KR20060049364A

KR20060049364A - 화상형성장치

Info

Publication number: KR20060049364A
Application number: KR1020050101076A
Authority: KR
Inventors: 다마요 히로키; 히사노부 아즈마; 히로토모 다니구치
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2006-05-18
Also published as: JP4817641B2; EP1653498A2; JP2006127781A; US7733003B2; EP1653498A3; KR100744905B1; US20060087220A1; CN1767139A; EP2051277A8; EP2051277A1; KR100799823B1; CN1767139B; KR20070060056A

Abstract

본 발명에 의하면, 전자방출소자가 설치된 제 1의 기판 및 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자를 조사하는 화상표시부재가 대향해서 배치되어 있는 화상형성장치가 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자를 편향시키는 편향수단과 전자에 의해 전리된 불활성가스를 포착하는 포착유닛을 구비하고 있다. 이에 의해, 불활성가스에 의한 전자방출소자의 손상을 방지하고, 화상표시장치의 수명을 길게 하려는 것이다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 화상형성장치의 일 실시형태의 구조를 나타내는 사시도로서, 일부 파단된 상태를 나타내고 있는 도면

도 2 및 도 2B는 도 1에 나타낸 x0-x1선 단면을 나타내는 도면이며, 도 2A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 2B는 도 2A에 나타낸 A부의 확대도

도 3A 및 도 3B는 도 1에 나타낸 y0-y1선 단면을 나타내는 도면이며, 도 3A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 3B는 도 3A에 나타낸 B부의 확대도

도 4는 도 1에 나타낸 전자원기판(1)으로부터 방출된 전자(4)의 전자궤도(6)를 나타내는 도면

도 5는 도 1 및 도 4에 나타낸 전자원기판(1)의 열화의 지표가 되는 전리단면적×스퍼터링수율의 에너지의존성을 나타내는 도면

도 6은 도 1에 나타낸 화상형성장치에 사용된 멀티전자빔원의 전자원기판(1)의 평면도

도 7A 및 도 7B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제2의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 7A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 7B는 도 7A에 나타낸 C부의 확대도

도 8A 및 도 8B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제3의 실시예의 단면을 나 타내는 도면이며, 도 8A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 8B는 도 8A에 나타낸 D부의 확대도

도 9는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제4의 실시예의 단면의 일부를 나타내는 도면

도 10A 및 도 10B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제5의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 10A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 10B는 도 10A에 나타낸 E부의 확대도

도 11A, 도 11B 및 도 11C는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 다른 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 11A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 11B는 도 11A에 나타낸 F부의 확대도, 도 11C는 도 11A에 나타낸 G부의 확대도

도 12A 및 도 12B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제7의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 12A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 12B는 도 12A에 나타낸 H부의 확대도

도 13은 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제8의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8)의 구성을 나타내는 도면

도 14A 및 도 14B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제9의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 14A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 14B는 도 14A에 나타낸 I부의 확대도

도 15는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제9의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8)의 구성을 나타내는 도면

도 16은 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제10의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)의 구성을 나타내는 도면

도 17A 및 도 17B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제11의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 17A는 그 표면을 나타내는 도면, 도 17B는 도 17A에 나타낸 J부의 확대도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전자원기판 2: 페이스플레이트

3: 불활성가스이온 4: 전자

5: 불활성가스 6: 전자궤도

7: 전자방출소자 8: 리어플레이트

31: 열배선 32: 소자전극(저전압측)

33: 소자전극(고전압측) 42: 행배선

43: 유리기판 44: 형광막

45: 메탈백 46: 지지프레임

47: 진공용기 71, 91: Ti

81: Ta 111: 그리드

131: 화상표시영역 132: 화상표시영역 외 애노드전극

133: 고저항막 Hv: 고압단자

(Dx1)~(Dxm), (Dy1)~(Dyn): 전기접속용단자

(기술 분야)

본 발명은 전자원으로부터 방출된 전자빔을 화상표시부재인 형광막에 조사해서 형광막의 형광체를 발광시켜 화상을 표시하는 화상형성장치에 관한 것이다.

(배경 기술)

종래부터, 전자원으로부터 방출된 전자빔을 화상표시부재인 형광막에 조사해서 형광막의 형광체를 발광시켜 화상을 표시하는 장치에서는, 전자원과 화상표시부재를 내포하는 진공용기의 내부를 고진공으로 유지할 필요가 있다. 그것은, 진공용기 내에 가스가 발생해서 압력이 상승했을 경우, 그 영향의 정도는 가스의 종류에 따라 다르지만, 전자원에 악영향을 미쳐 전자방출량을 저하시켜, 밝은 화상의 표시를 할 수 없게 되기 때문이다. 또한, 그 경우, 내부에서 방전이 발생해서 장치를 파괴해 버릴 우려도 있다.

통상, 화상표시장치의 진공용기는 유리부재를 조합해서 접합부를 프릿 등에 의해 접착해서 형성되고 있어, 일단 접합이 완료한 후의 압력의 유지는 진공용기 내에 설치된 게터재에 의해 행해지고 있다.

평판형상 화상형성장치는 일반적으로 전자원이 설치된 기판과 화상표시부가 설치된 기판과의 간격이 좁고, 또, 진공용기를 유지하기 위한 지지부재 등이 설치되어 있기 때문에, 가스의 흐름이 저해되어, 컨덕턴스가 나쁜 상태에 있다.

이것을 해결하기 위해서, 화상표시영역 내에 게터재를 배치해서 발생된 가스 중 활성가스를 흡착하도록 한 구성이 생각되고 있다(예를 들면, 일본특개평 4-12436호 공보 참조).

또, 게터재로 배기할 수 없는 불활성가스를 배기하기 위해서, 박형 평면 표시장치의 진공용기 본체에 이온펌프를 외부에 부착시킨 구성도 제안되고 있다(예를 들면, 일본특개평 5-121012호 공보 참조).

또, 패널 내의 화상표시영역 외에 희생영역이라고 불리워지는 불활성가스 전리용의 전자원을 설치해서 패널 내장의 이온펌프로 한 구성이 제안되어 있다(예를 들면, 미국특허 제 6107745호 명세서 참조).

또한, 일반적인 CRT에 있어서는, 전자빔에 의해 전리된 이온이 조사하지 않는 위치에 음극이 배치되고 있다.

그러나, 일본특개평 4-12436호 공보에 기재된 종래기술에서는, 게터재에 의해 배기되는 것은 활성가스이며, Ar, He 등의 불활성가스는 거의 배기되지 않는다. 또, 불활성가스 중, 예를 들면 Ar는 그 중량이 비교적 무겁기 때문에 전리 후 고전계에 의해 가속되면, 전자원에의 손상이 커지게 된다고 하는 문제점이 있다.

또, 일본특개평 5-121012호 공보에 기재된 종래기술에서는, 외부부착의 이온펌프에서는, 컨덕턴스가 나쁜 평판형상 화상표시장치 내의 국소적인 불활성가스의 압력상승에 대응할 수 없을 가능성이 있다. 또, 이온펌프에 사용되는 자계에 의해 빔이 편향되기 때문에, 방자(防磁) 등의 대책이 필요하게 되어, 코스트가 높아지는 등의 문제점이 있다.

또, 미국특허 제 6107745호 명세서에 기재된 종래기술에서는, 화상표시영역 외에 전자원을 설치함으로써, 평면형상 화상표시장치가 컨덕턴스의 영향을 받아, 국소적인 압력 상승에 대응할 수 없을 가능성이 있다. 또, 이온펌프의 배치가 화상영역 외뿐인 것, 불활성가스 전리용의 전자원 자신이 열화가능성이 있는 구성으로 되어 있는 것 등으로부터, 충분한 배기속도, 총 배기량을 얻을 수 없을 가능성이 있다.

또, 평판형상 화상표시장치에 일반적인 CRT의 기술을 적용하는 것은 곤란하다.

(발명의 요약)

본 발명은 패널 속에 존재하는 불활성가스에 의한 전자원의 손실을 저감하는 동시에, 이 가스를 배기할 수가 있는 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 휘도의 경시열화 및 공간분포가 작은 화상형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

전자를 방출하는 전자방출소자가 설치된 제 1의 기판과 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자가 조사되는 화상표시부재가 설치된 제 2의 기판이 서로 대향해서 배치되고, 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자에 의해 상기 화상표시부재에 화상을 표시하는 화상형성장치에 있어서, 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자의 상기 제 2의 기판상에서의 조사위치를 편향시키는 편향수단을 구비하는 전자원; 및 상기 조사위치 하 또는 상기 조사위치 근방에 배치되어, 불활성가스를 포착하는 불활성가스포착수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부도면을 참조해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 화상형성장치의 일 실시형태의 구조를 나타내는 사시도이며, 일부 파단된 상태를 나타내고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 진공용기(47)가 제 1의 기판인 리어플레이트(8)와 제 2의 기판인 페이스플레이트(2)가 지지프레임(46)을 사이에 둔 형태로 구성되어 있다. 리어플레이트(8)에는, 전자원이 되는 전자원기판(1); 전자원기판(1)으로부터 전자를 방출하는 전자방출소자(7); 및 전자방출소자(7)에 진공용기(47)의 외부로부터 급전을 행하기 위한 기밀구조를 가진 전기접속용단자 (Dx1)~(Dxm), (Dy1)~(Dyn), 전기접속용단자 (Dx1)~(Dxm)에 전기적으로 접속된 열배선(31), 전기접속용단자 (Dy1)~(Dyn)에 전기적으로 접속된 행배선(42); 열배선(31)에 전기적으로 접속되고, 열배선(31)에 의해 전압이 인가되는 소자전극(고전압측)(33), 및 행배선(42)에 전기적으로 접속되고, 행배선(42)에 의해 전압이 인가되는 소자전극(저전압측)(32)이 설치되어 있어, 진공용기(47)의 외부로부터 전자방출소자(7)에 전계를 인가하는 구성으로 되어있다.

또, 페이스플레이트(2)는 유리기판(43)과 메탈백(45)을 포함하고 있다. 메탈백(45)은 유리기판(43) 상에 배치되어, 전극 및 발광반사박막으로서 사용된다. 전자방출소자(7)로부터 방출된 전자빔은 메탈백(45)을 투과한다. 또, 페이스플레이트 (2)는 고전압의 인가된 메탈백(45)을 투과한 전자빔이 조사됨으로써 화상을 표시하기 위해서 발광하는 화상표시부재인 형광막(44)을 포함한다. 또한, 페이스플레이트(2)는 진공용기(47)의 외부로부터 메탈백(45)에 급전을 행하기 위한 기밀구조를 가진 전기접속용단자인 고압단자(Hv)가 설치되어 있다.

다음에, 본 발명의 특징부분인 전자빔의 편향기구와 이온포착기구에 대해서 설명한다.

일반적으로, 전자원을 구동함으로써 방출된 전자의 궤도가 대향전극을 향해서 일직선으로 뻗은 경우, 대기 내에 존재하는 Ar 등의 불활성가스가 방출된 전자와 충돌해서 전리된다. 전리된 불활성가스이온은 +의 1가 혹은 다가의 전하를 가지고 있어, 전자를 가속하기 위한 전계에 의해 전자와는 역방향으로 가속되어, 불활성가스이온생성부 직하의 전자원이 설치된 기판과 고에너지로 충돌한다. 즉, 전자원으로부터 방출된 전자가 해당 혹은 인접한 전자원 상을 통과하면, 전리되어 가속된 불활성가스이온이 불활성가스이온생성부 직하의 전자원과 충돌해서 전자원에 손상을 주게 된다.

또, 전자원과 충돌한 불활성가스이온의 질량은 전자의 질량보다 무겁기 때문에, 불활성가스이온과의 충돌에 의해 전자원이 열화해서, 방출되는 전자량이 감소하게 된다.

도 2A 및 도 2B는 도 1에 나타낸 x0-x1선 단면을 나타내는 도면이며, 도 2A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 2B는 도 2A에 나타낸 A부의 확대도이다. 또, 도 3A 및 도 3B는 도 1에 나타낸 y0-y1선 단면을 나타내는 도면이며, 도 3A는 그 일부 를 나타내는 도면, 도 3B는 도 3A에 나타낸 B부의 확대도이다.

도 2A, 도 2B, 도 3A 및 도 3B에 나타내는 바와 같이, 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 사이에는 불활성가스(5)가 존재하고 있다. 또, 전자방출소자(7)를 사이에 두는 소자전극(저전압측)(32)과 소자전극(고전압측)(33), 열배선(31), 행배선(42) 및 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압에 의해 형성되는 전위분포에 의해, 전자방출소자(7)로부터 방출된 전자(4)의 전자궤도(6)는 x방향 및 y방향으로 곡진해서, z방향으로 퍼진다. 즉, 소자전극(저전압측)(32) 및 소자전극(고전압측)(33)에 의해 편향수단의 일례인 전계인가수단을 구성하고, 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 사이에 전계를 인가하게 된다. 이 때, 열배선(31)과 소자전극(고전압측)(33)은 동일한 전위로 한다. 이에 의해, 전자방출소자(7) 상에 유입되는 불활성가스이온(3)의 밀도는 감소한다. 또한, 열배선(31)은 소자전극(저전압측)(32) 및 소자전극(고전압측)(33)보다 페이스플레이트(2) 측에 높은 구조로 되어 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 사이에 전계를 인가함으로써 전자(4)의 전자궤도(6)를 구부러지게 하고 있지만, 자계를 사용하는 것도 생각할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 화상형성장치에서는, 전자궤도(6)가 해당 소자 및 인접 소자 상을 통과하지 않게 하는 편향기구에 의해, 불활성가스이온(3)의 충돌에 의한 전자원의 손상이 작아진다.

여기서, 일반적인 방출된 전자(4)의 에너지에 대해 설명한다.

도 4는 도 1에 나타낸 전자원기판(1)으로부터 방출된 전자(4)의 전자궤도(6) 를 나타내는 도면이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 전자(4)가 페이스플레이트(2)로 향함에 따라 전자원기판(1)으로부터 방출된 전자(4)의 전자궤도(6)가 전자방출영역의 바로 위쪽으로부터 벗어남으로써, 전자방출영역의 근방을 스퍼터하는 불활성가스이온(3)의 수가 감소하고, 그에 의해 전자원기판(1)의 열화가 억제된다.

이 때, 불활성가스(5)가 전리될 때의 전자(4)의 에너지는 인가된 애노드전압과 불활성가스(5)가 전리된 높이 h로부터 구해지는 전압V(h)로 정해진다. 전리 후의 불활성가스이온(3)의 초기 에너지가 거의 0으로 생각되므로, 전자원 근방까지 가속된 불활성가스이온(3)의 에너지 Eion는, 전리가수를 n로 하면,

Eion=neV(h)

로 나타내진다.

도 5는 도 1 및 도 4에 나타낸 전자원기판(1)의 열화의 지표가 되는 전리단면적×스퍼터링수율의 에너지의존성을 나타내는 도면이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 불활성가스(5)가 Ar, 전자원 근방의 구성부재가 카본인 경우, n=1이 지배적이기 때문에 스퍼터되는 카본의 양이 가장 많아지는 것은, Ar이온에 의해 카본이 스퍼터될 때의 에너지인, 전자(4)에 의해 Ar가 전리될 때의 에너지가 1 ekV의 경우이다. 따라서, 전자궤도(6)를 고려할 때, 전자(4)가 1ekV로 가속될 때의 바로 아래의 위치가 가능한 한 멀어지는 기구가 필요하다.

또한, 전자원기판(1)측으로 향하는 불활성가스이온(3)의 밀도가 높아지는 영 역에 불활성가스이온(3)의 포착기구를 배치함으로써, 패널 내의 불활성가스(5)를 저감해서, 전자원기판(1)의 열화를 억제할 수 있다. 불활성가스이온(3)은 포착영역에 수keV라고 하는 고에너지로 충돌해서, 그 에너지를 잃을 때까지 포착영역 내부에 들어가지만, 후속의 불활성가스이온(3)이 계속 충돌하면, 대기 중에 재방출될 우려가 있다.

이 현상을 막기 위해서는, 불활성가스이온(3)이 투입된 후, 그 표면에 스퍼터링 등에 의한 성막을 하는 것이 유효하다. 스퍼터링수율에는 불활성가스이온(3)의 입사각도의존성이 있다. 입사각도가 작은 편이 스퍼터링수율은 크다. 따라서, 이온포착영역에 오목부를 형성함으로써, 측면의 깎아지른 듯한 부분과 불활성가스이온(3)이 충돌하면, 큰 스퍼터링 효율을 얻을 수 있게 된다. 측면과 충돌한 불활성가스이온(3)에 의해 포착영역의 부재가 스퍼터링되어 저면에 퇴적함으로써, 이 부재는 오목부의 저면에 투입된 불활성가스이온(3)을 묻는 효과가 있다.

또한, 포착영역표면이 Ti로 구성되어 있는 경우, Ti가 스퍼터됨으로써 Ti의 청정면이 나타나고, 이 청정면에 의해 활성가스를 흡착할 수가 있다. 또한, 포착영역표면에 오목부를 가지기 때문에, 표면적이 증가해서, 펌프의 수명이 길어진다. 또, 화상표시용의 전자방출소자(7)를 모두 사용하기 때문에, 마그넷 없이 국소적으로 충분한 배기속도를 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전자원기판(1) 상에는 도 2A, 도2B, 도 3A 및 도 3B에 나타내는 구성이 반복해서 배치되어 있기 때문에, 전자방출소자(7)의 전자궤도(6)를 당해 소자의 바로 위쪽으로부터 멀어지게 하는 동시에, 인접 소자의 바로 위쪽을 통과하지 않게 할 필요가 있다. 또, 방출된 전자(4)의 에너지가 1keV 근방이 되는 위치 바로 밑에 불활성가스포착수단인 열배선(31) 및/혹은 행배선(42)을 배치하고, 또한, 열배선(31) 및/혹은 행배선(42)에서 불활성가스이온(3)의 포착이 효율적으로 행해지도록 열배선(31) 및/혹은 행배선(42)의 표면에 오목부를 형성함으로써, 불활성가스이온(3)의 재방출이 억제되어, 진공용기(47) 내의 불활성가스(5)의 분압이 저감된다.

여기서, 열배선(31) 및/혹은 행배선(42)의 표면의 오목부는 복수 형성되어 있어도 된다. 또, 열배선(31) 및/혹은 행배선(42)의 표면은 Ti로 구성되어 있어도 되고, 이에 의해 불활성가스(5)뿐만 아니라, 활성가스라도 배기되는 것이 가능하게 된다.

또, 열배선(31) 및/혹은 행배선(42)이 원자량 100 이상의 재료로 구성되어 있어도 되고, 이에 의해 충돌시에 이온의 전하 교환만 행해서, 전기적으로 중성인 중성입자의 형태로 효율적으로 반사한다. 탄성 혹은 비탄성적으로 산란된 불활성기체는 등속운동을 하고, 최대로 충돌시에 가까운 에너지를 유지하면서 페이스플레이트(2)의 넓은 영역과 충돌한다. 그 때, 쿨롱산란이 적어, 불활성가스는 깊은 곳까지 침입할 수가 있다. 또한, 페이스플레이트(2) 상에 오목부가 형성되거나, 그 표면이 Ti로 구성됨으로써, 상술한 리어플레이트(8)에서의 포착효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 먼저 묻힌 불활성가스원자의 재방출의 가능성이 작아져, 배기속도가 향상될 뿐만 아니라, 펌프로서의 수명이 길어진다.

또, 열배선(31) 및/혹은 행배선(42) 상의 오목부의 측면 및 저면이 Ti로 구 성되어 있고, 그 이외의 부분의 표면이 Ta로 구성되어 있어도 된다. 이에 의해, 측면 및 저면에서 효율적으로 이온이 포착되고, 그 이외의 부분에서는 반사함으로써 페이스플레이트(2) 상에서 포착될 수가 있다.

또, 리어플레이트(8)와 페이스플레이트(2) 사이에 그리드가 배치되어 있어도 된다. 이에 의해, 그리드에 이온포착기구를 배치하거나, 그리드의 개구부 하에 포착기구를 배치하거나 함으로써, 전자방출영역 근방에서의 이온의 충돌을 억제할 수가 있다.

또, 도 2A 및 도 2B의 전자원, 전자궤도편향기구 및 불활성가스포착기구가 화상표시영역 외에 설치되어 있어도 되고, 화상표시영역 내에 인가되는 고압이 화상표시영역 외에 인가되는 고압과 달라도 된다. 이에 의해, 이온포착에 적절한 전압을 인가할 수가 있어, 포착효율을 향상시킬 수 있다.

다음에, 본 발명을 적용한 화상표시패널의 구성과 그 표시방법에 대해서, 도 1을 참조하면서 구체적인 예를 나타내서 설명한다.

우선, 진공용기(47)를 조립함에 있어서는, 각 부재의 접합에 충분한 강도와 기밀성을 유지시키도록 밀봉접합할 필요가 있다. 예를 들면, 프릿유리를 접합부에 도포하고, 대기 중 혹은 질소분위기 중에서 400~500℃로 10분 이상 소성함으로써 밀봉접합을 달성한다. 진공용기(47) 내부를 진공으로 배기하는 방법에 대해서는 후술한다.

다음에, 본 발명의 화상형성장치에 사용되는 전자원기판(1)에 대해 설명한다.

본 발명의 화상형성장치에 사용되는 전자원기판(1)은 복수의 냉음극소자를 기판 상에 배열함으로써 형성된다.

냉음극소자의 배열의 방식은, 예를 들면, 냉음극소자에 있어서의 한 쌍의 소자전극의 행배선(42)과 열배선(31)의 각각을 접속한 단순매트릭스배선을 들 수 있다. 리어플레이트(8)에는 냉음극이 N×M개 형성되어 있는 기판이 고정되는 경우도 있다(N, M는 2이상의 정수이며, 목적으로 하는 표시화소수에 따라 적당히 설정된다. 예를 들면, 고품위 텔레비전의 표시를 목적으로한 표시장치에 있어서는, N=3000, M=1000 이상의 수를 설정하는 것이 바람직하다).

상술의 N×M 개의 냉음극소자는 N본의 행배선(42)과 M본의 열배선(31)에 의해 단순매트릭스배선되어 있다. 행배선(42)과 열배선(31)과 층간절연층의 제작방법으로서는, 스크린인쇄법이나 감광성후막페이스트를 노광·현상하는 방법 등이 일반적으로 알려져 있다.

본 실시형태에서는, 열배선(31)에 오목부를 형성하기 위해서, 직사각형의 전극 제작 후, 도 2A 및 도 2B에 나타낸 바와 같이, 열배선(31) 위의 중앙에 오목부를 형성할 수 있도록 양단에 다시 전극을 적층한다. 같은 구성을 도 3A 및 도 3B와 같이 행배선(42)에 형성해도 된다. 또한, 제작방법은 본 실시형태에 한정되는 일 없이 다른 수법이어도 된다.

다음에, 제작방법에 대해 설명한다.

소자전극(저전압측)(32)과 소자전극(고전압측)(33)이 이미 제작되어 있는 전자원기판(1) 상에 스크린인쇄법에 의해 후막감광성페이스트를 도포막두께 10㎛로 전체면에 형성하고, 소정의 패턴의 포토마스크를 위치맞춤한 후, 이 포토마스크를 전자원기판(1)에 씌워서 30OmJ/㎠의 조건에서 자외선 노광한다. 그 후, 후막감광성페이스트의 물현상을 행해서, 480℃ l0분의 소성에 의해 직사각형 단면의 열배선(31)을 얻는다. 또한, 인쇄, 마스크얼라인먼트, 자외선노광, 현상 및 소성에 의해, 도 2A 및 도 2B에 나타내는 바와 같이, 배선(31)은 중앙에 오목부를 가지는 오목형의 단면을 가지도록 적층한다. 열배선(31)은 높이 25㎛, 오목부의 깊이는 15㎛로 형성한다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 설정된다. 또, 바람직한 오목부의 깊이의 범위는 수㎛~수 10㎛이다. 절연층에 대해서도, 후막감광성절연페이스트를 도포막두께 20㎛로 스크린인쇄에 의해 전체면에 형성하고, 포토마스크에 의한 노광 후, 물현상 및 소성을 행했다. 노광 및 소성의 조건은 열배선(31)과 같고, 이것을 수차례 반복한다.

마지막으로, 행배선(42)을 감광성은페이스트로 도포막두께 10㎛로 스크린인쇄에 의해 전체면에 형성하고, 소정 패턴의 포토마스크를 위치맞춤한 후, 감광성은페이스트에 씌워서 300mJ/㎠의 조건에서 자외선노광한다. 그 후, 물현상을 행하고, 480℃ 10분의 소성에 의해 행배선(42)의 패턴을 얻는다. 또한, 인쇄, 마스크얼라인먼트, 자외선노광, 현상 및 소성에 의해, 도 3A 및 도 3B에 나타내는 바와 같이 중앙에 오목부를 가지는 오목형의 단면 형상을 가지도록 적층한다.

다음에, 냉음극소자로서 표면전도형 전자방출소자(7)를 기판 상에 단순매트 릭스배선한 멀티전자빔원의 구조에 대해서 설명한다.

도 6은 도 1에 나타낸 화상형성장치에 사용된 멀티전자빔원의 전자원기판(1)의 평면도이다.

전자원기판(1) 상에는, 복수의 소자가 행배선(42)과 열배선(31)에 의해 단순매트릭스형상으로 배선되어 있다. 행배선(42)과 열배선(31)이 교차하는 부분에는 전극 간에 절연층이 형성되어 있어 전기적인 절연이 유지되고 있다.

또한, 이러한 구조의 멀티전자원은 미리 기판 상에 행배선(42), 열배선(31), 전극 간 절연층, 소자전극(저전압측)(32), 소자전극(고전압측)(33) 및 표면전도형 전자방출소자(7)의 도전성박막을 형성한 후, 행배선(42) 및 열배선(31)을 개재해서 각 소자에 급전해서 통전포밍처리와 통전활성화처리를 행함으로써 제조된다.

또, 도 1에 나타낸 페이스플레이트(2)의 하면에는 형광막(44)이 형성되어 있다. 또한, 형광막(44)의 리어플레이트(8)측의 면에는 메탈백(45)이 형성되어 있다. 메탈백(45)은, 형광막(44)을 페이스플레이트(2) 상에 형성한 후, 형광막(44)의 표면을 평활처리하고, 그 위에 Al를 진공증착하는 방법에 의해 형성된다.

다음에, 진공용기(47)의 내부를 진공으로 하는 방법의 일례를 설명한다.

진공용기(47)의 내부를 진공으로 하기 위해서 가스를 배기시키려면, 진공용기(47)를 조립한 후, 진공용기(47)에 배기관과 진공펌프를 접속해서 진공용기(47)의 내부를 배기시킨다. 그 후, 배기관을 밀봉하고, 진공용기(47) 내의 진공도를 유지하기 위해서, 밀봉의 직전 혹은 밀봉 직후에 진공용기(47) 내의 소정의 위치에 게터막을 형성한다. 게터막이란, 예를 들면 Ba를 주성분으로 하는 게터재를 히터 혹은 고주파가열에 의해 가열하고 증착해서 형성한 막이며, 게터막의 흡착작용에 의해 진공용기(47) 내의 진공도는 유지된다.

전기접속용단자(Dx1) 내지 (Dy1)를 개재해서 각 전자방출소자(7)에 전압이 인가되면, 각 전자방출소자(7)로부터 전자(4)가 방출된다. 그와 동시에, 메탈백(45)에 수백 V 내지 수 kV의 고압이 인가되고, 이 고압에 의해 방출된 전자(4)가 가속되어 페이스플레이트(2)의 내면과 충돌한다. 이에 의해, 형광막(44)의 형광체가 여기되어 발광해서, 화상이 표시된다. 통상, 표면전도형 전자방출소자(7)에의 인가전압은 12~18V 정도, 메탈백(45)과 전자방출소자(7) 간의 전압은 0.1kV~10kV 정도이다.

이하에, 상술한 실시형태에 나타낸 화상형성장치에 대해서, 실시예를 들어 상술한다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이하에 설명하는 실시예에 있어서는, 멀티전자빔원으로서 전술한 전극 간의 도전성 미립자막에 전자방출부를 가지는 타입의 N×M (N=3072, M=1024)의 표면전도형 소자를 N본의 행배선(42)과 M본의 열배선(31)에 의해 매트릭스배선(도 1 참조)한 멀티전자빔원을 사용한다.

<실시예>

(실시예 1)

본 실시예는 도 1에 나타낸 실시형태에 근거해서 제작된 것이고, 그 xO-x1선 단면의 확대도를 도 2A 및 도 2B에 나타낸다.

본 실시예의 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 대해 설명한다. 본 실시예에 근거해서 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛, 오목부의 깊이는 15㎛로 했다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 정하는 것이다. 또, 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수1O㎛이다. 제작 후, 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0 V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V, 고압단자(Hv)에 10kV를 각각 인가함으로써, 도 2A 및 도 2B에 나타내는 바와 같이, 전자궤도(6)는 어느 높이 h에 있어서도 인접 소자 상을 통과하는 일 없이 열배선(31) 상에 정착된다.

이에 의해, 전자방출소자(7)는 전리된 불활성가스이온(3)에 의한 손상을 받는 일이 없다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)과 충돌해서, 열배선(31)의 내부에 침입한다. 열배선(31)의 오목부의 측면과 충돌한 불활성가스이온(3)은 열배선(31)의 표면의 재료를 쳐내는 스퍼터효과가 높아져서, 피스퍼터재를 저면에 퇴적시킴으로써, 저면으로부터의 불활성가스이온(3)의 재방출을 방지하게 된다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 열배선(31)에 대해서만 설명했지만, 행배선(42)에도 같은 생각을 적용할 수 있다.

(실시예 2)

도 7A 및 도 7B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제 2의 실시예의 단면을 나 타내는 도면이며, 도 7A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 7B는 도 7A에 나타낸 C부의 확대도이다.

본 실시예는, 도 7A 및 도 7B에 나타내는 바와 같이, 열배선(31)을 사이에 두는 2개의 전자방출소자(7)로 1개의 화소를 형성한다. 이 때문에, 열배선(31)을 사이에 두는 2개의 소자전극(고전압측)(33)이 양자 모두 열배선(31)에 전기적으로 접속되어 있고, 도 1에 나타낸 행배선(42)에 전기적으로 접속되어 있는 소자전극(저전압측)(32)보다 높은 전압이 인가되는 점만이 제 1실시예와 다른 것이다. 그 결과, 도 7A 및 도 7B에 나타내는 바와 같이, 열배선(31) 상을 2개의 전자궤도(6)가 교차해서 통과한다. 이 2개의 전자궤도(6)에 의해 1개의 화소가 형성된다.

본 실시예의 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 대해 설명한다.

본 실시예에 근거해서 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛, 오목부의 깊이는 15㎛로 했다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 정하는 것이다. 또, 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수 10㎛이다. 제작 후, 도 1에 나타낸 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V, 도 1에 나타낸 고압단자(Hv)에 10kV를 각각 인가함으로써, 도 7A 및 도 7B에 나타내는 바와 같이, 전자궤도(6)는 어느 높이 h 에 있어서도, 인접 소자 상을 통과하는 일 없이, 열배선(31) 상에 정착된다.

이에 의해, 전자방출소자(7)와 열배선(31)을 사이에 둔 인접 소자는 전리된 불활성가스이온(3)에 의한 손상을 받는 일이 없다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)과 충돌해서, 열배선(31)의 내부에 침입한다. 열배선(31)의 오목부의 측면과 충돌한 불활성가스이온(3)은 열배선(31)의 표면의 재료를 쳐내는 스퍼터효과가 높아져서, 피스퍼터재를 저면에 퇴적시킴으로써, 저면으로부터의 불활성가스이온(3)의 재방출을 방지하게 된다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 또, 제 1의 실시예의 효과에 부가해서, 2 소자로 1 화소가 형성되기 때문에, 한층 더 긴 수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다.

(실시예 3)

도 8A 및 도 8B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제3의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 8A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 8B는 도 8A에 나타낸 D부의 확대도이다.

본 실시예는, 도 8A 및 도 8B에 나타내는 바와 같이, 제 1의 실시예에 대해서 열배선(31)의 표면이 Ti(71)로 형성되어 있는 점만이 다른 것이다.

본 실시예에 근거해서 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛, 오목부의 깊이는 15㎛로 했다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 정하는 것이다. 또, 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수 10㎛이다. 또한, 적절한 마스크를 놓고, 열배선(31) 상에 Ti(71)를 두께 약 1㎛로 성막한다. 제작 후, 도 1에 나타낸 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V, 도 1에 나타낸 고압단자(Hv)에 10kV를 각각 인가함으로써, 도 8A 및 도 8B에 나타내는 바와 같이, 전자궤도(6)는 어느 높이 h에 있어서도, 인접 소자 상을 통과하는 일 없이, 열배선(31) 상에 정착된다.

이에 의해, 전자방출소자(7)는 전리된 불활성가스이온(3)에 의한 손상을 받는 일이 거의 없다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)과 충돌해서, 열배선(31)의 내부에 침입한다. 열배선(31)의 오목부의 측면과 충돌한 불활성가스이온(3)은 열배선(31)의 표면의 재료를 쳐내는 스퍼터효과가 높아져서, 피스퍼터재를 저면에 퇴적시킴으로써, 저면으로부터의 불활성가스이온(3)의 재방출을 방지하게 된다.

그와 동시에, 스퍼터된 Ti(71)에 활성가스가 흡착되어, 불활성가스(5)뿐만이 아니라, 활성가스의 배기도 행할 수가 있다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 또, 제 1의 실시예에 부가해서, 활성가스의 배기도 행해지기 때문에, 한층 더 긴 수명이 된다.

(실시예 4)

도 9는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제4의 실시예의 단면의 일부를 나타내는 도면이다.

본 실시예는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 열배선(31)의 표면이 평평하고, 이온의 반사율이 큰, 원자량 100 이상의 재료로서 Ta(81)에 의해 형성되어 있고, 페이스플레이트(2) 상의 불활성가스포착영역이 되는 전자(4)의 조사위치 근방에 오목부가 형성되어 있는 점만이 제 1실시예와 다른 것이다.

본 실시예에 근거해서 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛로 했다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 정하는 것이다. 본 실시예의 열배선(31)의 재료는 Cu이다. 또한, 적절한 마스크를 그 위에 놓고, 스퍼터에 의해 열배선(31) 상에 Ta(81)를 두께 약 1㎛로 성막했다. 한편, 페이스플레이트(2) 제작 후, 형광막(44) 상에 메탈백(45)이 되는 Al를 증착했다. 그 후, 스트라이프형상의 마스크를 사용해서, 도 9에 나타낸 단면형상이 되도록 A1를 더 증착했다. 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수 10㎛이다. 표시 패널 제작 후, 도 1에 나타낸 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V, 도 1에 나타낸 고압단자(Hv)에 10kV를 각각 인가함으로써, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전자궤도(6) 는 어느 높이 h에 있어서도 인접 소자 상을 통과하는 일 없이 열배선(31) 상에 정착된다.

이에 의해, 전자방출소자(7)는 전리된 불활성가스이온(3)에 의한 손상을 받는 일이 거의 없다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)과 충돌하지만, 열배선(31)의 표면이 배선재료인 Cu보다 원자량이 3배 가깝게 큰 Ta(81)로 구성되어 있기 때문에, 중성가스로서 대향하는 페이스플레이트(2)측에 반사되는 비율이 커지고, 또,반사는 확산반사이기 때문에, 반사방향은 열배선(31)의 바로 위쪽영역 이외의 부분을 향한다. 페이스플레이트(2) 상으로 날아간 불활성가스(5)는 페이스플레이트(2)의 표면에 침입한다. 그 표면 위에 다른 불활성가스(5)가 날아오는 경우도 있지만, 열배선(31)으로부터 확산 반사되기 때문에, 열배선(31)과 충돌하는 불활성가스이온(3)보다 밀도는 작아져서, 재방출의 가능성은 작다. 또, 메탈백(45) 상으로 날아간 불활성가스(5)는 오목부의 저면에 침입한다. 측면과 충돌하는 불활성가스(5)에 의해 메탈백(45)의 표면의 재료가 스퍼터되어, 저면에 퇴적함으로써, 저면으로부터의 불활성가스(5)의 재방출을 방지하게 된다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 제 1의 실시예에 부가해서, 넓은 영역에 불활성가스(5)가 묻히기 때문에, 이온포착효과의 수명이 길어져, 한층 더 긴 수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다.

(실시예 5)

도 10A 및 도 10B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제5의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 10A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 10B는 도 10A에 나타낸 E부의 확대도이다.

본 실시예는, 도 10A 및 도 10B에 나타내는 바와 같이, 제 4의 실시예에 대해서 페이스플레이트(2) 상에 형성된 오목부 표면이 Ti(91)로 구성되어 있는 점만이 다른 것이다.

본 실시예의 전자빔편향기구및 이온포착기구에 대해 설명한다. 본 실시예에 근거해서 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛로 했다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 정하는 것이다. 또, 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수 10㎛이다. 또한, 적절한 마스크를 놓고, 스퍼터에 의해 열배선(31) 상에 Ta(81)를 두께 약 1㎛로 성막했다. 한편, 페이스플레이트(2) 제작 후, 형광막(44) 상에 메탈백(45)이 되는 A1를 증착했다. 그 후, 스트라이프형상의 마스크를 사용해서 도 10A 및 도 10B에 나타낸 단면형상이 되도록 Al을 더 증착했다. 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수 1O㎛이다. 그 후, 스트라이프형상의 마스크를 더 사용해서, 도 10A 및 도 10B에 나타내는 바와 같이, Ti(91)를 증착했다. 표시패널 제작 후, 도 1에 나타낸 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V , 도 1에 나타낸 고압단자(Hv)에 10(kV)를 각각 인가함으로써, 도 10A 및 도 10B에 나타내는 바와 같이, 전자궤도(6)는 어느 높이 h에 있어서도 인접 소자 상을 통과하는 일 없이 열배선(31) 상에 정착된다.

이에 의해, 전자방출소자(7)는 전리된 불활성가스이온(3)에 의한 손상을 받는 일이 없다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)과 충돌하지만, 열배선(31)의 표면이 배선재료인 Cu보다 원자량이 3배 가깝게 큰 Ta(81)로 구성되어 있기 때문에, 중성가스로서 대향하는 페이스플레이트(2)측에 반사되는 비율이 커지고, 또, 반사는 확산반사이기 때문에, 반사방향은 열배선(31)의 바로 위쪽 영역 이외의 부분을 향한다. 페이스플레이트(2) 상으로 날아간 불활성가스(5)는 페이스플레이트(2)의 표면에 침입한다. 그 표면 위에 다른 불활성가스(5)가 날아오는 경우도 있지만, 열배선(31)으로부터 확산 반사되기 때문에 열배선(31)과 충돌하는 불활성가스이온(3)보다 밀도는 작아져서, 재방출의 가능성은 작다. 또, 메탈백(45) 상으로 날아간 불활성가스(5)는 오목부의 저면에 침입한다. 측면과 충돌하는 불활성가스(5)에 의해 그 표면의 Ti(91)가 스퍼터되어 저면에 퇴적함으로써, 저면으로부터의 불활성가스(5)의 재방출을 방지하게 된다. 그와 동시에, 스퍼터된 Ti(91)에 활성가스가 흡착되고, 불활성가스(5)뿐만이 아니라, 활성가스의 배기도 행해질 수 있다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 제 4의 실시예의 효과에 부가해서 활성가스의 배기도 행해지기 때문에, 한층 더 긴 수명이 된다.

(실시예 6)

도 11A, 도 11B 및 도 11C는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 11A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 11B는 도 11A에 나타낸 F부의 확대도, 도 11C는 도 11A에 나타낸 G부의 확대도이다.

본 실시예는, 도 11A, 도 11B 및 도 11C에 나타내는 바와 같이, 제5의 실시예 대해서 열배선(31)에 오목부가 형성되어 있고, 오목부의 측면과 저면이 Ti(71)로 구성되고, 그 이외의 영역이 Ta(81)로 구성되어 있는 점만이 다른 것이다.

본 실시예에 근거해서 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛, 오목부의 깊이는 15㎛로 했다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 정하는 것이다. 또, 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수 10㎛이다. 또한, 각각 적절한 마스크를 사용하고, 도 11A, 도 11B 및 도 11C에 나타내는 바와 같이, 열배선(31)의 오목부의 저면에 Ti(71), 그 표면에 Ta(81)를 스퍼터에 의해 두께 약 1㎛씩 성막했다. 한편, 페이스플레이트(2) 제작 후, 형광막(44) 상에 적절한 마스크를 사용해서 메탈백(45)이 되는 A1를 증착했다. 그 후, 스트라이프형상의 마스크를 사용해서 도 11A, 도 11B 및 도 11C에 나타낸 단면형상이 되도록 Al를 더 증착했다. 바람직한 오목부의 범위는 수㎛~수 10㎛이다. 그 후, 스트라이프형상의 마스크를 사용해서 도 11A, 도 11B 및 도 11C에 나타 낸 단면형상이 되도록 Ti(91)를 증착했다. 표시패널 제작 후, 도 1에 나타낸 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V, 도 1에 나타낸 고압단자(Hv)에 10kV를 각각 인가함으로써, 도 11A, 도 11B 및 도 11C에 나타내는 바와 같이, 전자궤도(6)는 어느 높이 h에 있어서도 인접 소자 상을 통과하는 일 없이 열배선(31) 상에 정착된다.

이에 의해, 전자방출소자(7)는 전리된 불활성가스이온(3)에 의한 손상을 받는 일이 거의 없다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)과 충돌하지만, 열배선(31)의 표면이 배선재료인 Cu보다 원자량이 3배 가깝게 큰 Ta(81)로 구성되어 있기 때문에, 열배선(31)의 표면과 충돌했을 경우, 중성가스로서 대향하는 페이스플레이트(2)측에 반사되는 비율이 커지고, 또, 반사는 확산반사이기 때문에, 열배선(31)의 바로 위쪽 영역 이외의 부분에도 날아간다. 페이스플레이트(2) 상으로 날아간 불활성가스(5)는 페이스플레이트(2)의 표면에 침입한다. 그 표면 위에 다른 불활성가스(5)가 날아오는 경우도 있지만, 열배선(31)에서 확산 반사되기 때문에, 열배선(31)과 충돌하는 불활성가스이온(3)보다 밀도는 작아져, 재방출의 가능성은 작다. 또, 메탈백(45) 상으로 날아간 불활성가스(5)는 오목부의 저면에 침입한다. 측면과 충돌하는 불활성가스(5)에 의해 그 표면의 Ti(91)가 스퍼터되어 저면에 퇴적함으로써, 저면으로부터의 불활성가스(5)의 재방출을 방지하게 된다. 그와 동시에, 스퍼터된 Ti(91)에 활성가스가 흡착되어, 불활성가스(5)뿐만이 아니라, 활성가스의 배기도 행해질 수가 있고, 한편, 열배선(31)의 오목부의 저면과 충돌했을 경우는, 불활성가스(5)는 제 1의 실시형태와 같은 작용에 의해 저면에 묻힌 다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 제5의 실시예에 부가해서, 효율적으로 불활성가스(5)의 배기를 하게 되는 동시에, 넓은 영역에 불활성가스(5)가 묻히게 되기 때문에, 불활성가스(5)의 배기효과의 수명이 길어져, 한층 더 긴 수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다.

(실시예 7)

도 12A 및 도 12B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제7의 실시예의 단면을 나타내는 도면이며, 도 12A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 12B는 도 12A에 나타낸 H부의 확대도이다.

본 실시예는, 도 12A 및 도 12B에 나타내는 바와 같이, 제 1의 실시예에 대해서 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 사이에 오목부를 가지는 그리드(111)가 배치되어 있는 점만이 다른 것이다.

본 실시예에 근거해서 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛, 오목부의 깊이는 15㎛로 했다. 열배선(31)의 폭과 높이는, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 전자빔의 초속도벡터, 페이스플레이트(2)에 인가되는 전압 및 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 간의 거리 등에 따라 적절히 정하는 것이다. 또, 바람직한 오목부의 범위 는 수㎛~수 10㎛이다. 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8) 사이에 그리드(111)를 설치한다. 그리드(111)의 개구부는 열배선(31)의 폭과 일치시킨다. 또, 그리드(111)는 열배선(31)의 폭과 같은 스트라이프형상의 개구부를 가진 두께 100㎛의 Ti판에 20㎛피치로 폭 1O㎛, 깊이 1O㎛의 홈을 형성한 것을 사용한다.

도 1에 나타낸 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V, 도 1에 나타낸 고압단자(Hv)에 10kV를 각각 인가함으로써, 도 12A 및 도 12B에 나타내는 바와 같이, 전자궤도(6)는 어느 높이 h에 있어서도 인접 소자 상을 통과하는 일 없이 열배선(31) 상에 정착된다.

이에 의해, 전자방출소자(7)는 전리된 불활성가스이온(3)에 의한 손상을 받는 일이 없다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)에 충돌해서, 열배선(31)의 내부에 침입한다. 열배선(31)의 오목부의 측면과 충돌한 불활성가스이온(3)은 열배선(31)의 표면의 재료를 쳐내는 스퍼터효과가 높아져서, 피스퍼터재를 저면에 퇴적시킴으로써, 저면으로부터의 불활성가스이온(3)의 재방출을 방지하게 된다.

또, 열배선(31)과 충돌 후, 반사해서 불활성가스(5)가 된 것은 그리드(111)와 충돌해서, 그 표면에 묻혀서, 열배선(31)의 오목부와 같은 작용에 의해 재방출이 방지된다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 제 1의 실시예에 부가해서, 그 리드(111)가 설치됨으로써, 불활성가스(5)의 매입영역이 퍼져서, 배기효과가 증가하는 동시에 배기수명이 길어진다.

또, 본 실시예에 한정되는 일 없이, 제 1~ 제 4의 실시예에 기재된 오목부 구조나, Ti막 이나 Ta막 등을 형성해서 배기효율의 향상을 꾀할 수 있다.

(실시예 8)

도 13은 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제8의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8)의 구성을 나타내는 도면이다.

본 실시예는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제 1의 실시예에 대해서 화상표시영역(131)의 외측에도 전자방출부, 전자빔편향기구 및 이온포착기구를 배치한 점이 다른 것이다.

페이스플레이트(2)에는, 화상표시영역 외에 애노드전극(132)을 형성하고, 또, 화상표시영역 외에 위치된 애노드전극(132)과 화상표시영역(131) 내에 위치된 애노드전극 사이에 고저항막(133)을 형성해서 각각의 애노드전극에 개별적으로 전압이 인가되는 구성으로 한다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화가 억제되어, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 제 1의 실시예의 구성에 부가해서 화상표시영역(131)의 외측에 전자방출부, 전자빔편향기구 및 이온포착기구를 배치함으로써, 화상표시영역(131)의 내부뿐만이 아니라, 화상표시영역(131)의 외측에 서도 불활성가스(5)의 포착이 가능해져, 불활성가스(5)의 배기효과가 높아져서, 배기수명이 길어진다.

(실시예 9)

도 14A 및 도 14B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제9의 실시예의 단면을 나타내는 도이며, 도 14A는 그 일부를 나타내는 도면, 도 14B는 도 14A에 나타낸 I부의 확대도이다. 또, 도 15는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제9의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)와 리어플레이트(8)의 구성을 나타내는 도면이다.

본 실시예는, 도 14A, 도 14B 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 제8의 실시예에 대해서 화상표시영역(131)의 외측에 있어서 이온포착에 적절한 구조와 인가전압을 설정한 점이 다른 것이다.

본 실시예에 근거해서 화상표시영역(131)의 내부 및 외측에 전자방출부, 전자빔편향기구 및 이온포착기구를 제작한다. 제작된 열배선(31)은 높이 25㎛, 오목부의 깊이 및 폭은 각각 15㎛로 했다. 열배선(31)의 폭은 화상표시영역(131) 의 내부에서는 수십㎛인데 대해서, 화상표시영역(131)의 외측에서는 300㎛로 했다. 제작 후, 행배선(42)을 개재해서 소자전극(저전압측)(32)에 0V, 열배선(31)을 개재해서 소자전극(고전압측)(33)에 15.5V, 화상표시영역 외의 애노드전극(132)에 1kV를 각각 인가한다. 제 1의 실시예와 비교해서, 화상표시영역(131)의 외측에 배치된 전자방출부, 전자빔편향기구 및 이온포착기구의 고압이 낮아지고, 또, 화상표시영역(131)의 외측의 열배선(31)의 폭이 넓어지고 있다. 화상표시영역 외의 애노드전극 (132)과 화상표시영역(131) 내의 애노드전극 사이에 고저항막(133)을 형성해서 다른 전압을 인가할 수 있는 구성으로 한다. 또한, 효율적으로 불활성가스(5)를 전리할 수 있도록 화상표시영역 외의 애노드전극(132)에 인가되는 고압을 낮춤으로써, 전자(4)가 비행하는 행정을 길게 해서, 전리단면적이 큰 에너지영역을 사용한다. 또, 화상표시영역(131)의 외측에서는, 많은 불활성가스이온(3)을 묻기 위해서, 화상표시영역(131)의 내부의 소자와 비교해서, 열배선(31)의 폭을 넓게 설정한다. 또, 전리된 불활성가스이온(3)의 상당수는 열배선(31)과 충돌해서, 열배선(31)의 내부에 침입한다. 열배선(31)의 오목부의 측면과 충돌한 불활성가스이온(3)은 열배선(31)의 표면의 재료를 스퍼터해서, 저면에 퇴적시킴으로써, 저면으로부터의 불활성가스이온(3)의 재방출을 방지하게 된다.

이러한 전자빔편향기구 및 이온포착기구에 의해 전자방출소자(7)의 열화를 억제해서, 장수명의 화상표시장치를 얻을 수 있다. 제 1의 실시예에 부가해서, 화상표시영역(131)의 외측에 전자방출부, 전자빔편향기구 및 이온포착기구를 배치함으로써, 불활성가스이온(3)의 포착에 적절한 구조 및 인가전압을 설정할 수가 있어, 불활성가스(5)의 배기효과가 상승해서, 배기수명이 길어진다.

(실시예 10)

도 16은 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제 10의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)의 구성을 나타내는 도면이다.

본 실시예는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 제8의 실시예에 대해서 화상표시영역(131)의 외측에 있어서 페이스플레이트(2)의 표면에 이온의 반사율이 높은, 원 자량 100 이상의 재료를 형성하고 있는 점이 다른 것이다.

화상표시영역 외의 애노드전극(132)의 표면에 Ta막(81)이 형성됨으로써, 리어플레이트(8) 상의 불활성가스포착기구로 포착하지 못하고 다시 리어플레이트(8) 측에 반사한 중성가스를, 페이스플레이트(2)에 있어서, 다시 불활성가스포착기구가 형성되어 있는 리어플레이트(8)측에 반사시키는 것이다.

이러한 구성에 의해, 화상표시영역(131)의 외측에서의 불활성가스(5)의 포착량이 증가해서, 화상표시영역(131)의 내부의 전자방출소자(7)의 손상이 한층 더 작아진다.

(실시예 11)

도 17A 및 도 17B는 도 1에 나타낸 화상형성장치의 제 11의 실시예에 있어서의 페이스플레이트(2)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 17A는 그 표면을 나타내는 도면, 도 17B는 도 17A에 나타낸 J부의 확대도이다.

본 실시예는, 도 17A 및 도 17B에 나타내는 바와 같이, 제 8의 실시예에 대해서 화상표시영역 외의 애노드전극(132)에 형성된 페이스플레이트(2)의 표면에 오목부가 형성되어 있는 점이 다른 것이다.

화상표시영역 외의 애노드전극(132)의 페이스플레이트(2)의 표면에 복수의 오목부가 형성됨으로써, 리어플레이트(8) 상의 불활성가스포착기구로 포착하지 못하고 다시 리어플레이트(8) 측에 반사한 중성가스를, 페이스플레이트(2)에 있어서, 다시 불활성가스포착기구가 설치되어 있는 리어플레이트(8)측에 반사시키는 것이다.

이에 의해, 화상표시영역(131)의 외측에서의 불활성가스(5)의 포착량이 증가해서, 화상표시영역(131)의 내부의 전자방출소자(7)의 손상이 한층 더 작아진다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 패널 속에 존재하는 불활성가스에 의한 전자원의 손실을 저감하는 동시에, 이 가스를 배기할 수 있고, 또, 휘도의 경시열화 및 공간분포를 작게 할 수 있다.

Claims

전자를 방출하는 전자방출소자가 설치된 제 1의 기판, 및 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자가 조사되는 화상표시부재가 설치된 제 2의 기판이 서로 대향해서 배치되고, 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자에 의해 상기 화상표시부재에 화상을 표시하는 화상형성장치에 있어서,

상기 전자방출소자로부터 방출된 전자의 상기 제 2의 기판 상에서의 조사위치를 편향시키는 편향수단을 구비하는 전자원; 및

상기 조사위치 하 또는 상기 조사위치 근방에 설치되어, 불활성가스를 포착하는 불활성가스포착수단;

을 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서,

상기 편향수단은 상기 제 1의 기판과 상기 제 2의 기판 사이에 전계를 인가하는 전계인가수단인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서,

상기 편향수단은 상기 제 1의 기판과 상기 제 2의 기판 사이에 자계를 인가하는 자계인가수단인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 2항에 있어서,

상기 전계인가수단은 상기 전자방출소자를 사이에 두는 한 쌍의 소자전극인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 4항에 있어서,

상기 불활성가스포착수단은 상기 소자전극에 전압을 인가하기 위한 배선인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 4항에 있어서,

상기 불활성가스포착수단은 상기 소자전극보다 상기 제 2의 기판측에 높은 구조인 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 5항에 있어서,

상기 배선은 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 5항에 있어서,

상기 배선은 표면이 Ti에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 4항에 있어서,

상기 불활성가스포착수단은 상기 소자전극에 전압을 인가하기 위해서 설치되어 불활성가스를 반사하는 배선, 및 상기 제 2의 기판 상의 조사위치 근방에 설치된 불활성가스포착영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 9항에 있어서,

상기 배선은 그 자체 혹은 그 표면이 원자량 100 이상의 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 9항에 있어서,

상기 불활성가스포착영역은 상기 제 2의 기판의 표면에 복수의 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 11항에 있어서,

상기 제 2의 기판은 적어도 상기 불활성가스포착영역의 일부가 Ti에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 7항에 있어서,

상기 배선은, 상기 오목부의 측면 및 저면이 Ti로 구성되고, 그 이외의 표면이 Ta로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1의 기판과 상기 제 2의 기판 사이에 그리드를 더 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 14항에 있어서,

상기 그리드는 상기 전자방출소자를 사이에 두는 한 쌍의 소자전극에 전압을 인가하기 위한 배선의 폭과 일치하는 크기를 가진 개구부를 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 14항에 있어서,

상기 그리드는 적어도 한 쪽의 표면에 오목볼록부를 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 14항에 있어서,

상기 그리드는 적어도 한 쪽의 표면이 Ti로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서,

화상이 표시되는 화상표시영역과 상기 화상표시영역 이외의 영역으로 구성되고,

상기 편향수단 및 상기 불활성가스포착수단이 상기 화상표시영역 및 상기 화상표시영역 이외의 영역의 각각에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성치.
제 18항에 있어서,

상기 화상표시영역과 상기 화상표시영역 이외의 영역에서 상기 제 1의 기판과 상기 제 2의 기판 사이에 인가되는 전압이 서로 다른 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 18항에 있어서,

상기 제 2의 기판은, 상기 화상표시영역 이외의 영역에서, 적어도 상기 불활성가스를 포착하는 불활성가스포착영역의 표면의 일부가 원자량 100이상의 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 20항에 있어서,

상기 제 2의 기판은 상기 화상표시영역 이외의 영역에서 적어도 상기 불활성가스포착수단의 표면의 일부에 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.