JPH11317181A

JPH11317181A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11317181A
Application number: JP12138898A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Azuma; 尚史東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】電界の攪乱や放電を防止し、高精細化／高色
純度、及び平板型画像形成装置の信頼性を向上すること
を課題とする。【解決手段】電子放出素子群を搭載したリアプレート
と、該電子放出素子群から放出される電子線の照射によ
り画像が形成される蛍光体と導電体からなる画像形成部
材を搭載したフェースプレートと、前記リアプレートと
前記フェースプレート間の側壁部からなる表示パネルを
少なくとも有する画像形成装置において、前記電子線が
照射される最外周縁部から側壁部側へ向かって、該フェ
ースプレート上の導電体を、次式、Ｗ≧２αＨ（ここに、αは前記フェースプレート上の画像形成部材
の構成に依存するパラメータであり、α＝０.６〜１で
あり、Ｈは該フェースプレートと該リアプレート間の距
離である）で示す距離Ｗ以上に設定したことを特徴とす
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板
型画像形成装置に関し、気密容器の最外周縁部から側壁
部側に至る距離を特徴化した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（Liquid Crystal Display）が盛んに
研究開発されているが、液晶表示装置には自発光でなく
画像が暗い、視野角が狭いといった課題が依然として残
っている。液晶表示装置に代わるものとして、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、視野角も広い、更に、大画面化、高精細化
の要求にもこたえ得ることから、そのニーズが高まりつ
つある。

【０００３】電子線を用いた自発光型平板状画像表示装
置は、例えばフェースプレート（Face Plate）とリアプ
レート（Rear Plate）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もの
である。電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を
用い、該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薄型の画像表示装置が、
本出願人により出願されている（特開平３−２６１０２
４号公報）。

【０００４】図７は、上述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。図７において、７０１は青板ガラス等の絶縁材
で構成される基板、７０２は表面伝導型の電子放出素子
である。７０３は基板７０１上に形成された絶縁層、７
０４は絶縁層７０３上に形成され、電子ビームが通過す
る孔を持った変調電極であるところのグリッドである。
７０５は導電性向上のため設けられた透明導電膜７１１
と、アルミニウム薄膜のメタルバック７１０で覆われた
蛍光体７０６がパネル内側に設置された青板ガラスから
なるフェースプレート、７０８はフリットガラスであ
り、側壁部７０９を挟んでフェースプレート７０５と基
板７０１が封着され、真空外囲器を構成している。

【０００５】ここで、表面伝導型電子放出素子７０２、
グリッド７０４は外部駆動回路（不図示）に接続され、
メタルバック７１０と透明導電膜７１１は高圧電源（不
図示）に接続されている。

【０００６】図５は表面伝導型の電子放出素子７０２の
構成を詳細に示す模式図である。図５において、５２
２，５２３は一定の間隔Ｌを隔てて設置された素子電
極、５２４は例えば有機Ｐｄを塗布することによって形
成された薄膜である。５２５は電子を放出する電子放出
部で、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５２２，５
２３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。

【０００７】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.Dittmer:“Thin S
olid Films",9,317(1972)］、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄
膜によるもの［M.Hartwell and C.G.Fonstad:“IEEE Tr
ans.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（１９
８３）］等が報告されている。

【０００８】上述の画像表示装置は、気密容器内部の圧
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、電子放出部５２５か
ら電子が電子ビーム状に放出される。該電子ビームはグ
リッド７０４を通過し、高圧電源から蛍光体７０６とメ
タルバック７１０、透明導電膜７１１に印加された正の
高電圧によって加速され、蛍光体７０６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７０４
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。

【０００９】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.Dolan、“Fie
ld emission"、Advance in Electron Physics,8,89(195
6)や、G.A.Spindt、“PhysicalProperties of thin-film
field emission cathodes with molybdenium cones"、
J.Appl.Phys.,47,5248 (1976)等］、金属／絶縁層／金
属型電子放出素子［C.A.Mead,“The tunnel-emission a
mplifier",J.Appl.Phys.,32,646(1961)等］を用いたも
のが知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような平板型画像
表示装置においては、メタルバックに印加された電圧値
にもよるが、図６に示すように電子線の衝突により可視
光を発する蛍光体とブラックストライプからなる画像形
成部材６０６と、光反射層であるアルミ製のメタルバッ
ク６１０に照射された電子ビームのおよそ２０％弱が電
子源の方向である後方に散乱され、高圧印加された電界
によりメタルバック６１０に再突入する。さらに、この
後方散乱電子線の一部は、ガラス等の絶縁物からなるフ
ェースプレート６０５、絶縁材の側壁部６０９を衝撃
し、二次電子放出や吸着ガス脱離によるガス放出が生じ
る。絶縁物の二次電子放出効率は導体、半導体に比較し
て、一般に大きいため、絶縁物表面の帯電が生じ、電界
を攪乱してしまう。この電界の攪乱により、所望の電子
線軌道が得られなくなってしまう。また、薄型大画面の
気密容器内で、二次電子により吸着ガスが放出される
と、電子なだれにより放電が生じやすくなり、リアプレ
ート６０１側の電極や配線、更には電子放出素子へ損傷
を与えることがあった。

【００１１】こうした電界の攪乱や放電は平板型画像形
成装置において、高精細化／高色純度、さらには平板型
画像形成装置の信頼性に関わる大きな問題点であった。

【００１２】本発明では、平板型画像形成装置の画像形
成部材を衝撃する背面反射電子線の軌道を一般化して求
め、上述した技術的課題を解決する方法を示している。
そして、高精細／高色純度、かつ高信頼性の平板型画像
表示装置を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明の発明特定事項を以下に示す。

【００１４】電子放出素子群を搭載したリアプレート
と、該リアプレートと対向して配置されるとともに該電
子放出素子群から放出される電子線の照射により画像が
形成される蛍光体と導電体からなる画像形成部材を搭載
したフェースプレートと、前記リアプレートと前記フェ
ースプレート間の側壁部からなる表示パネルを少なくと
も有する画像形成装置において、該電子線が照射される
最外周縁部から側壁部に向かって、該フェースプレート
上の導電体を次式Ｗ≧２αＨ（ここに、αは該フェースプレート上の画像形成部材の
構成に依存するパラメータであり、α＝０．６〜１であ
る。Ｈは該フェースプレートと該リアプレート間の距離
である。）で示す距離Ｗ以上に設定したことを特徴とす
るものである。

【００１５】さらに、上記画像形成装置において、前記
側壁部と該導電体よりも外側に設置したことを特徴とす
るものである。

【００１６】また、上記画像形成装置において、前記フ
ェースプレート上の導電体が該蛍光体のリアプレート側
に設置されたアルミニウム薄膜であることを特徴とする
ものや、前記フェースプレート上の導電体が該蛍光体の
フェースプレート側に設置された透明導電膜であること
を特徴とするもの、前記フェースプレート上の導電体が
該蛍光体に混入された導電性粒子、又は該蛍光体を被覆
した導電性薄膜であることを特徴とするもの、前記フェ
ースプレート上の導電体が導電性のブラックストライプ
であることを特徴とするものも本発明に含む。

【００１７】さらに、前記フェースプレート上の導電体
が上述の組合わせからなることを特徴とするものも本発
明に含む。

【００１８】上記のいずれの画像形成装置においても、
前記電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用い
ることを特徴としたものも本発明に含む。

【００１９】［作用］本発明の発明特定事項通りに構成
された画像形成装置においては、最外周縁部の電子放出
素子を駆動した際にも、蛍光体等の画像形成部材にて後
方散乱された電子線が、絶縁物であるフェースプレー
ト、側壁部等の画像形成部外に入射することがない。こ
れにより、電界に攪乱を与える帯電や電極や電子放出素
子に損傷を与える放電等が激減し、高精細／高色純度、
高解像度、さらには平板型画像形成装置の信頼性／安全
性が向上する。

【００２０】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］図１に本発明
の一実施形態を示す。図１において、１０１は絶縁材の
青板ガラスで構成される基板、１０２は表面伝導型の電
子放出素子である。１０３は基板１０１上に形成された
絶縁層、１０４は絶縁層１０３上に形成され、電子ビー
ムが通過する孔を持った変調電極であるところのグリッ
ドである。１０５は導電性向上のため設けられた透明導
電膜であるＩＴＯ膜１１１とアルミニウム薄膜のメタル
バック１１０で覆われた蛍光体１０６がパネル内側に設
置された青板ガラスからなるフェースプレートである。

【００２１】また、１０８は溶融して接着剤となるフリ
ットガラスであり、側壁部１０９を挟んでフェースプレ
ート１０５と基板１０１が封着され、表示パネルを構成
している。なお、導電体であるメタルバック１１０とＩ
ＴＯ膜１１１は、最外周縁部の表面伝導型電子放出素子
１０２から放出された一次電子線の入射位置から側壁部
１０９側へ向かってＷの位置まで設置されており、Ｗ＞
２αＨである。ここに、α＝０．６〜１、Ｈは側壁部１
０９の高さ、すなわちフェースプレート１０５とリアプ
レート１０１の間隔に等しい。

【００２２】さらに、導電体であるメタルバック１１０
とＩＴＯ膜１１１の外側に、側壁部１０９が設置され
る。なお、ＩＴＯ膜１１１はアルミニウム薄膜のメタル
バック１１０の導電性が十分確保されている場合には、
省略しても特に問題はない。

【００２３】次に、本実施形態の理論的背景を示すため
に、フェースプレート１０５の側壁部１０９近傍の拡大
詳細図を、図２に示す。図２において、２０５は導電性
向上のため設けられた透明導電膜であるＩＴＯ膜２１１
とアルミニウム薄膜のメタルバック２１０で覆われた蛍
光体２０６がパネル内側に設置された青板ガラスからな
るフェースプレートである。最外周縁部の電子放出素子
２０２から放出された一次電子が、入射方向からθの角
度でメタルバック２１０側から後方散乱され、後方散乱
電子が平行電界により再加速されている様子を模式的に
表している。Ｈはフェースプレート２０５とリアプレー
ト２０１の間隔であり、側壁部２０９の高さに等しい。
Ｗは一次電子線が照射される蛍光体２０６の周縁部か
ら、導電体であるメタルバック２１０とＩＴＯ膜２１１
の端部までの距離を表している。

【００２４】図２に示すように、一次電子線が入射する
アルミメタルバック２１０上の点を原点により、ｘ軸、
ｙ軸を図の通りに考えると、後方散乱角θで後方散乱し
た電子線の軌道は、

【００２５】

【数１】となる。ここに、ν₀は後方散乱電子線の後方散乱直後
の速度の絶対値、ｅ，ｍはそれぞれ、電子の電荷、質量
である。Ｅ_y，ｔはｙ方向電界強度と時間である。な
お、ここでは平行電界を仮定しており、ｘ方向の電界強
度Ｅ_x＝０としている。

【００２６】次に、電子線が電界に再加速されて、着地
（ｙ＝０）するまでの距離ｘ（θ）＝Ｗを求める。その
ために、次の関係を用いて、上式に代入、変形すると、

【００２７】

【数２】となる。ここに、α，Ｖ_aはそれぞれ、一次電子線と後
方散乱電子線のエネルギー比、フェースプレートに印加
された一次電子線の加速電圧である。また、αは一次電
子線が入射する部材の材質、形状、構成等に大きく依存
し、一般にα＝０．６〜１である。

【００２８】また、距離Ｗは、θ＝π／４にて次式で表
される最大値をとり、Ｗ＝２αＨから得られる。すなわち、周縁部で生じた後方散乱電子
線は周縁部から、最大２αＨの距離に再着地することが
わかる。従って、後方散乱電子線が散乱しない範囲に絶
縁物が存在しないようにすれば、特に静電誘導の発生に
よる電界の擾乱の起因を削除できることになる。

【００２９】なお、本発明では、平行電界を仮定してお
り、電界が平行電界からずれる場合には、適当な手法に
て背面散乱電子線の軌道計算を行い、本実施形態と同様
な方法にて、後方散乱電子線の最大到達地点を決定する
ことが可能である。

【００３０】以上の考察に基づき、画像形成部の周縁部
から２αＨ以上に導電体を配し、さらにその外側に側壁
部を配置することにより、後方散乱電子線が画像表示エ
リア外のガラス等の絶縁部や側壁部に衝突することがな
くなる。そして、二次電子放出やガス放出等に伴う帯電
や放電が減少し、平板型画像形成装置の高精細化／高色
純度化、そしてデバイスとしての信頼性が向上する。

【００３１】第１の実施形態に基づいた画像形成装置の
作製方法について、図１を参照しながら説明する。

【００３２】まず、表面伝導型電子放出素子１０２の作
製方法について、図５を参照しながら述べる。基板５０
１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、該基板５０１の面上にニッケル等の素子電極５２
２，５２３を、例えば素子電極間隔Ｌ＝２μｍ、素子電
極長さＷ＝３００μｍ、素子電極５２２，５２３の膜厚
ｄ＝１０００オングストロームの大きさで形成する。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よ
い。

【００３３】次に、基板５０１上に設けられた素子電極
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する。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等の金属を主元素とする有機化合物の溶液であ
る。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を形成する。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、Ｚｎ、Ｓ
ｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ
₂Ｏ₂、ＰｂＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化物、ＨｆＢ₂、Ｚ
ｒＢ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、ＧｄＢ₄等の硼
化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ
等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓ
ｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン、ＡｇＭｇ、ＮｉＣｕ、
Ｐｂ、Ｓｎ等でもよい。

【００３４】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。

【００３５】なお、電子源として表面伝導型電子放出素
子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、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）電子放出
素子（ＭＩＭ型）、金属／絶縁層／半導体型（ＭＩＳ
型）電子放出素子等、要するに電子を放出する素子であ
れば特に制限されない。

【００３６】次いで、表面伝導型電子放出素子１０２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等の金属の蒸着、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
線を施す。さらに、前記配線の端は外囲器外に出てお
り、外部と電気的接続ができるようになっている。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。

【００３７】次に、フェースプレート周辺の作製方法に
ついて図１を参照して説明する。まず、フェースプレー
ト１０５に透光性導電膜であるところのＩＴＯ膜１１１
をスパッタ法にて数百オングストロームの膜厚に成膜す
る。ブラックストライプと蛍光体１０６を良く知られる
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１０６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、アルミニウム薄膜１１０を数千オン
グストローム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、空気中で焼成を行う。本実
施形態では、側壁部１０９の高さＨ＝４ｍｍとしたた
め、画像形成部の周縁部からＷ＝８ｍｍ（＝２α Ｈ＝
２×１×４）の距離まで導電体であるＩＴＯ膜１１１と
アルミニウム薄膜１１０を設けてある。なお、比較例と
して、Ｗ＝４ｍｍとしたフェースプレートも作製した。

【００３８】次に、表示パネルの作製方法について説明
する。前述の表面伝導型電子放出素子を搭載した基板１
０１と蛍光体を搭載したフェースプレート１０５を、側
壁部１０９（高さ４ｍｍ）を間に挟み、フェースプレー
ト１０５、基板１０１と側壁部１０９が接する部分に、
それぞれにフリットガラス１０８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（本例の場
合は４５０℃、１０分保持）を行い、接着接合した。

【００３９】そして、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、導電性薄膜５２４に電子放出部５２５を形成す
るフォーミング処理、すなわち素子電極５２２，５２３
に通電処理を行い、次に特定のアルゴンガス等を封入し
て電子放出部５２５を活性化処理する。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（不図示）
し、排気管を封じ切り、表示パネルを作製した。同様
に、先に比較例として示したフェースプレートを使用し
た比較例用の表示パネルも作製した。

【００４０】上述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、電子放出部から画
像信号に応じた電子ビームを放出させ、グリッド１０４
に所定の電圧を印加し、電子ビームはグリッド１０４の
空孔を通過し、メタルバックやＩＴＯに高電圧を供給し
て、画像を表示させた。

【００４１】その結果、本発明に従って作製された平板
型画像形成装置では、比較例として作製した表示パネル
と比較して、画像エリア周辺部の画像の歪み、放電が減
少した。このことは、本発明の正当性を裏付けるもので
ある。

【００４２】本実施形態の変形例として、変調電極であ
るグリッド１０４と絶縁層１０３を省略した画像形成装
置についても検討した結果、同様の効果が確認された。

【００４３】さらに、導電体としてアルミニウム薄膜１
１０のみを設け、ＩＴＯ膜１１１を省略した構成として
表示パネルを作製した画像形成装置についても検討し
た。十分な導電性を確保するために、アルミニウム薄膜
１１０の膜厚を先に示した第１の実施形態よりも厚くし
た。その結果、第１の実施形態の場合とほぼ同等のレベ
ルまで画像エリア周辺部の画像の歪み、放電が減少して
いることを確認した。

【００４４】なお、上記実施形態において、フェースプ
レート上の導電体は、蛍光体のリアプレート側に設置さ
れたアルミニウム薄膜や、透明導電膜又は導電性薄膜の
それぞれでもよく、また、それらの組合わせであって
も、上記実施形態と同様な効果を奏し得る。また、電子
放出素子として表面伝導型電子放出素子を用いることを
説明したが、表示画像の解像度を得られる冷陰極の電子
放出素子であれば、上記実施形態と同様の特性を得るこ
とができる。

【００４５】［第２の実施形態］図３に本発明の第２の
実施形態の表示パネルの断面図を示す。図３において、
３０１は絶縁材の青板ガラスで構成される基板、３０２
は表面伝導型の電子放出素子である。３０３は基板３０
１上に形成された絶縁層、３０４は絶縁層３０３上に形
成され、電子ビームが通過する孔を持った変調電極であ
るところのグリッドである。

【００４６】また、３０５はアルミニウム薄膜のメタル
バック３１０で覆われた蛍光体３０６とコントラスト向
上のため設置された導電性ブラックストライプ３０７が
パネル内側に設置された青板ガラスからなるフェースプ
レートである。また、３０８は接着剤となるフリットガ
ラスであり、側壁部３０９を挟んでフェースプレート３
０５と基板３０１がフリットガラス３０８を介して封着
され、表示パネルを構成している。

【００４７】また、導電体であるメタルバック３１０と
導電性ブラックストライプ３０７は、最外周縁部の表面
伝導型電子放出素子３０２から放出された一次電子線の
入射位置から、側壁部３０９側へ向かってＷの位置まで
設置されており、Ｗ＞２αＨである。ここに、α＝０．
６〜１、Ｈは側壁部３０９の高さ、すなわちフェースプ
レート３０５とリアプレート３０１の間隔に等しい。さ
らに、導電体の外側に側壁部３０９が設置される。な
お、導電体の導電性が十分確保される場合には、導電性
ブラックストライプ３０７とアルミニウム薄膜のメタル
バック３１０のどちらか一方のみを、一次電子線の入射
位置から側壁部３０９側へ向かってＷの位置まで設置す
る構成でも特に問題はない。

【００４８】第２の実施形態に基づいた画像形成装置の
作製方法について、図３を参照しながら説明する。表面
伝導型電子放出素子３０２及び表面伝導型電子放出素子
３０２等を搭載した基板３０１の作製方法は、第１の実
施形態と同様である。フェースプレート３０５の作製方
法は、まずフェースプレート３０５にカーボン成分の導
電性ブラックストライプ３０７と蛍光体３０６を良く知
られる沈降法にて塗布後、焼成を行い、画像表示面を形
成する。続いて、蛍光体３０６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、アルミニウム薄膜のメタ
ルバック３１０を数千オングストローム程度の厚さに蒸
着し、フィルミング成分の有機物を飛散させるために、
空気中で焼成を行う。

【００４９】本実施形態では、側壁部３０９の高さＨ＝
３ｍｍとしたため、画像形成部の周縁部から、Ｗ＝６ｍ
ｍ（＝２α Ｈ＝２×１×３）の距離まで、導電体であ
る導電性ブラックストライプ３０７とアルミニウム薄膜
３１０を設けてある。続いて、第１の実施形態と同様な
方法で表示パネルを作製した。そして、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、第
１の実施形態で示した比較例用の表示パネルに比べて、
画像エリア周辺部の画像の歪み、放電が減少した。

【００５０】なお、本実施形態の変形例として、変調電
極であるグリッド３０４と絶縁層３０３を省略した画像
形成装置についても検討した結果、同様の効果が確認さ
れた。さらに、アルミニウム薄膜のメタルバック３１０
上のリアプレート３０１側にグラファイト微粒子膜、或
いはカーボン微粒子膜を設けた構成の画像形成装置につ
いても、第１の実施形態にて示した比較例の画像形成装
置と比較検討した結果、Ｗ＝５ｍｍ（＝２αＨ＝２×
０．８×３）でも効果が見られた。これは、グラファイ
ト、或いはカーボンの背面散乱電子線のエネルギー及び
電子線量が小さいことに起因している。

【００５１】［第３の実施形態］図４に本発明の第３の
実施形態の表示パネルの断面図を示す。図４において、
４０１は絶縁材の青板ガラスで構成される基板、４０２
は表面伝導型の電子放出素子である。４０３は基板４０
１上に形成された絶縁層、４０４は絶縁層４０３上に形
成され、電子ビームが通過する孔を持った変調電極であ
るところのグリッドである。また、４０５は導電性微粒
子が混入された蛍光体４０６がパネル内側に設置された
青板ガラスからなるフェースプレートである。４０８は
接着剤となるフリットガラスであり、側壁部４０９を挟
んでフェースプレート４０５と基板４０１がフリットガ
ラス４０８を介して封着され、表示パネルを構成してい
る。

【００５２】また、導電体である導電性微粒子が混入さ
れた蛍光体４０６は、最外周縁部の表面伝導型電子放出
素子４０２から放出された一次電子線の入射位置から側
壁部４０９側へ向かって、Ｗの位置まで設置されてお
り、Ｗ＞２αＨである。ここに、α＝０．６〜１、Ｈは
側壁部４０９の高さ、すなわちフェースプレート４０５
とリアプレート４０１の間隔に等しい。さらに、導電体
の外側に側壁部４０９が設置される。

【００５３】なお、蛍光体４０６に混入された導電体の
導電性をさらに増加させる必要がある場合には、透明導
電膜やアルミニウム薄膜のメタルバック等を、それぞれ
導電性微粒子が混入された蛍光体４０６のフェースプレ
ート４０５側、リアプレート４０１側に設置することに
よって回避可能である。

【００５４】第３の実施形態に基づいた画像形成装置の
作製方法について、図４を参照しながら説明する。表面
伝導型電子放出素子４０２及び表面伝導型電子放出素子
４０２等を搭載した基板４０１の作製方法は、第１の実
施形態と同様である。フェースプレート４０５の作製方
法は、まずフェースプレート４０５に導電性粒子を混入
した蛍光体４０６を良く知られる沈降法にて塗布後、焼
成を行い、画像表示面を形成する。導電性粒子として
は、Ｉｎ₂Ｏ₃粒子を使用した。

【００５５】本実施形態では、側壁部４０９の高さＨ＝
４ｍｍとしたため、画像形成部の周縁部から、Ｗ＝８ｍ
ｍ（＝２αＨ＝２×１×４）の距離まで導電体である導
電性粒子を混入した蛍光体４０６を設けてある。

【００５６】続いて、第１の実施形態と同様の方法で表
示パネルを作製した。そして、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、第１の実施
形態で示した比較例用の表示パネルに比べて、画像エリ
ア周辺部の画像の歪み、放電が減少した。

【００５７】なお、本実施形態の変形例として、変調電
極であるグリッド４０４と絶縁層４０３を省略した画像
形成装置について検討した結果、同様の効果が確認され
た。また、導電性粒子の代わりに、蛍光体表面にゾル−
ゲル法にて、Ｉｎ₂Ｏ₃被膜を施して導電性を付与した
蛍光体［(H.Kominami et al.,“Improvement of LowVol
tage Cathodoluminescent Properties of Zinc Sulfide
Phosphors by Sol-Gel Method",J.J.Appl.35,L1600-L1
602(1966)］を使用した場合にも、同様の効果が得られ
た。

【００５８】また、上記実施形態によれば、αは、一次
電子線と後方散乱電子線のエネルギー比であり、また、
該エネルギー比αは一次電子線が入射する部材の材質、
形状、構成等に大きく依存し、一般にα＝０．６〜１で
あるが、該エネルギー比αが小さいほど、表示画面の有
効範囲が広がることになる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、平板型画像形成装置に
おいて、一次電子線が画像形成部材に入射する際に生じ
る後方散乱電子線が、最外周縁部の電子放出素子を駆動
した際にも、フェースプレートや側壁部等の絶縁物を衝
撃することがない。これにより、電界に攪乱を与える帯
電や電極や電子放出素子に損傷を与える放電等が激減
し、高精細／高色純度、さらには信頼性／安全性が向上
した平板型画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す画像形成装置の
断面図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の基本構成を示す断
面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す画像形成装置の
断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す画像形成装置の
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背面散乱電子線を
示す模式図である。

【図７】従来の画像形成装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７
０１絶縁性基板１０２，２０２，３０２，４０２，６０２，７０２表
面伝導型電子放出素子１０３，２０３，３０３，４０３，６０３，７０３絶
縁層１０４，２０４，３０４，４０４，６０４，７０４グ
リッド電極１０５，２０５，３０５，４０５，６０５，７０５フ
ェースプレート１０６，２０６，３０６，４０６，６０６，７０６蛍
光体１１０，２１０，３１０，６１０，７１０アルミニウ
ム膜３０７ブラックストライプ１０８，３０８，４０８，７０８フリットガラス１０９，２０９，３０９，４０９，６０７，７０９側
壁部１１１，２１１，７１１ＩＴＯ膜５２２，５２３素子電極５２４薄膜５２５電子放出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子放出素子群を搭載したリアプレート
と、該リアプレートと対向して配置されるとともに該電
子放出素子群から放出される電子線の照射により画像が
形成される蛍光体と導電体からなる画像形成部材を搭載
したフェースプレートと、前記リアプレートと前記フェ
ースプレート間の側壁部からなる表示パネルを少なくと
も有する画像形成装置において、前記電子線が照射される最外周縁部から側壁部側へ向か
って、該フェースプレート上の導電体を、次式、Ｗ≧２αＨ（ここに、αは前記フェースプレート上の画像形成部材
の構成に依存するパラメータであり、α＝０.６〜１で
あり、Ｈは該フェースプレートと該リアプレート間の距
離である）で示す距離Ｗ以上に設定したことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記側壁部を前記導電体よりも外側に設
置した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】前記フェースプレート上の導電体が、前
記蛍光体のリアプレート側に設置されたアルミニウム薄
膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像
形成装置。
【請求項４】前記フェースプレート上の導電体が前記
蛍光体のフェースプレート側に設置された透明導電膜で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成
装置。
【請求項５】前記フェースプレート上の導電体が前記
蛍光体に混入された導電性粒子、又は前記蛍光体を被覆
した導電性薄膜であることを特徴とする請求項１又は２
に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記フェースプレート上の導電体が導電
性ブラックストライプであることを特徴とする請求項１
又は２に記載の画像形成装置。
【請求項７】請求項３乃至６のいずれか１項に記載の
画像形成装置において、前記フェースプレート上の導電
体が、アルミニウム薄膜又は透明導電膜又は導電性薄膜
の組合わせからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記電子放出素子として表面伝導型電子
放出素子を用いることを特徴とした請求項１乃至７のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。