JPH11250840A

JPH11250840A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11250840A
Application number: JP4773398A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Azuma; 尚史東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、エネルギー損失を抑えながら、ハ
レーションを引き起こす後方散乱電子を極力減らすこと
により、高輝度および高コントラストの画像形成装置を
提供することを目的をする。【解決手段】複数の電子放出素子を備えたリアプレー
ト２０１と、このリアプレートと対向して配置されると
ともリアプレートと対向する面に蛍光体２０６とこの蛍
光体の上に形成されたアルミニウム膜２１０とを備えた
フェースプレート２０５とを有する画像形成装置におい
て、前記画像形成部材のリアプレート側表面に、式 δ
ｃ≦４７Ｖａ²＋５７Ｖａ（但し、δｃはカーボン膜
の膜厚（Å）を表し、Ｖａは電子放出素子から放出され
る電子線を加速する加速電圧（ｋＶ）を表す。）を満足
する膜厚のカーボン膜２０７を設けたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子源を用いた平面
型画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大きく重いブラウン管に代わる画
像表示装置として、軽く、薄型のいわゆるフラットディ
スプレイが注目されている。フラットディスプレイとし
ては液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤ
ｉｓｐｌａｙ）が盛んに研究開発されているが、液晶表
示装置には画像が暗く、視野角が狭いといった課題が依
然として残っている。

【０００３】一方、電子源より放出される電子ビームを
蛍光体に照射して蛍光を発生させることで画像を表示す
る自発光型のフラットディスプレイは液晶表示装置に比
べて明るい画像が得られるとともに視野角も広く、大画
面化、高精細化の要求にもこたえ得ることから、液晶表
示装置に代わるものとして期待が高まっている。

【０００４】例えば特開平３−２６１０２４号公報に
は、フェースプレート（ＦａｃｅＰｌａｔｅ）とリア
プレート（ＲｅａｒＰｌａｔｅ）に挟まれた真空パネ
ル内に、電子ビームを発生する電子放出素子を配して構
成される薄型の画像表示装置が記載されている。電子放
出素子として表面伝導型電子放出素子を用い、電子ビー
ムを加速して蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画像
を表示させる。

【０００５】図１１は、この表面伝導型電子放出素子を
用いた平板状画像表示装置の従来例を示す模式的断面図
である。

【０００６】図１１に示すように青板ガラス等の絶縁性
基板１１０１上に、表面伝導型電子放出素子１１０２が
形成されている。グリッド１１０４は電子ビームが通過
する孔を持った変調電極であり、基板１１０１上に形成
された絶縁層１１０３上に設置されている。青板ガラス
製のフェースプレート基板１１０５のパネル内側面に
は、Ａｌ薄膜のメタルバック１１１０で覆われた蛍光体
１１０６が形成されている。

【０００７】フリットガラス１１０８により、外枠１１
０９を挟んでフェースプレート基板１１０５と基板１１
０１が封着され、真空外囲器を構成している。表面伝導
型電子放出素子１１０２、グリッド１１０４は外部駆動
回路に接続され、メタルバック１１１０は高圧ケーブル
によって高圧電源に接続される。

【０００８】図５は表面伝導型電子放出素子１１０２の
構成を詳細に示す模式図である。素子電極５２２、５２
３は一定の間隔Ｌを隔てて設置され、素子電極５２２と
５２３をつなぐ薄膜５２４は、有機Ｐｄ（例えば有機Ｃ
ＣＰ４２３０奥野製薬株式会社製）を塗布した後、加熱
処理して形成される。電子を放出する電子放出部５２５
は、フォーミングと呼ばれる通電処理によって形成され
る。ここで、フォーミングとは、素子電極５２２、５２
３間に電圧を印加通電し、局所的に前記薄膜５２４を破
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５２５を形成することである。

【０００９】なお、電子放出部５２５としては、薄膜５
２４の一部に発生した亀裂を用いることもある。この場
合には、その亀裂付近から電子放出が行われる。この
他、表面伝導型電子放出素子の薄膜としてＳｎＯ₂膜を
用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅ
ｒ：“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”、９、３１
７（１９７２）］、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの
［Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａ
ｄ：“ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”５１
９（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。

【００１０】上述の画像表示装置は、内部の圧力がおお
よそ１０^-6ｔｏｒｒの真空に維持され、外部駆動回路に
よって図５に示した素子電極５２２、５２３に駆動パル
ス電圧が印加されると電子が電子ビーム状に放出され
る。この電子ビームはグリッド１１０４を通過し、高圧
電源から蛍光体１１０６、メタルバック１１１０に印加
された正の高電圧によって加速され、蛍光体１１０６に
衝突して蛍光を発する。前記電子ビームは、駆動回路が
グリッド１１０４に印加する電圧によって制御すること
ができ、それによって蛍光体の発光状態が制御され、所
望の画像が表示される。

【００１１】なお、電子源として表面伝導型電子放出素
子を用いたもののほか熱カソードを用いた熱電子源、電
界放出型電子放出素子［Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄ
ｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖ
ａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓｉｃｓ，
８，ｐ８９（１９５６）やＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ、“Ｐ
ｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉ
ｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｓｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔ
ｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅｎｉｕｍｃｏ
ｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，ｐ５２４
８（１９７６）］等］、金属／絶縁層／金属型電子放出
素子［Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ、“Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌ−ｅ
ｍｉｓｓｉｏｎａｍｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，３２、ｐ６４６（１９６１）等］を用
いたものが知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような平面型画像
表示装置においては、メタルバック１１１０に照射され
た電子ビームの一部が後方散乱される。後方散乱された
電子は、電界によりメタルバック１１１０に再突入す
る。そして再度、蛍光体に突入すると、不要な部分が発
光するハレーションが生じる。このハレーションは平面
型画像形成装置において、高精細化／高コントラスト、
高色純度化の大きな妨げとなっていた。

【００１３】図６に示すように、後方散乱電子を減らす
ために、グラファイト膜６０７を光反射膜であるメタル
バック６１０上に作製したフェースプレート基板６０５
の例が知られている。

【００１４】しかしながら、グラファイト膜の膜厚が薄
い場合は、ハレーションの防止が十分ではなく、またグ
ラファイト膜の膜厚が厚くなるとエネルギー損失が大き
くなり、輝度が大幅に低下する問題があった。

【００１５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、エネルギー損失を抑えながら、ハレーシ
ョンを引き起こす後方散乱電子を極力減らすことによ
り、高輝度および高コントラストの画像形成装置を提供
することを目的をする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電子放
出素子を備えたリアプレートと、このリアプレートと対
向して配置されるとともリアプレートと対向する面に蛍
光体とこの蛍光体の上に形成されたアルミニウム膜とを
備えたフェースプレートとを有する画像形成装置におい
て、前記画像形成部材のリアプレート側表面に、下式
（数式１）を満足する膜厚のカーボン膜を設けたことを
特徴とする画像形成装置に関する。

【００１７】 δｃ≦４７Ｖａ²＋５７Ｖａ（数式１）（但し、δｃはカーボン膜の膜厚（Å）を表し、Ｖａは
電子放出素子から放出される電子線を加速する加速電圧
（ｋＶ）を表す。）前記カーボン膜の膜厚は、特に下式（数式２）を満足す
ることが好ましい。

【００１８】２９Ｖａ²＋７０Ｖａ≦δｃ≦４７Ｖａ²＋５７Ｖａ（数式２）ここで、δｃ、Ｖａは前記と同義である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明者は、電子線を照射したと
きの後方散乱係数（入射電子線に対する後方弾性散乱電
子線の比）を、種々の系について検討した。その実験結
果を図７に示す。横軸は電子ビームの加速電圧Ｖａ、縦
軸は後方散乱係数である。それぞれ線は、（１）アルミ
ニウムのメタルバック、（２）メタルバック上に３００
０Åのグラファイト膜を形成したもの、（３）メタルバ
ック上に８０００Åのグラファイト膜を形成したもの、
（４）グラファイト板について測定したものである。な
お、アルミニウム膜厚は一定である。グラファイト膜の
膜厚が薄いほど加速電圧Ｖａが大きくなると、下地層の
影響が大きくなり、下地層の後方散乱係数が支配的にな
ることがわかる。

【００２０】この様子を図示したものが、図８である。
図中、左側に低エネルギーＥ１で入射する電子線の様子
を示してあり、右側にエネルギーＥ２で入射する電子線
の様子を示す。低エネルギーで入射した電子線のうち、
アルミニウム膜８１０で後方散乱された電子線は炭素原
子核、内殻電子との相互作用によりエネルギーを失うた
めにグラファイト膜８０７を飛び出してくることができ
ない。しかし、高エネルギーで入射する電子線はグラフ
ァイト膜８０７を飛び出すのに十分なエネルギーを持っ
ているため、図７に示すように、メタルバック上に３０
００Åのグラファイト膜を形成したものの後方散乱係数
は、加速電圧Ｖａが高くなるのに従って、アルミニウム
の後方散乱係数に漸近していく。

【００２１】図７から、グラファイト膜の膜厚を厚くし
た方が後方散乱係数は小さくなることがわかる。しか
し、グラファイト膜の膜厚が厚くなるとエネルギー損失
が大きくなり、ディスプレイの輝度が低下する。

【００２２】本発明は、前記の構成によって、輝度低下
を最小限に抑えながら、後方散乱を効果的に低減して、
高輝度と高コントラストを実現したものである。以下
に、図１、９、１０を参照しながらこの理由を説明す
る。

【００２３】図９は、蛍光体９０６とアルミニウム膜９
１０、そして膜厚δｃのグラファイト膜９０７を形成し
た画像形成部材の模式図である。アルミニウム膜９１０
で後方散乱される電子線がハレーションを引き起こすと
きには、グラファイト膜９０７を３回通って、アルミニ
ウム膜９１０を通過し、蛍光体を励起する。一次電子
（入射電子線）はグラファイト膜９０７とアルミニウム
膜９１０を各一回通って蛍光体を励起する。そこで、グ
ラファイト膜９０７を３回通る距離３δｃのエネルギー
透過率が可能な限り小さく、１回の距離δｃは可能な限
り大きくなるように、与えられた加速電圧Ｖａのもと、
グラファイト膜δｃの膜厚を決定するとよい。

【００２４】図１０は、グラファイトを１回透過する電
子線の加速電圧Ｖａとエネルギー透過率の関係を示した
ものである。この図から一次電子透過率（即ち膜厚δｃ
を通過したときのエネルギー透過率）が８０％以上で、
後方散乱電子透過率（即ち膜厚３δｃを通過したときの
エネルギー透過率）が５０％以下となる膜厚範囲を求め
ると図１の斜線で表される範囲が得られる。一次電子透
過率は、図１０においてエネルギー透過率８０％になる
膜厚をそれぞれのＶａについて求めることによって得ら
れ、後方散乱電子透過率は、図１０においてエネルギー
透過率５０％になる膜厚をそれぞれのＶａについて求
め、これを１／３にすることで得られる。

【００２５】なお、後方散乱電子線のエネルギー透過率
が５０％以下というのは、ＪＩＳＺ８５１３（日本規
格協会発行）の外光による拡散反射輝度を含めた輝度コ
ントラスト３：１を満足するように設計したものであ
る。

【００２６】これらを、加速電圧Ｖａ［ｋｖ］とグラフ
ァイト膜厚δｃ［Å］の関係式で表すと、一次電子透過
率８０％の曲線は、 δｃ＝４７Ｖａ²＋５７Ｖａで表され、後方散乱電子線透過率が５０％の曲線は、 δｃ＝２９Ｖａ²＋７０Ｖａで表される。

【００２７】従って、 δｃ≦４７Ｖａ²＋５７Ｖａ（数式１）を満足するようにグラファイト膜を設定すると、輝度を
十分に確保することが可能となり、さらに、２９Ｖａ²＋７０Ｖａ≦δｃ≦４７Ｖａ²＋５７Ｖａ（数式２）を満足するようにグラファイト膜厚を設定すると、後方
散乱電子線は蛍光体を発光させるのに不十分なエネルギ
ーしか有していないので、ハレーションを防止すること
ができる。

【００２８】本発明で用いるカーボン膜は、カーボン材
料で形成された膜であればどのような膜であってもよ
く、グラファイト膜の他、アモルファスカーボン等を使
用することができる。

【００２９】また、本発明で用いる電子放出素子は、表
面伝導型電子放出素子、熱カソードを用いた熱電子源、
電界放出型電子放出素子、金属／絶縁層／金属型（半導
体型）電子放出素子等の電子を放出する素子であって、
平面型画像形成装置に用いられるものであれば特に制限
はされない。

【００３０】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。

【００３１】［実施例１］図２に示すように、本実施例
の画像形成装置は、青板ガラスの絶縁性基板２０１上
に、表面伝導型電子放出素子２０２が形成されている。
グリッド２０４は電子ビームの通過孔を有する変調電極
であり、絶縁層２０３上に設置されている。青板ガラス
からなるフェースプレート基板２０５のパネル内側面
に、透光性導電膜であるＩＴＯ膜２１１、蛍光体２０
６、発光効率向上の目的で設けられているアルミニウム
膜２１０が順に形成され、さらにこの上に後方散乱電子
を防止するためにグラファイト膜２０７が形成されてい
る。

【００３２】フリットガラス２０８により、外枠２０９
を挟んでフェースプレート基板２０５と基板２０１が封
着され、真空外囲器が構成される。表面伝導型電子放出
素子２０２は外部駆動回路に接続され、グラファイト膜
２０７とアルミニウム膜２１０とＩＴＯ膜２１１は高圧
ケーブルによって高圧電源に接続されている。

【００３３】次に本例の画像形成装置の作製方法につい
て説明する。

【００３４】まず、表面伝導型電子放出素子２０２の作
製方法について図５を参照しながら述べる。絶縁性基板
２０１（図５では５０１）を十分に洗浄後、真空蒸着技
術、フォトリソグラフィ技術（エッチング、リフトオフ
等の加工技術も含む）により基板２０１（図５では５０
１）の面上にニッケル等の素子電極５２２、５２３を、
例えば素子電極間隔Ｌ＝２μｍ、素子電極長さＷ＝３０
０μｍ、膜厚ｄ＝１０００Åの大きさで形成した。素子
電極５２２、５２３の材料としては導電性を有するもの
であれば金属、半導体等どのようなものであっても良
い。

【００３５】次に、素子電極５２２と素子電極５２３と
の間に、有機金属溶液を塗布して放置することにより、
有機金属薄膜を形成した。なお、有機金属溶液とは、前
記Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、
Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属を含む有機
化合物の溶液である。

【００３６】この後、有機金属薄膜を加熱処理し、リフ
トオフ、エッチング等によりパターニングして図５に示
すような薄膜５２４を形成した。なお、薄膜５２４の材
質は上述した例のみに制限されるものではなく、Ｐｄ、
Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚ
ｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、Ｓｎ
Ｏ ₂、Ｉｎ₂Ｏ₂、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物、Ｈｆ
Ｂ₂、ＺｒＢ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、ＧｄＢ₄等の
ホウ化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、
ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、
Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン、ＡｇＭｇ、ＮｉＣ
ｕ、Ｐｂ、Ｓｎ等でも良い。さらに、電子放出部を含む
薄膜５２４の形成法は、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
法等が適用可能で、要するに薄膜が形成できれば特に作
製方法は問わない。

【００３７】次いで、表面伝導型電子放出素子２０２に
電力を供給するための配線（不図示）を形成する。ま
ず、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属を蒸着、スパッタ等の手
段を用い、数μｍ程度の厚さで成膜し、フォトリソグラ
フィ技術（エッチング、リフトオフ等の加工技術も含
む）によって素子電極５２２、５２３に重なるように配
線を形成した。この配線の端は外囲器外に出して、外部
と電気的接続ができるように形成する。なお、ここで配
線の作製方法はこの他、メッキ法、導電性ペーストを用
いた印刷法等他の手段も適用でき、作製手段は特に制限
されない。

【００３８】次に、フェースプレート周辺の作製方法に
ついて図２を参照して説明する。まず、フェースプレー
ト基板２０５に透光性導電膜であるＩＴＯ膜２１１をス
パッタ法にて数百Åの膜厚に成膜した。ブラックストラ
イプ（不図示）と蛍光体２０６を沈降法にて塗布後、焼
成を行い、画像表示面を形成する。蛍光体２０６上にア
クリルエマルジョンを塗布して、いわゆる蛍光面の平滑
化処理として知られるフィルミングを行った後、アルミ
ニウム膜２１０を約５００Å程度の厚さに蒸着し、フィ
ルミング成分の有機物を飛散させるために、空気中で焼
成を行った。ここで、アルミニウム膜２１０の膜厚は光
学的反射率が取れる範囲で薄いほどエネルギー損失が小
さいため好適である。薄くするとアルミニウム膜の抵抗
は高くなるが、グラファイト膜２０７とＩＴＯ膜２１１
により高抵抗化を防ぐことができる。

【００３９】次に、グラファイト超微粒子を分散させた
水溶液をスプレー法にて塗布してグラファイト超微粒子
を積層した後焼成して、数千Å程度のグラファイト膜２
０７を形成した。なお、本実施例では、使用加速電圧が
６、８、１０ｋｖに対応して、それぞれグラファイト膜
の膜厚を２０００Å、３０００Å、４０００Åとし、参
照データ取得のために、グラファイト膜を形成しない表
示パネルも作製した。

【００４０】尚、ここではグラファイト膜を用いたがア
モルファスカーボン膜でも良く、塗布方法もスプレー法
に限定されることなく、真空蒸着法、スパッタ法、スピ
ンナー法等のそれぞれのカーボン膜の製法に従った方法
を用いればよい。

【００４１】次に、表示パネルの作製方法について、図
２を参照し説明する。前述の表面伝導型電子放出素子を
形成した基板２０１と蛍光体を形成したフェースプレー
ト基板２０５を、外枠２０９を間に挟み、フェースプレ
ート基板２０５、基板２０１と外枠２０９が接する部分
にそれぞれにフリットガラス２０８を塗布した。十分に
位置合わせを行い、封着温度で所定時間の加熱し（本例
の場合は４５０℃、１０分保持）、封着接合した。

【００４２】次に、排気管（不図示）を通して表示パネ
ル内の圧力をおよそ１０^-6ｔｏｒｒに真空排気する。続
いて、フォーミング、すなわち図５中の素子電極５２
２、５２３に通電処理を行い、さらに表示パネル全体を
加熱して脱ガス、ゲッタフラッシュした後、排気管を封
じ切り、表示パネルを作製した。

【００４３】このように作製した表示パネルに外部駆動
回路より電気信号を送って駆動し、画像を表示させた。
結果を表１に示す。この表は各グラファイト膜の膜厚と
加速電圧におけるコントラスト比を表しており、ハレー
ションが減るとコントラスト比が高くなる。コントラス
トの測定は暗室にて行い、表示面の上側半分を駆動し、
下側半分を非駆動として、発光部と発光部から１ｍｍ離
れた非発光部の輝度を測定した。表中の横線部は実用
上、十分な輝度が得られていないものである。

【００４４】

【表１】この表より、加速電圧６ｋＶのときはグラファイト膜厚
２０００Å、加速電圧８ｋＶのときはグラファイト膜厚
３０００Å、加速電圧１０ｋＶのときはグラファイト膜
厚４０００Åである場合、即ち前記（数式２）を満たす
場合に、十分な輝度を保ちながら最良のコントラストが
得られることが明らかである。

【００４５】本実験から、ポジティブ表示（背景が白に
黒文字表示）時のコントラストを推察すると、上下左右
の輝点からの後方散乱電子線があるため、表１に示した
コントラストのほぼ１／４倍となると考えられる。すな
わち、δｃ≧２９Ｖａ²＋７０Ｖａとなるように設定す
れば、暗室条件下での輝度コントラストが５：１以上は
確保され、外光が存在する拡散反射輝度を考慮しても、
ＪＩＳＺ８５１３（日本規格協会発行）の輝度コン
トラスト３：１を満足するものとなる。

【００４６】尚、この実施例では電子放出素子からの電
子ビームをグリッドを用いて変調する方式について説明
したが、本発明はどのような変調方式であってもよく、
交差するＸ方向配線とＹ方向配線により、電子放出素子
を選択して画像表示を行うマトリックス配線を用いた方
式であっても、同様の結果が得られる。

【００４７】［実施例２］図３、図４はそれぞれ実施例
２の画像形成装置の斜視断面図、Ａ−Ａ’断面図を示し
たものである。両図において、同一符号を付してあるも
のは同一部材を示す。本実施例は、特開平７−２３５２
５７号公報に記載されている画像形成装置を同様に、変
調機能を有する制御電極であるグリッドを用いて表面伝
導型電子放出素子の選択を行い、さらに表面伝導型電子
放出素子を有する電子源基板側に遮蔽電極部材を設置
し、電子源に飛翔してくる帯電粒子を遮蔽することによ
り電子源の劣化を防ぐ構成となっている。そしてさら
に、この画像形成装置に後方散乱電子線を防止するアモ
ルファスカーボン膜を設けたものである。

【００４８】図３及び図４に示すように、青板ガラスの
絶縁性基板３０１上に、表面伝導型電子放出素子３０２
が形成されている。遮蔽部材３３２は、電子源に飛翔し
てくる帯電粒子を遮蔽し、電子源の劣化を防ぐ目的で設
置されている。遮蔽部材３３２は導電性を有する薄板
（アルミニウム等）であり、配線３４１、３４２上に絶
縁層（不図示）を介して設置される。また、遮蔽部材３
３２は各電子放出部３０２の直上部を覆い、かつ各電子
放出部から放出される電子線の軌道を遮らないように開
口３３３が形成されている。具体的には、電子放出部の
直上から４０μｍずれた位置に中心をもつ半径３０μｍ
の電子線が通過する開口３３３を遮蔽部材３３２上に形
成した。

【００４９】遮蔽部材の開口３３３を透過した電子ビー
ムはグリッド３３０にて変調制御され、グリッド３３０
の開口３３１を通過し、蛍光体３０６を励起、発光させ
る。グリッド３３０は配線３４１，３４２と直交して設
けられたストライプ状の制御電極、３３１は電子放出素
子３０２に一対一対応で設けられた電子線が通過する開
口である。グリッド３３０は電子放出素子３０２エリア
外に設けた支柱（不図示）によって、支持、固定されて
いる。

【００５０】青板ガラスからなるフェースプレート基板
３０５の内面側に、透光性導電膜であるＩＴＯ膜３１
１、蛍光体３０６、アルミニウム膜３１０が実施例１と
同様に形成され、その上に後方散乱電子を防止するため
にアモルファスカーボン膜３０７が形成されている。

【００５１】アモルファスカーボン膜３０７を、真空蒸
着法によって成膜した以外は実施例１と同様にしてフェ
ースプレートを作製することができる。アモルファスカ
ーボン膜厚は、なし、２０００、３０００、４０００Å
の４種類について検討した。

【００５２】フリットガラス３０８により、外枠３０９
を挟んでフェースプレート基板３０５と基板３０１が封
着され、真空外囲器が構成される。

【００５３】表面伝導型電子放出素子３０２は素子電極
３２２、３２３及び配線３４１、３４２を通して，外部
駆動回路に接続され、アモルファスカーボン膜３０７と
アルミニウム膜３０１、ＩＴＯ膜３１１は高圧ケーブル
３１２によって高圧電源３１７に接続されている。

【００５４】このように作製した表示パネルに外部駆動
回路から電気信号を送って駆動し、画像を表示させた。
その結果、実施例１と同様に前記（数式２）を満たす範
囲で十分な輝度を保ちながらハレーションが減り最良の
コントラストが得られた。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、平面型画像形成装置に
おいて、電子線が蛍光体等の画像形成部材に入射する際
に発生する後方散乱電子線を減らし、さらに蛍光体への
再入射を防ぐためのカーボン膜の膜厚を加速電圧に合わ
せて適切に設定することにより、輝度の低下を最小限に
抑えながら、不要な部分が発光するハレーションを減ら
し高いコントラストの画像形成装置を提供することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置におけるカーボン膜の最
適膜厚範囲を示す図である。

【図２】本発明の実施例１の画像形成装置の断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例２の画像形成装置の斜視断面図
である。

【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。

【図５】本発明の画像形成装置に適用可能な電子放出素
子の一例を示す模式図である。

【図６】従来の画像形成装置におけるハレーションを説
明する模式図である。

【図７】後方散乱係数と加速電圧の関係を示す図であ
る。

【図８】後方散乱係数の加速電圧依存性を示す説明図で
ある。

【図９】ハレーションを引き起こす後方散乱電子線を示
す説明図である。

【図１０】グラファイト膜の電子線のエネルギー透過率
と加速電圧の関係を示す図である。

【図１１】従来の平面型画像形成装置を示す断面図。

【符号の説明】

２０１，３０１，５０１，１１０１絶縁性基板２０２，３０２，１１０２表面伝導型電子放出素子２０３，１１０３絶縁層２０４，１１０４グリッド２０５，３０５，６０５，１１０５フェースプレー
ト基板２０６，３０６，６０６，８０６，９０６，１１０６
蛍光体２０７，６０７，８０７，９０７グラファイト膜２１０，３１０，６１０，８１０，９１０，１１１０
アルミニウム膜（メタルバック）２０８，３０８，１１０８フリットガラス２０９，３０９，１１０９外枠２１１，３１１，１１１１ＩＴＯ膜３０７アモルファスカーボン膜３１２高圧ケーブル３１７高圧電源３２２，３２３，５２２，５２３素子電極３３０グリッド電極３３１開口部３３２遮蔽部材３３３開口部３４１，３４２配線５２４薄膜５２５電子放出部６２６ブラックストライプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子を備えたリアプレー
トと、このリアプレートと対向して配置されるとともリ
アプレートと対向する面に蛍光体とこの蛍光体の上に形
成されたアルミニウム膜とを備えたフェースプレートと
を有する画像形成装置において、前記画像形成部材のリアプレート側表面に、下式（数式
１）を満足する膜厚のカーボン膜を設けたことを特徴と
する画像形成装置。 δｃ≦４７Ｖａ²＋５７Ｖａ（数式１）（但し、δｃはカーボン膜の膜厚（Å）を表し、Ｖａは
電子放出素子から放出される電子線を加速する加速電圧
（ｋＶ）を表す。）
【請求項２】前記カーボン膜の膜厚が、下式（数式
２）を満足することを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。２９Ｖａ²＋７０Ｖａ≦δｃ≦４７Ｖａ²＋５７Ｖａ（数式２）（但し、δｃ、Ｖａは前記と同義である。）
【請求項３】前記電子放出素子が表面伝導型電子放出
素子である請求項１または２に記載の画像形成装置。