JPH07302559A

JPH07302559A - 画像形成装置、および画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JPH07302559A
Application number: JP9327194A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Mitsumichi; 和宏三道; Yoshiki Uda; 芳己宇田; Shinichi Kawate; 信一河手
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1994-05-02
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】背面板が薄く、軽量であって、電子放出素子
群の作製工程における背面板のハンドリングが容易とな
る。【構成】電子放出素子群１を搭載した背面板２と、背
面板２と対向配置され、電子放出素子群１からの電子線
の照射により画像が形成される画像形成部材３を搭載し
た前面板４と、前面板４と背面板２との間にあって、前
面板４および背面板２の周縁を電子放出素子群１を囲む
ように支持する支持枠５とから構成され、前面板４、背
面板２および支持枠５の接合部は、フリットガラス６に
より固着された画像形成装置である。さらに、背面板２
には、フリットガラス６により背面板２を強化する補強
板７が固着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子源を応用して画像
を形成する薄型の画像形成装置、および画像形成装置の
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。このうち冷陰極電
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などがある。

【０００３】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke & W.W.Dol
an,"Field emission",Advance in Electron Physics,8,
89(1956)やC.A.Spindt,"Physical properties of thin-
film field emission cathodes with molybdenum cone
s",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)等が知られている。

【０００４】ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead,"The tu
nnel-emission amplifier",J.Appl.Phys.,32,646(1961)
等が知られている。

【０００５】表面伝導型電子放出素子の例としては、E.
I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.,10,1290(1965)等
がある。

【０００６】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、電子放出が生じる現象を利用するものである。

【０００７】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ＳｎＯ₂薄膜を用いたもの、Ａｕ
薄膜によるもの［G.Dittmer:"Thin Solid Films",9,31
7，(1972)］、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの［M.Ha
rtwell and C.G.Fonstad:"IEEE Trans. ED Conf.",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年）］等が
報告されている。

【０００８】ここで、上述の電子放出素子を応用して画
像を形成する、従来の画像形成装置を図８および図９に
基づいて説明する。

【０００９】図８は、従来の画像形成装置の構成を説明
するための縦断面図、図９は、図８に示した画像形成装
置の一部を切り欠いて見た平面図である。

【００１０】従来の画像形成装置は、図８および図９に
示すように、電子放出素子群１０１を搭載した背面板１
０２と、背面板１０２と対向配置され、電子放出素子群
１０１からの電子線の照射により画像が形成される画像
形成部材１０３を搭載した前面板１０４と、前面板１０
４と背面板１０２との間にあって、前面板１０４および
背面板１０２の周縁を電子放出素子群１０１を囲むよう
に支持する支持枠１０５とから構成され、前面板１０
４、背面板１０２および支持枠１０５の接合部は、フリ
ットガラス１０６により固着されている。

【００１１】次に、従来の画像形成装置の製造方法を説
明する。図１０は、従来の画像形成装置の製造方法を説
明するための工程図である。

【００１２】まず、図１０（ａ）に示すように、支持枠
１０５と前面板１０４の接合面にフリットガラスを塗布
して組立てた後、炉中で焼成を行ない、図１０（ｂ）に
示すように前面板１０４に支持枠１０５を固定する。

【００１３】次に、図１０（ｃ）に示すように、支持枠
１０５と背面板１０２の接合面にフリットガラス１０６
を塗布して組立てた後、炉中で焼成を行ない、図１０
（ｄ）に示すように支持枠１０５に背面板１０２を固定
する。

【００１４】さらに、上記工程で気密接合した装置内を
真空状態にする為に、支持枠１０５などに設けられた排
気管（不図示）により真空に引き、その後、排気管を封
止して、画像形成装置とする。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置では、装置内を真空にしたときに装置
を構成する各部材が大気圧に耐える必要がある。そこ
で、各部材の厚さを大気圧に十分に耐えられる厚さにし
て対応すればよいが、このとき背面板が厚く、重いもの
となるので、背面板上に電子放出素子群を形成する工程
を行なうにあたって、作業中、背面板のハンドリングが
しにくいという問題点が生じる。

【００１６】このため本発明は、上記従来技術の問題点
に鑑み、背面板が薄く、軽量であって、電子放出素子群
の作製工程における背面板のハンドリングが容易となる
画像形成装置、および画像形成装置の製造方法を提供す
ることを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、複数の、ＦＥ型、表面伝導型電子放出素子
などの電子放出素子を搭載した背面板と、該背面板に対
向するように配置され前記電子放出素子から放出される
電子線の照射により画像が形成される画像形成部材を搭
載した前面板と、前記背面板と前記前面板の間にあって
前記電子放出素子を囲むように前記背面板および前記前
面板の外周縁を支持する支持枠を有する画像形成装置に
おいて、前記背面板に補強板が固定されていることを特
徴とする。

【００１８】また、前記画像形成装置において、前記補
強板は、前記背面板と熱膨張率が同じであるものが好ま
しく、前記背面板と前記前面板の間に支柱としてスペー
サーが設けられているものであってもよい。

【００１９】上記のような画像形成装置を構成する各部
材同士をフリットガラスを用いて気密接合する、画像形
成装置の製造方法も本発明に属しており、前記気密接合
した容器内を真空にすることを特徴とし、前記背面板、
前記前面板、前記支持枠および前記補強板を接着固定し
て気密接合するためにフリットガラスを接着部に塗布し
て加熱焼成を行なう際、前記背面板と前記支持枠の接着
および前記背面板と前記補強板の接着を１回の加熱焼成
工程で行なう方法や、前記前面板と前記支持枠の接着
が、前記背面板と前記支持枠の接着および前記背面板と
前記補強板の接着を行なうための加熱焼成工程において
同時に行なわれる方法でもよい。

【００２０】

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、画像形
成装置に耐大気圧性を持たせる為に、他の構成部材と同
様に背面板の肉厚を厚くしなくても、背面板に補強板を
固定することにより、装置の耐大気圧性は達成される。
また、補強板の肉厚を厚くすれば、背面板の肉厚は薄く
て済み、背面板の重さは軽くなる。このため、背面板上
に電子放出素子を搭載する工程においても、その背面板
のハンドリングが容易となり、作業性が向上する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２２】（第１の実施例）図１は、本発明の画像形
成装置の第１の実施例の構成を説明するための縦断面
図、図２は、図１に示した画像形成装置の一部を切り欠
いて見た平面図である。

【００２３】本発明の画像形成装置は、図１および図２
に示すように、表面伝導型電子放出素子の電子放出素子
群１を搭載した背面板２と、背面板２と対向配置され、
電子放出素子群１からの電子線の照射により画像が形成
される画像形成部材３を搭載した前面板４と、前面板４
と背面板２との間にあって、前面板４および背面板２の
周縁を電子放出素子群１を囲むように支持する支持枠５
とから構成され、前面板４、背面板２および支持枠５の
接合部は、フリットガラス６により固着されている。さ
らに、背面板２には、フリットガラス６により背面板２
を強化する補強板７が固着されている。

【００２４】次に、本実施例の製造方法を説明する。

【００２５】図３は、本発明の画像形成装置の第１の実
施例を製造する際の一工程例を説明するための図であ
る。

【００２６】本実施例では、背面板２としては縦２５０
ｍｍ×横３２０ｍｍ×厚さ２．８ｍｍの青板ガラスを、
補強板７としては縦２５０ｍｍ×横３２０ｍｍ×厚さ１
０．０ｍｍの青板ガラスを用い、前面板４および支持枠
５は青板ガラスを切削加工して作製した。また、後述す
る複数の電子放出素子を作製した基板を背面板２に搭載
し、画像形成部材として蛍光体を塗布したガラス基板を
前面板４に搭載した。さらに、フリットガラス６として
は、日本電気硝子製ＬＳ−３０８１を用いた。

【００２７】このような各構成部材を用い、まず、図３
（ａ）に示すように、前面板４と支持枠５の接合面にフ
リットガラス６を塗布して組立てた後、炉中４１０℃で
１０分間の焼成を行ない、図３（ｂ）に示すように前面
板４に支持枠５を固定した。

【００２８】次に、図３（ｃ）に示すように、支持枠５
と背面板２の接合面にフリットガラス６を塗布して組立
てた後、炉中４１０℃で１０分間の焼成を行ない、図３
（ｄ）に示すように支持枠５に背面板２を固定した。

【００２９】さらに、図３（ｅ）に示すように、支持枠
５と補強板７の接合面にフリットガラス６を塗布して組
立てた後、炉中４１０℃で１０分間の焼成を行ない、図
３（ｆ）に示すように背面板２に補強板７を固定した。

【００３０】最後に、上記工程で気密接合した装置内を
真空状態にする為に、支持枠５などに設けられた排気管
（不図示）により真空に引き、その後、排気管を封止し
て、画像形成装置とした。

【００３１】また、上記工程の他に、次のような工程で
製造してもよい。

【００３２】図４および図５は、本発明の画像形成装置
の第１の実施例の他の製造例を説明するための工程図で
ある。

【００３３】図４（ａ）に示すように、まず、前面板４
と支持枠５の接合面にフリットガラス６を塗布して組立
てた後、炉中４１０℃で１０分間の焼成を行ない、図４
（ｂ）に示すように前面板４に支持枠５を固定した。

【００３４】次に、図４（ｃ）に示すように、支持枠５
と背面板２の接合面にフリットガラス６を塗布し、さら
に背面板２と補強板７の接合面にフリットガラス６を塗
布して組立てた後、炉中４１０℃で１０分間の焼成を行
ない、図４（ｄ）に示すように支持枠５に背面板２を、
さらに背面板２に補強板７を固定した。

【００３５】最後に、上記工程で気密接合した装置内を
真空状態にする為に、支持枠５などに設けられた排気管
（不図示）により真空に引き、その後、排気管を封止し
て、画像形成装置とした。

【００３６】この工程では、支持枠５、背面板２および
補強板７をフリットガラス６により一度に接合した上で
加熱焼成をした。そのため、背面板２が２回以上の焼成
工程を経験する場合と比較して、熱によって電子放出素
子の電子放出効率が低下したり、基板が歪んだりすると
いう現象が起こる可能性を減らすことができる。また、
工程全体においても焼成回数が減ることにより、製造に
かかる時間も短縮できた。

【００３７】また、図５（ａ）に示すように、前面板
４、支持枠５、背面板２および補強板７をフリットガラ
ス６により一度に接合し、炉中で加熱焼成を行ない、図
５（ｂ）に示すように、各構成部材を固定することによ
り、製造にかかる時間がさらに短縮できる。

【００３８】なお、補強板７は、焼成時の加熱温度を考
えると補強板７と背面板２との接合面で剥離が生じる恐
れがあるので、背面板２の熱膨張率と同じものが好まし
い。

【００３９】本実施例は、背面板２に補強板７を固定し
たことにより、画像形成装置に耐大気圧性を持たせる為
に、他の構成部材と同様に背面板の肉厚を厚くしなくて
も装置の耐大気圧性が達成される。また、補強板の肉厚
を厚くすれば、背面板の肉厚は薄くて済み、背面板の重
さは軽くなる。このため、背面板上に電子放出素子を搭
載する工程においても、その背面板のハンドリングが容
易となり、作業性が向上する。

【００４０】（第２の実施例）本実施例では、第１の実
施例と同一の構成要素に同一符号を用いている。

【００４１】図６は、本発明の画像形成装置の第２の実
施例の一製造例を説明するための工程図である。

【００４２】本実施例の画像形成装置は、図６（ｄ）に
示すように、電子放出素子群１を搭載した背面板２と、
背面板２と対向配置され、電子放出素子群１からの電子
線の照射により画像が形成される画像形成部材３を搭載
した前面板４と、前面板４と背面板２との間にあって、
前面板４および背面板２の周縁を電子放出素子群１を囲
むように支持する支持枠５と、前面板２と背面板３の間
に大気圧支持部材または間隔設定用部材として配置され
たスペーサー１とから構成され、前面板４、背面板３、
支持枠５およびスペーサ１の接合部は、フリットガラス
６により固着されている。さらに、背面板２には、フリ
ットガラス６により背面板２を強化する補強板７が固着
されている。

【００４３】次に、図６を参照し、本実施例の製造方法
を説明する。

【００４４】本実施例でも、背面板２としては縦２５０
ｍｍ×横３２０ｍｍ×厚さ２．８ｍｍの青板ガラスを、
補強板７としては縦２５０ｍｍ×横３２０ｍｍ×厚さ２
０．０ｍｍの青板ガラスを用い、前面板４および支持枠
５は青板ガラスを切削加工して作製した。スペーサー８
は、感光性ガラスをエッチングして作製した。

【００４５】また、後述する複数の電子放出素子を作製
した基板を背面板２に搭載し、画像形成部材として蛍光
体を塗布したガラス基板を前面板４に搭載した。さら
に、フリットガラス６としては、日本電気硝子製ＬＳ−
３０８１を用いた。

【００４６】このような各構成部材を用い、まず、図６
（ａ）に示すように、前面板４と支持枠５の接合面と、
前面板４とスペーサー８の接合面とにフリットガラス６
を塗布して組み立てた後、炉中４１０℃で６０分間の焼
成を行なうことにより、図６（ｂ）に示すように、前面
板４に支持枠４およびスペーサー８を固定した。

【００４７】次に、図６（ｃ）に示すように、支持枠４
およびスペーサー８と背面板７との接合面と、背面板７
と補強板１の接合面とにフリットガラス７を塗布して組
み立てた後、４１０℃で６０分間の焼成を行ない、図６
（ｄ）に示すように、支持枠４およびスペーサー８と背
面板７、並びに背面板７と補強板１とを同時に固定し
た。

【００４８】最後に、上記工程で気密接合した装置内を
真空状態にする為に、支持枠５などに設けられた排気管
（不図示）により真空に引き、その後、排気管を封止し
て、画像形成装置とした。

【００４９】なお、補強板７は、焼成時の加熱温度を考
えると補強板７と背面板２との接合面で剥離が生じる恐
れがあるので、背面板２の熱膨張率と同じものが好まし
い。

【００５０】本実施例は、背面板２に補強板７を固定し
たことにより、画像形成装置に耐大気圧性を持たせる為
に、他の構成部材と同様に背面板の肉厚を厚くしなくて
も装置の耐大気圧性が達成される。また、補強板の肉厚
を厚くすれば、背面板の肉厚は薄くて済み、背面板の重
さは軽くなる。このため、背面板上に電子放出素子を搭
載する工程においても、その背面板のハンドリングが容
易となり、作業性が向上する。さらには、前面板４と背
面板２の間にスペーサー８を配置したことにより、容器
内を真空状態にした時の耐大気圧性がさらに向上した。

【００５１】上述した第１および第２の実施例におい
て、背面板上に搭載される複数の素子としては、表面伝
導型電子放出素子の他に種々の電子源を用いることがで
きる。本発明で用いた表面伝導型電子放出素子を挙げて
その構成を簡単に説明する。図７は、表面伝導型電子放
出素子の基本的な構成の一例を示すものであり、（ａ）
はその平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【００５２】表面伝導型電子放出素子は図７に示すよう
に、絶縁性基板１１を備えており、絶縁性基板１１上に
は、素子電極１５，１６が一定間隔Ｌ１でそれぞれ配置
されている。この絶縁性基板上１１の各素子電極１５，
１６の間には、薄膜導電体１４が形成されている。薄膜
導電体１４には、電子を放出する電子放出部１３が薄膜
導電体１４に通電加熱を施すことにより形成されている
（特開平２−５６８２２号公報、特開平４−２８１３９
号公報参照）。

【００５３】電子放出部１３としては粒径が数十オング
ストローム程度の導電性微粒子からなり、電子放出部１
３以外の薄膜導電体１４は微粒子膜からなる。

【００５４】なお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
さす。

【００５５】またこれとは別に薄膜導電体１４には、導
電性微粒子が分散されたカーボン薄膜等の場合がある。

【００５６】薄膜導電体１４の具体例を挙げるならば、
Ｐｂ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚ
ｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂなどの金属、ＰｂＯ、ＳｎＯ
₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃などの酸化物、ＨｆＢ
2、ＺｒＢ2、ＬａＢ6、ＣｅＢ6、ＹＢ4、ＧｄＢ4などの
硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、Ｗ
Ｃなどの炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮなどの窒化
物、Ｓｉ、Ｇｅなどの半導体、カーボン、ＡｇＭｇ、Ｎ
ｉＣｕなどである。

【００５７】そして、薄膜導電体１４は、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、スピナー法などによって形成される。

【００５８】この表面伝導型電子放出素子の製造方法の
一例について説明すると、図７において、まず、絶縁性
基板１１として青板ガラスを用い、絶縁性基板１１上に
Ｎｉを用いて素子電極１５，１６を形成した。この時、
素子電極間隔Ｌ１を３μｍ、素子電極幅Ｗ１を５００μ
ｍ、素子電極の厚さｄを１０００Åとした。

【００５９】次に、素子電極上を含む所望の位置に有機
パラジウム（ｃｃｐ−４２３０：奥野製薬株式会社製）
含有溶液を塗布した後、３００℃で１０分間の加熱処理
をして、酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子（平均粒径：
７０Å）からなる薄膜導電体１４を形成した。この時、
薄膜導電体１４の幅Ｗ２は３００μｍとした。

【００６０】なお本発明は、このような表面伝導型電子
放出素子に限られず、従来技術の説明で述べたようなＦ
Ｅ型、ＭＩＭ型等を用いても良い。

【００６１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。

【００６２】請求項１に記載の発明は、背面板に補強板
を固定することにより、背面板のみで大気圧に耐える必
要がなくなり、背面板を薄く軽くすることが可能とな
り、背面板上への電子放出素子の作成工程中、背面板の
ハンドリングが容易となる。

【００６３】請求項２に記載の発明は、背面板と補強板
の熱膨張率を同じにすることにより、上記効果に加え
て、焼成時の加熱温度の下で補強板と背面板の接合面に
剥離が生じる恐れがなくなる。

【００６４】請求項３に記載の発明は、背面板と前面板
との間にスペーサーを設けたことにより、上記効果に加
えて、さらに耐大気圧性が向上する。

【００６５】請求項４に記載の発明は、画像形成装置を
構成する各部材をフリットガラスを用いて気密接合する
ことにより製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成を説明するための
縦断面図である。

【図２】図１に示した画像形成装置の一部を切り欠いて
見た平面図である。

【図３】本発明の画像形成装置の第１の実施例の製造工
程を説明するための図である。

【図４】本発明の画像形成装置の第１の実施例の他の製
造例を説明するための工程図である。

【図５】本発明の画像形成装置の第１の実施例の他の製
造例を説明するための工程図である。

【図６】本発明の画像形成装置の第２の実施例の一製造
例を説明するための工程図である。

【図７】表面伝導型電子放出素子の基本的な構成の一例
を示すものであり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は縦断
面図である。

【図８】従来の画像形成装置の構成を説明するための縦
断面図である。

【図９】図８に示した画像形成装置の一部を切り欠いて
見た平面図である。

【図１０】従来の画像形成装置の製造方法を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１電子放出素子群２背面板３画像形成部材４前面板５支持枠６フリットガラス７補強板８スペーサー１１絶縁性基板１３電子放出部１４薄膜導電体１５，１６素子電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子を搭載した背面板
と、該背面板に対向するように配置され前記電子放出素
子から放出される電子線の照射により画像が形成される
画像形成部材を搭載した前面板と、前記背面板と前記前
面板の間にあって前記電子放出素子を囲むように前記背
面板および前記前面板の外周縁を支持する支持枠を有す
る画像形成装置において、前記背面板に補強板が固定されていることを特徴とす
る、画像形成装置。
【請求項２】前記補強板は、前記背面板と熱膨張率が
同じであることを特徴とする、請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項３】前記背面板と前記前面板の間に支柱とし
てスペーサーが設けられていることを特徴とする、請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】請求項１乃至３に記載の画像形成装置を
構成する各部材同士をフリットガラスを用いて気密接合
する、画像形成装置の製造方法。
【請求項５】前記気密接合した容器内を真空にするこ
とを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置の製造
方法。
【請求項６】前記背面板、前記前面板、前記支持枠お
よび前記補強板を接着固定して気密接合するためにフリ
ットガラスを接着部に塗布して加熱焼成を行なう際、前
記背面板と前記支持枠の接着および前記背面板と前記補
強板の接着を１回の加熱焼成工程で行なうことを特徴と
する、請求項４に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項７】前記前面板と前記支持枠の接着が、前記
背面板と前記支持枠の接着および前記背面板と前記補強
板の接着を行なうための加熱焼成工程において同時に行
なわれることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成
装置の製造方法。