JPH09180655A - 真空外囲器、それを組み込んだ画像形成装置、及びこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置内部の排気を迅速に行なうことのできる
画像形成装置の内部構造を提供する。 【解決手段】 基板１とフェースプレート２と外枠３と
で形成した外囲器内に、大気圧支持部材５とゲッター形
成領域６とを形成するに際し、耐大気圧支持部材５の長
手方向とゲッター形成領域６の長手方向とを略垂直に、
また排気管７の軸方向とゲッター形成領域６の長手方向
とを略垂直に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空外囲器、電子
放出素子を用いた平板画像形成装置、およびそれらの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大きく、重たいＣＲＴ（ブラウン
管）に代わる画像形成装置として、軽く、簿型であるフ
ラットパネルディスプレイ（平板状画像形成装置）が注
目されている。フラットパネルディスプレイとしては、
液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐ
ｌａｙ）が盛んに研究され、商品としても発売されてい
る。しかし、液晶表示装置は、バックライトと呼ばれる
光源から照射される可視光を液晶に通してその透過量を
制御するため、画像が暗い、視野角が狭い等の解決する
べき課題が残っている。この様な課題を持つ液晶表示装
置に代わり、複数の電子放出素子から放出された電子を
蛍光体などの発光体に照射して可視光を発生させること
により画像を形成する、自発光型のフラットパネルディ
スプレイが研究されている。

【０００３】これらのフラットパネルディスプレイの電
子放出源として、研究されている電子放出素子として
は、大別して熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子とを
用いた２種類のものが知られている。冷陰極電子放出素
子には、例えば特開昭５３−１２１４５４の第１図に開
示されている様な、電界放出型冷陰極素子や、その変形
である特開昭６３−２７４０４７に開示されたプレーナ
型電界放出型冷陰極素子や、Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ、”０ｐ
ｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ’、Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐｈｙｓ．、
３２、６４６ （１９６１）等に開示されている金属／
絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ型」という。）、ある
いは、特開平７−２３５２５５に開示された表面伝導型
電子放出素子、半導体電子放出素子などが挙げられる。
ここで、電子源とは電子放出素子とその電子放出素子を
駆動するための駆動系をも含めたものを指す。

【０００４】表面伝導型電子放出素子を電子源として用
いたフラットパネルディスプレイとしては、特開平２−
２９９１３６がある。特開平２−２９９１３６では、フ
ラットパネルディスプレイの軽量化、及び、機械的強度
を与えるために、耐大気圧支持部材が配置されている。
図２４は上述の特開平２−２９９１３６に開示されてい
るディスプレイの部分断面の模式図である。図２４中、
８０１はソーダガラス等の絶縁材で構成された基板、８
０２は表面伝導型電子放出素子、８０３は感光ガラスで
できた耐大気圧支持部材、８０４は表面伝導型電子放出
素子から放出された電子を加速するためのメタルバック
８０６で覆われた蛍光体８０５をパネル内側に有するソ
ーダガラスからなるフェースプレート、８０７はフリッ
トガラス、８０８は外枠である。

【０００５】基板８０１とフェースプレート８０４は耐
大気圧支持部材８０３により所定の間隔に支持されてお
り、これらと外枠とによって真空外囲器が形成されてい
る。この様な真空外囲器の内部を所定の真空状態とする
には、前記真空外囲器の所定部に取り付けられた排気管
（不図示）を通して外部の真空ポンプにより真空排気す
る手法が用いられる。

【０００６】また、特公昭５６−４４５３４には熱電子
源を用いたフラットパネルディスプレイである蛍光表示
管（ＶＦＤ）において、蒸発型のゲッターをゲッターフ
ラッシユさせる際に、場合によっては、ゲッター材が画
像表示領域に達し、それにより、非発光部などが生じる
ため、ゲッター材が画像表示領域に達しない様に、ゲッ
ター材の飛散領域を抑制するため、線状熱電子源を支持
するためのフィラメントサポートに遮蔽板の機能を持た
せ、前記サポートにリングゲッターを設置した構成とし
ている。

【０００７】また、特開平４ー１３２１４７には、外囲
器を封止した後、前記真空外囲器内の真空を維持するた
めにゲッターを真空外囲器内に配置しておくことが必要
であり、さらには、真空外囲器内では、ゲッターを配置
する領域を可能な限り多く有することが求められること
が開示されている。そのため、特開平４ー１３２１４７
では、画像表示領域（電子源、発光部材、配線などが形
成された領域）外にゲッター専用の領域を設け、蒸発型
のゲッターをゲッターフラッシュすることにより、ゲッ
ター材を上記領域に被着させ、前記領域と画像表示領域
とを結ぶ貫通孔を設け、画像表示領域で発生もしくは、
残留しているガスがゲッター専用領域ヘ拡散し、ゲッタ
ー専用領域に形成されたゲッター材により前記ガスを排
気するようにしている。（図２５）また、蒸発型のゲッ
ターをゲッターフラッシュした際に、ゲッター材が冷陰
極素子に付着した場合には、素子表面状態の変化をもた
らし、ひいては、電子放出特性に悪影響を及ぼすことが
開示されている。

【０００８】しかしながら、上述の様なフラットパネル
ディスプレイに於ては、その表示面積が大きくなるほ
ど、特開平２−２９９１３６に示される様に、フラット
パネルディスプレイ自体を軽量化するために、その真空
外囲器内に耐大気圧支持部材が必要とされる。

【０００９】耐大気圧支持部材は、フラットパネルディ
スプレイの軽量化に好ましく用いられる一方で、その内
部を排気する際に排気を妨げる構造物となる。ここでい
う排気とは、１）フラットパネルディスプレイの製造工
程に於ける排気管を通じての外囲器内のガスの排気と、
２）排気管を封じ切った後に真空外囲器内に残留、若し
くは発生するガスの排気の双方を意味する。以下に、上
記１）、及び２）に於ける耐大気圧支持部材の妨げにつ
いて説明する。

【００１０】１） フラットパネルディスプレイの製造
工程に於ける排気 フラットパネルディスプレイの製造工程では、外囲器内
を排気管を通じて、高真空状態まで排気する工程を有す
る。この際、外囲器内に残留しているガスは耐大気圧支
持部材に沿って移動し、排気管を通って排気される。従
って、耐大気圧支持部材と排気管の位置関係によって
は、残留ガスの排気に要する時間が比較的長くかかる場
合があった。また、比較的短時間の排気では、外囲器内
の到達真空度が低く、外囲器内に圧力分布が生じる場合
があった。このため、到達真空度の高い真空外囲器を製
造しようとすると排気に要する時間が多くなり、結果と
して、製造コストの増加につながる。また、排気時間を
短縮すると、詳しくは後述するが、残留ガスが多量に残
り、画像形成装置の画像品位の低下を招くことになる。

【００１１】２） 封止後のゲッターによる排気 特開平４ー１３２１４７などに示されるように、通常フ
ラットパネルディスプレイ内には、ゲッターが配置さ
れ、ゲッターフラッシュすることにより排気管を封じ切
った後の真空外囲器内に残留、あるいは発生するガスを
排気し、封じ切った直後の真空度を維持、あるいは向上
する構成を採用している。

【００１２】真空外囲器内に残留、あるいは発生したガ
スは、排気管による排気の時と同様に、耐大気圧支持部
材に沿って移動し、真空外囲器内に配置されたゲッター
と反応することで排気される。

【００１３】ここで、真空外囲器内に発生するガスは、
排気管を封じ切った後、特に駆動中の平板状画像形成装
置における真空外囲器内では、画像表示領域を形成する
複数の電子放出素子から放出された電子が衝突する蛍光
体などの発光部材から発生するガスや、電子源を構成す
る複数の電子放出素子自体から発生するガスなどがあ
る。

【００１４】しかしながら、耐大気圧支持部材の形状及
び配置位置によっては、排気管を通じての外囲器内の排
気工程後に画像表示領域内に残留するガス、及び画像形
成装置として駆動している間などに、例えば電子放出素
子から放出された電子が蛍光体を照射することにより蛍
光体から発生するガスはゲッターが形成されている領域
に拡散して行くのに時間がかかるため、ゲッターにより
排気されるまでにかなりの時間を要する場合があった。

【００１５】その結果、特に真空外囲器内のゲッター形
成領域から離れた箇所における、前記残留ガス、および
駆動中に発生するガスをゲッターにより排気するのに
は、ほぼゲッター形成領域からの距離に比例した時間を
要すると推測されるため、ゲッター形成領域から離れた
箇所ので発生するガス程その箇所に滞在する時間が長く
なる。このため局所的な圧力上昇が生じ、画像形成装置
内に圧力分布が発生する場合が考えられる。

【００１６】それ故、例えば電子放出素子から放出され
た電子が蛍光体を照射することにより蛍光体から放出さ
れたガスは、電子放出素子から放出された電子によりイ
オン化され、電子放出素子が形成されている基板と、蛍
光体が形成されている陽極（メタルバックあるいはアノ
ード）とで形成する電界により上記イオン化されたガス
は、陽極よりも低い電位である電子放出素子が形成され
ている基板に向かって加速され、基板上に形成された電
子放出素子に衝突して素子に損傷を負わせたり、最悪の
場合には電子放出素子と陽極との間で放電を起こして素
子を破壊したりする場合があった。

【００１７】この様な現象は、ゲッター形成領域から離
れた箇所程多く、その継続時間も長い。

【００１８】その結果、ゲッター材が被着形成された領
域から離れた箇所などでガスが残留もしくは発生する
と、前記したようにゲッターにより即座に排気すること
ができないので、圧力上昇による局所的に放電などが起
こり画像表示に致命的な欠陥を与えたり、あるいは画像
品位が良くない画像形成装置となってしまう場合があっ
た。特に、前述した様に、ゲッターによる排気は、ゲッ
ター形成領域とガスが発生あるいは残留した箇所との距
離に依存するため、数十インチの大型フラットパネルデ
ィスプレイにおいては、特に問題となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
課題に鑑みてなされたものであって、本発明において
は、製造工程における順序の差はあれ、耐大気圧支持部
材を、排気管による排気、及びゲッターによる排気を妨
げるものとして位置付けた。そして上記２つの課題を同
時に解決するものとして、排気管とゲッターと耐大気圧
支持部材との理想的な相対配置を提案するもので、その
目的とするところは、上記問題を解決したフラットパネ
ルディスプレイを提供する、ことにある。

【００２０】具体的には、排気管を通じてのフラットパ
ネルディスプレイ内の排気工程において、その排気の際
のコンダクタンスが良い、排気管とフラットパネルディ
スプレイ内に形成されている構造物（特に耐大気圧支持
部材）との配列、形状及び、相対位置を提供するもので
あり、かつ、排気管を通じてフラットパネルディスプレ
イ内を所望の真空度に達するまで排気し、排気管を封じ
切った後、ゲッター材が形成された領域と画像表示領域
とのコンダクタンスが良い、ゲッター材形成領域と耐大
気圧支持部材との配列、形状及び、相対位置を提供する
ものである。

【００２１】従って、本真空外囲器は排気管による排気
後の外囲器内の圧力均一性に優れ、短時間での到達真空
度が高く、排気管を封じ切った後上述した残留ガスおよ
び駆動時に発生するガスのゲッターによる排気速度に優
れたものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成るために
本発明は、外囲器と、前記外囲器に設けられた排気管
と、前記外囲器内に立設した平板状の耐大気圧支持部材
と、前記外囲器内に設けてゲッター形成領域を形成する
ゲッターとを少なくとも有する真空外囲器において、前
記平板状の耐大気圧支持部材の長手方向と前記ゲッター
で形成されたゲッター形成領域の長手方向とが略垂直で
あると共に、前記排気管の中心軸方向と前記ゲッター形
成領域の長手方向とが略垂直に形成されてなることを特
徴とする真空外囲器を提案するもので、上記外囲器が、
略平行に配置された一対の平板状のフェースプレートと
基板と、及び前記一対のフェースプレートと基板との周
縁部間に形成された外枠とからなること、上記排気管が
外枠に設けられたものであること、上記排気管がフェー
スプレートに設けられたものであること、上記排気管が
基板に設けられたものであること、上記排気管が複数設
けられたものであること、上記ゲッター形成領域が複数
形成されたものであること、上記ゲッターが画像形成領
域以外に配置されたものであること、上記ゲッターが複
数配置されているものであること、上記ゲッターが蒸発
型ゲッターであること、上記ゲッターが非蒸発型ゲッタ
ーであること、上記ゲッターが蒸発型ゲッターと非蒸発
型ゲッターとを用いたものであること、上記耐大気圧支
持部材が複数個互いに平行に配置されているものである
こと、上記耐大気圧支持部材が複数個ジグザグ状に配置
されているものであること、上記一対の平板のうち、基
板上に電子放出素子が形成され、もう一方の平板である
フェースプレートの上に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発光する発光部材が形成さ
れており、上記一対の平板の前記電子放出素子が形成さ
れている面と前記発光部材が形成されている面とが向か
い合って配置されていること、複数の上記電子放出素子
からなる電子源が上記基板上に形成されていること、上
記電子放出素子が冷陰極電子放出素子であること、上記
冷陰極電子放出素子が電界放出型電子放出素子で構成さ
れているものであること、上記冷陰極電子放出素子が表
面伝導型電子放出素子で構成されているものであること
を含む。

【００２３】また本発明は、上記真空外囲器を組み込ん
だことを特徴とする画像形成装置である。

【００２４】さらに本発明は、上記のいずれかに記載の
真空外囲器を製造する真空外囲器の製造方法において、
上記平板状の耐大気圧支持部材の長手方向と上記ゲッタ
ーで形成されるゲッター形成領域の長手方向が略垂直に
なるように配置し、かつ、前記排気管の中心軸方向と前
記ゲッター形成領域の長手方向とが略垂直になるように
配置して外囲器を組み立て、次いで外囲器内部を真空排
気して溶封することを特徴とする真空外囲器の製造方法
であり、上記排気管を通じて上記外囲器内の排気をする
際に、上記ゲッターをゲッターフラッシュすること、上
記排気管を通じて、表面伝導型電子放出素子の活性化の
ためのガスを真空外囲器内に導入することを含む。

【００２５】更に本発明は上記のいずれかに記載の真空
外囲器の製造方法を用いた画像形成装置の製造方法であ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置の好ましい
構成の一例を図１を用いて説明する。図１は本発明の画
像形成装置の模式平面図である。図２は図１のＡーＡ′
断面図である。図１、図２において、１は電子放出素子
が複数配置された電子源４が形成された基板、２は蛍光
体８０とアノード（不図示）が形成されたフェースプレ
ート、３はフェースプレート２と基板１との周縁を囲う
外枠、４は基板１上に複数の電子放出素子で構成された
電子源、５はフェースプレート２と基板１とを略一定の
間隔に維持するための平板状の耐大気圧支持部材（以降
耐大気圧支持部材と記す）、６はゲッター形成領域、７
は排気管である。

【００２７】本発明の画像形成装置では、基板１とフェ
ースプレート２と外枠３とによって真空外囲器が形成さ
れている。この真空外囲器には、基板１とフェースプレ
ート２との間に平板状耐大気圧支持部材５が設けられて
おり、これにより、大面積に渡って多数の電子放出素子
を配列形成された場合における大気圧によるフェースプ
レート２等の歪みが防止される。

【００２８】本発明の画像形成装置に用いることのでき
る電子源としては、熱電子源や、半導体電子源、電界放
出型電子放出素子、ＭＩＭ、表面伝導型電子放出素子な
どを用いた冷陰極電子源が適用可能である。

【００２９】蛍光体８０としては、適用する電子源に応
じて、ＣＲＴ等に用いられる高加速電子線励起用蛍光
体、あるいは蛍光表示管（ＶＤＦ）等に用いられる低加
速電子線励起用蛍光体を適宜選択する。

【００３０】従って、高加速電子線励起用蛍光体を本発
明の画像形成装置に用いる場合には蛍光体に衝突する際
の電子が持つエネルギーが十分高いので、蛍光体のコン
トラストや輝度が向上し、さらに導電性を得るためなど
にＡｌ等のメタルバックを通常蛍光体上に形成するが、
逆に低加速電子線励起用蛍光体を本発明の画像形成装置
に用いる場合には蛍光体に衝突する際のエネルギーが低
いのでそのエネルギーの大半をメタルバックを透過する
際に失ってしまうため、通常メタルバックは形成しな
い。

【００３１】また、蛍光体８０は白黒画像の画像形成装
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各
絵素が形成され、その間を黒色導電材で分離することで
コントラストを向上させ、また電子が隣接する絵素を照
射することにより生じる混色を防止する。

【００３２】ここで、本発明の真空外囲器における排気
管７と耐大気圧支持部材５との配置位置について述べ
る。

【００３３】耐大気圧支持部材５は、細長い平板状のも
のであり、フェースプレート２及び基板１と接する部分
の長手方向が略平行となるように所定の間隔で複数配置
されている。上述耐大気圧支持部材は図１、２に示した
様なジグザグ状の配置だけではなく、図１、２に比べ、
縦横比のさらに大きな耐大気圧支持部材（図３）を用い
てもよく、その縦横比は適宜設定される。また、配置さ
れる耐大気圧支持部材５の数も図１、２に示される数に
限られることはなく、適宜設定される。

【００３４】さらに、前記の様に、一般に耐大気圧支持
部材５は平板型画像形成装置の主要な領域を占める画像
形成領域に配置しなければならないため、その配置場所
には注意が必要である。例えば、電子放出素子直上や、
蛍光体直上、あるいは電子の飛翔方向と交差する部分に
配置すると当然、電子により発光するはずであった蛍光
体が発光しないため、画像形成装置としては画素欠陥が
発生する。従って、耐大気圧支持部材の配置場所として
は、具体的には、電子放出素子上、蛍光体などの発光部
材直上、あるいは電子の飛翔方向と交差する部分ではな
く、例えば、電子放出素子が複数形成されている基板１
側では、耐大気圧支持部材が接するのは電子放出素子を
駆動させるための配線上等であり、また、フェースプレ
ート２側では、カラー表示を行う画像形成装置ならば、
各３原色蛍光体間に形成される黒色導電体上などである
ことが好ましい。以上の様にすることによって、画像形
成領域においても、耐大気圧支持部材が画像形成の妨げ
にならないようにすることができる。

【００３５】次に、排気管７と耐大気圧支持部材５との
配置位置について述べる。

【００３６】排気管７は、図１、２、３、４、５に示す
様に、所望の間隔で配置された平板状耐大気圧支持部材
５の長手方向の延長線上であり、かつ外枠３の辺部、あ
るいは、前記辺部近傍のフェースプレート２あるいは基
板１に配置される。具体的には、排気管７の中心軸方向
が、平板状耐大気圧支持部材５の長手方向と略平行に取
り付けられているか、もしくは後述するゲッター形成領
域６の長手方向と排気管７の中心軸方向が略直交して取
り付けられる。また、排気管７の取り付け数は、単一に
限られることはなく複数配置しても良い。また、排気管
７の断面形状も円筒状に限ることはない。さらに、排気
管７は図３に示した様な対向した構成をとることによ
り、外囲器内を排気する際に、図１、２示す構成に比ベ
排気速度の向上が図れるので好ましい。

【００３７】また、排気管７は、図４に示すように、フ
ェースプレート２側に形成しても良いし、また、図５に
示す様に電子放出素子が形成されている基板１側に形成
してもよい。図４、５に示す様に、フェースプレートま
たは電子放出素子が形成されている基板側に形成する場
合には、外枠３に形成する場合のように排気管の直径の
上限が事実上なくなるので、排気管７による排気時のコ
ンダクタンスの点で好ましい。

【００３８】尚、当然のことながら、真空外囲器を形成
する工程において、排気管は封じ切られる（封止）の
で、図４、５に示される様に、排気管は外囲器内と外を
通じる様にはなっておらず、終端されており、また、封
じ切られた排気管は、真空外囲器外面（大気と触れる
面）から外側ヘ突出（延長）した形状ばかりでなく、真
空外囲器外面の内側に吸い込まれた様な形状あるいは、
真空外囲器外面から、封じ切った排気管は突出しない形
状であってもよい。

【００３９】以上の様な構成にすることにより、フラッ
トパネルディスプレイを製造する工程において、排気管
７を通じて外囲器内を排気する工程では、外囲器内のガ
ス（気体分子）は耐大気圧支持部材５に沿って排気管７
ヘ移動し、排気管７を通して外囲器外ヘ排気される。図
１、２、３、４、５に示されるような耐大気圧支持部材
５と排気管７との位置関係では、外囲器内のガスが排気
管７ヘ移動する過程で、耐大気圧支持部材５による残留
ガス（気体分子）が排気管７方向ヘ移動するのを妨げる
様な遮蔽効果を最小限に抑えることができるため、排気
に要する時間および、一定時間排気後の真空外囲器内の
圧力分布を最小にし、また、図４、５に示される様な構
成にすることでコンダクタンスが向上され、従って、到
達真空度の高い真空外囲器が得られる。

【００４０】また、詳しくは後述するが、ゲッター形成
領域の長手方向を耐大気圧支持部材５の長手方向と略垂
直になるように形成し、排気管７を通じて真空外囲器外
ヘ排気する工程において、外囲器内の真空度がある程度
の真空度に達した後、ゲッターをゲッターフラッシユす
ることにより、排気工程に要する時間を更に短縮させる
ことが可能である。

【００４１】尚、本明細書中では、簡略化のため、蒸発
型ゲッターであればゲッター材を蒸発させて被着形成す
る工程、また非蒸発型ゲッターであればゲッター材の表
面を清浄化して排気能力を発現させる工程をゲッターフ
ラッシュと記す。

【００４２】次に、本発明の真空外囲器における耐大気
圧支持部材５とゲッター形成領域６との配置位置につい
て述ベる。

【００４３】耐大気圧支持部材５の構成、配置等につい
ては、前述の通りである。

【００４４】ゲッター形成領域６は、ある形状・面積を
有し、その形状・面積の広がっている長手方向と前記平
板状耐大気圧支持部材５の長手方向とが略直交するよう
に形成・配置されている。また、前述の排気管と耐大気
圧支持部材の配置位置についての説明で記した様に、排
気管７の中心軸方向とゲッター形成領域の長手方向とは
略直交した配置としている。ここで、ゲッター形成領域
６とは、例えばＢａＡｌ合金などを主成分とする蒸発型
ゲッターを加熱してゲッターフラッシュさせることによ
り、蒸発したゲッター材が真空容器の内表面に付着した
領域である。あるいは、例えばＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ等の金属およびこれらの合金で構成され
た非蒸発型ゲッター自体を加熱によりゲッターとしての
能力を発現させた状態が形成されている領域を意味する
ものである。

【００４５】また、本発明に用いるゲッターは、蒸発型
ゲッターもしくは非蒸発型ゲッターの単独使用だけでな
く、非蒸発型ゲッターと蒸発型ゲッターとを併用しても
よい。特に、蒸発型ゲッターと、非蒸発型ゲッターとで
は、特定のガスに対しその排気能力が異なるため、例え
ば、蒸発型ゲッターを先フラッシユさせておき、より真
空度が高くなった状態で非蒸発型ゲッターをフラッシュ
する様な段階を経ることによる効果も考えられるので、
残留あるいは発生するガスに応じて蒸発型ゲッターと非
蒸発型ゲッターを使い分けることが好ましい。

【００４６】排気管７を封じ切った後、真空外囲器内に
配置されているゲッターを加熱することでゲッターフラ
ッシュ（蒸発型であればゲッター材を蒸発させて被着形
成し、また非蒸発型ゲッターであればゲッター材の表面
を清浄化）して、ゲッター形成領域６を形成すること
で、真空外囲器内に残留しているガスおよび、画像形成
装置として駆動している際に画像表示領域（例えば蛍光
体などの発光部材）から発生するガスは前述の様に、耐
大気圧支持部材５に沿ってゲッター形成領域６ヘ移動
し、ゲッター材と反応することによって排気される。

【００４７】図１に示される耐大気圧支持部材５とゲッ
ター形成領域６との位置関係は、真空外囲器内の残留ガ
ス、もしくは画像形成装置として駆動している際に画像
表示領域（例えば電子源）から発生したガスがゲッター
形成領域６ヘ移動する過程で、耐大気圧支持部材５によ
る残留ガスもしくは、真空外囲器内に発生したガスがゲ
ッター形成領域６方向ヘ移動することを妨げる様な遮蔽
効果を最小限にできる。このため、ゲッター材による排
気に要する時間が短縮される。

【００４８】さらに、ゲッター形成領域は、図１、２に
示すものに限られるものではなく、例えば図６の様に、
図１にて配置したゲッター形成領域６と対向する位置に
も配置しても良い。この場合には、さらにゲッター形成
領域に近接した画像形成領域が増えるため、ゲッターに
よる排気速度の点で好ましい。即ち、図１の様な構成に
おいては、確かに、前述のように、耐大気圧支持部材に
よる残留ガスもしくは、真空外囲器内に発生したガスが
ゲッター形成領域６方向ヘ移動するのを妨げる様な遮蔽
効果を最小限に抑えることができるが、ゲッター形成領
域６から最も離れた位置（ゲッター形成領域と対向する
位置）に残留もしくは発生したガスは画像形成領域を横
切らなくてはならず、幾分排気に時間を要する。従っ
て、前述の図６に示した様にゲッター形成領域を両側に
配置すれば、前述領域に残留あるいは発生したガスをゲ
ッターにより排気するに要する時間が短縮できるのでよ
り好ましい。

【００４９】従って、前記した、排気管による排気後に
残留した、あるいは画像形成装置として駆動した際に発
生したガスが迅速に排気されないことによる放電などが
抑制されるため、画像形成装置として長時間駆動した後
でも、輝度低下などが少ない画像形成装置が得られる。

【００５０】さらに、ゲッター形成領域の形状は図１に
示す長方形に限定されるものではなく、例えば、楕円形
でも、あるいは円形のゲッター領域が接しながら連続し
て形成されていても良く、また、不連続に点在していて
もその点在方向がある略直線状になってその方向性が認
められるならばよい（図７）。また、ゲッター形成領域
は、電子放出素子が形成された基板上に限らず、外枠３
内表面でも、フェースプレート２でも良いが、但しフェ
ースプレート２や基板１上にゲッター材を形成（蒸発型
なら被着）する場合には、前述したように蛍光体、電子
放出素子、配線などに被着しない様に、配慮しなければ
ならない。

【００５１】さらに、本発明に用いられる基板の材料
は、電子放出素子や外囲器としての位置合わせなどに悪
影響を与えなければ、ガラスや金属等適宜選定できる。

【００５２】また、ゲッターとして蒸発型ゲッターを用
いる場合には、図２６に示した特公昭５６−４４５３４
の構成を用いた画像形成装置の模式図の様に、真空外囲
器内にゲッター材の飛散領域を抑制するための遮蔽板を
用いなければならない。

【００５３】ここで、図２６に於て、ゲッター材の飛散
を抑制する遮蔽板として機能するゲッター材コンテナ固
定治具１０２は基板８０１上に設けられている。前記ゲ
ッター剤コンテナ固定治具１０２にはゲッターが格納さ
れたゲッター剤コンテナ１０３が取り付けられている。
この様な構成にすることにより、ゲッターフラッシュに
て、飛散するゲッター材（図２６中の矢印）が電子放出
素子８０２や蛍光体等（不図示）が形成されているフェ
ースプレート８０４の様なゲッター材が付着しては困る
部材ヘの付着を抑制し、ゲッター材が被着することによ
る画像表示特性の劣化を抑制する。

【００５４】上記遮蔽板は、ゲッター材の飛散する領城
を抑制する働きを持つ一方で、前述の耐大気圧支持部材
の場合程ではないが、排気管を通じての排気および、ゲ
ッターによる排気の際にその形状、配置によっては排気
の障害になる場合もある。

【００５５】従って、本発明においては、前述の様なゲ
ッター材形成領域に求められる配置関係を満たせば、例
えば図２１、２２の様にゲッターを配置し、かつ、蒸発
型ゲッターを用いた際に、ゲッター材の飛散領域を抑制
するための構６０を電子放出素子が形成されている基板
１に形成することで、耐大気圧支持部材がゲッターおよ
び排気管を通じての排気の際の妨げになるのを最小限に
し得る構成に加え、遮蔽板による上記排気を妨げない構
成にすることが可能となり、さらに好ましい。

【００５６】当然のことながら、前述の様な基板の構成
は非蒸発型ゲッターを用いた際にも適用でき、これはゲ
ッター面積の拡大につながる。

【００５７】用いられる基板も、外囲器の封着時などの
位置ずれや、用いられる電子源ヘの影響が取り除けるの
ならば、図２７に示す様な金属基板２１であっても良い
し、また、基板の製造の容易さからは、ガラス基板に溝
を形成するよりは、金属基板を加工するほうが好まし
い。

【００５８】次に、本発明の画像形成装置の好ましい製
造方法の一例を以下に記す。

【００５９】１） 基板上に電子放出素子を複数配置し
た電子源基板上に、複数の所望の高さの耐大気圧支持部
材を所望の間隔で、かつ複数フリットガラスなどで設置
し、さらに耐大気圧支持部材とほぼ同一の高さを有し、
所定の位置に既に排気管が取り付けてある外枠を、排気
管の中心軸と耐大気圧支持部材の長軸方向とが略平行に
なるようにフリットガラスなどで設置する。また、この
段階で、例えば複数の蒸発型リングゲッターを一列にか
つ複数の耐大気圧支持部材の長軸方向に対し略直交する
形で電子源基板の電子源が形成されていない領域に形成
する。但し、このとき、蒸発型ゲッターを用いる場合に
は、ゲッターフラッシュした際に、画像形成領域にゲッ
ター材が飛散しないように遮蔽板を設ける必要がある。
しかし、非蒸発型ゲッターを用いる場合には遮蔽板は必
要としないことは前述した通りである。また、前記した
ように、遮蔽板を除くため、電子放出素子を形成する前
に基板に溝を形成しておき、さらに、形成した溝に蒸発
型ゲッター、あるいは非蒸発型ゲッターを形成しておく
こともできる。

【００６０】２） 次に予め、蛍光体および必要であれ
ばメタルバックを形成したフェースプレートを上記外
枠、排気管、耐大気圧支持部材等が設置された電子源基
板と十分な位置合わせを行いながらフリットガラスなど
を用いて封着して外囲器を形成する。

【００６１】３） 封着した外囲器内の残留ガスを、外
囲器を加熱しながら、排気管を通じ外囲器内を排気し、
外囲器内が約１０^-7Ｔｏｒｒ程度になったところで排気
管を封止する。

【００６２】また、外囲器内が約１０^-6Ｔｏｒｒ程度の
真空度になったところで、外囲器内に複数のゲッターが
配置されている場合には、そのゲッターの幾つかをゲッ
ターフラッシュさせることにより、排気管のみによる排
気よりも排気時間が短縮される。

【００６３】特に画像形成装置の薄型化、大画面化に伴
い、排気管自体のコンダクタンスが悪化してくる。例え
ば、内経１０ｍｍ、中心軸方向の長さが１００ｍｍの円
筒形の排気管では、気温２０℃において、約１．２１
ｌ／ｓ・ｃｍ²の排気能力しかないが、ゲッターの排気
能力はＨ₂Ｏで２．３１ ｌ／ｓ・ｃｍ²程度であること
が知られている。従って、ある程度の真空度までは排気
管で排気したほうが良いが、それ以下の真空度ではゲッ
ターによる排気のほうが排気時間の短縮につながること
が考えられる。

【００６４】４） 続いて、排気管を封止し、真空外囲
器を形成し、さらに、画像形成装置を駆動するための駆
動回路などに接続することで画像形成装置が完成する。

【００６５】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。

【００６６】〈実施例１〉図８、９に示す画像形成装置
を作成した。

【００６７】図８、９において、１は青板ガラス製の基
板であり、この上には複数の表面伝導型電子放出素子で
構成される電子源４が形成されている。図１９（ａ）は
表面伝導型電子放出素子の概略構成図を示す平面図であ
り、図１９（ｂ）は図１９（ａ）におけるＡ−Ｂ線に沿
う断面を示すものである。

【００６８】図１９において、１５０は基板、１５１、
１５２は基板１５０上に５μｍの間隔で配置された素子
電極、１６０は素子電極上に形成された酸化パラジウム
からなる導電性薄膜、１６５は酸化パラジウムからなる
導電性薄膜に通電処理することにより形成された電子放
出部、１７０は素子配線であり、外部の素子駆動回路と
つながっている。素子電極１５１、１５２に素子配線１
７０から電圧を印加することにより、電子放出部１６５
から電子が放出される。複数の表面伝導型電子放出素子
は、図１０の概略拡大図によって示されるように、Ｘ方
向配線、Ｙ方向配線の交差部にそれぞれ形成されてい
る。Ｘ方向配線およびＹ方向配線を各々任意に選択し、
これらに電圧を印加することで、所望の素子を選択的に
電子放出させることのできる単純マトリクス構造をとっ
ている。

【００６９】図８、９において、２は青板ガラスからな
るフェースプレートであり、フェースプレート上には３
原色蛍光体８０、さらにＡｌで構成されたメタルバック
５０が形成されている。５は基板１とフェースプレート
２を略平行に維持するための平板状耐大気圧支持部材で
あり、図のＹ方向配線上に形成されている。７は排気
管、８はＢａ・Ａｌ合金からなる蒸発型ゲッター材を収
納した容器（コンテナ）からなるリングゲッターであ
る。９はリングゲッターを高周波加熱によりゲッターフ
ラッシュした際に形成されたＢａ膜によって構成された
ゲッター形成領域である。また、１０はゲッター材飛散
防止用の遮蔽板であり、１１は青板ガラスから成る外枠
である。

【００７０】本実施例の構成において、図８に示される
ように、複数配置された平板状耐大気圧支持部材６の各
長手方向は略平行に配置され、さらに、平板状耐大気圧
支持部材５の長手方向とゲッター形成領域９の長手方向
は略直交しており、また、ゲッター形成領域９の長手方
向と排気管７の中心軸方向が略直交する配置となってい
る。

【００７１】以下に、本実施例の画像形成装置の製造方
法を記す。

【００７２】１） 青板ガラス基板１上に複数の表面伝
導型電子放出素子を単純マトリクス構造に形成した。

【００７３】２） 耐大気圧支持部材５の上下端面（基
板１およびフェースプレート２に接着される箇所）、外
枠１１の上下端面（基板１およびフェースプレート２に
接着される箇所）に、予め低融点ガラス（日本電気硝子
（株）製ＬＳ３０８１）に溶剤を混合したものを塗布し
た。また、同時に、予めリングゲッター８を溶接により
接合した遮蔽板１０の基板１との接合部に同様に低融点
ガラスを塗布した。

【００７４】３） まず、耐大気圧支持部材５、フェー
スプレート２を治具により固定し電気炉にて仮焼成をし
た。また、基板１上にリングゲッター８を接着した遮蔽
板１０及び予め排気管７が接着された外枠１１を治具に
より固定し電気炉にて仮焼成をした。

【００７５】４） 次いで、封着工程では、耐大気圧支
持部材５を固定したフェースプレート２と、リングゲッ
ター８を接着した遮蔽板１０及び外枠１１を固定した基
板１とを十分位置合わせをした後治具で固定し、電気炉
にて４１０℃で加熱した。その後、ゆっくりと除冷し、
電気炉から取り出すことにより外囲器を得た。

【００７６】５） 排気管７を不図示の真空ポンプに接
続し、外囲器内を約１×ｌ０^ー7Ｔｏｒｒ程度に排気した
後、表面伝導型電子放出素子の素子電極１５１、１５２
を介し導電性薄膜１６０に三角波形（底辺２ｍｓｅｃ、
周期１０ｍｓｅｃ、波高値６Ｖ）の電圧パルスを６０秒
間印加してフォーミングを行い、電子放出部１６５を形
成した。

【００７７】６） 続いて、排気管７を通じて外囲器内
にアセトンと水素を導入し、表面伝導型電子放出素子の
電子放出特性をモニターしながら活性化処理を行った。

【００７８】７） 外囲器内に導入したガスを排気し
た。

【００７９】８） ホットプレートにより外囲器を加熱
しながら、排気管７を通して外囲器内を真空排気し、外
囲器内の真空が１×１０^ー7Ｔｏｒｒを超えたところで、
排気管７をガスバーナーで加熱して外囲器を封止し、こ
れにより真空外囲器を完成させた。

【００８０】９） 続いて、リングゲッター８を誘導加
熱してゲッターフラッシュし、主としてＢａからなるゲ
ッター形成領域９を形成した。

【００８１】１０） 真空外囲器を画像形成装置として
作用させるため、駆動回路等を接続した。この画像形成
装置は駆動回路から信号を送ることにより、画像を形成
した。

【００８２】尚、通電フォーミング処理、および、活性
化処理については、特開平７−２３５２５５に開示され
ている公知の方法を用いた。

【００８３】〈比較例１〉図１１に示した構成の画像形
成装置を作成した。実施例１と異なることは、排気管７
が、耐大気圧支持部材５の長手方向と平行な外枠に取り
付けられたことにある。

【００８４】〈比較例２〉図１２に示した構成の画像形
成装置を作成した。実施例１と異なるのは、ゲッター形
成領域９の配置位置が、耐大気圧支持部材５の長手方向
と平行であり、かつ画像表示領域外に配置された構成と
なっているところである。

【００８５】〈比較例３〉図１３に示した構成の画像形
成装置を作成した。実施例１と異なるのは、耐大気圧支
持部材５の長手方向が実施例１の方向から９０度回転さ
せた構成となっているところである。

【００８６】上記実施例１と比較例１〜３とにおいて、
同じ到達圧力まで真空排気するのに要した時間、およ
び、同程度の圧力まで真空排気し封止した後ゲッターフ
ラッシュし、真空外囲器を画像表示するための駆動回路
等と接続して画像形成装置として一定時間駆動した後の
画像の輝度ムラを測定した。実施例１の真空外囲器、及
び比較例２の真空外囲器がほぼ同程度の時間で所望の内
部圧力に到達し、比較例１および３の真空外囲器はその
約１．５倍の排気時間を要した。

【００８７】一方、一定時間駆動後の輝度ムラについて
は、実施例１と比較例１の画像形成装置はほとんど輝度
ムラが確認されなかったが、比較例２および３の画像形
成装置は画像表示領域中心部ほど輝度が落ち、また放電
とみられる様な現象も確認された。

【００８８】以上のことから、実施例１の構成の真空外
囲器は、排気時間の短縮に優れ、かつ、画像形成装置と
して駆動させた際にも長時間安定して表示をすることの
できる画像品位に優れた画像形成装置であることが分か
る。

【００８９】〈実施例２〉図１４、１５は本実施例の画
像形成装置を示す平面図および図１４中、ＡーＡ′線に
沿った断面図である。

【００９０】ここで、図８、９と同じ符号は同じ部分を
示す。実施例１と本実施例が異なる点は、電子放出素子
として、プレーナ型電界放出素子を用いた点と、排気管
７の取り付け位置がフェースプレート２上であり、また
排気管７が２本設けられている点である。この様な構成
にすることで、排気管の直径に、外枠の高さ（画像形成
装置の厚み）による制限がなくなるため、外枠の高さ以
上の直径を有する排気管を取り付けることが可能とな
る。このため、本実施例の画像形成装置の製造工程にお
ける排気の際のコンダクタンスが良好となる。また、２
個の排気管７が画像形成領域を挟んで対向した配置にな
り、排気管数が増すことにより排気管７による排気時間
は実施例１に比ベさらに短縮された。

【００９１】〈実施例３〉図１６、１７は本実施例の画
像形成装置を示す平面図および図１６中、Ａ−Ａ′にお
ける断面図である。

【００９２】ここで、図１４、１５と同じ符号は同じ部
分を示す。実施例２と本実施例が異なる点は、耐大気圧
支持部材５の配置および形状と、用いたゲッターの種類
である。

【００９３】本画像形成装置に用いたゲッターは非蒸発
型ゲッターであり、具体的にはＺｎ−Ａｌ合金（ＳＡＥ
Ｓ社Ｓｔ１０１）を用いた。非蒸発型ゲッターを用いた
ため、本実施例の画像形成装置は、実施例２のものに比
べ、遮蔽板を形成する必要がなく、また予めゲッター形
成領域を設定できる利点がある。この様に構成にするこ
とで、本実施例の画像形成装置の製造工程においては、
遮蔽板を設置する工程が省かれ、さらに、遮蔽板が存在
しないため、実施例２と比較してさらに排気管７による
排気時間が短縮できた。また、電子放出素子駆動時にお
いても、画像品位の低下は緩和された。

【００９４】〈実施例４〉図２８、２９は本実施例の画
像形成装置を示す平面図および図２８中、ＡーＡ′にお
ける断面図である。

【００９５】ここで、実施例２と異なる点は、排気管７
の位置、及びゲッター形成領域９を一箇所にした点であ
る。

【００９６】本実施例の画像形成装置は、電子放出素子
として表面伝導型電子放出素子を用い、実施例１の様に
単純マトリクス構造に配置した後、実施例１の様に、フ
ェースプレート、電子放出素子が形成された基板、外枠
などを十分な位置合わせを終えたあと、封着した。続い
て、排気管７を通して真空ポンプにて、外囲器内を十分
に排気したあと、図１０に示した様に、Ｘ方向、Ｙ方向
配線を通じて通電フォーミング処理を行った。さらに、
排気管７を通じて、外囲器内にアセトンを導入し、活性
化処理を行った。さらに、外囲器内に導入したアセトン
を排気管７を通じて約１×１０^ー7Ｔｏｒｒ程度の真空度
まで排気し、排気管７をガスバーナーで加熱し、外囲器
を封止し、真空外囲器を形成した。続いて、リングゲッ
ター８を誘導加熱し、ゲッターフラッシュし、主として
Ｂａからなるゲッター形成領域９を形成した。

【００９７】この様にして作成した真空外囲器を画像形
成装置として作用させるため、駆動回路等を接続し、画
像を形成したところ、長時間駆動した後も、放電と見ら
れる現象もほとんど観察されず、また、輝度劣化も少な
かった。

【００９８】〈実施例５〉図１８（ａ）は本実施例の画
像形成装置の平面図であり、図１８ （ｂ）は図１８
（ａ）におけるＡーＢ線に沿った断面図である。

【００９９】図１８（ａ）、図１８（ｂ）において、１
０１は電子放出素子１０７が複数形成されたリアプレー
ト、１０２は蛍光体などの発光体（不図示）が形成され
たフェースプレートであり、共にソーダガラスからなる
絶縁性の基板を用いた。１０３はソーダガラスからなる
外枠である。リアプレート１０１、フェースプレート１
０２は外枠１０３を介してフリットガラスで封着され、
内部を高真空に排気し真空外囲器を形成している。この
真空外囲器には、耐大気圧支持部材１０５が、リアプレ
ート１０１とフェースプレート１０２との間に設けられ
ており、これにより、画像形成装置の表示面積の大面積
化に伴う耐大気圧構造を有する。

【０１００】耐大気圧支持部材１０５は平板状であり、
真空外囲器内に複数配置され、各々の主面が互いに平行
となるように所定の間隔で設けられている。ラインゲッ
ター１０８はゲッターフラッシュすることにより形成さ
れるゲッター被着領域と、耐大気圧支持部材１０５の長
手方向と略々垂直となるように配置されている。ライン
ゲッター１０８は蒸発型ゲッターであり、Ｂａ−Ａｌ−
Ｎｉ合金を用いた。１０４は、外囲器内を減圧にするた
めの排気管であり、本実施例では２本形成されている。
排気管１０４は排気管の中心軸が耐大気圧支持部材１０
５の主面と平行になるように、また、ゲッター形成領域
の長手方向と略垂直になるように外枠１０３に取り付け
られている。１０７は電子放出素子であり、本実施例で
は、表面伝導型電子放出素子を用いた。以下に表面伝導
型電子放出素子について、図１９を用いて説明する。

【０１０１】図１９（ａ）は表面伝導型電子放出素子の
概略構成図を示す平面図であり、図１９（ｂ）は図１９
（ａ）におけるＡーＢ線に沿った断面図である。

【０１０２】図１９において、１５０は上記基板、１５
１、１５２は基板１５０上に５μｍの間隔で配置された
素子電極、１６０は素子電極上に形成された酸化パラジ
ウムからなる導電性薄膜、１６５は酸化パラジウムから
なる導電性薄膜に通電処理することにより形成された電
子放出部、１７０は素子配線であるり、外部の素子駆動
回路とつながっている。素子電極１５１、１５２に素子
配線から電圧を印加することにより、電子放出部１６５
から電子が放出される。

【０１０３】次に、前述真空外囲器の製造工程の概略を
説明する。

【０１０４】排気管１０４により、外囲器内を約１×１
０^ー7Ｔｏｒｒ程度に排気した後、表面伝導型電子放出素
子の素子電極１５１、１５２を介し導電性薄膜１４に三
角波形（底辺２ｍｓｅｃ、周期１０ｍｓｅｃ、波高値６
Ｖ）の電圧パルスを６０秒間印加してフォーミングを行
い、電子放出部１６５を形成した。その後、真空外囲器
を２００℃で５時間ベーキングした。べ−キング後、ラ
インゲッターの脱ガスを行った。真空外囲器、ゲッター
材ともに十分な脱ガス処理を行った後、排気管１０４を
封止し、ゲッターフラッシュし、真空外囲器を形成し
た。

【０１０５】本実施例で得られた画像形成装置は、一定
時間駆動した後にもほとんど輝度ムラが観察されなかっ
た。

【０１０６】〈実施例６〉図２０は本実施例の画像形成
装置の概略構成図であり、図２０（ａ）はその平面図、
図２０（ｂ）は図２０（ａ）中のＡーＢ線に沿った断面
図である。

【０１０７】図２０と実施例５の画像形成装置である図
１８とが異なる部分は耐大気圧支持部材３０５の形状
と、ゲッター３０８が複数のリングゲッターで構成され
ている部分のみで、他は実施例５と同じであるので、図
１８と同じ符号を付したものは同じものを示す。

【０１０８】本実施例の画像形成装置の製造工程を以下
に記す。

【０１０９】外囲器内の残留気体は排気管３０４によっ
て外囲器内の真空度がおおよそ１×１０^ー6Ｔｏｒｒ以下
になるまで排気する。尚、排気中全てのゲッター３０８
を誘導加熱によりべ−キングしておく。その後、図１９
に示す表面伝導型電子放出素子の素子電極１５１、１５
２間に三角波の電圧パルス（底辺ｌｍｓｅｃ、波高５
Ｖ、周期１０ｍｓｅｃ）を８０秒印加し、フォーミング
処理を行い、表面伝導型電子放出素子を形成する。表面
伝導型電子放出形成後、真空容器を２００℃でベ−キン
グし、真空容器、及びゲッター材ともに十分に脱ガスが
行われた後、ゲッターの一部（本実施例では２個）をゲ
ッターフラッシュした。その後排気管を封止し、残りの
ゲッターをゲッターフラッシュして真空容器を完成させ
た。

【０１１０】〈実施例７〉図２１、２２は、本実施例の
画像形成装置の概略構成図である。図２１は平面図であ
り、図２２は図２１に示す画像形成装置のＡーＡ線に沿
った断面図である。

【０１１１】図２１、２２において、１は基板、２はフ
ェースプレート、３は外枠、４０は基板１上に配置され
た電子放出素子、５は基板１とフェースプレート２とを
所定の間隔に支持する耐大気圧支持部材、６０はゲッタ
ー８を格納するためのゲッター溝部であり、７は排気管
である。

【０１１２】本実施例の画像形成示装置では、基板１と
フェースプレート２と外枠３とによって真空外囲器が形
成されている。この真空外囲器には、基板１とフェース
プレート２との間に耐大気圧支持部材５が設けられてお
り、これにより、大面積に渡って多数素子を配列形成さ
れた場合における大気圧によるフェースプレート２等の
歪みが防止される。

【０１１３】上記耐大気圧支持部材５は細長い平板状の
ものであり、長手方向が同一方向となるように所定の間
隔で複数配置されている。ゲッター溝部６０は、耐大気
圧支持部材５が設けられた領域の周辺には基板１の辺に
沿って基板１上に形成された溝であり、ここでは、ゲッ
ター溝部６０は、耐大気圧支持部材５の長手方向と略直
角となる。排気抵抗（耐大気圧支持部材５とゲッターが
形成された領域との相対配置によって決まる排気抵抗）
が最も小さくなる位置（基板１の両端部）にそれぞれ形
成されている。本実施例では、ゲッターフラッシュ時の
ゲッター被着範囲がこのゲッター溝部６０の淵によって
制限される。

【０１１４】次に、本実施例で用いた電子放出素子であ
る表面伝導型電子放出素子について記す。図１９（ａ）
は基板１上に複数形成された表面伝導型電子放出素子の
部分概略構造を示す平面図であり、図１９（ｂ）は図１
９（ａ）のＡーＢ線に沿った断面図である。

【０１１５】図１９において、１５０は基板、１５１、
１５２は素子電極であり、膜厚１００ｎｍのＡｕで、そ
の間隔Ｌは２μｍとした。１６０は導電性薄膜であり、
その幅Ｗは５００μｍとした。導電性薄膜１６０は有機
金属溶液である有機Ｐｄ（ｃｃＰ４２３０；奥野製薬
（株）製）含有溶液を塗布した後、３５０℃で１０分間
の加熱処理をして形成されたＰｄＯを主成分とする微粒
子からなる薄膜で形成されている。また、電子放出部１
６５は前記導電性薄膜１６０にフォーミング処理をする
ことにより形成した。１７０は素子電極１５１、１５２
に接続された素子配線である。

【０１１６】基板１、フェースプレート２および耐大気
圧支持部材５は、共に材質がソーダガラスより構成され
ている。なお、フェースプレート２には、蛍光体および
高電位を印加するメタルバックが形成されている（不図
示）。

【０１１７】ゲッター溝部６０は、基板１上に削り出し
加工により形成されたものである。このゲッター溝部６
０底面には、ＢａＡｌを主成分とする蒸発型のゲッター
８が不図示のゲッター固定治具により固定設置されてい
る。

【０１１８】次に、本実施例の真空外囲器の形成方法を
記す。

【０１１９】まず、ゲッター溝部６０および、複数の表
面伝導型電子放出素子４０が形成された基板１と、蛍光
体およびメタルバックが設けられたフェースプレート２
と、外枠３とにより外囲器を形成し、前記外囲器内に耐
大気圧補強部材として耐大気圧支持部材５を一方向に所
定間隔で配置した。そして、基板１、フェースプレート
２、排気管７が予め配置された外枠３、及び耐大気圧支
持部材５の各々が接する部分にフリットガラス（ＬＳ−
０２０６（日本電気硝子（株）製）を塗布し、４５０℃
で１０分間加熱した後、封着し外囲器を形成した。

【０１２０】続いて、排気管７を通して外囲器外部の真
空ポンプにより、外囲器内を１×１０^ー7程度まで排気し
た。この後、表面伝導型電子放出素子の素子電極１５
１、１５２を介し導電性薄膜１６０に三角波形（底辺１
ｍｓｅｃ、周期１０ｍｓｅｃ、波高値５Ｖ）の電圧パル
スを６０秒間印加してフォーミングを行い、電子放出部
１６５を形成した。

【０１２１】上記の様にして電子放出部１６５を形成し
た後、真空外囲器全体を排気管７を通して排気しながら
１３０℃で２４時間加熱処理して脱ガスを行った。そし
て、ゲッター溝部６０に設けられているＢａＡｌを主成
分とする蒸発型ゲッター８を３５０ｋＨｚの高周波によ
りゲッターフラッシュした後、前述排気管７を封じ切っ
た。以上の工程により、真空外囲器を形成した。

【０１２２】以下に、本実施例の特徴である、上記ゲッ
ターフラッシュにおけるゲッターの被着およびその作用
について説明する。

【０１２３】上記の真空外囲器では、ゲッター８はゲッ
ター溝部６０内に固定されているので、上述のゲッター
フラッシュによって飛散したゲッターはゲッター溝部６
０の淵によりその飛散が制限され、被着領域が限定され
る。よって、ここでは、飛散ゲッターはゲッター溝部６
０の内壁、底部、及び外枠の一部、フェースプレートの
蛍光体が形成されていない画像表示領域外に形成され
る。さらには、ゲッター被着領域がゲッター溝部６０に
沿って形成される。この様に蒸発型ゲッターをゲッター
構部６０に形成することにより飛散ゲッターの被着領域
を制御することができる。また、ゲッター溝部６０にも
飛散ゲッターが被着することから、ゲッター溝部６０を
基板１に形成することで、真空外囲器内のゲッター被着
面積を増加させることも可能となった。

【０１２４】上述の様に形成されたゲッター被着領域で
は、上述の排気管を封じ切った後に真空外囲器内に残留
するガス、または、画像表示装置として駆動している間
に発生するガスの捕獲が行われる。本実施例の真空外囲
器では各耐大気圧支持部材５はその長手方向が上記ゲッ
ター被着領域の長手方向と略垂直に設けられているの
で、前述の残留ガス、及び駆動中に発生するガスは、耐
大気圧支持部材５に沿って移動してゲッタ被着領域に到
達し、ゲッターにより捕獲される。このゲッターの残留
ガス、及び駆動中に発生するガスの捕獲により排気効果
が生じ、真空外囲器内は圧力が均一で高真空な状態に維
持される。

【０１２５】〈比較例４〉以下に実施例７で説明した真
空外囲器とは、ゲッター溝部６０と耐大気圧支持部材５
との相対配置位置が異なる真空外囲器の例を説明する。

【０１２６】図２３は、ゲッター溝部６０が耐大気圧支
持部材５とその長手方向が平行となるように基板１の辺
に沿って配置された以外は図１に示した真空外囲器と同
様の構成である。尚、図２１に示した画像形成装置と同
じものについては同じ符号を付してある。

【０１２７】図２３に示す様なゲッター溝部６０と耐大
気支持部材５との相対配置関係にすると、排気抵抗（被
着ゲッターによる排気における、耐大気圧支持部材５の
向きによって決まる排気抵抗）が最も大きくなる。以下
にその理由について説明する。

【０１２８】ゲッター材がゲッターフラッシュにより飛
散されると、図２１に示した真空外囲器の場合と同様に
してゲッター被着領域が形成され、前記ゲッター被着領
域により残留ガス、及び駆動中に発生するガスの排気が
行われる。しかし、図２３に示す真空外囲器では、各耐
大気圧支持部材５はその長手方向が上記ゲッター被着領
域と平行になるように設けられているため、この耐大気
圧支持部材５によって残留ガス、及び駆動中に発生する
ガスのゲッター被着領域ヘの到達が妨げられる（耐大気
圧支持部材の遮蔽作用）。そのため、本比較例の真空外
囲器では、残留ガス、及び駆動中に発生するガスの捕獲
効率が低下し、ゲッターによる排気効果が低下する。さ
らには、耐大気圧支持部材５の遮蔽作用によって、ゲッ
ターの排気作用による真空外囲器内の圧力の不均一が生
じる。

【０１２９】以上説明した図２１および図２３に示した
各真空外囲器を画像表示するための駆動回路と接続し、
画像形成装置として一定時間駆動させたところ、実施例
７の画像形成装置においては、輝度ムラは発生せず、良
好な画像が表示されたが、比較例４の画像形成装置にお
いては、輝度ムラが発生した。

【０１３０】

【発明の効果】以上、述ベた様に、本発明の画像形成装
置は、その製造工程において、排気管による排気の際の
排気速度に優れるため、短時間に真空外囲器内を高真空
状態に排気でき、かつ外囲器内の圧力分布を抑制でき
る。従って、本発明の画像形成装置は、その製造コスト
をも抑制でき、また、排気管による排気後の真空外囲器
内の残留ガスによる圧力分布が少ないため、これにより
画像形成装置として駆動した際の画像品位も優れる。ま
た、排気管を封じ切った後の真空外囲器内は、ゲッター
による残留ガスおよび駆動時に発生するガスの排気速度
にも優れるため、画像形成装置として長時間駆動させた
後でもその品位（輝度など）の低下も少ないものとな
る。さらには、基板自体にゲッター溝部を形成すること
により、画像形成装置の製造工程において、遮蔽板の配
置における位置決め等の繁雑な工程を必要としないた
め、歩留りも向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す平面
図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

【図３】本発明の画像形成装置の別の実施形態を示す平
面図である。

【図４】本発明の画像形成装置の更に別の実施形態を示
す側面図である。

【図５】本発明の画像形成装置又更に別の実施形態を示
す側面図である。

【図６】本発明の画像形成装置また別の実施形態を示す
平面図である。

【図７】本発明の画像形成装置また別の実施形態を示す
平面図である。

【図８】本発明の画像形成装置の第１実施例を示す平面
図である。

【図９】図８中のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

【図１０】表面伝導型電子放出素子をマトリクス配置し
た電子源基板の模式図平面図である。

【図１１】比較例１の画像形成装置を示す平面図であ
る。

【図１２】比較例２の画像形成装置を示す平面図であ
る。

【図１３】比較例３の画像形成装置を示す平面図であ
る。

【図１４】本発明の画像形成装置の第２実施例を示す平
面図である。

【図１５】図１４中のＡ−Ａ’線に沿った断面図であ
る。

【図１６】本発明の画像形成装置の第３実施例を示す平
面図である。

【図１７】図１６中のＡ−Ａ’線に沿った断面図であ
る。

【図１８】本発明の画像形成装置の第５実施例を示す
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線に沿った断
面図である。

【図１９】表面伝導型電子放出素子の構成を示す（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線に沿った断面図で
ある。

【図２０】本発明の画像形成装置の第６実施例を示す
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線に沿った断
面図である。

【図２１】本発明の画像形成装置の第７実施例を示す平
面図である。

【図２２】図２１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図２３】第４比較例の画像形成装置を示す平面図であ
る。図

【図２４】従来の画像形成装置の第１例を示す断面図で
ある。

【図２５】従来の画像形成装置の第３例を示す側面断面
図である。

【図２６】従来の画像形成装置の第４例を示す側面断面
図である。

【図２７】本発明の画像形成装置の別の実施形態を示す
側面図である。

【図２８】本発明の画像形成装置の第４実施例を示す平
面図である。

【図２９】図２８中のＡ−Ａ’線に沿った断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ フェースプレート ３ 外枠 ４ 電子源 ５ 耐大気圧支持部材 ６ ゲッター形成領域 ７ 排気管 ８ ゲッター ９ ゲッター形成領域 １０ 遮蔽板 １１ 外枠 ４０ 電子放出素子 ５０ メタルバック ６０ ゲッター溝部 ８０ 蛍光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 31/12 Ｈ０１Ｊ 31/12 Ｂ Ｃ

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外囲器と、前記外囲器に設けられた排気
   管と、前記外囲器内に立設した平板状の耐大気圧支持部
   材と、前記外囲器内に設けてゲッター形成領域を形成す
   るゲッターとを少なくとも有する真空外囲器において、
   前記平板状の耐大気圧支持部材の長手方向と前記ゲッタ
   ーで形成されたゲッター形成領域の長手方向とが略垂直
   であると共に、前記排気管の中心軸方向と前記ゲッター
   形成領域の長手方向とが略垂直に形成されてなることを
   特徴とする真空外囲器。
2. 【請求項２】 上記外囲器が、略平行に配置された一対
   の平板状のフェースプレートと基板と、及び前記一対の
   フェースプレートと基板との周縁部間に形成された外枠
   とからなる請求項ｌに記載の真空外囲器。
3. 【請求項３】 上記排気管が外枠に設けられた請求項２
   に記載の真空外囲器。
4. 【請求項４】 上記排気管がフェースプレートに設けら
   れた請求項２に記載の真空外囲器。
5. 【請求項５】 上記排気管が基板に設けられた請求項２
   に記載の真空外囲器。
6. 【請求項６】 上記排気管が複数設けられた請求項１乃
   至５のいずれかに記載の真空外囲器。
7. 【請求項７】 上記ゲッター形成領域が複数形成された
   請求項１乃至６のいずれかに記載の真空外囲器。
8. 【請求項８】 上記ゲッターが画像形成領域以外に配置
   された請求項１乃至７のいずれかに記載の真空外囲器。
9. 【請求項９】 上記ゲッターが複数配置されている請求
   項７に記載の真空外囲器。
10. 【請求項１０】 上記ゲッターが蒸発型ゲッターである
    請求項７に記載の真空外囲器。
11. 【請求項１１】 上記ゲッターが非蒸発型ゲッターであ
    る請求項７に記載の真空外囲器。
12. 【請求項１２】 上記ゲッターが蒸発型ゲッターと非蒸
    発型ゲッターとを用いたことを特徴とする請求項７に記
    載の真空外囲器。
13. 【請求項１３】 上記耐大気圧支持部材が複数個互いに
    平行に配置されている請求項ｌ又は２に記載の真空外囲
    器。
14. 【請求項１４】 上記耐大気圧支持部材が複数個ジグザ
    グ状に配置されている請求項１又は２に記載の真空外囲
    器。
15. 【請求項１５】 上記一対の平板のうち、基板上に電子
    放出素子が形成され、もう一方の平板であるフェースプ
    レートの上に前記電子放出素子から放出された電子が衝
    突することにより発光する発光部材が形成されており、
    上記一対の平板の前記電子放出素子が形成されている面
    と前記発光部材が形成されている面とが向かい合って配
    置されている請求項２に記載の真空外囲器。
16. 【請求項１６】 複数の上記電子放出素子からなる電子
    源が上記基板上に形成されている請求項１５に記載の真
    空外囲器。
17. 【請求項１７】 上記電子放出素子が冷陰極電子放出素
    子である請求項１５又は１６に記載の真空外囲器。
18. 【請求項１８】 上記冷陰極電子放出素子が電界放出型
    電子放出素子で構成されている請求項１７に記載の真空
    外囲器。
19. 【請求項１９】 上記冷陰極電子放出素子が表面伝導型
    電子放出素子で構成されている請求項ｌ７に記載の真空
    外囲器。
20. 【請求項２０】 請求項１〜１９の真空外囲器を組み込
    んだことを特徴とする画像形成装置。
21. 【請求項２１】 請求項１乃至２０のいずれかに記載の
    真空外囲器を製造する真空外囲器の製造方法において、
    上記平板状の耐大気圧支持部材の長手方向と上記ゲッタ
    ーで形成されるゲッター形成領域の長手方向が略垂直に
    なるように配置し、かつ、前記排気管の中心軸方向と前
    記ゲッター形成領域の長手方向とが略垂直になるように
    配置して外囲器を組み立て、次いで外囲器内部を真空排
    気して封止することを特徴とする真空外囲器の製造方
    法。
22. 【請求項２２】 上記真空外囲器の製造方法において、
    上記排気管を通じて上記外囲器内の排気をする際に、上
    記ゲッターをゲッターフラッシュする請求項２１に記載
    の真空外囲器の製造方法。
23. 【請求項２３】 上記排気管を通じて、表面伝導型電子
    放出素子の活性化のためのガスを真空外囲器内に導入す
    る２１に記載の真空外囲器の製造方法。
24. 【請求項２４】 請求項２１乃至２３のいずれかに記載
    の真空外囲器の製造方法を用いた画像形成装置の製造方
    法。