JP3530796B2

JP3530796B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3530796B2
Application number: JP2000041906A
Authority: JP
Inventors: 雅章柴田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2004-05-24
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: US6635984B1; JP2000323077A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置、特
に、電子放出素子を用いた平面型の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子を利用した画像形成
装置として、冷陰極電子放出素子を多数形成した電子源
基板と、電極および蛍光体を具備した陽極基板とを平行
に対向させ、真空に排気した平面型の電子線表示パネル
が知られている。

【０００３】このような画像形成装置において、電界放
出型電子放出素子を用いたものは、例えば、I. Brodie,
“Advanced technology:flat cold-cathode CRTs”; ,
Information Display , １/８９ , １７ (１９８９)
やUSP５６９５３７８等に開示されたものがある。

【０００４】また、表面伝導型電子放出素子を用いたも
のは、例えば、米国特許公報５０６６８８３号等に開示
されている。平面型の電子線表示パネルは、現在広く用
いられている陰極線管（cathode ray tube : CRT）表示
装置に比べ、軽量化、大画面化を図ることができ、ま
た、液晶を利用した平面型表示パネルやプラズマ・ディ
スプレイ、エレクトロルミネッセント・ディスプレイ等
の他の平面型表示パネルに比べて、より高輝度、高品質
な画像を提供することができる。

【０００５】特に、表面伝導型電子放出素子は構成が単
純で製造も容易であり、電界放出型電子放出素子のよう
にフォトリソグラフィ技術を駆使した複雑な製造工程を
経ることなく、大面積にわたって多数素子を配列形成し
た電子源基板を作製できる利点がある。

【０００６】図１２、図１３は、本出願人によって、特
開平６−３４２６３６号公報において開示された、表面
伝導型電子放出素子を用いた電子源基板の一例を示した
ものである。

【０００７】図１２は電子源の一部の平面図を示してい
る。ここで、６は下配線、７は上配線、８１は表面伝導
型電子放出素子、８は層間絶縁層である。図１３は、図
１２における表面伝導形電子放出素子８１周辺を取り出
した斜視図である。図１３中、９１は基板、２、３は素
子電極、４は電子放出部を有する導電性薄膜、９５は電
子放出部であり、素子電極２、３はそれぞれ下配線６、
上配線７に接続され、下配線６と上配線７は層間絶縁層
８によって電気的に絶縁されている。ここで、マトリッ
クス状に配置された上配線７と下配線６にそれぞれ走査
信号、情報信号として所定の電圧を順次印加すること
で、マトリックスの交点に位置する所定の電子放出素子
を選択的に駆動できる。

【０００８】このようなマトリクス配置された電子源基
板は、比較的簡単なフォトリソグラフィ技術を用いるこ
とによって作製できるが、より大きな基板を形成する場
合は、印刷技術を用いるのが好ましい。特に、走査信号
を印加する上配線については、１ラインに接続された素
子数が多くなるほど配線を流れる電流量が増加するた
め、配線抵抗による電圧降下が生じるので、配線は厚膜
で形成して抵抗をできるだけ小さくするのが好ましい。

【０００９】特開平８−１８０７９７号公報等には、配
線及び層間絶縁層をスクリーン印刷法により形成する製
造方法が開示されている。また、その他の部材について
も、例えば、特開平９−１７３３３号公報等には、素子
電極をオフセット印刷法等により形成する製造方法が開
示されており、導電性薄膜においては、インクジェット
法により形成する製造方法が特開平９−６９３３４号公
報等に開示されている。これらの印刷技術を用いること
で、大面積の電子源基板を容易に製造することができ
る。

【００１０】次に、表面伝導型電子放出素子について説
明する。表面伝導型電子放出素子は基板上に形成された
小面積の導電性薄膜に、膜面に並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。

【００１１】この表面伝導型電子放出素子としては、Sn
O₂薄膜を用いたもの〔M. I. Elinson、Radio Eng. Ele
ctron Phys. 、１０, １２９０,（１９６５）〕、Au薄
膜によるもの〔G. Ditmmer, Thin Solid Films, ９, ３
１７(１９７２)〕, In₂O₃/SnO₂薄膜によるもの〔 M. Ha
rtwell and C. G. Fonsted, IEEE Trans. ED Conf.,５
１９(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
が報告されているが、本出願人は、例えば、特開平２−
５６８２２号公報において、酸化パラジウム等の金属微
粒子膜を用いた表面伝導型電子放出素子を開示してい
る。

【００１２】表面伝導型電子放出素子を作製するにあた
っては、通常、導電性薄膜にフォーミングと呼ばれる通
電処理によって電子放出部を形成するのが一般的であ
る。フォーミングとは導電性薄膜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、間隙を形成する処理である。なお、フォー
ミング処理を施した後、導電性薄膜に電圧を印加し、素
子に電流を流すことにより、間隙近傍から電子を放出せ
しめるものである。このとき、電子の放出する部位を電
子放出部と呼ぶ。

【００１３】さらに本出願人によって、例えば、特開平
７−２３５２５５号公報に開示されているように、フォ
ーミングを終えた素子に対して活性化処理と呼ばれる処
理を施し、より良好な電子放出を得ることができる。活
性化工程は、有機物質のガスを含有する雰囲気下で、フ
ォーミング処理同様、素子にパルス電圧の印加を繰り返
すことで行うことができ、雰囲気中に存在する有機物質
から、炭素あるいは炭素化合物が素子上に堆積し、素子
電流If, 放出電流Ieが、著しく増加するようになる。

【００１４】このような処理を経て作製された表面伝導
型電子放出素子は、例えば、フラットパネルディスプレ
イ等の画像形成装置に適用可能な電子源として十分な電
子放出特性を有する。

【００１５】従って、上述のように、印刷技術を用い
て、表面伝導型電子放出素子からなる大面積の電子源基
板を作製することによって、大面積の画像形成装置、例
えば大画面フラットパネルディスプレイを実現すること
ができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
表面伝導型電子放出素子に限らず、電子放出素子を利用
した画像形成装置にあっては、高輝度な画像を得るため
には、放出電子を十分加速して蛍光体に照射させるのが
好ましく、上記電子源基板と陽極基板の間に高い電圧
(数ｋＶ以上)を印加して用いること、その高い電圧にお
いても放電が起こらないように、上記電子源基板と陽極
基板が間隔(約１ｍｍ以上)をあけて配置されること、さ
らに、電子源基板と陽極基板との間隔以上に電子の飛程
を長くするために、画像形成装置内部を排気して十分な
真空状態とすること、等が必要であった。このため、電
子放出素子の近傍に、電気抵抗の高い表面が露出してい
ると、その表面が帯電することがあり、特に、その帯電
面の面積が大きい場合、電子放出素子からの放出電子の
軌道に影響し、高品質な画像が損なわれることがあっ
た。

【００１７】本発明は、かかる従来技術の課題を解決す
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、高品位な画像の得られる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、互いに
電気的に絶縁されたｍ本のＸ方向配線とn本のＹ方向配
線とに接続された複数の電子放出素子をマトリクス状に
配列した電子源基板と、該電子源基板に対向して配置し
た、蛍光膜とアノード電極を有するフェースプレート
と、からなる気密容器を有する画像形成装置であって、
前記気密容器内において、画像形成領域の外側に配置さ
れた前記ＸおよびＹ方向配線の幅は、前記画像形成領域
内に配置された前記ＸおよびＹ方向配線の幅よりも、そ
の幅が広い領域を有することを特徴とする。

【００１９】また、第２の本発明は、互いに電気的に絶
縁されたｍ本のＸ方向配線とn本のＹ方向配線とに接続
された複数の電子放出素子をマトリクス状に配列した電
子源基板と、該電子源基板に対向して配置した、蛍光膜
とアノード電極を有するフェースプレートと、からなる
気密容器を有する画像形成装置であって、前記気密容器
内において、実質的に４角形状の画像形成領域の４角に
近接した前記画像形成領域の外側に、前記Ｘ方向配線な
いしはＹ方向配線の幅が、全輝画像形成領域内に比較し
て広く形成された領域を有することを特徴とする。

【００２０】また、第３の本発明の画像形成装置は、互
いに電気的に絶縁されたｍ本のＸ方向配線とn本のＹ方
向配線とに、電子放出素子を接続し、該電子放出素子を
マトリックス状に配列した電子源基板と、該電子源基板
とほぼ一定の間隔を置いて対向して配置した、蛍光膜を
配したアノード電極を有するフェースプレートと、から
なる、ほぼ四角形の画像形成領域を有する画像形成装置
において、該画像形成領域に近接する画像形成領域の外
側の４角に、上記配線の少なくともひとつと電気的に接
続された導電部材を、各々配したことを特徴とする。

【００２１】また、上記導電部材は、上記配線のうち、
最も近接した配線以外の少なくともひとつと電気的に接
続されるのが好ましい。さらに、本発明の画像形成装置
における電子放出素子としては、冷陰極電子放出素子を
好ましく用いることができ、さらに好ましくは、表面伝
導型電子放出素子を用いることができる。

【００２２】第１の本発明の画像形成装置においては、
画像形成領域に近接する画像形成領域の外側の４角に、
配線の少なくともひとつと電気的に接続された導電部材
を、各々配することで、基板表面の露出した面積を減じ
ることができ、その領域での帯電を最小限に抑えること
ができる。さらに、上記導電部材は、上記配線のうち、
最も近接した配線以外の少なくともひとつと電気的に接
続することで、該導電部材に最も近い素子の駆動時に、
該導電部材の電位を規定することができる。

【００２３】第２の本発明の画像形成装置においては、
画像形成領域内よりも該画像形成領域に近接する画像形
成領域の外側で、配線の幅を広く形成することで、基板
表面の露出した面積を減じることができ、その領域での
帯電を最小限に抑えることができる。

【００２４】第３の本発明の画像形成装置においては、
画像形成領域に近接する画像形成領域の外側の４角で、
配線の幅を広く形成することで、基板表面の露出した面
積を減じることができ、その領域での帯電を最小限に抑
えることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の態
様について説明する。まず、図１および図２は、電子放
出素子がマトリックス状に配置された電子源基板を用い
た、第１の本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略
構成図（平面図）で、図１は画像形成領域の左端の周辺
部分、図２は画像形成領域の上端の周辺部分を拡大して
示したものである。なお、画像形成領域の右端、および
画像形成領域の下端も、それぞれ図１、図２と対称の形
態を有している。上記電子源（電子放出素子）の配置領
域は、実質的に四角形の領域である。

【００２６】ここで、本発明における「画像形成領域」
とは、電子放出素子が配置された領域、すなわち最も端
に位置する素子を結んだ線の内側の領域、および、その
領域が対向するフェースプレート上の領域を基本的には
意味する。しかしながら、実際には、ビームの広がりが
あるため、最も端に位置する素子から放出されるビーム
の広がりを考慮した領域までを含む。換言すると、「画
像形成領域」とは、最も端に位置する素子から放出され
るビームが、アノード（フェースプレート）上に形成す
るスポットを結んだ内側の領域、および、その領域が対
向するリアプレート上の領域を意味する。

【００２７】また、ここでは、電子放出素子として表面
伝導型電子放出素子を用いた例を示しているが、他の種
類の冷陰極電子放出素子、例えば、金属/絶縁体/金属
（ＭＩＭ）型電子放出素子、電界放出型電子放出素子等
を用いることができる。

【００２８】図１、図２において、１は基体、２、３は
素子電極、４は導電性膜、５は間隙部、６、７はそれぞ
れ素子電極２、３に接続された配線、８は配線６と７を
電気的に絶縁するための層間絶縁層である。

【００２９】また、図中、破線で示したのは、対向して
配された不図示のフェースプレート上に形成されたアノ
ード電極の位置に対応する。なお、配線６、７はそれぞ
れ、図１および図２中の座標に照らして、Ｙ方向配線、
Ｘ方向配線と呼び、また絶縁層８との位置関係により、
それぞれ下配線、上配線と呼ぶことがある。

【００３０】基体１は、後述するように、製造工程にお
いて熱処理が行われること、および真空雰囲気を形成す
る必要があることから、安価で加工性の良いガラス基体
が好ましく用いられる。

【００３１】また、対向する素子電極２、３は、例え
ば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等の貴金属からなる金属薄膜であ
り、数十ｎｍ程度の膜厚を有する。また、導電性膜４
は、例えば、通電フォーミングにより間隙部形成が容易
であるように、数ｎｍ程度のＰｄ微粒子で構成された、
膜厚が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度のＰｄ微粒子膜が好ましく
用いられる。

【００３２】また、間隙部５は、導電性膜４の一部に形
成された間隙部の内部に、炭素を有する膜が対向して配
置することでさらに狭く形成され、この間隙部５近傍よ
り電子が放出される。

【００３３】また、配線６、７は、図１、図２に示すよ
うに、複数の電子放出素子に給電するためのものであ
る。また、ｍ本のＸ方向配線７はＤＸ１、ＤＸ２、・
・、ＤＸｍ、ｎ本のＹ方向配線６は、ＤＹ１、ＤＹ２、
・・、ＤＹｎからなり，それぞれ、多数の電子放出素
子にほぼ均等な電圧が供給されるように、材料、膜厚、
配線幅等が設計される。これらｍ本のＸ方向配線７とｎ
本のＹ方向配線６の間には、層間絶縁層８が設置され、
電気的に分離されて、マトリックス配線を構成する（こ
のｍ，ｎは，共に正の整数）。

【００３４】また、配線６、７は、それぞれ、画像形成
領域の外側、すなわち電子放出素子の形成されていない
場所まで引き出されており、その場所においてその幅を
太く形成している。これは、画像形成領域の外側におい
て基板表面の露出面積を減じるためで、この部位におけ
る帯電を生じにくくしている。

【００３５】図１、図２に示した構成、すなわちマトリ
クス配置の構成において、Ｘ方向配線７には、Ｘ方向に
配列した電子放出素子の行を選択するための走査信号を
印加する不図示の走査信号印加手段が接続され、Ｙ方向
配線６には、Ｙ方向に配列した電子放出素子の各列を入
力信号に応じて、変調するための不図示の変調信号発生
手段が接続される。

【００３６】各電子放出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、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素
子を選択し、独立に駆動可能とすることができる。

【００３７】次に、図３は、図１および図２に示した本
発明の第１の画像形成装置の断面方向から見た図であ
る。図３において、３１は電子源を形成した基体である
リアプレート、３２は透明な基体の内面に蛍光膜３３と
メタルバック（アノード電極）３４等が形成されたフェ
ースプレートである。

【００３８】ここで、リアプレート３１とフェースプレ
ート３２に用いられる基体は、同じ熱膨張率、すなわち
同一の材料を用いるのが好ましく、ガラス基体が好まし
く用いられる。

【００３９】また、蛍光膜３３は、電子放出素子から放
出された電子が入射することで発光する蛍光体を有す
る。ここで、蛍光膜３３として、それぞれ赤、青、緑に
発光する蛍光体を順次配列させ、それぞれの境界にブラ
ックストライプを設けたカラー表示用のもの、一種類の
蛍光体を配したモノクロームのもの、等を用いることが
できる。

【００４０】また、メタルバック３４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３２側へ鏡面反
射させることにより輝度を向上させること、真空容器内
で発生した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、等の目的で配され、アルミニウムの薄膜が
用いられる。また、メタルバック３４は導体であるの
で、電子放出素子から放出された電子を加速して蛍光体
に照射させるための電圧を印加する電極、すなわちアノ
ード電極として機能させることができる。

【００４１】また、３５は、支持枠であり、リアプレー
ト３１、支持枠３５及びフェースプレート３２をフリッ
トガラス等を塗布し、加熱焼成することで、封着して、
気密容器３６を構成する。ここで、フリットガラスは、
基板の熱膨張率にあわせたものを用いると、剥がれや基
板の変形、割れ等を生じにくくなるため好ましい。ま
た、フェースープレート３２、リアプレート３１間に、
スペーサーとよばれる不図示の支持体を設置することに
より、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器３６を構
成することもできる。

【００４２】気密容器３６の内部１００は、電子放出素
子からの放出電子の飛程を確保するだけでなく、素子の
特性を安定にするために、真空に排気されている。ここ
で、好ましい真空度は使用する電子放出素子の形態等に
より異なるが、例えば、上述の表面伝導型電子放出素子
では、１×１０^-7Ｔｏｒｒ程度以下の真空度に保つのが
好ましい。

【００４３】また、気密容器３６の真空度を維持するた
めに、気密容器３６の内部にゲッターを配置する場合も
ある。これは、気密容器３６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、気密容器３６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、上記の真空度を維持するものである。

【００４４】また、当然のことではあるが、上記本発明
における「画像形成領域」は、上記気密容器内部１００
に収まっている。また、上記気密容器内部には、画像形
成に直接寄与しない領域も存在する。

【００４５】なお、本発明に係る画像形成装置におい
て、蛍光膜３３に用いられる蛍光体としては、一般的な
陰極線管（ＣＲＴ）で使用されている、光変換効率の高
い高加速蛍光体を用いるのが、輝度、色純度の良好な画
像を形成するのに好ましい。そのためには、高加速蛍光
体を良好な状態で使用するのに、上述のアノード電極、
すなわちメタルバック３４に印加するアノード電圧とし
て数ｋＶ〜十数ｋＶを必要とする。従って、リアプレー
ト３１とフェースプレート３２の距離は、真空が絶縁破
壊しないように、１ｍｍ程度以上に離すのが良い。その
ために、支持枠３５の高さを１ｍｍ程度以上とするのが
好ましい。

【００４６】以上の様な構成の画像形成装置において、
アノード電圧を印加した状態で、所望の電子放出素子
を、気密容器の外側から、配線６、７を通じ、電圧を印
加することにより、電子放出させ、蛍光膜３３に衝突さ
せ、励起・発光させることで画像を表示する。しかしな
がら、気密容器内において、アノード電極（ここではメ
タルバック３４）に対向したリアプレート３４の表面に
電気抵抗の高い面が広く露出していると、その部分が帯
電する場合があり、電子放出素子からの放出電子の軌道
を変化させてしまうことがある。従って、このような場
合、蛍光膜３３上の所望の位置に放出電子が照射しなく
なり、画像が乱れてしまうことになる。

【００４７】画像形成領域内は、電子放出素子と配線が
形成されており、できるかぎり電気抵抗の高い面の露出
面積を減じるように、素子と配線を密に配することで、
上記問題は回避可能である。しかしながら、画像形成領
域の周辺部、特に、最も端に位置する素子に対しては、
画像形成領域の外側に電気抵抗の高い面が露出してしま
うので、画像形成領域端部における画像の乱れが生じ易
い。

【００４８】第１の本発明に係る画像形成装置において
は、上述したように、配線６、７が、それぞれ、画像形
成領域の外側、すなわち電子放出素子の形成されていな
い場所まで引き出されており、かつ、その場所において
その幅を太く形成しており、画像形成領域外側の電気抵
抗の高い面の露出面積を減じたため、画像形成領域端部
における画像の乱れを防止できる。

【００４９】さらに、第２の本発明に係る画像形成装置
の構成について、図４を用いて説明する。図４、図５、
図６は、それぞれ、電子放出素子がマトリックス状に配
置された電子源基板を用いた、第２の本発明に係る画像
形成装置の構成を示す概略構成図（平面図）で、画像表
示領域の４角のうち、左上端部分を拡大して示したもの
であるが、他の３つの角も同様の形態を有する。なお、
図４〜図６において、図中の番号は、それぞれ図１、図
２中の同じ番号で示したものと同一である。

【００５０】まず、配線６、７は、前述したように、ｍ
本のＸ方向配線７は，ＤＸ１、ＤＸ２、・・、ＤＸｍ、
ｎ本のＹ方向配線６は、ＤＹ１、ＤＹ２、・・、ＤＹｎ
からなるが、左上端の角において、ＤＸ１とＤＹ１の形
状を図４に示したように、広く変形させている。これ
は、画像形成領域の外側の角の部分で基板表面の露出面
積を減じるためで、この部位における帯電を生じにくく
している。なお、同様に、不図示の、左下端ではＤＸｍ
とＤＹ１、右上端ではＤＸ１とＤＹｎ、右下端ではＤＸ
ｍとＤＹｎをそれぞれ広く変形させて、画像形成領域の
外側の角の部分で基板表面の露出面積を減じている。

【００５１】ここで、本発明では、画像形成領域の外側
の角の部分で基板表面の露出面積を減じることが目的で
あるため、図５の様に、Ｘ方向配線（左上端ではＤＸ
１）のみを広く変形させても良く、また、図６の様に、
Ｙ方向配線（左上端ではＤＹ１）のみを広く変形させて
も良い。

【００５２】第２の本発明に係る画像形成装置において
も、配線の形状以外は、図３を用いて説明した画像形成
装置と同様の構成が用いられる。画像形成領域の４角に
位置する素子に対しては、画像形成領域の外側の電気抵
抗の高い面が最も広く露出してしまうため、画像の乱れ
が生じ易いので、第２の本発明に係る画像形成装置にお
いては、上述したように、画像形成領域の外側の４角
で、配線６、７を変形して広く形成することで画像形成
領域外側の電気抵抗の高い面の露出面積を減じたため、
画像形成領域角部における画像の乱れを防止できる。

【００５３】さらに、第３の本発明に係る画像形成装置
の構成について、図７を用いて説明する。図７は、それ
ぞれ、電子放出素子がマトリックス状に配置された電子
源基板を用いた、第３の本発明に係る画像形成装置の構
成を示す概略構成図（平面図）で、画像表示領域の４角
のうち、左上端部分を拡大して示したものであるが、他
の３つの角も同様の形態を有する。なお、図７におい
て、図中の番号は、それぞれ図１、図２、図４中の同じ
番号で示したものと同一である。

【００５４】図７中、９は画像形成領域の外側の角部に
配された導電部材である。導電部材９は、画像形成領域
の角の部分の基板表面の露出面積を減じるために配され
たものであり、配線６、７と同じ材料を用いることがで
きる。ここで、導電部材９は、配線６、７のいずれか一
本と電気的にほぼ等電位となるよう接続することで、電
位を規定することができる。

【００５５】図７に示した構成、すなわちマトリクス配
置の構成において、Ｘ方向配線７には、Ｘ方向に配列し
た電子放出素子の行を選択するための走査信号を印加す
る不図示の走査信号印加手段が接続され、Ｙ方向配線６
には、Ｙ方向に配列した電子放出素子の各列を入力信号
に応じて、変調するための不図示の変調信号発生手段が
接続される。

【００５６】各電子放出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、単純なマトリクス配線を用いて、個別の素
子を選択し、独立に駆動可能とすることができる。

【００５７】ここで、非選択時に電位が０である通常の
単純マトリックス駆動を例に取ると、Ｘ方向配線に印加
する走査信号（例えば−Ｖｏｐ／２）は、ＤＸ１から順
にＤＸｍまで一定の間隔で順次印加され、選択すべき素
子に走査信号が印加されるタイミングに合わせて、Ｙ方
向配線には、入力信号（例えば＋Ｖｏｐ／２）が印加さ
れることになる。ここで、Ｖｏｐは選択時に素子にかか
る駆動電圧である。

【００５８】第３の本発明に係る画像形成装置におい
て、画像形成領域の角の部分の基板表面が帯電した場合
に最も影響される素子は、角に位置する素子、すなわち
左上端においては図７のように、ＤＸ１とＤＹ１の交点
に位置する素子である。

【００５９】この素子が選択され電子放出しているとき
は、ＤＸ１、ＤＹ１ともに電圧が印加されているため、
導電部材９をＤＸ１ないしＤＹ１と電気的に接続する
と、ＤＸ１とＤＹ１の交点に位置する素子からの放出電
子の軌道は、導電部材９の電位により影響を受けてしま
う。また、ＤＹ１以外のＹ方向配線は、ある任意の瞬間
の電圧印加状態が、その時表示される画像によって異な
るため電位が規定できない。

【００６０】従って、左上端の角部における導電部材９
を電位規定するために、電気的に接続するのに好ましい
配線は、ＤＸ１以外のＸ方向配線である。同様に、右上
端部もＤＸ１以外のＸ方向配線、左下端部および右下端
部では、ＤＸｍ以外のＸ方向配線に接続するのが好まし
い。実際には、左上端部、右上端部ではＤＸ２、左下端
部、右下端部ではＤＸｍ−１の配線と接続すればよい。

【００６１】なお、駆動方法によっては、上記のように
導電部材９を接続する配線を特に考慮しなくとも良い場
合もあるので、駆動方法に鑑みて好適な電位規定を行な
えばよい。

【００６２】第３の本発明に係る画像形成装置において
も、配線の形状以外は、図３を用いて説明した画像形成
装置と同様の構成が用いられる。画像形成領域の４角に
位置する素子に対しては、画像形成領域の外側の電気抵
抗の高い面が最も広く露出してしまうため、画像の乱れ
が生じ易いので、第１の本発明に係る画像形成装置にお
いては、上述したように、画像形成領域の外側の４角
に、導電部材９を形成することで画像形成領域外側の電
気抵抗の高い面の露出面積を減じたため、画像形成領域
角部における画像の乱れを防止できる。

【００６３】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を更に
詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各
要素の置換や設計変更がなされたものをも包含する。

【００６４】（実施例１）本実施例にかかわる基本的な
画像形成装置の構成は、図１、図２、図３と同様であ
る。

【００６５】本実施例における画像形成装置の製造法
は、図８及び図９に示している。以下、図１〜図３、図
８及び図９を用いて、本実施例の画像形成装置の基本的
な構成及び製造法を説明する。

【００６６】図８及び図９は簡便のため、画像形成装置
の一部を拡大して示しているが、本実施例は、多数の電
子放出素子を単純マトリクス配置した画像形成装置の例
である。

【００６７】（工程−ａ）清浄化したガラス基体１上
に、スパッタ法により厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ５０ｎｍ
のＰｔを順次堆積する。その後、素子電極２、３のパタ
ーンをフォトレジストで形成し、ドライエッチング処理
によって素子電極２、３のパターン以外のＰｔ／Ｔｉ堆
積層を除去し、最後にフォトレジストパターンを除去し
て、素子電極２、３を形成する（図８の（ａ））。

【００６８】（工程−ｂ）素子電極２、３を形成した基
体１上に、スクリーン印刷により、配線６のパターンを
Ａｇペーストを用いて形成し、乾燥後、５００℃で焼成
し、Ａｇからなる所望の形状の配線６を形成する（図８
の（ｂ））。

【００６９】なお、ここで、配線６の幅は画像形成領域
内部で約７０μｍとし、配線６間の距離は約２２０μｍ
とした。また、画像形成領域の外側、すなわち、最も端
に位置する素子電極の外側の領域において、配線６の幅
を１５０μｍに広げ、配線６間の距離、すなわち基板表
面の露出する幅は約１４０μｍとした。なお、配線６
は、そのまま引き出し電極となるよう、基体１の端まで
形成する。

【００７０】（工程−ｃ）次に層間絶縁層８のパターン
を、スクリーン印刷により、ガラスペーストを用いて形
成し、乾燥後、５００℃で焼成する。十分な絶縁性を得
るために、再度、ガラスペーストを印刷、乾燥、焼成を
繰り返して、ガラスからなる所望の形状の層間絶縁層８
を形成する（図８の（ｃ））。

【００７１】（工程−ｄ）層間絶縁層８を形成した部位
において下配線６と交差するように、上配線７のパター
ンを、スクリーン印刷により、Ａｇペーストを用いて形
成し、乾燥後、５００℃で焼成し、Ａｇからなる所望の
形状の上配線７を形成する（図９の（ａ））。

【００７２】なお、ここで、配線７の幅は画像形成領域
内部で約２８０μｍとし、配線７間の距離は約３４０μ
ｍとした。また、画像形成領域の外側、すなわち、最も
端に位置する素子電極の外側の領域において、配線７の
幅を４４０μｍに広げ、配線７間の距離、すなわち基板
表面の露出する幅は約１８０μｍとした。なお、配線７
は、そのまま引き出し電極となるよう、基体１の端まで
形成する。

【００７３】以上の工程により、素子電極２、３が配線
６、７によってマトリックス状に結線された、基板が形
成できる。（工程−ｅ）次に、導電性膜４を素子電極２、３のギャ
ップ間にまたがるように形成する（図９の（ｂ））。

【００７４】導電性膜４の形成は、有機パラジウム溶液
をインクジェット法により所望の位置に塗布し、３５０
℃で３０分間の加熱焼成処理をする。こうして得られた
導電性膜４はＰｄＯを主成分とする微粒子からなり、膜
厚は約１０ｎｍであった。

【００７５】以上の工程により基体１上に下配線６、層
間絶縁層８、上配線７、素子電極２及び３、導電性膜４
を形成しリアプレートを作製した。次に、図３に示すよ
うに、上記のように作製したリアプレート３１の２ｍｍ
上方に、フェースプレート３２（ガラス基体の内面に蛍
光膜３３とメタルバック３４が形成されて構成される）
を支持枠３５を介し配置し、フェースプレート３２、支
持枠３５、リアプレート３１の接合部にフリットガラス
を塗布し、大気中で４００℃ で３０分焼成することで
封着した。尚、この時点では気密容器として完成しては
いない。

【００７６】以上のようにして完成したガラス容器内の
雰囲気を排気管（図示せず）を通じ真空ポンプにて排気
し、十分な真空度に達した後、配線６、７を通じ素子電
極２、３間に電圧を印加し、導電性膜４をフォーミング
処理した。

【００７７】その後、パネル内の圧力が１０^-8Ｔｏｒｒ
台に達するまで排気を続けた後、パネルの排気管より、
全圧が１×１０^-6Ｔｏｒｒとなるように有機物質をパネ
ル内に導入し維持した。さらに、配線６、７を通じ素子
電極２、３間に、１５Ｖの波高値のパルス電圧を印加
し、活性化処理を行った。

【００７８】このように、フォーミング、活性化処理を
行ない、導電性膜４に間隙部５を形成した。次に１０^-7
Ｔｏｒｒ程度の圧力まで排気し、不図示の排気管をガス
バーナーで熱することで溶着し容器の封止を行い気密容
器３６を完成した。最後に封止後の圧力を維持するため
に、高周波加熱法でゲッター処理を行った。

【００７９】以上のように完成した気密容器に不図示の
駆動回路を取り付けた本発明の画像表示装置において、
各電子放出素子には、配線７、６を通じ、走査信号及び
変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ、印加す
ることにより、電子放出させ、メタルバック３４に５ｋ
Ｖ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜３
３に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示し
た。

【００８０】本実施例における画像形成装置は、テレビ
ジョンとして十分満足できる輝度（約１５０ｆＬ）で良
好な画像を長時間にわたって安定に表示でき、周辺部に
おいても、画像の乱れの無い高品質な画像が得られた。

【００８１】（実施例２〜４）本実施例２にかかわる基
本的な画像形成装置の構成は、図３、図４〜図６と同様
である。また、本実施例における電子源基板の製造法
は、図８及び図９と同様の工程にしたがった。

【００８２】以下、図４〜図６を用いて、本実施例の画
像形成装置の基本的な構成及び製造法を説明する。（工程−ａ）実施例１と同様に、清浄化したガラス基体
１上に素子電極２、３を形成する。

【００８３】（工程−ｂ）実施例１と同様に、配線６を
形成する。なお、ここで、配線６のうち、ＤＹ１とＤＹ
ｎは、画像形成領域の外側の４角において、図４と同様
になるように、形を広げて形成した。

【００８４】（工程−ｃ）次に、実施例１と同様に、層
間絶縁層８を形成する。（工程−ｄ）実施例１と同様に、上配線７を形成する。

【００８５】なお、ここで、配線７のうち、ＤＸ１とＤ
Ｘｍは、画像形成領域の外側の４角において、図４と同
様になるように、形を広げて形成した。ここで、形を広
げて形成した領域でのＤＹ１とＤＸ１との距離は、約２
００μｍ以下となるように形成した。

【００８６】以上の工程により、素子電極２、３が配線
６、７によってマトリックス状に結線された、基板が形
成できる。工程−ｅ以降は、実施例１と同じ工程によ
り、本実施例における画像形成装置を作製し、画像表示
を行なった。

【００８７】その結果、テレビジョンとして十分満足で
きる輝度（約１５０ｆＬ）で良好な画像を長時間にわた
って安定に表示でき、４角の部分においても、画像の乱
れの無い高品質な画像が得られた。

【００８８】さらに、配線７を図５の様に形成した実施
例３、配線６を図６の様に形成した実施例４において
も、同様に４角の部分においても、画像の乱れの無い、
長時間にわたって安定な高品質な画像が得られた。

【００８９】（参考例）本参考例にかかわる基本的な画
像形成装置の構成は、図３、図７と同様である。また、
本実施例における画像形成装置の製造法は、図１０及び
図１１に示している。以下、図７、図１０及び図１１を
用いて、本発明に関わる画像形成装置の基本的な構成及
び製造法を説明する。

【００９０】（工程−ａ）実施例１と同様に、清浄化し
たガラス基体１上に、素子電極２、３を形成する（図１
０の（ａ））。

【００９１】（工程−ｂ）実施例１と同様に、配線６を
形成する。ここで、導電部材９を所定の位置、すなわ
ち、画像形成領域の外側の４角の位置に同時に形成する
（図１０の（ｂ））。なお、導電部材９と配線６との間
の距離は、約２００μｍ以下とした。

【００９２】（工程−ｃ）次に、実施例１と同様に、層
間絶縁層８を形成する。ここで、導電部材９が、次の上
配線形成時に、最近接の上配線と接続しないように、導
電部材９の上にも層間絶縁層８を形成する（図１０の
（ｃ））。

【００９３】（工程−ｄ）実施例１と同様に、上配線７
を形成する。ここで、導電部材９が、最近接の次の配線
７と接続するように形成される（図１１の（ａ））。な
お、導電部材９と配線７の最近接の配線との間の距離は
約２００μｍ以下とした。

【００９４】以上の工程により、素子電極２、３が配線
６、７によってマトリックス状に結線された、基板が形
成できる。工程−ｅ以降は、実施例１と同じ工程によ
り、本実施例における画像形成装置を作製し、画像表示
を行なった。

【００９５】その結果、テレビジョンとして十分満足で
きる輝度（約１５０ｆＬ）で良好な画像を長時間にわた
って安定に表示でき、４角の部分においても、画像の乱
れの無い高品質な画像が得られた。

【００９６】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、電
子源基板表面に露出した、電気抵抗の高い表面における
帯電を抑制し、電子放出素子からの放出電子の軌道に対
する影響を排除したので、良好な画像を長時間にわたり
保持し得る大画面の平面型の画像形成装置、例えば、カ
ラーフラットテレビが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の画像形成領域左端周辺
部分の一例を示す平面図である。

【図２】本発明の画像形成装置の画像形成領域上端周辺
部分の一例を示す平面図である。

【図３】本発明の画像形成装置を示す断面図である。

【図４】本発明の画像形成装置の画像形成領域左上端周
辺部分の一例を示す平面図である。

【図５】本発明の画像形成装置の画像形成領域左上端周
辺部分の別の例を示す平面図である。

【図６】本発明の画像形成装置の画像形成領域左上端周
辺部分の更に別の例を示す平面図である。

【図７】本発明の画像形成装置の画像形成領域左上端周
辺部分の更に別の例を示す平面図である。

【図８】実施例１における電子源基板の作製方法を説明
するための平面図である。

【図９】実施例における電子源基板の作製方法を説明す
るための平面図である。

【図１０】別の実施例における電子源基板の作製方法を
説明するための平面図である。

【図１１】電子源基板の作製方法を説明するための平面
図である。

【図１２】従来の電子源の一部を示す平面図である。

【図１３】図１２における表面伝導形電子放出素子周辺
を取り出した斜視図である。

【符号の説明】

１、９１基体２、３素子電極４導電性膜５、９５間隙６、７配線８層間絶縁層９導電部材３１リアプレート３２フェースプレート３３蛍光膜３４メタルバック３５支持枠３６気密容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12 - 31/15 H01J 29/04 H01J 29/90 H01J 1/316 H01J 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに電気的に絶縁されたｍ本のＸ方向配
線とn本のＹ方向配線とに接続された複数の電子放出素
子をマトリクス状に配列した電子源基板と、該電子源基
板に対向して配置した、蛍光膜とアノード電極を有する
フェースプレートと、からなる気密容器を有する画像形
成装置であって、前記気密容器内において、画像形成領
域の外側に配置された前記ＸおよびＹ方向配線の幅は、
前記画像形成領域内に配置された前記ＸおよびＹ方向配
線の幅よりも、その幅が広い領域を有することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】互いに電気的に絶縁されたｍ本のＸ方向配
線とn本のＹ方向配線とに接続された複数の電子放出素
子をマトリクス状に配列した電子源基板と、該電子源基
板に対向して配置した、蛍光膜とアノード電極を有する
フェースプレートと、からなる気密容器を有する画像形
成装置であって、前記気密容器内において、実質的に４
角形状の画像形成領域の４角に近接した前記画像形成領
域の外側に、前記Ｘ方向配線ないしはＹ方向配線の幅
が、前記画像形成領域内に比較して広く形成された領域
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】上記電子放出素子は、冷陰極電子放出素子
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形
成装置。
【請求項４】上記電子放出素子は、表面伝導型電子放出
素子であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成
装置。