JPH11317151A - 電子線発生装置及び画像形成装置 - Google Patents

電子線発生装置及び画像形成装置

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JPH11317151A
JPH11317151A JP12139498A JP12139498A JPH11317151A JP H11317151 A JPH11317151 A JP H11317151A JP 12139498 A JP12139498 A JP 12139498A JP 12139498 A JP12139498 A JP 12139498A JP H11317151 A JPH11317151 A JP H11317151A
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JP
Japan
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electron
rear plate
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potential regulating
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Kohei Nakada
耕平 中田
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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着用のフリットガラスの加熱工程におい
て、高精度の組立を行い、良好な画像形成装置を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 複数の電子放出素子及び配線を形成され
たリアプレートと、前記リアプレートに対向して配置さ
れた蛍光部材及び加速電極が形成されたフェースプレー
トと、前記フェースプレートと前記リアプレートとの間
に配置された導電性の膜に被覆されたスペーサと、前記
スペーサを電気的及び機械的に接続する接続部材とを有
する画像形成装置において、前記スペーサが前記リアプ
レート上の前記配線上に配置され、さらに、電子通過孔
を有し、前記配線の幅よりも広い幅の板状の導電体であ
る一定の電圧が印加される電位規定手段を貫通して支持
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子放出素
子や、耐大気圧支持部材(スペーサ)及び電位規定手段
を有する平面型の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、一般に電子を用いた画像表示
装置においては、フェースプレート、リアプレートから
なる真空(減圧)雰囲気を維持する外囲器、電子を放出
させるため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高圧電源
等が必要である。また、薄型画像表示装置等のように扁
平な外囲器を用いる画像表示装置においては、耐大気圧
構造体としてスペーサを用いる場合がある。
【0003】一般に、画像表示装置は、対向するフェー
スプレート及びリアプレート及びスペーサがフリットガ
ラスにより封着され作製される。たとえば、本出願人の
特願平6−265217号公報によれば、スペーサの上
下に当たる部分と、対向するフェースプレート及びリア
プレートとの間、にフリットガラスを形成・焼成するこ
とにより画像表示装置が作製される。
【0004】以下に、画像表示装置の電子源に用いられ
る電子放出素子について説明する。
【0005】従来より電子放出素子には大別して熱電子
放出素子と冷陰極電子放出素子を用いた2種類のものが
知られている。冷陰極電子放出素子には電界放出型(以
下、〔「FE型」という。)、金属/絶縁層/金属型
(以下、「MIM型」という。)や表面伝導型電子放出
素子等がある。FE型の例としては、W.P.Dyke& W.W.Do
ran“"Field Emission",Advance in Electron Physics,
8,89(1956)あるいはC.A.Spindt"Physicsl Properties o
f thin-film field emission cathodes with molybdeni
um cones",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)等に開示された
ものが知られている。
【0006】また、MIM型ではC.A.Mead,“Operation
of Tunnel-Emission Devices",J.Appl.Phys.,32,646(1
961)等に開示されたものが知られている。
【0007】また、表面伝導型電子放出素子型の例とし
ては、M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.,10,1290
(1965)等に開示されたものがある。
【0008】この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。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 Sol
id Films,9,317(1972)]、In2 3 /SnO2 薄膜に
よるもの[M.Hartwell 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)]等
が報告されている。
【0009】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な例として前述のM.ハートウェルの素子構成を、図3
に模式的に示す。同図において、201は基板である。
204は導電性薄膜で、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り、後述の通電フ
ォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部205
が形成される。尚、図中の素子電極202,203の間
隔L1は0.5〜1mm、導電性薄膜の幅W′はおよそ
0.1mm程度で設定されている。
【0010】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導電性薄膜204を予め
通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出
部205を形成するのが一般的であった。即ち、通電フ
ォーミングとは前記導電性薄膜204両端の素子電極2
02,203間に、一定レベルの三角波パルス電圧ある
いは非常にゆっくりとした昇電圧の三角波パルスを一定
周期で印加通電し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形も
しくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放
出部205を形成することである。尚、電子放出部20
5は導電性薄膜204の一部に亀裂が発生し、その亀裂
付近から電子放出が行われる。前記通電フォーミング処
理をした表面伝導型電子放出素子は、上述導電性薄膜2
04に電圧を印加し、素子に電流を流すことにより上述
の電子放出部205より電子を放出せしめるものであ
る。
【0011】上述の表面伝導型放出素子は構造が単純で
製造も容易であることから、大面積にわたって多数素子
を配列形成できる利点がある。そこでこの特徴を活かし
た荷電ビーム源、表示装置等の応用研究がなされてい
る。多数の表面伝導型放出素子を配列形成した例として
は、後述する様に梯型配置と呼ぶ並列に表面伝導型電子
放出素子を配列し、個々の素子の両端を配線(共通配線
とも呼ぶ)で、それぞれ結線した行を多数行配列した電
子源があげられる(例えば、特開昭64−03332号
公報、特開平1−283749号公報、特開平2−25
7552号公報等)。また、特に表示装置等の画像形成
装置においては、近年、液晶を用いた平板型表示装置が
CRTに替わって普及してきたが、液晶タイプは自発光
型でないためバックライトを持たなければならない等の
問題点があり、自発光型の表示装置の開発が望まれてき
た。
【0012】この自発光型表示装置としては、表面伝導
型電子放出素子を多数配置した電子源と、電子源より放
出された電子エネルギーによって可視光を発光せしめる
蛍光体とを組み合わせた表示装置である画像形成装置が
あげられる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】電子通過孔を有し、板
状の導電体である一定の電圧が印加される電位規定手段
をリアプレート上の配線上に配置する際、配線と電位規
定手段との最適距離が数百ミクロンであるために、印刷
あるいはフリット塗布等の手段では、高さ形成のための
工程が複雑、あるいは長くなり、一方、機械的な手段で
は位置及び高さ精度が得られ難いという問題点があっ
た。
【0014】本発明では、上記欠点を解決するために、
機械的な精度の高い配線と電位規定手段との最適距離を
高精度に、かつ容易に実現することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】フェースプレートとリア
プレートとの間の距離規定は、各基板電極上にフリット
ガラスにより固定された耐大気圧支持部材(スペーサ)
により行う。
【0016】電子通過孔を有する板状の導電体である電
位規定手段の距離規定は、その貫通孔を通して予め、耐
大気圧支持部材(スペーサ)と一体に成形しておくこと
により行う。
【0017】具体的には、本発明は、複数の電子放出素
子及び配線を形成されたリアプレートと、前記リアプレ
ートに対向して配置された蛍光部材及び加速電極が形成
されたフェースプレートと、前記フェースプレートと前
記リアプレートとの間に配置された導電性の膜に被覆さ
れたスペーサと、前記スペーサを電気的及び機械的に接
続する接続部材とを有する電子線発生装置において、前
記リアプレート上に電子通過孔を有し前記配線の幅より
も広い幅の板状の導電体である電位規定手段を備え、該
電位規定手段に一定の電圧を印加し、前記スペーサが前
記リアプレート上の前記配線上に配置され且つ前記電位
規定手段を貫通して支持することを特徴とする。
【0018】また、本発明は、複数の電子放出素子及び
配線を形成されたリアプレートと、前記リアプレートに
対向して配置された蛍光部材及び加速電極が形成された
フェースプレートと、前記フェースプレートと前記リア
プレートとの間に配置された導電性の膜に被覆された耐
大気圧支持部材(以下、スペーサと称する)と、前記耐
大気圧支持部材を電気的及び機械的に接続する接続部材
とを有する画像形成装置において、前記スペーサが前記
リアプレート上の前記配線上に配置され、さらに、電子
通過孔を有し、前記配線の幅よりも広い幅の板状の導電
体である一定の電圧が印加される電位規定手段を貫通し
て支持することを特徴とする。
【0019】以上の方法により、電位規定手段は、配線
との最適距離(数百ミクロン)が保たれ、位置精度も、
耐大気圧支持部材(スペーサ)と同等のものが得られ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】[実施形態1]実施形態として、
図1に示す表面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装
置について説明する。
【0021】図1は表面伝導型電子放出素子を用いた画
像形成装置の概略的な断面図である。図1において、1
01はソーダライムガラス等からなるリアプレート、1
03は配線電極で絶縁性部材108によって絶縁されて
おり、102は電子放出部を有する電子放出素子であ
る。電子放出素子102は行配線及び列配線と電気的に
接続されている。104は導電性の電位規定手段で、絶
縁性部材108によって絶縁されており、配線から一定
の距離(200ミクロン)を保って支持されている。
【0022】電位規定手段104は、電子通過孔105
及び耐大気圧支持部材(スペーサ)用貫通孔106を有
している。
【0023】また、107は導電膜115で覆われた耐
大気圧支持部材(スペーサ)、108はスペーサ/リア
プレート接続部材、109はスペーサ/電位規定手段接
続部材で導電性の接続部材、110はスペーサ/フェー
スプレートの導電性の接続部材である。
【0024】また、フェースプレート114は、加速電
極111、ブラックストライプ112及び、蛍光体11
3を有する。
【0025】電位規定手段104は、電子放出素子と蛍
光体との間に配置される導電性部材であり、電子ビーム
の収束効果、電子ビームの飛翔方向の制御、或いは電子
放出素子へのイオンボンバードメントの低減などのため
に設けられる所望の定電位が与えられた部材である。
【0026】ここで耐大気圧支持部材(スペーサ)10
7の接続について述べる。耐大気圧支持部材(スペー
サ)107は、フェースプレート114及びリアプレー
ト101と接続部材108及び110により接続してい
る。この接続により、フェースプレート114とリアプ
レート101とを機械的に支持している。
【0027】また、スペーサ/電位規定手段接続部材1
09及び、スペーサ/フェースプレート接続部材110
により、導電膜115を通じて、フェースプレート11
4と電位規定手段接続部材109の電気的接続を行って
いる。
【0028】スペーサ/リアプレート接続部材108
は、ガラスフリットを使用した。また、スペーサ/電位
規定手段接続部材109及び、スペーサ/フェースプレ
ート接続部材110は、ガラスフリットのフィラーを除
き、平均粒径20ミクロンのシリカガラス球にAu鍍金
を形成したものをフィラーとして添加し、接着強度と同
時に、導電性を付与した。
【0029】耐大気圧支持部材(スペーサ)107と導
電性の電位規定手段104は予め、治具を使用して、リ
アプレート101からの距離が200ミクロンとなるよ
うに支持し、スペーサ/電位規定手段接続部材109に
より固定しておき、リアプレート101とフェースプレ
ート114とを組み立てる際に、同時に組み立てた。
【0030】本発明により、高い位置、距離精度を有す
る画像形成装置を提供することができた。
【0031】つぎに、図2を用いて、本発明のスペーサ
を用いた画像形成装置につついて説明する。図2は、画
像形成装置の表示パネルの一例を示す模式図である。
【0032】図2において、71は電子放出素子を複数
配した電子源基板、81は電子源基板71を固定したリ
アプレート、86はガラス基板83の内面に蛍光膜84
とメタルバック85等が形成されたフェースプレートで
ある。82は、支持枠であり該支持枠82には、リアプ
レート81、フェースプレート86がフリットガラス等
を用いて接続されている。88は外囲器であり、例えば
大気中あるいは、窒素中で、400〜500度の温度範
囲で10分以上焼成することで、封着して構成される。
【0033】また、74は、表面伝導型電子放出素子で
ある。72,73は、表面伝導型電子放出素子の一対の
素子電極と接続されたX方向配線及びY方向配線であ
る。
【0034】外囲器88は、上述の如く、フェースプレ
ート86、支持枠82、リアプレート81で構成され
る。リアプレート81は主に基板71の強度を補強する
目的で設けられるため、基板71自体で十分な強度を持
つ場合は、別体のリアプレート81は不要とすることが
できる。即ち、基板71に直接支持枠82を封着し、フ
ェースプレート86、支持枠82及び基板71で外囲器
88を構成しても良い。一方、フェースプレート86、
リアプレート81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88を構成することもできる。
【0035】ここで、電位規定手段104は、電子放出
素子74上に所定距離離間して配置され、電子通過孔1
05及び耐大気圧支持部材(スペーサ)用貫通孔106
を有している。電位規定手段104は基板の上に全面的
に覆って、電子放出部にのみ貫通用の孔を設けている。
【0036】また、107は導電膜115で覆われた耐
大気圧支持部材(スペーサ)であり、上述のように形成
された構造で、適宜配置される。
【0037】また、電位規定手段104は、外部電源1
16により与えられる電位と等しい電位面を全ての電子
放出素子上に形成し、よって全ての電子放出素子からの
電子ビームの飛翔状態は一様となる。また、外部電源1
16により与えられる電位を適宜設定することにより、
電子ビームの収束効果を得ることができる。
【0038】こうして、配線と電位規定手段との最適距
離を高精度にかつ容易に実現することができた。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、耐大気圧支持部材
(スペーサ)が電子通過孔を有する板状の導電体である
一電位規定手段を貫通して支持することにより、高い位
置、距離精度を有する画像形成装置を作成することが可
能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための断面図であ
る。
【図2】本発明の実施形態を説明するための概念的断面
図である。
【図3】従来例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
101 ソーダライムガラスからなるリアプレート 102 電子放出部を有する電子放出素子 103 配線電極 104 導電性の電位規定手段 105 電子通過孔 106 耐大気圧支持部材(スペーサ)貫通孔 107 耐大気圧支持部材(スペーサ) 108 スペーサ/リアプレート接続部材 109 スペーサ/電位規定手段接続部材 110 スペーサ/フェースプレート接続部材 111 加速電極 112 ブラックストライプ 113 蛍光体 114 フェースプレート 115 導電膜 201 基板 202 素子電極 203 素子電極 204 導電性薄膜 205 電子放出部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電子放出素子及び配線を形成され
    たリアプレートと、前記リアプレートに対向して配置さ
    れた蛍光部材及び加速電極が形成されたフェースプレー
    トと、前記フェースプレートと前記リアプレートとの間
    に配置された導電性の膜に被覆されたスペーサと、前記
    スペーサを電気的及び機械的に接続する接続部材とを有
    する電子線発生装置において、 前記リアプレート上に電子通過孔を有し前記配線の幅よ
    りも広い幅の板状の導電体である電位規定手段を備え、
    該電位規定手段に一定の電圧を印加し、前記スペーサが
    前記リアプレート上の前記配線上に配置され且つ前記電
    位規定手段を貫通して支持することを特徴とする電子線
    発生装置。
  2. 【請求項2】 複数の電子放出素子及び配線を形成され
    たリアプレートと、前記リアプレートに対向して配置さ
    れた蛍光部材及び加速電極が形成されたフェースプレー
    トと、前記フェースプレートと前記リアプレートとの間
    に配置された導電性の膜に被覆されたスペーサと、前記
    スペーサを電気的及び機械的に接続する接続部材とを有
    する画像形成装置において、 前記スペーサが前記リアプレート上の前記配線上に配置
    され、さらに、電子通過孔を有し、前記配線の幅よりも
    広い幅の板状の導電体である一定の電圧が印加される電
    位規定手段を貫通して支持することを特徴とする画像形
    成装置。
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Effective date: 20040325