JPH0883578A

JPH0883578A - 画像形成装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0883578A
Application number: JP21586594A
Authority: JP
Inventors: Kumiko Kaneko; 久美子金子; Shinichi Kawate; 信一河手
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】フリットガラスの使用量を厳しく管理しなく
ても不必要な部位へのフリットガラスの流れ出しをなく
する。【構成】電子放出素子５が設けられたリアプレート１
には、外枠３を介してフェースプレート２が対向配置さ
れる。フェースプレート２は、電子放出素子５から放出
された電子が衝突することにより発光する蛍光膜９を有
する。リアプレート１と外枠３およびフェースプレー２
トと外枠３とは、互いにフリットガラス１１により気密
固着される。リアプレート１の、外枠３との固着部と、
電子放出素子５が設けられた領域との間には、溝６が形
成される。リアプレート１と外枠３との固着の際には、
固着に使用されるフリットガラス１１の量が多くても、
溶融したフリットガラス１１は溝６で留まり、電子放出
素子５までは流れ込まない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子を画像形成部材に
衝突させることで生じる発光や帯電を利用して画像を形
成する画像形成装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子を用いた画像形成装置にお
いて、真空雰囲気を維持する外囲器、電子を放出する為
の電子源とその駆動回路、電子の衝突により発光する蛍
光体等を有する画像形成部材、電子を画像形成部材に向
けて加速するための加速電極とその電圧電源等が必要で
ある。

【０００３】画像形成装置の電子源に用いられる電子放
出素子として、従来からＣＲＴ等で用いられてきた熱陰
極の他に冷陰極が知られている。冷陰極には電界放出型
（ＦＥ型）、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）や表面
伝導型電子放出素子（ＳｕｒｆａｃｅＣｏｎｄｕｃｔ
ｉｖｅＥｍｉｔｔｅｒ、）等がある。

【０００４】ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ、“ＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＴｈｉｎ−ｆｉｌｍＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓ
ｉｏｎＣａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈＭｏｌｙｂｄｅ
ｎｉｕｍＣｏｎｅｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、
４７、５２４８（１９７６）等が知られている。

【０００５】ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、
“Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎａｍｐｌ
ｉｆｉｅｒ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３２、６４
６（１９６１）等が知られている。

【０００６】表面伝導型電子放出素子の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＰｈｙｓ．、１０、１２９０，（１９６５）
等がある。

【０００７】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ＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの
［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”、９、３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／Ｓ
ｎＯ₂ 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。

【０００８】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８に示す。同図においては絶縁性基板３００１には、
Ｈ型形状のパターンに、スパッタで形成された金属酸化
物薄膜等からなる電子放出部形成用薄膜３００２が形成
されている。電子放出部形成用薄膜３００２には、後述
のフォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部３
００３が形成される。

【０００９】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電子放出部形成用薄膜を
予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出
部３００３を形成するのが一般的であった。即ち、フォ
ーミングとは電子放出部形成用薄膜３００２の両端に電
圧を印加通電し、電子放出部形成用薄膜３００２を局所
的に破壊、変形もしくは変質させ、電気的に高抵抗な状
態にした電子放出部３００３を形成することである。以
下、フォーミングにより形成した電子放出部３００３を
含む電子放出素子形成用薄膜３００２を、電子放出部を
含む薄膜３００４と呼ぶ。そして、電子放出部を含む薄
膜に電圧を印加し、素子に電流を流すことにより、電子
放出部３００３から電子が放出される。

【００１０】このような表面伝導型電子放出素子を用い
た従来の画像形成装置について図９を参照して説明す
る。

【００１１】図９において、リアプレート１０１には、
外枠１０３を介してフェースプレート１０２が対向配置
される。リアプレート１０１は、青板ガラス等の絶縁性
基板１０４の表面に、複数の表面伝導型の電子放出素子
１０５をマトリックス状に配置したものである。各電子
放出素子１０５は、それぞれ上述したように薄膜からな
る一対の素子電極１０５ａと、この素子電極１０５ａ間
にフォーミング処理を行なうことによって形成された電
子放出部１０５ｂとで構成される。また、フェースプレ
ート１０２とリアプレート１０１との間には、各電子放
出素子１０５から放出された電子を制御するための、放
出電子が通過する孔１０７ａが形成された変調電極１０
７が配置されている。

【００１２】フェースプレート１０２は、青板ガラスか
らなるガラス基板１０８と、ガラス基板１０８のリアプ
レート１０１との対向面に形成され、電子放出素子１０
５から放出された電子が衝突することで発光する蛍光体
よりなる蛍光膜１０９と、蛍光膜１０９を覆うＡｌ薄膜
製のメタルバック１１０とからなる。蛍光膜１０９をメ
タルバック１１０でコートする目的は、比抵抗が一般に
１０¹⁰〜１０¹²Ω・ｃｍと高い蛍光体に電荷（電子）が
溜り電位の低下を防ぐことと、電子ビーム加速用の電圧
を印加するための電極として作用することと、蛍光体の
発光の内側への光を反射し輝度を向上させることと、負
イオンの衝突から蛍光体を保護すること等である。

【００１３】そして、外枠１０３とリアプレート１０１
との固着および外枠１０３とフェースプレート１０２と
の固着には、フリットガラス１１１が用いられる。電子
放出素子１０５は真空中で動作させるので、フェースプ
レート１０２と外枠１０３とリアプレート１０１とで構
成される外囲器内は真空に保たれなければならない。そ
のため、フェースプレート１０２と外枠１０３との固着
およびリアプレート１０１と外枠１０３との固着は、真
空もれがなく、しかも強固に行なう必要がある。

【００１４】フリットガラス１１１による固着は、ま
ず、フェースプレート１０２およびリアプレート１０１
の外枠１０３との固着面に、有機溶剤あるいはニトロセ
ルロースやアクリル等のバインダーで粘度を調製した有
機溶剤と混合させ、ペースト状となったフリットガラス
１１１を塗布する。そして、蛍光体の位置と電子放出部
１０５との位置合わせを行ない治具等で固定した後、電
気炉に入れてフリットガラス１１１の融点以上の温度に
加熱し、フェースプレート１０２と外枠１０３およびリ
アプレート１０１と外枠１０３とを固着する。

【００１５】フリットガラス１１１による固着が終了し
たら、フェースプレート１０２とリアプレート１０１と
の間の空間を、排気管（不図示）を通して真空ポンプに
より１×１０^-6Ｔｏｒｒ以下に真空排気する。

【００１６】次に、各素子電極１０５ａに電圧を印加し
て上記フォーミング処理を行ない、電子放出部１０５ｂ
を形成する。さらに、このフェースプレート１０２と外
枠１０３とリアプレート１０１とで構成される外囲器全
体をベーキングし脱ガスを十分に行なった後、ゲッター
処理を行ない、最後に排気管を封じ切り、画像形成装置
が完成する。ゲッター処理は、フェースプレート１０２
と外枠１０３とリアプレート１０１の固着後の外囲器の
真空度を維持するために行なうもので、抵抗加熱あるい
は高周波加熱等により、外囲器内の所定の位置に配置さ
れたゲッター（不図示）を加熱し、蒸着膜を形成する処
理である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の画像形成装置では、フェースプレートと外枠との固着
およびリアプレートと外枠との固着をフリットガラスに
より行なっていた。しかしながら、フリットガラスは温
度が上昇するにつれて粘度が低下し液状化するので、フ
リットガラスが溶融することによってフリットガラスは
外枠からはみ出てしまう場合がある。そして、フリット
ガラスのはみ出す量が多くなると、リアプレート側にお
いては、フリットガラスが電子放出素子まで流れ出し、
電子の正常な放出を妨げてしまうおそれがある。一方、
フェースプレート側においては、電子放出素子から放出
された電子が衝突する位置までフリットガラスが流れ出
し、蛍光体の発光が妨げられてしまうおそれがある。

【００１８】このような問題点を解消するためには、フ
リットガラスの使用量を少なくする方法や、電子放出素
子に対して十分に距離をおいて外枠を配置する方法が考
えられる。しかし、フリットガラスの使用量を少なくす
る方法では、逆にフリットガラスが少なすぎると、固着
状態が不十分になったり外囲器内の真空度が維持できな
くなったりする等の問題を生じるので、フリットガラス
の使用量を厳しく管理しなければならなくなり、生産性
が低下してしまう。一方、電子放出素子から外枠までの
距離を十分に離す方法では、外枠の大きさに対して有効
素子面積が小さくなってしまうことになる。すなわち、
装置全体に対する画面面積が小さくなり、無駄な空間が
多くなってしまう。

【００１９】そこで本発明は、フリットガラスの使用量
を厳しく管理しなくても不必要な部位へのフリットガラ
スの流れ出しがない画像形成装置およびその製造方法を
提供することを目的とする。

【００２０】

【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、電子を放出する電子放出素子
が設けられたリアプレートと、前記電子放出素子から放
出された電子が衝突することにより画像が形成される画
像形成部材が設けられ、外枠を介して前記リアプレート
に対向配置されたフェースプレートとを有し、前記リア
プレートと前記外枠、および前記フェースプレートと前
記外枠とが、互いにフリットガラスにより気密固着され
た画像形成装置において、前記リアプレートの、前記外
枠が固着される部位と前記電子放出素子が設けられる領
域との間、および前記フェースプレートの、前記外枠が
固着される部位と前記電子放出素子からの電子が衝突さ
れる領域との間のうち、少なくとも一方に、前記フリッ
トガラスの流れを規制する規制構造を有することを特徴
とする。

【００２１】前記規制構造は、溝、突起、段差、または
傾斜で構成することができる。

【００２２】また、前記画像形成部材は、電子が衝突す
ることにより発光する蛍光体であってもよい。

【００２３】さらに、前記電子放出素子は、冷陰極型電
子放出素子を用いてもよく、その中でも特に、表面伝導
型電子放出素子を用いることが好ましい。

【００２４】本発明の画像形成装置の製造方法は、電子
が放出される電子放出素子が設けられたリアプレート
に、外枠を挟んで、電子放出素子から放出された電子が
衝突することにより画像が形成される画像形成部材が設
けられたフェースプレートを対向させ、前記リアプレー
トと前記外枠、および前記フェースプレートと前記外枠
とを、互いにフリットガラスにより気密固着する画像形
成装置の製造方法において、前記リアプレートとして、
前記外枠が固着される部位と前記電子放出素子が設けら
れる領域との間に、前記フリットガラスの流れを規制す
る規制構造を有するリアプレート、および前記フェース
プレートとして、前記外枠が固着される部位と前記電子
放出素子からの電子が衝突される領域との間に、前記フ
リットガラスの流れを規制する規制構造を有するフェー
スプレートのうち、少なくとも一方を用い、前記リアプ
レートと前記外枠、および前記フェースプレートと前記
外枠とを互いに前記フリットガラスにより気密固着する
ことを特徴とする。

【００２５】

【作用】上記のとおり構成された本発明の画像形成装置
では、リアプレートにフリットガラスの流れを規制する
規制構造を有する場合は、リアプレートと外枠とは、フ
リットガラスにより互いに固着される。リアプレートと
外枠との固着に際しては、フリットガラスを溶融させて
行なう。このとき、リアプレートの、外枠が固着される
部位と電子放出素子が設けられる領域との間に規制構造
を有するので、溶融したフリットガラスは、流れが規制
構造により規制され、電子放出素子が設けられている領
域には到達しない。その結果、外枠とリアプレートとの
固着に用いられるフリットガラスの量が多くてもフリッ
トガラスは電子放出素子には付着せず、電子放出素子の
機能が損なわれることはない。

【００２６】また、フェースプレートにフリットガラス
の流れを規制する規制構造を有する場合は、フェースプ
レートと外枠との固着に際して、溶融したフリットガラ
スは、流れが規制構造により規制され、電子放出素子か
ら放出された電子が衝突される領域には到達しない。そ
の結果、外枠とフェースプレートとの固着に用いられる
フリットガラスの量が多くてもフリットガラスはフェー
スプレートの電子が衝突される領域には付着せず、画像
形成部材の画像形成機能が損なわれることはない。

【００２７】本発明の画像形成装置の製造方法では、フ
リットガラスの流れを規制する規制構造を有するリアプ
レートを用いた場合は、リアプレートと外枠との固着に
使用するフリットガラスの量が多くても、フリットガラ
スは規制構造で規制され、電子放出素子に付着しない。
その結果、外枠とリアプレートとの固着に用いられるフ
リットガラスの量を厳密に管理しなくてもよくなり、生
産性および歩留りが向上する。

【００２８】また、フリットガラスの流れを規制する規
制構造を有するフェースプレートを用いた場合は、フェ
ースプレートと外枠との固着に使用するフリットガラス
の量が多くても、フリットガラスは規制構造で規制さ
れ、電子放出素子からの電子が衝突される領域に付着し
ない。その結果、外枠とフェースプレートとの固着に用
いられるフリットガラスの量を厳密に管理しなくてもよ
くなり、生産性および歩留りが向上する。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００３０】（第１実施例）図１は、本発明の画像形成
装置の第１実施例の一部を破断した概略斜視図であり、
図２は、図１に示した画像形成装置の外枠とリアプレー
トとの固着部近傍の断面図である。

【００３１】本実施例の画像形成装置は、電子放出素子
５から放出された電子を、画像形成部材としての蛍光膜
９に衝突させることで画像を表示する画像表示装置であ
り、電子放出素子５が設けられたリアプレート１と、電
子放出素子５から放出された電子が衝突されるフェース
プレート２とが、外枠３を介して対向配置されている。
外枠３とフェースプレート２および外枠３とリアプレー
ト１とは、互いにフリットガラス１１により気密固着さ
れており、リアプレート１と外枠３とフェースプレート
２とで構成される外囲器内は、１×１０^-6Ｔｏｒｒ程度
以下の真空に保たれている。

【００３２】リアプレート１は、ガラスあるいはセラミ
ック等の絶縁性基板４と、この絶縁性基板４のフェース
プレート２との対向面にマトリックス状に配置された複
数の表面伝導型の電子放出素子５とを有する。各電子放
出素子５は、それぞれ一対の素子電極５ａと、素子電極
５ａの間を連絡する薄膜に形成された電子放出部５ｂと
で構成される。

【００３３】表面伝導型の電子放出素子５は、素子電極
５ａ間にある程度（しきい値電圧）以上の電圧を印加す
ることにより急激に放出電流が増加して電子放出部５ｂ
から電子を放出し、一方、上記しきい値電圧未満では放
出電流がほとんど検出されない非線形素子である。表面
伝導型の電子放出素子５の放出電流は素子電極５ａ間に
印加する電圧で制御でき、また、放出電荷はこの電圧の
印加時間により制御できる。

【００３４】電子放出部５ｂは、先述したように素子電
極５ａ間にフォーミングと呼ばれる通電処理を施すこと
によって、素子電極５ａ間を連絡する薄膜を局所的に破
壊、変形もしくは変質させ、電気的に高抵抗な状態にし
たもので、粒径が数十オングストロームの導電性微粒子
からなる。素子電極５ａ間を連絡する薄膜のうち、電子
放出部５ｂを除く部位は、微粒子膜からなる。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。また、これと
は別に、素子電極５ａ間を連絡する薄膜は、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。

【００３５】本出願人は、表面伝導型の電子放出素子５
のなかでは電子放出部５ｂもしくはその周辺部を微粒子
膜から形成したものが特性上、あるいは大面積化する上
で好ましいことを見出している。

【００３６】素子電極５ａ間を連絡する薄膜の具体例と
しては、Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、Ｐ
ｄＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の
酸化物、ＨｆＢ₂、ＺｒＢ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、Ｙ
Ｂ₄、ＧｄＢ₄等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、
ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｈ
ｆＮ、等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン、
ＡｇＭｇ、ＮｉＣｕ、Ｐｂ、Ｓｎ等が挙げられる。

【００３７】電子放出素子５の表面には、絶縁材（不図
示）を介して、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属からなる変調
電極７が形成されている。変調電極７には、電子放出素
子５の電子放出部５ｂから放出された電子が通過する孔
７ａが形成されている。

【００３８】また、絶縁性基板４の電子放出素子５が形
成されている面の、電子放出素子５が形成されている領
域と外枠３が固着されている領域との間には、その全周
にわたって、フリットガラス１１の流れを規制する規制
構造としての溝６が形成されている。溝６の形状は、本
実施例では図２に示すように断面が角形であるが、丸形
でもよく、特に限定されるものではない。

【００３９】一方、フェースプレート２は、ガラス基板
８の内面に蛍光体を塗布して蛍光膜９を形成し、さらに
蛍光膜９の表面に導電性を有するメタルバック１０を形
成したもので、電子放出素子５から放出された電子を加
速するために、メタルバック１０には高圧電源（不図
示）により高電圧が印加される。

【００４０】蛍光膜９は、モノクロームの場合は蛍光体
のみから成るが、カラーの場合は、三原色（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）等の蛍光体の配列により構成され、各蛍光体を囲む
ように格子状の黒色導電体が配される。この黒色導電体
は、各蛍光体間の塗り分け部を黒くすることで混色を目
立たなくすることと、蛍光膜９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。黒色導電体
の材料としては、通常よ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適用できる。また、ガラス基板
８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、沈殿法や印刷法が用いられる。

【００４１】メタルバックの目的は、蛍光膜９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
を印加するための加速電極として作用すること、フェー
スプレート１とリアプレート１と外枠３とで構成される
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
の蛍光体の保護等である。メタルバック１０は、蛍光膜
９を作製後、蛍光膜９の内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を真空蒸着
等で堆積することで作製できる。フェースプレート２に
は、さらに蛍光膜９の導電性を高めるため、蛍光膜９と
ガラス基板８との間にＩＴＯ等の透明電極（不図示）を
設けてもよいが、メタルバック１０のみで十分な導電性
が得られる場合には必ずしも必要ない。

【００４２】次に、本実施例の画像形成装置の製造工程
について説明する。

【００４３】まず、絶縁性基板４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後、フォトリソグラフィー技
術により絶縁性基板４の面上に素子電極５ａを形成す
る。本実施例では、リフトオフ法によって、間隙幅２μ
ｍ、間隙長さ４００μｍ、厚さ１０００オングストロー
ムのＡｕの素子電極５ａを６００×４００対作製した。

【００４４】次いで、絶縁性基板４上に設けられた素子
電極５ａの間に、素子電極５ａを連絡する薄膜を形成す
る。この薄膜は、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、スピナー法等に
よって形成される。本実施例では、絶縁性基板４上に有
機Ｐｄ溶液（奥野製薬（株）製ＣＣＰ４２３０）を塗
布し、３００℃で１５分間焼成した後、レジストパター
ンをパターニングし、エッチングを行なうことで形成し
た。この薄膜の大きさは、素子電極５ａの間隙方向の長
さが２８０μｍ、幅が３０μｍである。

【００４５】さらに、各電子放出素子５の外部との電気
的接続のために、絶縁性基板４上にレジストをパターニ
ングしエッチングを行ない、例えば厚さ１μｍのＡｕ配
線を形成する。

【００４６】その後、電子放出素子５上に絶縁材とし
て、例えばＳｉＯ₂膜をスパッタ等により形成し、さら
に絶縁材上にＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ等の金属を蒸着して所定
の部位をエッチングにより除去し、孔７ａを有する変調
電極７を形成する。これにより、リアプレート１が作製
される。

【００４７】また、絶縁性基板４には、電子放出素子５
の形成されている領域を取り囲む溝６を形成する。この
溝６は、電子放出素子５を形成する前に、グラインダ
ー、ダイシングソー等の切削方法により形成してもよい
し、電子放出素子５の形成プロセスの途中で、ウエット
エッチングあるいはドライエッチングにより形成しても
よい。溝６を形成する方法については特に限定されるも
のではない。

【００４８】一方、ガラス基板８の内側表面に、蛍光体
を塗布して蛍光膜９を形成し、さらに蛍光膜９の表面に
導電性を持たせたメタルバック１０を形成してフェース
プレート２を作製する。

【００４９】そして、フェースプレート２、外枠３およ
びリアプレート１の互いの固着部位にフリットガラス１
１（日本電気硝子（株）製ＬＳ−３０８１）を塗布す
る。フリットガラス１１には、結晶性のものや非結晶性
のもの、さらには成分の違いにより数種類あり、固着温
度や使用部材の熱膨張係数に応じて適宜選択することが
できる。フリットガラス単体は粉体なので、塗布する場
合は有機溶剤あるいはニトロセルロースやアクリル等の
バインダーで粘度を調製した有機溶剤と混合させてペー
スト状とし、少なくとも塗布作業温度では粘着性を持た
せる。また、フリットガラス１１の塗布方法としては、
印刷法、スプレー法、ディスペンサ法による注入法等を
用いることができる。

【００５０】フリットガラス１１を塗布したら、フェー
スプレート２およびリアプレート１を治具等で固定し、
電気炉（不図示）に入れる。このとき、必要に応じてフ
ェースプレート２側もしくはリアプレート１側から加圧
してもよい。そして、電気炉をフリットガラス１１の固
着熱処理温度、例えば３００〜６５０℃まで上昇させて
フリットガラスを溶融させる。本実施例では、４１０℃
で１時間加熱した。

【００５１】このとき、フリットガラス１１の溶融によ
りフリットガラス１１の粘性が低下し、フリットガラス
１１は液化するが、リアプレート１には電子放出素子５
との間に溝６が形成されているので、液化したフリット
ガラス１１が流れ出ても溝６に流入し、フリットガラス
１１が電子放出素子５に付着することはない。

【００５２】その後、電気炉をゆっくり冷却して室温に
戻し、電気炉から取り出す。これによりフリットガラス
１１が固化し、フェースプレート２と外枠３およびリア
プレート１と外枠３とは、真空漏れもなく強固に固着さ
れる。

【００５３】次いで、フェースプレート２、外枠３およ
びリアプレート１で構成される外囲器に取り付けられた
排気管（不図示）から、真空ポンプにより外囲器の内部
を１０^-6Ｔｏｒｒ以下に真空排気する。その後、配線を
通して素子電極５ａ間に数Ｖ〜十数Ｖの電圧を印加して
フォーミングと呼ばれる通電処理を施し、電子放出素子
５に電子放出部５ｂを形成する。

【００５４】続いて、ホットプレートによって外囲器を
約１３０℃に加熱して外囲器内の脱ガスを行ない、上記
排気管をガスバーナーで加熱して封じ切る。最後に、外
囲器の封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理
を行なう。これは、抵抗加熱あるいは高周波加熱等によ
り、外囲器内の所定の位置に配置されたゲッター（不図
示）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が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により
外囲器の真空度が維持される。

【００５５】以上説明したように、絶縁性基板４に、電
子放出素子５が形成されている領域を取り囲む溝６が形
成されているので、外枠３とリアプレート１との固着に
用いるフリットガラス１１の量が多くても、フリットガ
ラス１１が電子放出素子５に付着することはなく、フリ
ットガラス１１の付着による電子放出素子５の機能低下
は発生しない。その結果、フリットガラス１１の使用量
を厳密に管理しなくてもよくなり、品質のよい画像形成
装置を、生産性および歩留りを向上しつつ作製すること
ができるようになる。また、フリットガラス１１の使用
量が多すぎてフリットガラス１１が外枠３からはみ出て
も、図３の平面図に示すように、外枠３からはみ出たフ
リットガラス１１は溝６で直線上に留まり、見た目にも
きれいになる。さらに、フリットガラス１１が電子放出
素子５まで流れ出なくなることにより、外枠３と電子放
出素子５間の距離を小さくできるので、装置全体の面積
に占める画像面積を大きくすることができる。すなわ
ち、同じ大きさの画像面積で、従来よりも小型の画像形
成装置を作製することができる。

【００５６】本実施例では、リアプレート１を構成する
絶縁性基板４に溝６を形成した例を示したが、フェース
プレート２に溝（不図示）を形成してもよい。この場合
の溝は、フェースプレート２の、外枠３と固着される部
位と電子放出素子５から放出された電子が衝突する領域
との間に、全周にわたって形成される。これにより、フ
ェースプレート２と外枠３とを固着するフリットガラス
１１の量が多くても、フリットガラス１１がフェースプ
レート２の電子が衝突される領域に付着しなくなるの
で、蛍光体への電子の衝突が妨げられない。また、フリ
ットガラス１１の流れを規制する規制構造としての溝を
フェースプレート２側およびリアプレート１側に設ける
ことにより、両者の効果が生かされ、より品質のよい画
像形成装置を作製することができる。さらに、フリット
ガラス１１の流れを規制する規制構造として溝を例に挙
げて説明したが、溝に代えて突起としてもよい。

【００５７】また、本実施例では表面伝導型の電子放出
素子５を用いた例を示したが、それに限らず、熱陰極を
用いた熱電子源、あるいは、電界放出型（ＦＥ型）電子
放出素子、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）電子放出
素子といった、表面伝導型の電子放出素子５以外の冷陰
極素子を用いてもよい。

【００５８】冷陰極素子は、たとえばフォトリソグラフ
ィーやエッチングのような製造技術を用いれば基板上に
精密に位置決めして形成できるため、微小な間隔で多数
個を配列することが可能である。しかも、従来からＣＲ
Ｔ等で用いられてきた熱陰極と比較すると、陰極自身や
周辺部が比較的低温の状態で駆動できるため、より微細
な配列ピッチのマルチ電子源を容易に実現することがで
きる。

【００５９】また、冷陰極素子のなかでもとりわけ好ま
しいのは、表面伝導型の電子放出素子５である。すなわ
ち、前記ＭＩＭ型素子は絶縁層や上部電極の厚さを比較
的精密に制御する必要があり、またＦＥ型は針状の電子
放出部の先端形状を精密に制御する必要がある。そのた
め、これらの素子は比較的製造コストが高くなったり、
製造プロセス上の制限から大面積のものを作製するのが
困難となる場合があった。これに対して表面伝導型の電
子放出素子５は、構造が単純で製造が簡単であり、大面
積のものを容易に作製できる。近年、特に大画面で安価
な表示装置が求められている状況においては、とりわけ
好適な冷陰極素子であるといえる。

【００６０】（第２実施例）図４は、本発明の画像形成
装置の第２実施例を示す図で、同図（ａ）はその平面
図、同図（ｂ）はその断面図である。

【００６１】本実施例の画像形成装置は蛍光表示装置で
あり、図４に示すように、表示面となるガラス板等の透
明基板２２には、その周縁部においてカップ状の上板２
１が固着されている。透明基板２２と上板２１とは、フ
リットガラス３１により気密固着され、透明基板２２と
上板２１とで構成される外囲器の内部は真空に保たれて
いる。

【００６２】この外囲器の内部において、透明基板２２
には陽極３０が設けられている。陽極３０には蛍光体が
塗布され、表示すべきパターンに応じて所定の位置に配
置される。上板２１の立面部の中央部には、電子放出素
子であるフィラメント２５が点溶接またはろう付けによ
り固着され、陽極３０と対向している。また、陽極３０
とフィラメント２５との間には、フィラメント２５から
放出された電子を制御するための変調電極２７が設けら
れている。さらに、透明基板２２の陽極３０の外周部に
は、その全周にわたって、フリットガラス３１の流れを
規制する規制構造としての突起２６が一体的に設けられ
ている。

【００６３】上記構成に基づき、フィラメント２５は、
真空中で加熱されることにより電子を放出し、変調電極
２７と陽極３０に適当な電圧を印加することにより、フ
ィラメント２５から放出された電子が陽極３０に衝突
し、陽極３０上に塗布された蛍光体が発光する。これに
より、透明基板２２を通して画像を表示することができ
る。

【００６４】次に、本実施例の画像形成装置の製造工程
について説明する。

【００６５】まず、透明基板２２に、陽極３０、変調電
極２７およびフィラメント２５を設けて表示部を作製
し、次いで、ディスペンサー法により突起２６を形成す
る。表示部の作製方法については従来行なわれている方
法でよいので、説明は省略する。

【００６６】その後、ゲッター（不図示）および排気管
（不図示）を配置し、上板２１との固着部にフリットガ
ラス３１を塗布し、上板２１を透明基板２２に重ね合わ
せて治具等で固定する。そして、透明基板２２と上板２
１とで構成される外囲器を電気炉に入れ、電気炉をフリ
ットガラス３１の固着処理温度まで上昇させる。これに
よりフリットガラス３１が溶融し液状化して流れ出す
が、透明基板２２には突起２６が形成されているので、
液状化したフリットガラス３１は突起２６で止まる。そ
のため、フリットガラス３１が陽極３０に到達すること
はない。

【００６７】フリットガラス３１が溶融したら、電気炉
をゆっくり冷却し、外囲器を電気炉から取り出す。外囲
器を電気炉から取り出したら、ホットプレート等の加熱
手段によって外囲器を加熱して外囲器内の脱ガスを行な
い排気管をガスバーナーで封じ切り、ゲッター処理を行
なう。

【００６８】このように、透明基板２２に形成した突起
２６により、溶融したフリットガラス３１の陽極３０へ
の流れ出しが防止されるので、フリットガラス３１の使
用量を厳密に管理しなくてもよくなり、品質のよい画像
形成装置を、生産性および歩留りを向上しつつ作製する
ことができる。また、フリットガラス３１が陽極３０ま
で流れ出なくなることにより、上板２１の立面部と陽極
３０間の距離を小さくできるので、装置全体の面積に占
める画像面積を大きくすることができる。すなわち、同
じ大きさの画像面積で、従来よりも小型の画像形成装置
を作製することができる。

【００６９】本実施例では、ディスペンサー法により突
起２６を形成した例を示したが、印刷法により突起２６
を形成してもよく、突起２６の形成方法については特に
限定されるものではない。また、フリットガラス３１の
流れを規制する規制構造として、突起２６に代えて、第
１実施例に示したものと同様に溝を形成してもよい。

【００７０】（第３実施例）図５は、本発明の画像形成
装置の第３実施例の外枠とリアプレートとの固着部近傍
の断面図である。

【００７１】本実施例では、補強板５３の表面に、電子
放出素子４５が設けられた絶縁性基板４４が固着された
構造となっている。絶縁性基板４４の大きさは補強板５
３の大きさよりも一回り小さく、外枠４３は補強板５３
にフリットガラス５１により固着されている。すなわち
絶縁性基板４４により、第１実施例で示した溝に代る規
制機構となる段が構成され、電子放出素子４５が設けら
れている位置は外枠４３の固着部よりも１段高い位置と
なっている。その他の構成については第１実施例と同様
であるので、その説明は省略する。

【００７２】また、本実施例の画像形成装置の製造工程
についても、電子放出素子４５等が設けられた絶縁性基
板４４を補強板５３に固着する工程が追加される点と、
絶縁性基板４４に溝を形成する工程が削除される点とを
除いて、第１実施例と同様であるので、その説明は省略
する。

【００７３】このように、補強板５３よりも一回り小さ
い絶縁性基板４４に電子放出素子４５を設けることで、
外枠４３の固着部と電子放出素子４５との間には電子放
出素子４５の位置が高くなる段が構成される。これによ
り、補強板５３に外枠４３を固着する際にフリットガラ
ス５１が電子放出素子４５側に流れ出しても、フリット
ガラス５１は絶縁性基板４４の端面で留まり、電子放出
素子４５まで流れ出すのを防止できる。

【００７４】その結果、フリットガラス５１の使用量を
厳密に管理しなくてもよくなり、品質のよい画像形成装
置を、生産性および歩留りを向上しつつ作製することが
できる。また、外枠４３と電子放出素子４５との間の距
離を小さくできるので、装置全体の大きさに対して画像
面積の大きな画像形成装置を作製することができる。

【００７５】本実施例では、リアプレート側に段を構成
した例を示したが、同様の構成をフェースプレート側に
適用することもできる。この場合、フェースプレートの
ガラス基板を通して画像が表示されるので、補強板とし
ては透明な部材を用いる必要がある。さらに、リアプレ
ート側およびフェースプレート側の双方に段を構成すれ
ば、双方の効果が生かされ、より品質のよい画像形成装
置を作製することができ、また、装置全体の大きさに対
してより画像面積の大きな画像形成装置を作製すること
ができる。

【００７６】（第４実施例）図６は、本発明の画像形成
装置の第４実施例の外枠とリアプレートとの固着部近傍
の断面図である。

【００７７】本実施例は、絶縁性基板６４自体に、フリ
ットガラス７１の流れを規制する規制構造としての段６
４ａを形成し、外枠６３の固着部よりも電子放出素子６
５が設けられている部位を高くしている点が、第１実施
例と異なる。その他の構成は第１実施例と同様である。
また、本実施例の画像形成装置の製造工程についても、
溝を形成する工程に代えて段６４ａを形成する工程とし
た点を除いて、第１実施例と同様である。なお、絶縁性
基板６４に形成される段６４ａは、第１実施例で述べた
溝の形成方法と同様の方法で形成できる。

【００７８】このように、絶縁性基板６４に段６４ａを
形成し、外枠６３の固着部よりも電子放出素子６５が設
けられている部位を高くすることで、第３実施例と同様
に、外枠６３の固着の際にフリットガラス７１が電子放
出素子６５まで流れ出すのを防止できる。

【００７９】その結果、フリットガラス７１の使用量を
厳密に管理しなくてもよくなり、品質のよい画像形成装
置を、生産性および歩留りを向上しつつ作製することが
できる。また、外枠６３と電子放出素子６５との間の距
離を小さくできるので、装置全体の大きさに対して画像
面積の大きな画像形成装置を作製することができる。

【００８０】本実施例では、リアプレート側に段を形成
した例を示したが、同様の構成をフェースプレート側に
適用することもできる。また、リアプレート側およびフ
ェースプレート側の双方に段を形成すれば、双方の効果
が生かされ、より品質のよい画像形成装置を作製するこ
とができ、また、装置全体の大きさに対してより画像面
積の大きな画像形成装置を作製することができる。

【００８１】（第５実施例）図７は、本発明の画像形成
装置の第５実施例の外枠とリアプレートとの固着部近傍
の断面図である。

【００８２】本実施例は、絶縁性基板８４自体に、フリ
ットガラス９１の流れを規制する規制構造としての傾斜
８４ａを形成し、外枠８３の固着部よりも電子放出素子
８５が設けられている部位を高くしている点が、第１実
施例と異なる。その他の構成は第１実施例と同様であ
る。また、本実施例の画像形成装置の製造工程について
も、溝を形成する工程に代えて傾斜８４ａを形成する工
程とした点を除いて、第１実施例と同様である。なお、
絶縁性基板８４に形成される傾斜８４ａは、第１実施例
で述べた溝の形成方法と同様の方法で形成できる。

【００８３】このように、絶縁性基板８４に傾斜８４ａ
を形成し、外枠８３の固着部よりも電子放出素子８５が
設けられている部位を高くすることで、第３実施例と同
様に、外枠８３の固着の際にフリットガラス９１が電子
放出素子８５まで流れ出すのを防止できる。

【００８４】その結果、フリットガラス９１の使用量を
厳密に管理しなくてもよくなり、品質のよい画像形成装
置を、生産性および歩留りを向上しつつ作製することが
できる。また、外枠８３と電子放出素子８５との間の距
離を小さくできるので、装置全体の大きさに対して画像
面積の大きな画像形成装置を作製することができる。

【００８５】本実施例では、リアプレート側に傾斜を形
成した例を示したが、同様の構成をフェースプレート側
に適用することもできる。また、リアプレート側および
フェースプレート側の双方に傾斜を形成すれば、双方の
効果が生かされ、より品質のよい画像形成装置を作製す
ることができ、また、装置全体の大きさに対してより画
像面積の大きな画像形成装置を作製することができる。

【００８６】上述した各実施例では、本発明の画像形成
装置を画像表示装置に応用した例で示したが、本発明は
この範囲に限られるものではなく、光プリンタの画像形
成用発光ユニットとして用いるなど、記録装置への応用
も可能である。この場合、通常の形態としては１次元的
に配列された画像形成ユニットを用いることが多いが、
ｍ本の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選択する
ことで、ライン状発光源だけでなく、２次元状の発光源
としても応用できる。また、画像形成部材としては、以
上の実施例で用いた蛍光体のように直接発光する物質を
有するものに限らず、電子の帯電による潜像画像が形成
されるような部材等を有するものであってもよい。

【００８７】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【００８８】本発明の画像形成装置は、リアプレートお
よびフェースプレートの少なくとも一方に、フリットガ
ラスの流れを規制する規制構造を有することにより、リ
アプレートと外枠との固着や、フェースプレートと外枠
との固着に際し、電子放出素子が設けられる領域や電子
が衝突される領域へのフリットガラスの付着を防止する
ことができる。その結果、上記領域と外枠との間の距離
を小さくすることができ、装置全体の大きさに対する画
像面積を大きくすることができる。

【００８９】また、画像形部材として蛍光体を用いるこ
とで、本発明の画像形成装置を画像表示装置として利用
することができる。

【００９０】さらに、電子放出素子として冷陰極型電子
放出素子を用いることで、省電力で応答速度が速く、し
かも大型の画像形成装置を構成することができる。その
中でも特に表面伝導型電子放出素子は、素子構造が簡単
で、かつ複数の素子を容易に配置することができるの
で、表面伝導型電子放出素子を用いることによって、構
造が簡単で、しかも大型の画像形成装置が達成できる。

【００９１】本発明の画像形成装置の製造方法は、フリ
ットガラスの流れを規制する規制構造を有するリアプレ
ート、およびフリットガラスの流れを規制する規制構造
を有するフェースプレートのうち少なくとも一方を用い
ることにより、フリットガラスの電子放出素子や電子が
衝突される領域への付着を防止することができる。その
結果、フリットガラスの量を厳密に管理しなくてもよく
なり、生産性および歩留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の第１実施例の一部を破
断した概略斜視図である。

【図２】図１に示した画像形成装置の外枠とリアプレー
トとの固着部近傍の断面図である。

【図３】図１に示した画像形成装置の外枠とリアプレー
トとの固着部近傍の平面図である。

【図４】本発明の画像形成装置の第２実施例を示す図
で、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその断面図
である。

【図５】本発明の画像形成装置の第３実施例の外枠とリ
アプレートとの固着部近傍の断面図である。

【図６】本発明の画像形成装置の第４実施例の外枠とリ
アプレートとの固着部近傍の断面図である。

【図７】本発明の画像形成装置の第５実施例の外枠とリ
アプレートとの固着部近傍の断面図である。

【図８】表面伝導型電子放出素子の典型的な素子構成を
示す平面図である。

【図９】表面伝導型電子放出素子を用いた従来の画像形
成装置の一部を破断した概略斜視図である。

【符号の説明】

１リアプレート２フェースプレート３、４３、６３、８３外枠４、４４、６４、８４絶縁性基板５、４５、６５、８５電子放出素子５ａ素子電極５ｂ電子放出部６溝７、２７変調電極７ａ孔８ガラス基板９蛍光膜１０メタルバック１１、３１、５１、７１、９１フリットガラス２１上板２２透明基板２５フィラメント２６突起３０陽極５３補強板６４ａ段８４ａ傾斜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子を放出する電子放出素子が設けられ
たリアプレートと、前記電子放出素子から放出された電
子が衝突することにより画像が形成される画像形成部材
が設けられ、外枠を介して前記リアプレートに対向配置
されたフェースプレートとを有し、前記リアプレートと
前記外枠、および前記フェースプレートと前記外枠と
が、互いにフリットガラスにより気密固着された画像形
成装置において、前記リアプレートの、前記外枠が固着される部位と前記
電子放出素子が設けられる領域との間、および前記フェ
ースプレートの、前記外枠が固着される部位と前記電子
放出素子からの電子が衝突される領域との間のうち、少
なくとも一方に、前記フリットガラスの流れを規制する
規制構造を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記規制構造は溝で構成されている請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記規制構造は突起で構成されている請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記規制構造は段差で構成されている請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記規制構造は傾斜で構成されている請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記画像形成部材は、電子が衝突するこ
とにより発光する蛍光体である請求項１ないし５のいず
れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記電子放出素子は、冷陰極型電子放出
素子である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
【請求項８】前記冷陰極型電子放出素子は表面伝導型
電子放出素子である請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】電子が放出される電子放出素子が設けら
れたリアプレートに、外枠を挟んで、電子放出素子から
放出された電子が衝突することにより画像が形成される
画像形成部材が設けられたフェースプレートを対向さ
せ、前記リアプレートと前記外枠、および前記フェース
プレートと前記外枠とを、互いにフリットガラスにより
気密固着する画像形成装置の製造方法において、前記リアプレートとして、前記外枠が固着される部位と
前記電子放出素子が設けられる領域との間に、前記フリ
ットガラスの流れを規制する規制構造を有するリアプレ
ート、および前記フェースプレートとして、前記外枠が
固着される部位と前記電子放出素子からの電子が衝突さ
れる領域との間に、前記フリットガラスの流れを規制す
る規制構造を有するフェースプレートのうち、少なくと
も一方を用い、前記リアプレートと前記外枠、および前記フェースプレ
ートと前記外枠とを互いに前記フリットガラスにより気
密固着することを特徴とする画像形成装置の製造方法。