JP3478774B2

JP3478774B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP3478774B2
Application number: JP2000024249A
Authority: JP
Inventors: 宣之 ▲高▼橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2003-12-15
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: JP2000311636A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成を行なう
画像表示装置に関し、特にアノード電極に電圧を印加す
る電圧導入端子を備えた画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動画像等を表示する画像表示装置
としては、色再現性や画像の応答速度、価格等の面で優
れているＣＲＴ（ブラウン管）が、特にカラー画像表示
装置として、広く用いられてきた。

【０００３】一方、ＣＲＴは、表示面積に対し装置の奥
行きが大きいという欠点を有しているため、平面型の画
像表示装置に対する要望も従来からあり、近年になっ
て、液晶を用いた平面型画像表示装置がＣＲＴに替わっ
て普及してきたが、自発光型でないため、バックライト
を持たなければならない点や、視野角依存性がある等の
問題点があり、平面型で、かつ自発光型の表示装置の開
発も望まれてきた。

【０００４】こうした自発光の平面型画像表示装置とし
て、最近、カラープラズマディスプレイが商品化され始
めているが、従来のＣＲＴとは発光の原理が異なるた
め、画像のコントラストや、発色の良さなどでＣＲＴと
比べるとやや劣ると言わざるを得ないのが現状である。

【０００５】こうした中、ＣＲＴと同様に電子線を用い
た画像表示装置であれば、ＣＲＴと同等の画質が得られ
ることが期待できるため、電子線を用いた平面型画像表
示装置の研究、開発も多く行われている。

【０００６】これら、電子線を用いた平面型画像表示装
置の多くは、電子の発生源（以下、単に電子源と呼ぶ）
として、熱陰極や冷陰極型の電子放出素子を複数配列す
ることで、ＣＲＴで必要な電子線の偏向空間を縮小し、
装置の薄型化、平面化を達成しようとするものである。

【０００７】画像表示の点では、上記電子源から放出さ
れた電子を、高圧電圧で加速し蛍光体に照射するという
ＣＲＴと同じ原理を用いようとするものであるから、Ｃ
ＲＴと同様の画像品位が得られることが期待される。

【０００８】例えば特開平４−１６３８３３号公報に
は、線状熱陰極と、複雑な電極構体を真空容器に内包し
た電子線を用いた平面型画像表示装置が開示されてい
る。

【０００９】これら電子線を用いた平面型画像表示装置
においては、例えば蛍光体に入射した電子線の一部が散
乱され真空容器内壁に衝突し、２次電子を放出させてそ
の部分をチャージアップさせる場合があり、その場合内
部の電位分布が歪み、電子線の軌道が不安定になるばか
りでなく、内部で放電を生じこれにより装置が劣化した
り破壊される恐れがある。

【００１０】このようなチャージアップを防止する方法
としては、真空容器内壁に帯電防止膜を形成する方法が
ある。例えば、特開平４−１６３８３３号公報におい
て、画像表示装置のガラス容器の内壁側面に、高インピ
ーダンスの導電性材料よりなる導電層をもうけた構成が
開示されている。

【００１１】また、電子線を用いた画像表示装置におい
ては、電子源と蛍光体との間には電子を加速するための
高圧電圧を印加される。

【００１２】このため、画像表示装置の真空容器が青板
ガラスなどのＮａを含むガラスにより構成されている場
合、上記の電界によりＮａイオンが移動し電解電流が生
じる。

【００１３】ガラスを用いた真空容器は、複数の部材を
フリットガラスにより接合して形成されるが、上記の電
解電流により、フリットガラス中にＮａイオンが流入す
ると、フリットガラスに含まれるＰｂＯが還元されＰｂ
を析出し、フリットガラスにクラックを発生させて、容
器内の真空を保てなくなるおそれがある。

【００１４】これに対しては真空容器の外壁の適当な位
置に、電極を設けて電解電流を吸収し、フリットガラス
中を電解電流が流れないようにする方法がある。

【００１５】例えば、特開平４−９４０３８号公報で
は、フェースプレートの周辺部に低抵抗の導電膜を設
け、これをグランド電位に接続して、電解電流がフリッ
トガラスに流れないようにする構成が示されている。ま
た、真空容器の側壁に、電流を流して、電位の勾配を形
成するための帯状電極を設ける構成が米国特許第５，３
５７，１６５号公報に開示されている。

【００１６】一方、特開平４−１６３８３３号公報に記
載の上記の電子線を利用した平面型画像表示装置におい
ては、線状熱陰極を複数用いることで、従来ＣＲＴに必
要だった電子線の偏向空間を大幅に縮小したとはいえ、
複数の画素（蛍光体）に電子線を偏向するための水平偏
向電極、垂直偏向電極等の複雑な電極構体を容器内部に
含む構成のため、装置がある程度の厚さ（数十ｍｍ程
度）を有することが避けられないが、近年、携帯用情報
端末機器などとして、電子線利用の平面型画像表示装置
においても、例えば液晶ディスプレイと同程度の、さら
に厚さの薄い超薄型の装置の開発が求められている。

【００１７】これら、超薄型の電子線を利用した平面型
画像表示装置を達成するものとして、本出願人は、表面
伝導型電子放出素子とそれを用いた平面型画像表示装置
に関して、すでに多くの提案を行っている。例えば特開
平７−２３５２５５号公報に記載されたものである。

【００１８】この電子放出素子は構成が単純で、大面積
に多数集積して形成することができるため、１画素（蛍
光体）に対し１つの電子放出素子を形成することも可能
で、前述した特開平４−１６３８３３号公報に記載の電
子線利用の平面型画像表示装置や、あるいは通常のＣＲ
Ｔで必要だった電子線偏向の空間をなくすことができる
ため、非常に薄い平面型画像表示装置に用いることがで
きる。

【００１９】更に、電子源として、電界放出型電子放出
素子（以下、ＦＥ型素子と呼ぶ）を、用いた構成の超薄
型の平面型画像表示装置が特開平５−１１４３７２号公
報に記載されている。

【００２０】前述している従来装置の高電圧の導入構造
により、比較的安定に高電圧が導入できる超薄型の平面
型画像表示装置が示された（図１１）。図１１によれ
ば、リアプレート１に対向してフェースプレート２が形
成され、リアプレート１には電子放出素子に走査用の配
線電極と信号電圧印加用の配線電極との低電圧電極１２
が形成され、フェースプレート２には蛍光体とメタルバ
ックの各層と蛍光体引き出し電極６が形成されている。
この蛍光体引き出し電極６にはリアプレート１側から接
着材のフリットガラス８で接着された絶縁体２７に支持
された棒状電極９と棒状電極９に接続された弾性体３８
とが順次接続されている。この棒状電極９から高圧電圧
が供給されて蛍光体引き出し電極６に高圧が印加され、
リアプレート２側の電子放出素子を有する電子源からの
電子を吸引して蛍光体の発光を促して画像を形成する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例の平面型画像表示装置（図１１）では、金属を
用いる弾性体では封着時の熱により弾性力が弱くなり、
接続不良が生じることもあった。また、シール体をあと
で形成するため、微小リークを生じる場合があった。

【００２２】更に、フェースプレート内面の電極に真空
容器外から電圧を導入するための電圧導入端子と平面基
板上に形成された複数の電子放出素子から成る電子源を
有するリアプレートとの間に接着材が介在した状態で接
合が行われているために、平面型画像表示装置には以下
のような問題点がある。

【００２３】接着材の溶融ムラにより、リアプレートと
電圧導入端子との間の距離にバラツキが生じることか
ら、フェースプレートに形成されている引出し配線と電
圧導入端子の中心電極とが接触不良をおこす場合があ
り、フェースプレートとの導通が不安定になることがあ
る。

【００２４】接着材の溶融ムラにより、リアプレートと
電圧導入端子との間の距離にバラツキが生じるために接
着材の加圧、加熱焼成において内部応力が発生し、封着
後に封着不良によるスローリークが発生することがあ
る。

【００２５】本発明は、容器内の導電体に容器外部より
電圧を印加するための、電気的導通の良好な導電路を備
える画像表示装置を提供することにある。

【００２６】また、本発明は、容器内の導電体と良好に
接続された、該導電体に容器外部より電圧を供給するた
めの導電体を備える画像表示装置を提供することにあ
る。また、本発明は、十分に気密封着された容器を備え
る画像表示装置を提供することにある。

【００２７】

【００２８】

【課題を解決するための手段】また、本発明は、互いに
間隔をおいて配置された第１の基板と第２の基板とを含
む部材にて構成された容器と、前記容器内の前記第１の
基板上に配置された電子源と、前記容器内の前記第２の
基板上に配置された、第１の導電体を有する画像表示部
材と、前記第１の導電体に、前記第１の基板に設けられ
た孔を貫通して当接された第２の導電体とを備える画像
表示装置であって、前記第２の導電体は前記第１の基板
への保持部材を有し、前記保持部材は、前記第１の基板
の外面と直接接触した部分と、接着材を介して結合した
部分とを有していることを特徴とする画像表示装置であ
る。

【００２９】また、以上の本発明の画像表示装置は、前
記第１の基板がリアプレートであり、前記第２の基板が
フェースプレートであること、また、前記容器が、前記
第１の基板と、前記第２の基板、及び、該両基板に挟持
された支持枠により構成されていること、また、前記第
１の導電体が、アノード電極であること、また、前記第
１の導電体が、メタルバックであること、また、前記第
１の導電体が、前記アノード電極あるいは前記メタルバ
ックに電気的に接続された引き出し電極であること、ま
た、前記画像表示部材が、前記アノード電極あるいは前
記メタルバックと、蛍光体とを備えること、また、前記
保持部材が絶縁体であること、また、第２の導電体及び
前記保持部材が、前記第１の導電体へ電圧を印加するた
めの電圧導入端子を構成すること、をも含むものであ
る。

【００３０】また、本発明は、電子源を有するリアプ
レートと、該リアプレートと対向して配置され、内面
に、前記電子源より放出された電子ビームの照射により
発光する蛍光体と、該蛍光体に電圧を印加するためのア
ノード電極とが配置されたフェースプレートと、該リア
プレートと該フェースプレートとの側縁部に挟持され、
該リアプレート及びフェースプレートと共に容器の一部
を成す支持枠と、該フェースプレート内面の前記アノー
ド電極に容器外から電圧を導入するための電圧導入端子
とを備える画像表示装置において、該電圧導入端子は、
中心電極と、該中心電極の周囲を被覆する絶縁体とを有
し、かつ、前記リアプレートに設けられた孔を貫通し
て、該リアプレートと接合する接合部に、該リアプレー
トの外面と直接接触する部分と、接着材を介し接合する
部分を合わせもつことを特徴とする画像表示装置であ
る。

【００３１】また、以上の本発明の画像表示装置は、
前記電圧導入端子は、中心電極と、該中心電極の周囲を
被覆する絶縁体とを有しており、かつ、前記リアプレー
トに設けられた孔を貫通して、該リアプレートと接合す
る接合部において、該リアプレートの外面と直接接触す
る部分の一部に接着材が配置された溝を有し、該接着材
を介し接合する部分を合わせもつこと、また、前記電圧
導入端子の絶縁体を、前記リアプレートに設けられた孔
に接着することで、容器が形成されること、また、前記
電子源が、複数の電子放出素子を備えるものであるこ
と、また、前記電子放出素子が、冷陰極電子放出素子で
あること、をも含むものである。

【００３２】［本発明の作用］本発明の画像表示装置によれば、前記保持部材は、前記
第１の基板の外面と直接接触した部分と、接着材を介し
て結合した部分とを有しているので、接着材の溶融ムラ
によるスローリークを防ぐことが可能で、また更には、
前記保持部材と前記第１の基板との結合強度を向上させ
ると共に第１の導電体と第２の導電体との良好な電気的
接続を得ることができる。

【００３３】また、本発明の画像表示装置によれば、
前記電圧導入端子にリアプレートの外面と直接接触する
部分と、接着材を介して接合する部分を設けることによ
り、電圧導入端子とリアプレートとの間隔を規定できる
ようにしたものである。これにより、接着材の溶融ムラ
に対しても、十分な接続を得ることができ、フェースプ
レートに形成されたアノード電極と電圧導入端子に形成
された中心電極との接続の信頼性を向上できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面により詳細に説明する。

【００３５】図１（Ａ）は、本実施形態の平面型画像表
示装置の概略全体構成を示す斜視図、図１（Ｂ）は、本
実施形態の電圧導入端子の要部を示す部分拡大断面図で
ある。

【００３６】それぞれの図において、１は電子源を形成
するための基板を兼ねるリアプレート（第１の基板）、
２は内面に画像表示部材である、蛍光体４及びアノード
電極（不図示）が形成されたフェースプレート（第２の
基板）である。リアプレート１、及びフェースプレート
２はそれぞれ、青板ガラス、表面にＳｉＯ₂被膜を形成
した青板ガラス、Ｎａの含有量を少なくしたガラス、石
英ガラス、あるいはセラミックスなど、条件に応じて各
種材料を用いることができる。なお、蛍光体４と引き出
し電極６とは説明のためフェースプレート２から等価的
に表現している。

【００３７】また、電子源形成用の基板を、リアプレー
ト１と別に設け、電子源を形成した後基板とリアプレー
ト１両者を接合しても良い。

【００３８】符号３−１、３−２、３−３は電子源駆動
用の配線であり、画像表示装置の外部に取り出され、電
子源の駆動回路（不図示）に接続される。配線３−１
と、３−３は両方向から走査信号用の奇数ラインと偶数
ラインとして導入する例と、又は走査信号用として両方
向から画像表示領域を半々として供給する例を示してい
る。

【００３９】また、７はリアプレート１とフェースプレ
ート２に挟持される支持枠であり、フリットガラス８に
より、リアプレート１、フェースプレート２に接合さ
れ、内部を密封する真空容器を形成する。電子源駆動回
路配線３−１、３−２、３−３は支持枠７とリアプレー
ト１の接合部でフリットガラス８に埋設されて、外部に
引き出される。１０は、絶縁体（保持部材）１１と中心
電極（第２の導電体）９とを有する電圧導入端子であ
る。

【００４０】上記中心電極９は、フェースプレート２内
面に配置された画像表示部材が有する前記アノード電極
に高電圧を供給する。リアプレート１に設けられた、電
圧導入端子の中心電極９を保持する絶縁体１１を嵌合さ
せるための通過孔を貫通し、アノード電極、あるいは、
該アノード電極に接続され引き出された引き出し電極６
等の第１の導電体に当接される。真空容器内には、この
ほかゲッタなどが必要に応じて配置される。

【００４１】図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ′の線
に沿った断面の構成を示す模式図である。図１（Ｂ）に
おいて、２はフェースプレート、５は蛍光体４に接して
形成されるアノード電極であり、メタルバックと呼ばれ
る金属膜（通常Ａ１）からなる導電体、８は接着材とし
てのフリットガラスである。１２は電子源駆動用配線電
極、あるいは、帯電防止膜等の接続電位の電極等、電圧
導入端子１０の近傍の任意の低電圧配線電極である。

【００４２】図１（Ｂ）において、電圧導入端子１０
は、中心電極９を被覆して一体成型されたセラミックか
らなる絶縁体１１とで構成された構造をしており、該絶
縁体１１がリアプレート２に設けられた孔に嵌合し、フ
リットガラス８で接着されると共に、中心電極９の先端
が蛍光体引き出し電極６に電気的に接続し、メタルバッ
ク５を通じ、蛍光体４に高電圧（アノード電圧Ｖａ）を
供給する。

【００４３】中心電極９と蛍光体引き出し電極６との電
気的接続は、弾性的接触による接続方法、金属を溶融さ
せての接続方法等を用いることができる。

【００４４】また、中心電極９を被覆する絶縁体１１の
材料としては、基板ガラス１と同様の材料を使用するこ
ともできるが、基板ガラス１が青板ガラス等の場合、フ
ォルステライト磁器、ステアタイト磁器を用いても、基
板ガラス１との熱膨張率が近いことから、フリットガラ
ス８で接着可能であり、かつ、より高い絶縁性が得られ
るため好適である。

【００４５】形状としては、リアプレート１と直接接触
する部分に段差部を設けること、または、溝を設けて、
リアプレート１と直接接触する部分とフリットガラス８
を介して接触する部分を用いることにより、段差部また
は、溝によりリアプレート１と絶縁体１０の位置関係が
規定されるため、フリットガラス８のつぶれ如何にかか
わらず、両部材の相対の位置が規定できる。

【００４６】この時、段差部の厚み又は、溝の深さとし
ては、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍが好ましい。

【００４７】本発明に用いる電子源を構成する電子放出
素子の種類は、電子放出特性や素子のサイズ等の性質が
目的とする画像表示装置に適したものであれば、特に限
定されるものではない。熱電子放出素子、あるいは電界
放出素子、半導体電子放出素子、ＭＩＭ型電子放出素
子、表面伝導型電子放出素子などの冷陰極素子等が使用
できる。

【００４８】後述する実施例において示される表面伝導
型電子放出素子は本発明に好ましく用いられるものであ
るが、以下に簡単に説明する。

【００４９】図２（Ａ）、（Ｂ）は、画像形成装置に用
いられる表面伝導型電子放出素子単体の構成の一例を示
す模式図で（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。

【００５０】図２において、４１は電子放出素子を形成
するため基体、４２，４３は一対の素子電極、４４は上
記素子電極に接続された導電性膜であり、その一部に電
子放出部４５が形成されている。電子放出部４５は、通
電フォーミング処理により、導電性膜４４の一部が破
壊、変形、変質して形成されて高抵抗の部分で、導電性
膜４４の一部に亀裂が形成され、その近傍から電子が放
出されるものである。その通電フォーミング処理後、電
子放出部４５の電子放出特性を向上するため、活性化処
理工程を施す。

【００５１】上記の活性化処理工程は、上記一対の素子
電極間に電圧を印加することにより行なう。これは、有
機物質の存在する雰囲気中で、上記素子にパルス電圧を
繰り返し印加することにより、炭素ないし炭素化合物を
主成分とする物質を、上記電子放出部４５の周辺に堆積
させるもので、この処理により素子電極間を流れる電流
（素子電流Ｉｆ）、電子放出に伴う電流（放出電流Ｉ
ｅ）ともに、増大する。

【００５２】このような工程を経て得られた電子放出素
子は、つづいて安定化工程を行なうことが好ましい。こ
の工程は、真空容器内の有機物質排気する工程である。
真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生する
オイルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを
使用しないものをもちいるのが好ましい。具体的には、
ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を
挙げることができる。

【００５３】真空容器内の有機物質の分圧は、上記の炭
素及び炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で、１．
３×１０^-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１．３×１０
^-8Ｐａ以下が特に好ましい。さらに真空容器内を排気す
るときは、真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、
電子放出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくす
るのが好ましい。このときの加熱条件は、８０〜２５０
℃、好ましくは１５０℃以上で、できるだけ長時間処理
するのが望ましいが、特にこの条件に限るものではな
く、真空容器の大きさや形状、電子放出素子の構成など
の諸条件により適宜選ばれる条件により行なう。真空容
器内の圧力は極力低くすることが必要で、１×１０^-5Ｐ
ａ以下が好ましく、さらに１．３×１０^-6Ｐａ以下が特
に好ましい。

【００５４】安定化工程を行なった後の駆動時の雰囲気
は、上記安定化処理終了後の雰囲気を維持するのが好ま
しいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去
されていれば、真空度自体は多少低下しても十分安定な
特性を維持することができる。

【００５５】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、
また真空容器や基板などに吸着したＨ₂Ｏ、Ｏ₂なども
除去でき、結果として素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉｅが安
定する。

【００５６】このようにして得られた表面伝導型電子放
出素子の、電子放出素子の素子電極４２，４３に印加す
る電圧Ｖｆと素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅの関係は、
図３に模式的に示すようなものとなる。図３において
は、放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆに比べて著しく小さい
ので、任意単位で示している。なお、縦・横軸ともリニ
アスケールである。

【００５７】図３に示すように、本電子放出素子はある
電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図３中のＶｔｈ）以上の素
子電圧Ｖｆを印加すると、急激に放出電流Ｉｅが増加
し、一方しきい値電圧Ｖｔｈ以下では放出電流Ｉｅがほ
とんど検出されない。つまり、放出電流Ｉｅに対する明
確なしきい値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。こ
れを利用すれば、２次元的に配置した電子放出素子にマ
トリクス配線を施し、単純マトリクス駆動により所望の
素子から選択的に電子を放出させ、これを画像形成部材
に照射して画像を形成させることが可能である。

【００５８】つぎに、画像表示部材を構成する、蛍光体
４とメタルバック５とから成る蛍光膜の構成の例を説明
する。

【００５９】図４は蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜
５１は、モノクロームの場合は蛍光体４のみから構成す
ることができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体４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５２と蛍光体５３とから
構成することができる。ブラックストライプ、ブラック
マトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要と
なる三原色蛍光体の各蛍光体５３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、蛍光膜５１
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
ことにある。ブラックストライプの材料としては、通常
用いられている黒鉛を主成分としている材料の他、導電
性があり、光の通過及び反射が少ない材料を用いること
ができる。

【００６０】フェースプレート２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、沈殿法、印刷法
等が採用できる。蛍光膜５１の内面側には、通常メタル
バック５４が設けられる。メタルバック５を設ける目的
は、蛍光体４の発光のうち内面側への光をフェースプレ
ート２側へ鏡面反射させることにより輝度を向上させる
こと、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として
作用させること、真空容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５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）を行な
い、その後、Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させること
で作製する。

【００６１】なお、フェースプレート２には、更に蛍光
膜５１の導電性を高めるため、蛍光膜５１の外面側に透
明電極を設けてもよい。

【００６２】カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子
とを対応させる必要があり、十分な位置合わせが不可欠
となり、位置合わせ処理が成される。こうして、平面型
画像表示装置が作製される。

【００６３】以上説明したように、電圧導入端子１０に
リアプレート１と直接接触する部分とフリットガラス８
を介して接合する部分を設けることにより、電圧導入端
子１０とリアプレート１との間隔を規定できるようにし
たものである。これにより、フリットガラス８の溶融ム
ラに対しても、十分な接続を得ることができ、フェース
プレート２に形成された高圧電極と電圧導入端子１０に
形成された中心電極９との接続の信頼性を向上できる。

【００６４】

【実施例】以下、実施例に基づき、本発明をさらに説明
する。

【００６５】［実施例１］表面伝導型電子放出素子を、
基板を兼ねるリアプレート上に複数形成し、マトリクス
状に配線して電子源を形成し、これを用いて平面型画像
表示装置を作成した。以下に図５（Ａ）〜（Ｅ）、図６
を参照して、作成手順を説明する。

【００６６】（工程−ａ）真空排気用孔１６（図６）及
び電圧導入端子通過孔１５（図６)を形成した青板ガラ
スを十分洗浄した後、表面に、０．５μｍのＳｉＯ₂ 層
をスパッタリングにより形成し、リアプレート１とし
た。尚、直径１０ｍｍの前記電圧導入端子通過孔１５
は、後述するフェースプレート２の蛍光体引き出し電極
６（図６）と対向する位置に配置した。

【００６７】次に、上記リアプレート１２上にスパッタ
成膜法とフォトリソグラフィー法を用いて表面伝導型電
子放出素子の素子電極２１と２２を形成する。材質は５
ｎｍのＴｉ、１００ｎｍのＮｉを積層したものである。
素子電極間隔は２μｍとした（図５（Ａ））。

【００６８】（工程−ｂ）つづいて、Ａｇペーストを所
定の形状に印刷し、焼成することによりＹ方向配線２３
を形成した。該配線２３は電子源形成領域の外部まで延
長され、図１における電子源駆動用配線３−２となる。
該配線の幅は１００μｍ、厚さは約１０μｍである（図
５（Ｂ））。

【００６９】（工程−ｃ）次に、ＰｂＯを主成分とし、
ガラスバインダーを混合したペーストを用い、同じく印
刷法により絶縁層２４を形成する。これは上記Ｙ方向配
線２３と後述のＸ方向配線を絶縁するもので、厚さ約２
０μｍとなるように形成した。なお、素子電極２２の部
分には切り欠きを設けて、Ｘ方向配線と素子電極の接続
をとるようにしてある（図５（Ｃ））。

【００７０】（工程−ｄ）つづいて、Ｘ方向配線２５を
上記絶縁層２４上に形成する（図５（Ｄ））。Ｘ方向配
線２５の形成方法はＹ方向配線２３の場合と同じで、配
線の幅は３００μｍ、厚さは約１０μｍである。

【００７１】つづいて、ＰｄＯ微粒子よりなる導電性膜
２６を形成する。導電性膜２６の形成方法は、配線を形
成した基板上に、スパッタリング法によりＣｒ膜を形成
し、フォトリソグラフィー法により、導電性膜２６の形
状に対応する開口部をＣｒ膜に形成する。

【００７２】つづいて、有機Ｐｄ溶液（ｃｃｐ−４２３
０：奥野製薬（株）製）を塗布して、大気中３００℃、
１２分間の焼成を行なって、ＰｄＯ微粒子膜を形成した
後、上記Ｃｒ膜をウェットエッチングにより除去して、
リフトオフにより所定の形状の導電性膜２６を得た（図
５（Ｅ））。このようにして、複数のＸ方向配線２５と
複数のＹ方向配線２３とにてマトリクス配線された複数
の導電性膜２６をリアプレート１上に作製した。

【００７３】（工程−ｅ；以降、図６参照）続いて、支
持枠７と上記リアプレート１をフリットガラスを用いて
封着する。支持枠７の高さ（厚さ）は、３ｍｍであり、
これにより、リアプレート１とフェースプレート２、即
ち電子源と蛍光体４との距離は、本実施例の平面型画像
表示装置において、約３ｍｍに保持される。

【００７４】（工程−ｆ）次に、基板を含めたフェース
プレート２の作製について述べる。基板２としては、青
板ガラスを用いた。

【００７５】印刷により蛍光体引き出し電極６をＡｇに
て、下記メタルバックと導通する（オーバーラップする
部分を有する）パターンにて形成、さらに蛍光膜のブラ
ックストライプ、つづいてストライプ状の蛍光体４を形
成、フィルミング処理を行なった後、この上に厚さ約
０．１μｍのＡｌ膜を真空蒸着法により堆積して、メタ
ルバックとした。

【００７６】（工程−ｇ）前記リアプレートと接合した
支持枠７を上記のフェースプレート２とフリットガラス
を用いて接合し、リアプレート１、支持枠７、フェース
プレート２にて構成される容器を形成する。フリットガ
ラスは接着材として、主成分をＰｂＯとし、熱膨張係数
もリアプレート及びフェースプレート等とほぼ同一係数
を有するよう調節することができる。

【００７７】また、その際同時に、電圧導入端子１０
と、容器内を真空排気するための排気管１７を、それぞ
れ対応するリアプレート１上の孔１５，１６と位置合わ
せをし、フリットガラスを用いて接合する。

【００７８】電圧導入端子１０はＡｕを被覆したＦｅ−
Ｎｉ合金の棒を中心電極９とし、ステアタイト磁器を主
成分とするセラミック絶縁体１１に貫入した構造とし
た。

【００７９】ここで、電圧導入端子１０の全体形状を、
図７に示す。

【００８０】図７の電圧導入端子１０の断面図で示すよ
うに、セラミック製の絶縁体１１は、外径１０ｍｍ、高
さ１３ｍｍの略円柱状の部分に、外径が１６ｍｍ、高さ
（厚さ）２ｍｍの突き出し部１８が一体化して形成され
ている。

【００８１】更に、電圧導入端子１０の中心電極９とし
ては、φ０．８ｍｍのＦｅ−Ｎｉ合金の棒が絶縁体１１
に挿入されており、絶縁体１１の突き出し部平面２７よ
り外囲器側（図中、１９）の部分に、外径１３ｍｍ、高
さ（厚さ）０．５ｍｍの高さ規定部３０が形成されてい
る。

【００８２】突き出し部１８は平面２７を有してお
り、該平面部２７においてフリットガラスにより、リア
プレート基板１裏面に接着される。

【００８３】そして、絶縁体１１の該突き出し部１８の
平面２７より外囲器側（図７中、１９）の部分は、リア
プレート１に設けられた貫通孔１５に嵌合し、中心電極
９の先端２２がフェースプレート内面の蛍光体引き出し
電極６に、押圧されることにより弾性的に、あるいは、
金属を溶融して接続すること等の方法により、電気的に
接合される。

【００８４】尚、本実施例の電圧導入端子１０は、真空
容器を構成する部材として独立しているので、上記電圧
導入端子１０のリアプレート１への接着は、外囲器を形
成する他の部分（フェースプレート２、リアプレート
１、支持枠７）の接着が終了した後のプロセスとして行
なうことも可能であるから、蛍光体引き出し電極６との
電気的接合の手法は、適宜選択できる。

【００８５】該電圧導入端子１０とリアプレート基板１
との間の距離は、従来の構造ではフリットガラスの溶融
ムラにより、バラツキが生じていたが、上記高さ規定部
３０を設けた電圧導入端子１０の構造により、フリット
ガラスの溶融ムラによるバラツキをなくすことができ
る。

【００８６】このように、本発明の本実施例の電圧導入
端子１０によれば、該電圧導入端子１０とリアプレート
基板１との接続が確実に行える。

【００８７】なお、リアプレート１とフェースプレート
２との接合時は、電子源の各電子放出素子と、フェース
プレート２の蛍光体の位置が正確に対応するように、注
意深く位置合わせを行なう。

【００８８】（工程−ｈ）上記容器を、排気管１７を介
して真空排気装置に接続し、容器内を排気する。容器内
の圧力が１０^-4Ｐａ以下となったところで、以下のフォ
ーミング処理を行なう。

【００８９】上記フォーミング処理は、Ｙ方向配線２３
を共通接続した上で、Ｘ方向の各行毎に、各Ｘ方向配線
２５に図８に模式的に示すような波高値の漸増するパル
ス電圧を印加し、複数の導電性膜２６に通電を行なっ
た。パルス間隔Ｔ1 は１０sec、パルス幅Ｔ2 は１msec
とした。なお、図には示されていないが、フォーミング
用のパルスの間に波高値０．１Ｖの矩形波パルスを挿入
して電流値を測定して、電子放出素子の抵抗値を同時に
測定し、１素子あたりの抵抗値が１Ｍオームを越えたと
ころで、その行のフォーミング処理を終了し、次の行の
処理に移る。これを繰り返して、すべての行についてフ
ォーミング処理を完了する。以上のフォーミング処理に
より、各導電性膜２６には亀裂が形成される。

【００９０】（工程−ｉ）次に活性化処理を行なう。こ
の処理に先立ち、上記容器を２００℃に保持しながらイ
オンポンプにより該容器内を排気し、圧力を１０^-5Ｐａ
以下まで下げる。つづいてアセトンを該容器内に導入す
る。圧力は、１．３×１０^-2Ｐａとなるよう導入量を調
整した。つづいて、上記フォーミング処理と同様にして
Ｘ方向配線にパルス電圧を印加する。尚、この場合のパ
ルス波形は、波高値１６Ｖの矩形波パルスとし、パルス
幅は１００μsec とし、１パルス毎に１２５μsec 間隔
でパルスを加えるＸ方向配線を隣の行に切り替え、順次
行方向の各配線にパルスを印加することを繰り返す。こ
の結果各行には１０msec間隔でパルスが印加されること
になる。この活性化処理の結果、上記各導電性膜２６電
子放出素子の電子放出部近傍には炭素を主成分とする膜
が形成され、素子電流Ｉｆが大きくなる。

【００９１】（工程−ｊ）つづいて、容器内を再度排気
する。排気は、該容器を２００℃に保持しながら、イオ
ンポンプを用いて１０時間継続した。この工程は外囲器
内に残留した有機物質分子を除去し、上記炭素を主成分
とする膜のこれ以上の堆積を防いで、電子放出特性を安
定させるためのものである。

【００９２】（工程−ｋ）容器を室温に戻した後、工程
−ｈで行なったのと同様の方法で、Ｘ方向配線２５にパ
ルス電圧を印加する。さらに上記の電圧導入端子１０を
通じて、蛍光体４に４ｋＶの電圧を印加すると蛍光体が
発光する。

【００９３】以降、徐々に印加電圧を上げ、１０ｋＶま
で印加した。

【００９４】目視により、発光しない部分あるいは非常
に暗い部分がないことを確認し、Ｘ方向配線２５及び蛍
光体４への電圧の印加をやめ、排気管１７を加熱溶着し
て封止する。つづいて、高周波加熱によりゲッタ（不図
示）の処理を行ない、平面画像表示装置を完成する。

【００９５】以上のようにして作製した平面画像表示装
置にて、電圧導入端子１０を、従来の構造（図１１）を
用いた場合と接続具合、フェースプレートとの導通を計
測し、比較した。

【００９６】その結果、従来構造では、接着不良による
真空スローリーク、またはフェースプレートとの導通が
不安定になることがあったが、本実施例の電圧導入端子
を用いた場合は、接着不良によるスローリークは観察さ
れず、また安定した導通を得ることができ、従来よりも
信頼性のある接続を得ることができ、安定して高電圧を
印加できることが確認できた。更に、実際に画像を映し
出してみると、輝度や色度に優れた画像を表示できた。

【００９７】なお、上記実施例では、電子源を構成する
電子放出素子として、表面伝導型電子放出素子を用いた
場合を示したが、本発明の構成がこれに限られるもので
ないことは当然で、電界放出型（ＦＥ型）電子放出素
子、半導体電子放出素子その他各種の電子放出素子を用
いた電子源を使用した場合でも同様に適用できる。

【００９８】また、本実施例においては、画像形成装置
のリアプレートが電子源の基板を兼ねているが、リアプ
レートと基板を別にして、電子源を作成した後に基板を
リアプレートに固定しても良い。

【００９９】その他、本発明の技術的思想の範囲内で、
実施例で示した各種部材を、適宜変更しても良い。

【０１００】［実施例２］本発明の平面型画像表示装置
の電圧導入端子の第２の実施例を図９Ａ、図９Ｂに示
す。

【０１０１】本実施例における平面型表示装置の全体の
構成は、実施例１と同様なので省略し、本実施例につい
ては、電圧導入端子の断面図を図９Ａに、図１（Ａ）の
Ａ−Ａ′断面に対応した部分を図９Ｂに示す。なお、図
中、図７と同一符号には同一物を示し、重複する説明を
省略する。

【０１０２】図９Ａに示すように、本実施例において
は、電圧導入端子１０の中心電極９としては、φ０．８
ｍｍから１ｍｍのＦｅ−Ｎｉ合金の棒が絶縁体１１に挿
入されており、絶縁体１１の突き出し平面部２７におい
ては、深さ１．０ｍｍの溝１３が同心円状に形成されて
いる。

【０１０３】そして、図９Ｂのように、突き出し平面部
の溝１３にフリットガラスを埋め込み、リアプレート１
と接着した。突き出し平面部の溝１３は、突き出し部１
８の平面２７に窪んだ溝１３を円周状に設け、その中に
フリットガラスが詰め込まれ、その後リアプレート１と
組み合わせて接着した。

【０１０４】本実施例においては、電圧導入端子１０の
絶縁部１１とリアプレート基板１とが、直接接触してい
る部分が高さ規定部となるので、フリットガラスの溶融
ムラによるバラツキが生じないので、信頼性のある接続
を得ることができ、安定して高電圧を印加できることが
できた。

【０１０５】［実施例３］本発明の平面型画像表示装置
の電圧導入端子の第３の実施例を図１０Ａ、図１０Ｂに
示す。

【０１０６】本実施例における平面型表示装置の全体の
構成は、実施例１と同様なので省略し、本実施例につい
ては、高圧導入端子の断面図を図１０Ａに、図１ＡのＡ
−Ａ′断面に対応した部分を図１０Ｂに示す。図中、図
７，図９と同一物には同一符号を付し、重複する説明を
省略する。

【０１０７】図１０Ａに示すように、本実施例において
は、電圧導入端子１０の中心電極９としては、φ０．８
ｍｍから１ｍｍのＦｅ−Ｎｉ合金の棒が絶縁体１１に挿
入されており、絶縁体１１の突き出し部１８の平面部２
７に対して平行に突起物２８がフィン状に形成されてい
る。

【０１０８】そして、図１０Ｂのように、突き出し平面
部２７とフィン状に形成されている突起物２８とをガラ
スフリットを介してリアプレートと接着した。

【０１０９】本実施例においては、電圧導入端子１０の
絶縁部１１とリアプレート基板１とが、接合するにあた
り、フィン状に形成された突起物２８が、若干弾力性の
ある高さ規定部となり、フリットガラスの溶融ムラによ
るバラツキがなくなり、またフリットガラスの接着面積
が大きいので強度も増し、信頼性のある接続を得ること
ができ、安定して高電圧を印加できることができた。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、容器内
の導電体に容器外部より電圧を印加するための、電気的
導通の良好な導電路を備える画像表示装置を提供するこ
とができる。

【０１１１】また、本発明は、容器内の導電体と良好に
接続された、該導電体に容器外部より電圧を供給するた
めの導電体を備える画像表示装置を提供することができ
る。

【０１１２】また、本発明は、十分に気密封着された容
器を備える画像表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面型画像表示装置の概略全体構成を
示す斜視図、及び本発明の電圧導入端子部の要部を示す
部分拡大断面である。

【図２】表面伝導型電子放出素子の構成を説明する図で
ある。

【図３】表面伝導型電子放出素子のＩ−Ｖ特性を説明す
る図である。

【図４】蛍光体面の構成を説明する図である。

【図５】リアプレート（電子源基板）の作製プロセスを
説明する図である。

【図６】本発明の第一の実施例の平面型画像表示装置の
主要部材を示す斜視図である。

【図７】本発明の第一の実施例の電圧導入端子の拡大断
面図である。

【図８】表面伝導型電子放出素子のフォーミング電圧の
例を示す図である。

【図９Ａ】本発明の第二の実施例の電圧導入端子構造を
示す断面図である。

【図９Ｂ】本発明の第二の実施例の平面型画像表示装置
の電圧導入端子部構造を示す断面図である。

【図１０Ａ】本発明の第三の実施例の平面型画像表示装
置の電圧導入端子部構造を示す断面図である。

【図１０Ｂ】本発明の第三の実施例の平面型画像表示装
置の電圧導入端子部構造を示す断面図である。

【図１１】従来の平面型画像表示装置のリアプレートか
らの電圧導入構造を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１リアプレート２フェースプレート４蛍光体５メタルバック（蛍光体への導入電極）６蛍光体引き出し電極７支持枠８フリットガラス（接着材）９電圧導入電極１０電圧導入端子１１絶縁体１２電子放出素子の電子源駆動用配線電極１３平面部の溝１４電子源１５電圧導入端子用孔１６排気管用孔１７排気管１８絶縁体の突起部１９絶縁体のリアプレート側２０絶縁体の外側２７突起部の平面部２８平面部のフィン３８弾性体４２，４３素子電極４４導電性膜４５電子放出部５２ブラックストライプ５３蛍光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/90 - 29/92 H01J 31/12 G09F 9/00 - 9/00 366

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに間隔をおいて配置された第１の基
板と第２の基板とを含む部材にて構成された容器と、前
記容器内の前記第１の基板上に配置された電子源と、前
記容器内の前記第２の基板上に配置された第１の導電体
を有する画像表示部材と、前記第１の導電体に前記第１
の基板に設けられた孔を貫通して当接された第２の導電
体とを備える画像表示装置であって、前記第２の導電体
は前記第１の基板への保持部材を有し、前記保持部材
は、前記第１の基板の外面と直接接触した部分と、接着
材を介して結合した部分とを有していることを特徴とす
る画像表示装置。
【請求項２】電子源を有するリアプレートと、該リア
プレートと対向して配置され、内面に、前記電子源より
放出された電子ビームの照射により発光する蛍光体と、
該蛍光体に電圧を印加するためのアノード電極とが配置
されたフェースプレートと、該リアプレートと該フェー
スプレートとの側縁部に挟持され、該リアプレート及び
フェースプレートと共に容器の一部を成す支持枠と、該
フェースプレート内面の前記アノード電極に容器外から
電圧を導入するための電圧導入端子とを備える画像表示
装置において、該電圧導入端子は、中心電極と、該中心電極の周囲を被
覆する絶縁体とを有し、かつ、前記リアプレートに設け
られた孔を貫通して、該リアプレートと接合する接合部
に、該リアプレートの外面と直接接触する部分と、接着
材を介し接合する部分を合わせもつことを特徴とする画
像表示装置。