成
しておくことにより、上記正極側配線の所望部分にの
み、ゲッタ層を蒸着する方法が可能である。この場合、
蒸着により形成されたゲッタ層はそのままでガスを吸着
する機能を有するので、活性化のための特別な工程は要
らない。

【００６６】なお、上記第２から第５の実施態様の説明
では、マトリクス配線の電子源を例にして説明したが、
はしご配線などその他の形態の電子源に対しても同様の
手法が適用できる。

【００６７】以上説明したように、ゲッタ層をフェース
プレートの画像表示領域中のメタルバック上、あるいは
電子源基板の絶縁体上、あるいは正極側配線上に形成す
ることにより、より広いゲッタ面積を確保できる。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に吸着させ、電子
放出素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。

【００６８】次に、上記の画像表示装置により、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５を用いて説明す
る。図５において、３１は本発明の画像表示装置、３２
は走査回路、３３は制御回路、３４はシフトレジスタで
ある。３５はラインメモリ、３６は同期信号分離回路、
３７は変調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源で
ある。

【００６９】画像表示装置３１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、画像表示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。

【００７０】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。

【００７１】走査回路３２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
表示装置３１の端子Ｄｏｘ１ないし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３３が出力する制御信号Ｔ_SCANに基づいて動作す
るものであり、例えばＦＥＴのようなスイッチング素子
を組み合わせることにより構成することができる。

【００７２】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。

【００７３】制御回路３３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
を整合させる機能を有する。制御回路３３は、同期信号
分離回路３６より送られる同期信号Ｔ_SYNCに基づいて、
各部に対してＴ_SCANおよびＴ _SFT およびＴ_MRT の各制御
信号を発生する。

【００７４】同期信号分離回路３６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、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３６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。
該ＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ３４に入力される。

【００７５】シフトレジスタ３４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３３より送られる制御信号Ｔ_SFT に基づいて動作す
る（即ち、制御信号Ｔ_SFT は、シフトレジスタ３４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３４よ
り出力される。

【００７６】ラインメモリ３５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３３より送られる制御信号Ｔ_MRY 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３７に入力される。

【００７７】変調信号発生器３７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を通じて画像表示
装置３１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００７８】前述したように、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。

【００７９】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３７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。

【００８０】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３７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。

【００８１】シフトレジスタ３４やラインメモリ３５
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なわれれば良いからである。

【００８２】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路３６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３６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３５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３７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３７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３７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。

【００８３】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３７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。

【００８４】このような構成をとり得る本発明の画像表
示装置においては、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。

【００８５】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、
ＭＵＳＥ方式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用
できる。

【００８６】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。

【００８７】

【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。

【００８８】（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
タ層９は、メタルバック８の全面に被覆されている。

【００８９】又、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。

【００９０】電子源１の一部の平面図を図１５に示す。
また、図中のＡ−Ａ′断面図を図１６に示す。但し、図
１５、図１６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Ｄｏｘ
ｍに対応するＸ方向配線（下配線とも呼ぶ）、８３は図
１のＤｏｙｎに対応するＹ方向配線（上配線とも呼
ぶ）、１０２は電子放出部を含む導電性膜、１０５、１
０６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。

【００９１】以下に、本実施例の画像形成装置の製造方
法について、図１７、図１８を参照しつつ説明する。

【００９２】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Ｃｒ、厚さ６００ｎｍのＡｕ
を順次積層した後、ホトレジスト（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、
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１７
の（ａ））。

【００９３】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１７の
（ｂ））。

【００９４】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１４２を形成する。エッチングは
ＣＦ₄ とＨ₂ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった（図１７の
（ｃ））。

【００９５】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（ＲＤ−２０００Ｎ−４１
日立化成社製）で形成し、真空蒸着法により、厚さ５ｎ
ｍのＴｉ、厚さ１００ｎｍ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３００μｍとし、素子電極１０５、１０６を形成
した（図１７の（ｄ））。

【００９６】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５０
０ｎｍ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８
３を形成した（図１８の（ｅ））。

【００９７】工程−ｆ 膜厚１００ｎｍのＣｒ膜１５１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（ｃｃ
ｐ４２３０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３．９×１０⁴ Ω／□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）の膜をさし、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１８の
（ｆ））。

【００９８】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１８の（ｇ））。

【００９９】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１８の（ｈ））。

【０１００】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。

【０１０１】工程−ｉ 次に、図１に示すフェースプレート４を、以下の様に作
製した。

【０１０２】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はストライプ状の蛍光体
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）１３と黒色導電材（ブラックストライ
プ）１２とが交互に配列された図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５０ｎｍの
厚さに形成し、つづいて、Ｔｉ−Ａｌ合金よりなるゲッ
タ層９をメタルバック８に重ねて形成した。Ｔｉ−Ａｌ
合金のゲッタ層９の厚さは５０ｎｍとした。スパッタリ
ングに用いたターゲットの組成は、Ｔｉ８５％、Ａｌ１
５％の合金である。この後、スパッタ装置の真空漕内を
窒素ガスで充たし、前記ゲッタ層９の表面に窒化物層を
形成した。

【０１０３】工程−ｊ 次に、図１に示す外囲器５を、以下の様に作製した。

【０１０４】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、上記フェースプ
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１０及び信号入力端子１１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℃
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。

【０１０５】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６を用いて述べ
る。

【０１０６】画像表示装置４１は、排気管４２を介して
真空容器４３に接続され、該真空容器４３には、排気装
置４５が接続されており、その間にゲートバルブ４４が
設けられている。真空容器４３には、圧力計４６、四重
極質量分析器（Ｑ−ｍａｓｓ）４７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４３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。排気装置４
５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４３には、複数のガス導
入装置が接続されており、物質源４９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、ボンベまたはアンプルに充填されており、ガス導入
量制御手段４８によって導入量が制御できる。ガス導入
量制御手段４８は、導入物質の種類、流量、必要な制御
精度などに応じて、ニードルバルブ、マスフローコント
ローラーなどが用いられる。本実施例では、ガラスアン
プルに入れたアセトン（ＣＨ₃ ）₂ ＣＯを物質源４９と
して用い、ガス導入量制御手段４８として、スローリー
クバルブを使用した。

【０１０７】以上の真空処理装置を用いて以後の工程を
行った。

【０１０８】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１０２（図１８（ｈ））に、電
子放出部を形成する為の以下のフォーミング処理を行っ
た。

【０１０９】図７に示すように、Ｙ方向配線２２を共通
結線してグランドに接続する。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。５３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。印加したパルスの波形は、
図８（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。パルス幅Ｔ１＝１ｍｓｅｃ．、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。

【０１１０】工程−ｌ 真空容器４３内にアセトン（ＣＨ₃ ）₂ ＣＯと水素Ｈ₂
を導入し、それぞれの分圧が（ＣＨ₃ ）₂ ＣＯ；１．３
×１０^-3Ｐａ、Ｈ₂ ；１．３×１０^-2Ｐａとなるように
調整し、素子電流Ｉｆを測定しながら上記電子源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８
（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１６７μｓｅ
ｃ．である。ライン選択装置５４により、１６７μｓｅ
ｃ．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＝１００μｓｅ
ｃ．、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。

【０１１１】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。

【０１１２】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４１および真空容器４３の全体を２５０℃に、２４
時間保持した。この処理により、外囲器５及び真空容器
４３の内壁などに吸着されていたと思われる（ＣＨ₃ ）
₂ ＣＯ及びその分解物が除去された。これはＱ−ｍａｓ
ｓ４７による観察で確認された。

【０１１３】工程−ｎ つづいて、ゲッタ活性化処理を行った。これは上述のよ
うにメタルバック８上に積層されたゲッタ層９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。

【０１１４】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画素で
ない部分に到達する。この処理を３時間継続した後、上
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。

【０１１５】この処理を５時間行って、ゲッタ活性化処
理を終了した。

【０１１６】なお、実際の画像表示の際、ゲッタとして
働くのは主に画素以外の部分であり、上記処理では、ま
ず、この部分の活性化を行った。つづいて高圧端子Ｈｖ
に印加する電圧を変化させ、電子ビームの到達位置を変
化させて、全体が活性化するようにした。この過程で、
より高いエネルギーの電子ビームがフェースプレート４
を照射するようになるため、蛍光体などから若干のガス
放出が起こる。しかし、予め比較的低いエネルギーでゲ
ッタ活性化された部分が作られているため、放出ガスの
多くはここで吸収され、電子源１の特性に影響を及ぼす
ことを防止できる。

【０１１７】この後、さらにＶａ＝６ｋＶまで、上昇さ
せ、蛍光体からガスを放出させた。本実施例の装置は、
Ｖａ＝５ｋＶで使用することを想定しており、予めこれ
より高い電圧で照射しておくことにより、実際の使用の
際のガス放出を減少せしめるものである。

【０１１８】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
の大きなをΔｘとすると、近似的に

【０１１９】

【数１】 の関係が成立することが確かめられている。従って上記
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。

【０１２０】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着型ゲッタを
高周波加熱によりフラッシュさせる。

【０１２１】以上により本実施例の画像表示装置を作成
した。

【０１２２】（実施例２）Ｔｉ−Ａｌのゲッタ層の厚さ
を３０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様の処理を
行って本実施例の画像表示装置を作成した。

【０１２３】（実施例３）Ｔｉ−Ａｌのゲッタ層の厚さ
を２００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様の処理
を行って、本実施例の画像表示装置を作成した。

【０１２４】（実施例４）Ｔｉ−Ａｌのゲッタ層の厚さ
を１００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様の処理
を行って、本実施例の画像表示装置を作成した。

【０１２５】（実施例５）本実施例は、メタルバック自
体をゲッタ材にて作成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。ただし、メタ
ルバック自体を非蒸発型ゲッタ材の薄膜で形成した。該
ゲッタ材の薄膜はスパッタリング法により厚さ５０ｎｍ
に形成したもので、ターゲットには、Ｚｒ７５％，Ｖ２
０％，Ｆｅ５％の合金を用いた。

【０１２６】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、フォーミング処理を、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。真空容器内には特
にガスを導入することはせず、上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。

【０１２７】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。

【０１２８】つづいて、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、ゲッタ活性化を行っ
た。

【０１２９】つづいて、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、蒸着型ゲッタをフ
ラッシュさせ、本実施例の画像表示装置を作成した。

【０１３０】（実施例６）メタルバックをゲッタ材の薄
膜で形成し、その膜厚を７０ｎｍとしたこと以外は、実
施例５と同様の処理を行って本実施例の画像表示装置を
作成した。

【０１３１】（実施例７）メタルバックをゲッタ材の薄
膜で形成し、その膜厚を１００ｎｍとしたことを除き、
実施例５と同様の処理を行って本実施例の画像表示装置
を作成した。

【０１３２】（実施例８）メタルバックをゲッタ材の薄
膜で形成し、その膜厚を２０ｎｍとしたことを除き、実
施例５と同様の処理を行って本実施例の画像表示装置を
作成した。

【０１３３】（実施例９）本実施例は、上記実施例１と
類似しているが、フェースプレートのメタルバック上の
ゲッタ層がストライプ状にパターニングされており、図
２の（ａ）に示した黒色導電体１２よりなるブラックス
トライプ上にのみメタルバックを介して積層形成された
ものであることが異なる。このゲッタ層の形成方法を以
下に説明する。

【０１３４】図２の（ａ）に示した蛍光膜の上に、厚さ
５０ｎｍのＡｌ薄膜よりなるメタルバックをスパッタリ
ング法により形成した。フェースプレートをスパッタリ
ング装置から取り出し、ゲッタ膜形成用のストライプ状
の開口部を有するマスクを取り付ける。マスクとフェー
スプレートは、マスクの開口部が蛍光膜の黒色導電体１
２のストライプに一致するように十分な精度で位置合わ
せをし、蛍光膜を損傷しないためにマスクとフェースプ
レートが直接接触しないよう注意して固定した。これを
再度スパッタリング装置にセットし、厚さ３００ｎｍの
Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅよりなるゲッタ層を形成した。該ゲッタ
層形成用のスパッタリングターゲットは、実施例５で用
いたものと同様である。この後、スパッタ装置の真空漕
内を窒素ガスで充たし、ゲッタ層の表面に窒化物層を形
成した。

【０１３５】その他の工程は、実施例１と同様に行い、
本実施例の画像表示装置を作成した。

【０１３６】（実施例１０）本実施例は、図３に模式的
に示した構造の電子源を用いて構成した画像表示装置で
ある。まず、以下に図９を用いてその電子源の製造方法
を説明する。図９に示すのは図３（ａ）のＢ−Ｂに当る
部分に沿った断面の構造である。

【０１３７】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絶縁性基体２６上に、真空
蒸着法により、厚さ５ｎｍのＣｒ、厚さ６００ｎｍのＡ
ｕを順次積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０・ヘ
キスト社製）をスピンナーにより回転塗布し、ベークし
た後、ホトマスク像を露光、現像してＹ方向配線の形状
に対応する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
（下配線）２２を形成した（図９の（Ａ））。

【０１３８】工程−Ｂ 次に厚さ１．０μｍのシリコン酸化膜からなる、絶縁層
２７をＲＦスパッタ法により堆積した（図９の
（Ｂ））。

【０１３９】工程−Ｃ 工程−Ｂで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホール
を形成するためのホトレジストパターンを作り、これを
マスクとした絶縁層２７をエッチングしてコンタクトホ
ール２８を形成した（図９の（Ｃ））。エッチングはＣ
Ｆ₄ とＨ₂ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉ
ｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。

【０１４０】工程−Ｄ その後、一対の接続用配線（素子電極）２９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（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Ｐｔ
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、Ｐｔ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔
３μｍ、幅３００μｍの一対の接続用配線２９を形成し
た（図９の（Ｄ））。

【０１４１】工程−Ｅ コンタクトホール以外をフォトレジストマスクで覆い、
真空蒸着法により厚さ５００ｎｍのＡｕを堆積、フォト
レジストを有機溶剤で除去しリフトオフにより不要なＡ
ｕ蒸着膜を除去することにより、コンタクトホール２８
を埋めた（図９の（Ｅ））。

【０１４２】工程−Ｆ Ｘ方向配線２１およびゲッタ活性化用配線２５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
オフによる不要な部分を除去して、所望の形状のＸ方向
配線２１およびゲッタ活性化用配線２５を形成した（図
９の（Ｆ））。

【０１４３】工程−Ｇ 厚さ５０ｎｍのＣｒ膜を真空蒸着法により形成し、その
上にフォトレジスト層を形成。フォトマスクを用いて露
光、現像して、導電性膜の形状に対応した開口部を有す
るレジストマスクを形成し、ウェットエッチングしてＣ
ｒ膜に同様の開口部を形成、有機溶剤でフォトレジスト
を除去して、ＣＲマスクを形成する（図９の（Ｇ））。

【０１４４】工程−Ｈ Ｐｄアミン錯体の溶液（ｃｃｐ−４２３０；奥野製薬
（株）製）をスピンナーによって塗布し、大気中で３０
０℃１２分間の焼成を行い、ＰｄＯを主成分とする微粒
子膜を形成した。次いで、エッチャントに浸してＣｒマ
スクを除去、リフトオフにより所定の形状のＰｄＯ微粒
子膜からなる導電性膜３０を形成した（図９の
（Ｈ））。

【０１４５】工程−Ｉ 上記絶縁性基体２６に、ゲッタ層の形状に対応した開口
を有するメタルマスクを被せ、位置合わせを行って固定
し、スパッタリング装置に設置し、スパッタリング法に
よりＺｒ−Ｖ−Ｆｅ合金よりなるゲッタ層２４を形成す
る。ゲッタ層２４の厚さは３００ｎｍとなるように調整
した。使用したスパッタリングターゲットの組成は、Ｚ
ｒ；７０％、Ｖ；２５％、Ｆｅ；５％（重量比）であ
る。成膜終了後直ちに、スパッタリング装置内に窒素Ｎ
2 を導入し、ゲッタ層２４の表面に窒化物層を形成した
（図９の（Ｉ））。

【０１４６】工程−Ｊ 上述のように作成された電子源基板と、フェースプレー
ト、支持枠、リアプレートを実施例１と同様にして組み
合わせ、フリットガラスにより固定した。フェースプレ
ートは、実施例１と同様のものを用いても良いが、本実
施例では、Ａｌのメタルバック（厚さ１００ｎｍ）上に
実施例１で前述した様なゲッタ層を有しないものであ
る。

【０１４７】工程−Ｋ 上記工程で形成した画像表示装置に実施例１と同様、図
６および図７に示した装置により、フォーミング処理及
び活性化処理を行った。

【０１４８】工程−Ｌ 次に、実施例１の工程−ｍと同様にして、外囲器内部の
清浄化を行った。

【０１４９】工程−Ｍ 次に、電子源の活性化処理（実施例１の工程−ｌに記
載）の時と同様なパルスを印加し、電子放出素子２３か
ら電子ビームを放出させる。高圧端子Ｈｖには−１ｋＶ
を印加、ゲッタ活性化用配線２５には＋５０Ｖを印加し
た。これにより電子放出素子２３から放出された電子
は、近くにおかれたゲッタ層２４に引き寄せられ衝突し
エネルギーを与える。これによりゲッタ活性化が行われ
る。

【０１５０】工程−Ｎ 圧力が１．３×１０^-5Ｐａ以下であることを確認し、排
気管を加熱して封じ切り、つづいて画像表示領域の外に
配置した蒸着型ゲッタのフラッシュを高周波加熱によっ
て行った。

【０１５１】以上のようにして、本実施例の画像表示装
置を作成した。

【０１５２】（実施例１１）本実施例の構成は、原理的
には図４に模式的に示されたものであるが、製造を容易
に行うため、本実施例では、図１１に示すようにゲッタ
層１８、２４を配置した。本実施例の画像表示装置の製
造方法は以下の点を除いて実施例１０と同様である。以
下に実施例１０と異なる工程について説明する。

【０１５３】工程−Ｈまでは、前述の実施例１０と同様
に行う。

【０１５４】工程−Ｉ 次に、図１０のゲッタ層１８、２４の形状に対応した開
口を有するメタルマスクを用いて、ゲッタ層１８、２４
を形成する。ゲッタ層１８、２４の厚さは３００ｎｍと
なるよう調整した。更に、実施例１０の工程−Ｊ〜工程
−Ｍまで同様に行う。ここで工程−Ｍはゲッタ層１８、
２４のうち、ゲッタ層２４の活性化工程である。

【０１５５】工程−Ｍ’ 次に、ゲッタ層１８の活性化を行う。ゲッタ活性化用配
線２５に印加する電位を−５０Ｖとする以外は工程−Ｍ
と同様である。ゲッタ活性化用配線２５に−５０Ｖを印
加することにより、電子放出素子２３から放出された電
子ビームは、電子源の正極側配線であるＸ方向配線２１
に電気的に接続されているゲッタ層１８に衝突してエネ
ルギーを与え活性化する。ゲッタ活性化用配線２５及び
それに接続されたゲッタ層２４に−５０Ｖを印加するの
は、これによりゲッタ層２４の方に向かう電子に反発力
を与え、ゲッタ層１８に衝突する電子を増加させるため
である。

【０１５６】つづいて工程−Ｎを実施例１０と同様に行
い本実施例の画像表示装置を作成した。

【０１５７】（比較例１）実施例１と類似の画像表示装
置を作成した。但し、本比較例においては、図１のゲッ
タ層９を配置せず、メタルバック８の厚さを１００ｎｍ
とした。以上の点を除いて、本比較例の画像表示装置
を、実施例１と同様の構成、同様の方法で作成した。

【０１５８】以上で述べた実施例１〜１１及び比較例１
の画像表示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。輝度は発光を続けると徐々
に低下するが、その様子は、測定する画素の位置により
異なり、画像表示領域の中央付近では低下が大きく、周
辺では小さい。Ｄｘ５０とＤｙ１５０の交点付近の輝度
の変化を光センサーにより計測した結果を図１９に示
す。

【０１５９】実施例１，２，４，５，６，７は初期の輝
度の値は、互いに異なるが、いずれも駆動に伴う低下は
少ない。初期の輝度が互いに異なるのは、ゲッタ層を透
過して蛍光体に到達する電子の数が、ゲッタ層の厚さに
よって異なるためである。実施例３，８も、実施例１，
２，４，５，６，７よりも効果は劣るものの、比較例１
に比べて輝度の低下は少ない。

【０１６０】比較例１の画像表示装置では、Ｄｘ５０と
Ｄｙ１４９，Ｄｙ１５０，Ｄｙ１５１の交点にある素子
の放出電流が減少しており、これが輝度の低下に対応し
ている。従って、この現象は、蛍光体の劣化ではなく、
電子源の特性の劣化によるものと思われる。中央部での
低下が大きいのは、蒸着型ゲッタが、画像表示領域の外
にしかなく、中央部では放出ガスの圧力が高くなるた
め、これにより電子放出素子の特性が劣化するためと推
定される。

【０１６１】実施例では、画像表示領域全体にわたりゲ
ッタが配置されているため、放出ガスの影響が小さくな
っているものと考えられる。

【０１６２】（実施例１２）本実施例は、図１２
（ａ），（ｂ）に示した電子源を用いた画像表示装置に
関する。図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は、Ｂ−
Ｂに沿った断面図である。Ｘ方向配線（上配線）２１と
Ｙ方向配線（下配線）２２の交差する部分には、層間絶
縁層６１が形成されている。６２はＸ方向配線２１と表
面伝導型の電子放出素子２３を結ぶ配線パッドである。

【０１６３】この電子源はリアプレート６４の上に直接
形成されたものである。リアプレート６４は、２４０ｍ
ｍ×３２０ｍｍの青板ガラスを用い、Ｘ方向配線２１は
幅５００μｍ、厚さ１２μｍ、Ｙ方向配線２２及び配線
パッド６２は幅３００μｍ、厚さ８μｍで、いずれもＡ
ｇペーストインキを印刷、焼成したものである。層間絶
縁層６１は、ガラスペーストを印刷、焼成したもので、
厚さは２０μｍである。なお、Ｘ方向配線２１は１００
本、Ｙ方向配線２２は２００本形成し、Ｘ方向配線取り
出し電極、Ｙ方向配線取り出し電極とも幅６００μｍ、
厚さ２μｍとして形成し、それぞれの配線に電気的に接
続、リアプレート６４の端部までくるように作成した。

【０１６４】接続用配線（素子電極）２９は厚さ１００
ｎｍのＰｔ蒸着膜を形成し、フォトリソグラフィー技術
により電極間隔Ｌ＝２μｍ、素子電極幅Ｗ＝３００μｍ
とした。ＰｄＯ微粒子よりなる導電性膜３０は、上述の
実施例と同様の工程により作成した。

【０１６５】フェースプレートは、１９０ｍｍ×２７０
ｍｍの青板ガラスに、Ｐ−２２の緑色蛍光体を塗布、平
滑処理（通常「フィルミング」と呼ばれる）を行い、さ
らに真空蒸着法によりメタルバックとして厚さ２００ｎ
ｍのＡｌ薄膜を成膜した。メタルバックを電気的に高圧
端子に接続するための配線が、予めＡｇペーストの印刷
・焼成によって形成されている。

【０１６６】支持枠は、厚さ６ｍｍ、外形１５０ｍｍ×
２３０ｍｍ、幅１０ｍｍの青板ガラスで形成され、外径
６ｍｍ、内径４ｍｍの青板ガラス製の管が取り付けられ
ている。

【０１６７】以上のリアプレート６４、フェースプレー
ト及び支持枠をフリットガラス（ＬＳ−７１０５：日本
電気硝子（株）製）により接合した。このとき、Ｘ方向
配線２１の直上に図１３の様に線状ゲッタ６５を架張し
た。該線状ゲッタ６５は、断面の中心部にＢａ−Ａｌ合
金を有し、その周囲の一部が切り欠かれたもので、該切
り欠き部６６が下に向くように架張した。

【０１６８】この後、実施例１の工程−ｋ〜工程−ｍと
同様の処理を行った。フォーミング処理の際、外囲器内
の圧力は１．３×１０^-3Ｐａとし、パルス幅Ｔ１＝１ｍ
ｓｅｃ．、パルス間隔Ｔ２＝１０ｍｓｅｃ．、波高値５
Ｖの三角波パルスを６０秒間印加して行った。

【０１６９】活性化を終了した後、外囲器内を十分排気
し、線状ゲッタ６５をフラッシュさせて、上配線２１上
にゲッタ層６３を形成した。

【０１７０】この後、排気管を封じ切って、本実施例の
画像表示装置を作成した。

【０１７１】なお、本実施例においては、Ｘ方向配線２
１の幅は、Ｙ方向配線２２及び配線パッド６２の幅より
も広い。これは、単純マトリクス駆動の際、ある瞬間に
はＸ方向配線２１の１つを選択して電流を流し、この電
流は、Ｙ方向配線２２のそれぞれに入力信号に応じて流
れ込んでゆくため、Ｘ方向配線２１の電流容量がＹ方向
配線２２及び配線パッド６２に比べて大きいことが好ま
しいからである。従って、Ｘ方向配線２１の上にのみ、
ゲッタ層６３を形成しても、十分な面積が確保される。

【０１７２】（実施例１３）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５に示したものと同様であるが、電子放出素子の
部分は図１４に模式的に示すような構造を有する。

【０１７３】図１４において、絶縁性基板２６の上に絶
縁層２７を介し、エミッタ７１とゲート７２が形成され
ている。エミッタ７１とゲート７２は厚さ０．３μｍの
Ｐｔ薄膜により形成されている。エミッタ７１の先端部
が電子放出部で、先端の角度は４５°とした。

【０１７４】製造方法は、実施例１０とほぼ同様な手順
であるが、図９（Ａ），（Ｂ）間での工程を行った後、
スパッタ法により、厚さ０．３μｍのＰｔ膜をスパッタ
法により形成する。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７１及びゲート７２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７１及びゲート７
２を形成した後、レジストを除去する。これにより、図
１４に示す形状のエミッタ７１とゲート７２の対が、絶
縁性基体２６上の所定の位置に形成される。

【０１７５】これに続いて、図９（Ｃ）〜図１０（Ｆ）
に対応する工程を施すことにより、絶縁性基板２６上の
所望の位置それぞれにエミッタ７１とゲート７２の対を
形成し、電子源基板を完成した。

【０１７６】この電子源基板を用いて、実施例１０とほ
ぼ同様の手順で、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
ング処理は必要としない。駆動に用いた電圧パルスの波
高値は１００Ｖ、ゲッタ活性化のためにゲッタ活性化用
電極に供給した電位は１４０Ｖとした。

【０１７７】（比較例２）実施例１３と同様に作成した
画像表示装置であるが、ゲッタ活性化処理は行わない。

【０１７８】実施例１４と比較例２の装置を前記と同様
な方法で比較した。実施例１４の画像表示装置は長時間
安定な動作をしたが、比較例２の装置は、画像表示領域
の中央の輝度が徐々に低下した。

【０１７９】

【発明の効果】以上、述べたように本発明は、画像形成
部材のメタルバックにゲッタ材を有し、あるいは電子源
基板の、画像形成部材の画像形成領域に対向する部分の
電子放出素子以外の領域にゲッタ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。

【０１８０】また、ゲッタ材を上記のように配置したこ
とにより、ゲッタ材の活性化を、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。

【０１８１】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表示装置
において特に有効であるが、制御電極などを有する画像
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、一部を破断した斜視図である。

【図２】蛍光膜の構造を説明するための図であり、同図
（ａ）はブラックストライプの構造、同図（ｂ）はブラ
ックマトリクスの構造を示す。

【図３】図１に示した電子源の一例の構成を示す模式的
平面図、及びそのＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１に示した電子源の他の例の構成を示す模式
的平面図である。

【図５】マトリクス配置の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６】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７】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８】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９】本発明の実施例６の電子源の製造工程を説明す
るための図である。

【図１０】本発明の実施例６の電子源の製造工程を説明
するための図である。

【図１１】本発明の実施例７の電子源の構成を説明する
ための模式的平面図である。

【図１２】本発明の実施例８の電子源の構成を説明する
ための、模式的平面図及びそのＢ−Ｂ線断面図である。

【図１３】図１２に示した電子源の製造方法を説明する
ための模式図である。

【図１４】本発明の実施例９の電子放出部付近の構造の
模式図である。

【図１５】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１６】図１５に示した電子源のＡ−Ａ’線断面図で
ある。

【図１７】図１５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１８】図１５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１９】本発明の実施例１〜１１と比較例との評価結
果を示すグラフである。

【図２０】従来の平板状画像表示装置のゲッタ処理に関
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 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、１８、２４ ゲッタ層 １０ 行選択用端子 １１ 信号入力端子 １２ 黒色導電材 １３ 蛍光体 ２１ Ｘ方向配線（上配線） ２２ Ｙ方向配線（下配線） ２３ 電子放出素子 ２５ ゲッタ活性化用配線 ２６ 絶縁性基体 ２７ 絶縁層 ７１ エミッタ ７２ ゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/94 H01J 31/12 H01J 31/15

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外囲器内に電子源と画像形成部材とを有
   し、前記画像形成部材は、蛍光膜及び該蛍光膜を被覆す
   るメタルバックを有する画像形成装置において、 前記メタルバックは、ベースとなる金属元素と当該金属
   元素よりも電気陰性度の値の大きな金属元素とを含有す
   るゲッタ材で被覆されていることを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 前記メタルバックの厚さは５０ｎｍ以下
   であり、かつ、前記ゲッタ材は、３０ｎｍ〜５０ｎｍの
   範囲内の厚さを有する膜である請求項１に記載の画像形
   成装置。
3. 【請求項３】 外囲器内に電子源と画像形成部材とを有
   し、前記画像形成部材は、蛍光膜及び該蛍光膜を被覆す
   るメタルバックを有する画像形成装置において、 前記蛍光膜は、複数の蛍光体の領域と該領域間を分離す
   る黒色材とを有し、前記黒色材上に前記メタルバックを
   介して、ベースとなる金属元素と当該金属元素よりも電
   気陰性度の値の大きな金属元素とを含有するゲッタ材が
   選択的に配置されていることを特徴とする画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 外囲器内に電子源と画像形成部材とを有
   し、前記画像形成部材は、蛍光膜及び該蛍光膜を被覆す
   るメタルバックを有する画像形成装置において、 前記メタルバックは、ベースとなる金属元素と当該金属
   元素よりも電気陰性度の値の大きな金属元素とを含有す
   るゲッタ材よりなることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記ゲッタ材は、５０ｎｍ〜７０ｎｍの
   範囲内の厚さを有する膜である請求項４に記載の画像形
   成装置。
6. 【請求項６】 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、 前記画像形成部材の画像形成領域に対向する前記基板領
   域内で、かつ、前記電子放出素子以外の前記基板領域に
   配置された配線に接続されて、ゲッタ材が配設されてい
   ることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記配線が、前記ゲッタ材を活性化する
   ための配線である請求項６に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記配線が、前記電子放出素子に電圧を
   印加するための低電位側及び高電位側の配線のうちの高
   電位側の配線である請求項６に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記配線が、前記電子放出素子に電圧を
   印加するための互いに交差する上配線及び下配線のうち
   の上配線である請求項６に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記上配線は、前記下配線よりもその
    幅が広い配線である請求項９に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記ベースとなる金属は、Ｔｉ、Ｚ
    ｒ、またはこれらのうち少なくとも一種を主成分とする
    合金からなる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画
    像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記電子源は、表面伝導型電子放出素
    子を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像
    形成装置。
13. 【請求項１３】 前記電子源は、横型の電界放出型電子
    放出素子を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載
    の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれか１項に
    記載の画像形成装置のゲッタ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
    記ゲッタ材に照射することを特徴とするゲッタ材の活性
    化方法。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし１３のいずれか１項に
    記載の画像形成装置のゲッタ材の活性化方法であって、 前記画像形成装置の電子源に印加される電圧、または前
    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
    記ゲッタ材に照射することを特徴とするゲッタ材の活性
    化方法。