JPH09245649A - 平板型表示パネルの製造方法、平板型表示パネル及び平板型画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造時において焼成炉の大きなスペースを必
要とせず、排気管と外囲器とを容易に且つ強固に接続で
きる平板型表示パネルの製造方法を提供する。 【解決手段】 少なくともフェースプレートとリアプレ
ートから構成される外囲器および排気管を有する平板型
表示パネルの製造方法において、該外囲器に接続リング
を接続固定する工程、及び該接続リングに排気管を接続
し加熱を行い融着固定を行う工程を有することを特徴と
する平板型表示パネルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板型表示パネル
の製造方法およびその方法により製造された平板型表示
パネル並びに画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、平板型表示パネルとしては、電子
放出を用いた平板型表示パネル、プラズマ放電を用いた
平板型表示パネルなどが提案されている。平板型表示パ
ネルは、画面サイズが同じＣＲＴよりも厚さが薄く、軽
量であることを特徴としている。

【０００３】このような平板型表示パネルは、フェース
プレートやリアプレート等を接合した真空容器である外
囲器を備え、この外囲器に設けられた排気孔には排気管
が接続され、この排気管は外囲器内部を真空にするため
の外部の真空排気系と接続されている。

【０００４】上記排気管と外囲器との接続方法の従来例
を図１９に示す（特開平６−１３９９６１号公報）。同
図において、２０１は外囲器、２０２はガラスからなる
排気管、２０３はドーナツ状の低融点ガラスのタブレッ
ト、２０４は外囲器（２０１）に設けられた排気孔、２
０５は段付き部である。

【０００５】このような外囲器（２０１）と排気管（２
０２）の接続は次のようにして行われる。初めに、排気
孔（２０４）の周囲に、低融点ガラスを薄いドーナツ状
に成形した低融点ガラスのタブレット（２０３）を配置
し、排気管（２０２）を治具（不図示）を用いて段つき
部（２０５）にはめ合わせ、位置決めをする。次いで、
外囲器全体を焼成炉に入れ、低融点ガラスの作業温度ま
で昇温し、融着を行う。以下この工程を焼成と呼ぶ。そ
の後、降温し、治具をはずすことで外囲器（２０１）と
排気管（２０２）の接続が完了する。低融点ガラスのタ
ブレット（２０３）が溶融し固着することによって、排
気管（２０２）と外囲器（２０１）とが気密な状態で接
続される。

【０００６】次に、電子放出素子についての従来の技術
を説明する。従来、電子放出素子は、大別して熱電子放
出素子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られている。
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。）、表面伝導型電子放出素子型などがある。Ｆ
Ｅ型の例としてはW.P.Dyke & W.W.Doran,"Field Emissi
on",Advance in Electron Physics,8.89(1956)或いはC.
A.Spindt "Physical Properties of thin-film field e
mission cathodes with molybdenium cones",J.Appl.Ph
ys.,47,5248(1976)等に開示されたものが知られてい
る。ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead,"Operation of T
unnel-Emission Devices",J.Appl.Phys.,32,646(1961)
等に開示されたものが知られている。表面伝導型電子放
出素子型の例としては、M.I.Elinson,Radio Eng.Electr
on Phys.,10.1290(1965)等に開示されたものがある。

【０００７】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
より電子が放出される。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 Solid Fil
ms,9,317(1972)）、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの
（M.Hartwell and C.G.Fonstad,IEEE Trans.ED Conf.,5
19(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。

【０００８】図２０に、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
成を模式的に示す。同図において３０１は基板であり、
３０２は、Ｈ型形状のパターンにスパッタで形成された
金属酸化物等からなる導電性薄膜である。この導電性薄
膜（３０２）には、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（３０３）が形成される。な
お、図中の間隔Ｌaは０．５〜１mm、Ｗaは０．１mm程度
に設定される。

【０００９】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（３０２）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
放出部を形成するのが一般的である。通電フォーミング
とは、導電性薄膜の両端に直流電圧あるいは非常にゆっ
くりとした昇電圧を印加通電し、導電性薄膜を局所的に
破壊、変形もしくは変質させ、電気的に高抵抗な状態に
した電子放出部を形成することである。このような電子
放出部は、導電性薄膜の一部に形成された亀裂等からな
り、この亀裂付近等から電子が放出される。このような
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、その導電性薄膜に電圧を印加して素子に電流を流す
ことにより電子放出部から電子が放出される。

【００１０】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
した荷電ビーム源や表示装置等の応用研究がなされてい
る。多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した例と
しては、後述するはしご状配置型の電子源、すなわち並
列に表面伝導型電子放出素子を配列し、配列された個々
の素子の両端を配線（共通配線）によりそれぞれ結線
し、この結線された素子行を多数配列した電子源が挙げ
られる（特開昭６４−０３１３３２号、特開平１−２８
３７４９号、特開平２−２５７５５２号公報等）。

【００１１】近年、特に表示装置等の画像形成装置にお
いては、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。しかし、自発光型でないためバックラ
イトを備えていなければならない等の問題があり、自発
光型の表示装置の開発が望まれていた。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、この電子源から放出された電子により可視
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
る画像形成装置が挙げられる（例えば、ＵＳＰ５０６６
８８３号）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては次の２つの問題がある。

【００１３】第１の問題は、排気管を外囲器に接続固定
する際に、排気管の高さの分だけ余分な焼成炉のスペー
スが要求され、焼成炉内の温度の均一性や昇温降温など
の温度制御が困難であり、また、設備的にも大がかりと
なるため製造コストが高かった。

【００１４】第２の問題は、外部の真空排気ポンプ等の
真空排気系と排気管とを接続しながら作業を行っている
ときに、真空排気系と外囲器との相対位置関係が変化す
ると、排気管と外囲器の接続部に許容値以上の応力が生
じ、接続部が破壊に至る場合がある。相対位置の変化は
熱膨張や外力などに起因し、破壊が起きる場所は低融点
ガラスのタブレットが一度溶融し、固着した部分であ
る。焼成時の外囲器の向きやその時の温度状況によっ
て、低融点ガラスのタブレットの形状は変化し、形状制
御ができないために、接続部は強度的に弱い構造であっ
た。

【００１５】その他、外囲器に排気孔を設ける際、排気
孔に段付き部を形成する等の比較的困難な加工を施す必
要があり、コストもかかっていた。

【００１６】そこで本発明の目的は、製造時において、
焼成炉の大きなスペースを必要とせず、排気管と外囲器
とを容易に且つ強固に接続できる平板型表示パネルの製
造方法、及びその方法により製造された平板型表示パネ
ル並びに平板型画像形成装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を完
成した。

【００１８】第１の発明は、少なくともフェースプレー
トとリアプレートから構成される外囲器および排気管を
有する平板型表示パネルの製造方法において、該排気管
と該外囲器の接続工程において接続リングを用いること
を特徴とする平板型表示パネルの製造方法に関する。

【００１９】第２の発明は、少なくともフェースプレー
トとリアプレートから構成される外囲器および排気管を
有する平板型表示パネルの製造方法において、該外囲器
に接続リングを接続固定する工程、及び該接続リングに
排気管を接続し加熱を行い融着固定を行う工程を有する
ことを特徴とする平板型表示パネルの製造方法に関す
る。

【００２０】第３の発明は、バーナーによって加熱を行
い融着固定を行う第２の発明の平板型表示パネルの製造
方法に関する。

【００２１】第４の発明は、電熱コイルによって加熱を
行い融着固定を行う第２の発明の平板型表示パネルの製
造方法に関する。

【００２２】第５の発明は、接続リングと排気管との接
続の際、接続リングの融着部が少なくとも排気管の外側
に位置するようにはめ合わされる第１〜第４のいずれか
の発明の平板型表示パネルの製造方法に関する。

【００２３】第６の発明は、接続リングと排気管との接
続の際、接続リングの融着部が少なくとも排気管の内側
に位置するようにはめ合わされる第１〜第４のいずれか
の発明のの平板型表示パネルの製造方法に関する。

【００２４】第７の発明は、接続リングの外側面の形状
が、融着固定後に排気管と外囲器との接続部分がなめら
かな形状を有するように成形されている第１〜第６のい
ずれかの発明の平板型表示パネルの製造方法に関する。

【００２５】第８の発明は、平板型表示パネルが表面伝
導型電子放出素子を備えた平板型表示パネルである第１
〜第７のいずれかの発明の平板型表示パネルの製造方法
に関する。

【００２６】第９の発明は、第１〜第８のいずれかの発
明の方法によって製造された平板型表示パネルに関す
る。

【００２７】第１０の発明は、第１〜第８のいずれかの
発明の方法によって製造された平板型表示パネルを備え
た平板型画像形成装置に関する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。

【００２９】図１〜４は、本発明の第１の実施形態であ
る平板型表示パネルの排気管接続部の説明図（概略断面
図）である。図１はリアプレートに接続リングを設けた
状態を示し、図２はリアプレートに接続リングを設ける
前の状態を示し、図３は接続リングに排気管を接続した
融着固定前の状態を示し、図４は融着固定後の状態を示
す。

【００３０】これらの図において、１は蛍光体などを備
えたフェースプレート、２は支持枠、３は表面伝導型電
子放出素子を備えたリアプレート、４及び６はフリット
ガラス、５はフェースプレート（１）と支持枠（２）と
リアプレート（３）とフリットガラス（４）から構成さ
れた気密な構造を有する外囲器である。７はリアプレー
ト（３）に設けられた排気孔、８は排気孔（７）にフリ
ットガラス（６）によって融着された接続リング、９は
排気管、１０はバーナーをリング状に配置したリングバ
ーナーである。

【００３１】上記接続リング（８）は、設置した際、外
囲器（５）の構成部材の厚さ（例えば、図１においては
リアプレートの厚さ）を越えて内側ヘ突出しない方が、
真空排気効率を上げるために望ましい。また、接続リン
グ（８）は、排気管（９）と外囲器（５）との接続部分
がなめらかな形状となるように曲面形状を外側面に有し
ていることが望ましい。

【００３２】本発明におけるフェースプレート（１）、
支持枠（２）、リアプレート（３）、接続リング
（８）、排気管（９）等の構成部材は、熱膨張率等の熱
物性が同じか、又はほぼ同じ材質を用いることが望まし
い。例えばソーダ石灰ガラスを用いることができる。

【００３３】接続リング（８）と排気管（９）のサイズ
は、例えば次のように設定できる。接続リング（８）の
サイズは、図２において最外径（ｌ）２０mm、排気孔部
分の内径（ｍ）１１．８mm、高さ（ｎ）１５mmとし、排
気管とはめ合わせて融着する部分（融着部（ａ））は、
長さ（ｏ）５mm、肉厚（ｐ1〜ｐ2）０．９〜２mm、内径
（ｑ）１２．２mmに設定した。排気管（９）のサイズ
は、図４において長さ（ｒ）１００mm、外径（ｓ）１２
mm、肉厚（ｔ）１mmとした。肉厚（ｔ）は０．５〜３mm
の範囲が適当である。なお、このとき、フリットガラス
（６）の厚さは０．０５〜０．２mm、リアプレート
（３）の厚さは３．８mmとした。

【００３４】フリットガラス（４、６）は、上記構成部
材と熱膨張係数の近い低融点ガラスであって、作業温度
（以下「焼成温度」という。）４４０〜４５０℃で焼成
することにより、再度の焼成によって溶融しないように
結晶化する複合系ガラスを使用することが望ましい。ま
た、後述の外囲器の作製方法においては、焼成温度を約
４１０℃とし、非結晶性のフリットガラスを用いてもよ
い。

【００３５】本実施形態においては、フリットガラス
は、粉末ガラスとビヒクル（バインダーと溶剤の混合
物）を混合したもの（以下「フリットペースト」とい
う。）を用い、ディスペンサーにて構成部材に塗布した
後、乾燥、仮焼成した。また、あらかじめ薄板状のシー
トやドーナツ状のタブレットに成形して用いてもよい。

【００３６】外囲器（５）を作製し次いで接続リング
（８）を固定する焼成工程では、数種類の作製方法が可
能であるが、これらによって特に性能上大きな差異は生
じない。以下に３つの作製方法を挙げる。なお、焼成に
は適当な治具（不図示）を用いて行う。

【００３７】（ｉ）フェースプレート、支持枠、リアプ
レート、接続リング等の各構成部材を、同時に、フリッ
トガラスを用いて融着固定する。

【００３８】（ii）フェースプレート、支持枠、リアプ
レート等をフリットガラスを用いて融着固定し、その
後、接続リングをフリットガラスを用いて融着固定す
る。

【００３９】（iii）フェースプレートと支持枠、リア
プレートと接続リングをそれぞれフリットガラスを用い
て融着固定しておき、次いでそれらをフリットガラスを
用いて融着固定する。

【００４０】排気孔（７）を設け接続リング(８)を融着
固定する場所は、外囲器（５）上なら特に制限されず、
すなわちフェースプレート（１）、リアプレート
（３）、支持枠（２）の所望の場所に設けられる。その
際、排気孔は、ドリル等によって容易に加工できる段無
しの貫通孔とすることができる。

【００４１】上記製法（ii）に従った外囲器（５）の作
製においては、まず、フェースプレート（１）上にフリ
ットガラス（４）をディスペンサーで塗布し、乾燥、仮
焼成の工程を経て、支持枠（２）を不図示の治具によっ
て位置決めし（図２）、焼成炉で焼成する。次いで、リ
アプレート（３）にフリットガラス（４）を塗布し、乾
燥、仮焼成の工程を経て、前記フェースプレートを位置
決めし、焼成炉で焼成することによって外囲器（５）を
作製する。続いて、排気孔（７）の周囲にフリットガラ
ス（６）を塗布し、乾燥、仮焼成を行ない、接続リング
（８）を不図示の治具を用いて位置決めし、焼成炉で焼
成し、融着固定する。このときの状態を図１に示す。こ
こで、上記焼成に用いる焼成炉内部の大きさは、接続リ
ングが設けられた外囲器よりわずかに大きければよい。

【００４２】接続リング（８）を融着固定した後、排気
管（９）を接続リング（８）の融着部（ａ）の内側には
め合わせ、治具（不図示）を用いて位置決めし、固定す
る。そして、リングバーナー（１０）によって排気管
（９）と接続リング（８）の交差部分（融着部分）を各
部材の作業温度（約１０００℃）まで加熱し、融着を行
う（図３参照）。なお、リングバーナー（１０）は、接
続リング（８）の周囲を回転しながら均一に加熱するこ
とができる。加熱後はヤキナマシを行いながら冷却する
ことによって排気管は完全に固定され、外囲器（５）と
の接続固定が完了する。融着固定後は、図４に示すよう
に、排気管（９）と外囲器（５）とは接続リング（８）
によってなめらかに接続固定される。

【００４３】以上のようにして排気管と外囲器を接続固
定した後、この排気管を外部の真空排気系に接続し、次
いで表示パネルの作製に必要な処理（後述のフオーミン
グ処理、活性化処理など）を施し、続いて排気管（９）
を途中で封止することで、本発明の平板型表示パネルを
完成した。

【００４４】次に、本発明の第２の実施形態を図５及び
図６に示す。図５は、接続リングと排気管を融着固定す
る前の状態を示し、図６は融着固定後の状態を示す。

【００４５】第２の実施形態は、接続リングの形状を変
えたこと、及びリングバーナー（１０）に換えて電熱コ
イル（１２）を用いたこと以外は第１の実施形態と同様
である。

【００４６】接続リング（１１）は、図５に示すよう
に、接続リングの融着部分（ｂ）が排気管（９）の内側
にはめ込まれる形状とした。具体的な接続リング（１
１）のサイズは、例えば、最外径を２０mm、高さを１５
mmとし、排気管とはめ合わせて融着する部（融着部
（ｂ））を、長さ５mm、肉厚１mm、内径１２．２mmに設
定することができる。また、接続リング（１１）は、排
気管（９）と外囲器（５）との接続部分がなめらかな形
状とになるように曲面形状を外側面に有している。

【００４７】製造方法については、電熱コイル（１２）
を用いた以外は第１の実施形態と同様であり、排気管
（９）を接続リング（１１）の融着部（ｂ）の外側には
め込み、外側から電熱コイル（１２）を用いて融着固定
した。融着固定後は、図６に示すように、外囲器（５）
と排気管（９）は接続リング（１１）によってなめらか
に接続される。

【００４８】その後、排気管（９）を外部の真空排気系
に接続し、第１の実施形態の場合と同様にフォーミング
処理、活性化処理などの表示パネルに必要な処理を施
し、排気管（９）を封止して、平板型表示パネルを完成
した。

【００４９】次に、第３の実施形態を図７及び図８に示
す。図７は、接続リングと排気管とを融着する前の状態
を示し、図８は融着後の状態を示す。本実施形態は、接
続リングの形状を変えたこと以外は第１の実施形態と同
様である。

【００５０】接続リング（１３）は、図７に示すよう
に、接続リング（１３）の融着部（ｃ）が排気管（９）
の外側にはめ込まれる形状とした。具体的な接続リング
（１３）のサイズは、例えば、最外径（ｕ）を２０mm、
高さ（ｖ）を５mmとし、排気管とはめ合わせて融着する
部分（融着部（ｃ））を、長さ（ｗ）２mm、肉厚（ｘ）
１mm、内径（ｙ）１２．２mmに設定することができる。

【００５１】製造方法は第１の実施形態と同様であり、
融着固定後は、図８に示すように、外囲器（５）と排気
管（９）は接続リング（１３）によってなめらかに接続
される。

【００５２】その後、排気管（９）を外部の真空排気系
に接続し、第１の実施形態の場合と同様にフォーミング
処理、活性化処理などの表示パネルに必要な処理を施
し、排気管（９）を封止して、平板型表示パネルを完成
した。

【００５３】なお、以上の第１、第２及び第３の実施形
態は、電子源として表面伝導型電子放出素子を用いた平
板型表示パネルはもちろん、プラズマ放電型表示パネ
ル、蛍光表示管、電子を利用する平板型表示パネル等に
おいても同様な効果を有する。

【００５４】以下、本発明の好適な平板型表示パネル及
び平板型画像形成装置として、表面伝導型電子放出素子
を用いた例について詳細に説明する。

【００５５】本発明の表面伝導型電子放出素子の基本的
な構成は、大別して、平面型と垂直型の２つがある。ま
ず、平面型表面伝導型電子放出素子について説明する。

【００５６】図９は、本発明における平面型表面伝導型
電子放出素子の構成を示す模式図であり、図９（ａ）は
平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。これらの図において１０１は基板、１０２と１０３
は素子電極、１０４は導電性薄膜、１０５は電子放出部
である。

【００５７】基板（１０１）としては、石英ガラス、Ｎ
ａ等の不純物の含有量を低減させたガラス、青板ガラ
ス、スパッタ法等によりＳｉＯ₂を堆積させたガラス基
板、アルミナ等のセラミックス基板等を用いることがで
きる。

【００５８】素子電極（１０２、１０３）の材料として
は、一般的な導電材料を用いることができ、Ｎｉ・Ｃｒ
・Ａｕ・Ｍｏ・Ｗ・Ｐｔ・Ｔｉ・Ａｌ・Ｃｕ・Ｐｄ等の
金属あるいは合金およびＰｄ・Ａｓ・Ａｇ・Ａｕ・Ｒｕ
Ｏ₂・Ｐｄ−Ａｇ等の金属あるいは金属酸化物とガラス
等から構成される印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透
明導電体、ポリシリコン等の半導体材料等から選択する
ことができる。

【００５９】素子電極間隔（Ｌ）、素子電極の長さ
（Ｗ）、導電性薄膜の形状等は、応用される形態等を考
慮して設計される。素子電極間隔（Ｌ）は、好ましくは
数千オングストロームから数百μｍの範囲であり、より
好ましくは素子電極間に印加する電圧等を考慮して１〜
１００μｍの範囲である。

【００６０】素子電極長さ（Ｗ）は、電極の抵抗値、電
子放出特性を考慮して、数μｍ〜数百μｍの範囲であ
る。素子電極（１０２、１０３）の膜厚（ｄ）は、１０
０オングストロームから１μｍの範囲である。

【００６１】なお、図９に示した構成だけでなく、基板
（１０１）上に、導電性薄膜（１０４）、対向する素子
電極（１０２、１０３）の順に積層した構成とすること
もできる。

【００６２】導電性薄膜（１０４）は、良好な電子放出
特性を得るために、微粒子で構成された微粒子膜が好ま
しい。その膜厚は素子電極（１０２、１０３）ヘのステ
ップカバレージ、素子電極（１０２、１０３）間の抵抗
値および後述するフォーミング条件等を考慮して適宜設
定されるが、通常は数オングストロームから数千オング
ストロームの範囲とするのが好ましく、より好ましくは
１０〜５００オングストロームの範囲とするのが良い。
その抵抗値は、Ｒｓが１０²〜１０⁷Ωの値である。ここ
でＲｓは、厚さがｔ、幅がｗで長さがｌの薄膜の抵抗Ｒ
を、Ｒ＝Ｒs（ｌ／ｗ）とおいたときに得られる値で、
薄膜材料の抵抗率をρとするとＲs＝ρ／ｔで表され
る。

【００６３】導電性薄膜（１０４）を構成する材料は、
Ｐｄ・Ｐｔ・Ｒｕ・Ａｇ・Ａｕ・Ｔｉ・ｌｎ・Ｃｕ・Ｃ
ｒ・Ｆｅ・Ｚｎ・Ｓｎ・Ｔａ・Ｗ・Ｐｂ等の金属、Ｐｄ
Ｏ・ＳｎＯ₂・Ｉｎ₂Ｏ₃・ＰｂＯ・Ｓｂ₂Ｏ₃等の酸化
物、ＨｆＢ₂・ＺｒＢ₂・ＬａＢ₆・ＣｅＢ₆・ＹＢ₄・Ｇ
ｄＢ₄等の硼化物、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、カーボン等の中から適
宜選択される。

【００６４】ここで述ベる微粒子膜とは複数の微粒子が
集合した膜であり、その微細構造は、微粒子が個々に分
散配置した状態あるいは微粒子が互いに隣接または重な
り合った状態（いくつかの微粒子が集合し、全体として
島状構造を形成している場合も含む）をとっている。微
粒子の粒径は、数オングストロームから１μｍの範囲、
好ましくは１０〜２００オングストロームの範囲であ
る。

【００６５】電子放出部（１０５）は、導電性薄膜（１
０４）の一部に形成された高抵抗の亀裂により構成さ
れ、導電性薄膜（１０４）の膜厚、膜質、材料及び後述
する通電フォーミング等の手法等に依存したものとな
る。電子放出部（１０５）の内部には、１０００オング
ストローム以下の粒径の導電性微粒子を含む場合もあ
る。この導電性微粒子は、導電性薄膜（１０４）を構成
する材料の元素の一部、あるいは全ての元素を含有する
ものとなる。電子放出部（１０５）及びその近傍の導電
性薄膜（１０４）は炭素あるいは炭素化合物を含む場合
もある。

【００６６】次に、垂直型表面伝導型電子放出素子につ
いて説明する。図１０は、本発明における垂直型表面伝
導型電子放出素子の一例を示す模式図である。１０６
は、垂直型素子の特徴的な構成要素である段差形成部で
ある。なお図１０においては、図９に示した部位と同じ
部位には、図９に付した符号と同一の符号を付してい
る。

【００６７】基板（１０１）、素子電極（１０２、１０
３）、導電性薄膜（１０４）及び電子放出部（１０５）
は前述した平面型表面伝導型電子放出素子の場合と同様
の材料で構成することができる。

【００６８】段差形成部（１０６）は、真空蒸着法、印
刷法、スパッタ法等によりＳｉＯ₂等の絶縁性材料を用
いて形成することができる。段差形成部（１０６）の膜
厚は、先に述べた平面型表面伝導型電子放出素子の素子
電極間隔（Ｌ）に対応し、数百オングストロームから数
十μｍの範囲とする。この膜厚は、段差形成部の製法お
よび素子電極間に印加する電圧を考慮して設定される
が、数千オングストロームから数μｍの範囲が好まし
い。

【００６９】導電性薄膜（１０４）は、素子電極（１０
２、１０３）と段差形成部（１０６）の形成後に、該素
子電極（１０２、１０３）上に積層される。電子放出部
（１０５）は、図１０においては段差形成部（１０６）
の側面上の導電性薄膜に形成されているが、作製条件や
フォーミング条件等に依存するものであり、形状および
位置ともこれに限られるものでない。

【００７０】上述の表面伝導型電子放出素子の製造方法
としては様々の方法があるが、その一例を図１１を用い
て以下に説明する。

【００７１】工程１：基板（１０１）を洗剤、純水、有
機溶剤等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ
法等により素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグ
ラフィー技術を用いて基板（１０１）上に素子電極（１
０２、１０３）を形成する（図１１（ａ））。

【００７２】工程２：素子電極（１０２、１０３）を設
けた基板（１０１）に、有機金属溶液を塗布して有機金
属薄膜を形成する。有機金属溶液には、前述の導電性薄
膜の材料の金属を主元素とする有機金属化合物の溶液を
用いる。この有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオ
フ、エッチング等によりパターニングし、導電性薄膜
（１０４）を形成する（図１１（ｂ））。ここでは，有
機金属溶液の塗布法を挙げて説明したが、導電性薄膜の
形成法はこれに限られるものでなく、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、スピンナー法等を用いることもできる。

【００７３】工程３：次いでフォーミング処理を施す。
このフォーミング処理方法の一例として通電処理による
方法を説明する。素子電極（１０２、１０３）間に、不
図示の電源を用いて通電を行うと、導電性薄膜（１０
４）に電子放出部（１０５）が形成される（図１１
（ｃ））。通電フォーミングによれば導電性薄膜（１０
４）に局所的に破壊、変形もしくは変質等の構造変化し
た部位が形成される。該部位が電子放出部（１０５）と
なる。

【００７４】通電フォーミングの電圧波形の例を図１２
に示す。電圧波形はパルス波形が好ましい。電圧の印加
には、パルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印
加する手法（図１２（ａ））と、パルス波高値を増加さ
せながら電圧パルスを印加する手法（図１２（ｂ））と
がある。

【００７５】図１２（ａ）におけるＴ1及びＴ2はそれぞ
れ電圧波形のパルス幅及びパルス間隔である。通常、Ｔ
1は１マイクロ秒〜１０ミリ秒、Ｔ2は１０マイクロ秒〜
１００ミリ秒の範囲で設定される。三角波の波高値（通
電フォーミング時のピーク電圧）は、表面伝導型電子放
出素子の形態に応じて適宜選択される。このような条件
のもと、例えば、数秒〜数十分間電圧を印加する。パル
ス波形は三角波に限定されるものではなく、矩形波など
の所望の波形を採用することができる。

【００７６】図１２（ｂ）におけるＴ1及びＴ2は、図１
２（ａ）に示したものと同様とすることができる。三角
波の波高値（通電フォーミング時のピーク電圧）は、例
えば０．１Ｖステップ程度づつ増加させる。

【００７７】通電フォーミング処理の終了は、パルス間
隔Ｔ2中に、導電性薄膜（１０４）を局所的に破壊・変
形しない程度の電圧を印加し、電流を測定して検知する
ことができる。例えば、０．１Ｖ程度の電圧印加により
流れる素子電流を測定し、抵抗値を求めて、１Ｍオーム
以上の抵抗を示した時、通電フォーミングを終了させ
る。

【００７８】上述のフォーミング処理を終えた素子には
活性化処理を施すことが好ましい。活性化処理を行うこ
とにより、素子電流Ｉf及び放出電流Ｉeが著しく変化す
る。活性化処理は、例えば有機物質のガスを含有する雰
囲気下で、通電フォーミングと同様に、パルスの印加を
繰り返すことで行うことができる。この活性化処理にお
ける雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプ
等を用いて真空容器内を排気した際に雰囲気内に残留す
る有機ガスを利用して形成することができる他、イオン
ポンプ等により一旦十分に排気した真空中に適当な有機
物質のガスを導入することによっても得られる。このと
きの好ましい有機物質のガス圧は、前述の素子の形態、
真空容器の形状、有機物質の種類などにより異なるた
め、場合に応じて適宜設定される。

【００７９】適当な有機物質としては、アルカン、アル
ケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素
類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン
類、フェノール、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸類
等を挙げることができ、具体的には、メタン、エタン、
プロパン等のＣ_nＨ_2n+2で表される飽和炭化水素、エチ
レン、プロピレンなどのＣ_nＨ_2nで表される不飽和炭化
水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノ
ール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。

【００８０】このような活性化処理によって、雰囲気中
に存在する有機物質から炭素あるいは炭素化合物が素子
上に堆積し、素子電流Ｉf及び放出電流Ｉeが著しく変化
する。

【００８１】活性化処理の終了の判断は、素子電流Ｉf
と放出電流Ｉeを測定しながら行う。なお、パルス幅、
パルス間隔、パルス波高値などは適宜設定される。

【００８２】上記の炭素あるいは炭素化合物とは、ＨＯ
ＰＧ（Highly Oriented PyrolyticGraphite）、ＰＧ（P
yrolytic Graphite）、ＧＣ（Glassy Carbon）等のグラ
ファイト（ＨＯＰＧはほぼ完全な結晶構造をもつグラフ
ァイト、ＰＧは結晶粒が２００オングストローム程度で
結晶構造がやや乱れたグラファイト、ＧＣは結晶粒が２
０オングストローム程度で結晶構造の乱れがさらに大き
くなったものを指す。）や非晶質カーポン（アモルファ
スカーボン、及びアモルファスカーボンと前記グラファ
イトの微結晶の混合物を含むカーボン）等である。これ
らの膜厚は５００オングストローム以下にするのが好ま
しく、３００オングストローム以下であればより好まし
い。

【００８３】以上の活性化処理を経て得られた電子放出
素子は、安定化処理を行うことが好ましい。この処理は
真空容器内の有機物質の分圧が、１０^-8Torr以下、好ま
しくは１０^-10Torr以下で行なうのが良い。真空容器内
の圧力は１０^-6.5〜１０^-7Torrが好ましく、特に１０^-8
Torr以下が好ましい。真空容器を排気する真空排気装置
は、装置から発生するオイルが素子の特性に影響を与え
ないように、オイルを使用しないものが好ましい。具体
的にはソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気
装置を挙げることができる。さらに、真空容器内を排気
するときには真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や
電子放出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくす
るのが好ましい。このときの加熱した状態での真空排気
条件は、８０〜２００℃で５時間以上が望ましいが、特
にこの条件に限るものではなく、真空容器の大きさや形
状、電子放出素子の構成などの諸条件により変化する。
なお、上記有機物質の分圧は、質量分析装置によりを用
いて、質量数が１０〜２００の炭素及び水素を主成分と
する有機分子の分圧を測定し、それらの分圧を積算する
ことにより求めることができる。

【００８４】上記安定化処理を経た後の駆動時の雰囲気
は、そのまま安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが
好ましいが、これに限るものではなく、有機物質が十分
除去されていれば、真空度自体は多少低下しても十分な
特性を維持することができる。このような真空雰囲気を
採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の
堆積を抑制でき、結果として素子電流Ｉf及び放出電流
Ｉeが安定する。

【００８５】電子放出素子の配列は種々のものが採用で
き、代表的な例として、はしご状配置とマトリクス配置
がある。

【００８６】はしご状配置は、多数の電子放出素子を並
列に配置し、これら素子の個々を両端で接続して電子放
出素子の行（以下「素子行」という。）を多数形成した
ものであり（以下この素子行の方向を「行方向」とい
う。）、これら行方向の配線と直交する方向（以下「列
方向」という。）でこれら電子放出素子の上方に配され
た制御電極（「グリッド電極」ともいう。）により、電
子放出素子から放出される電子が制御駆動される。

【００８７】一方、マトリクス配置は、電子放出素子を
Ｘ方向及びＹ方向に行列状に複数個配し、同じ行に配さ
れた複数の電子放出素子の電極の一方を、Ｘ方向の配線
に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子
の電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続したもので
ある。このようなものは所謂単純マトリクス配置であ
る。

【００８８】まず、この単純マトリクス配置型の電子源
基板、及びこの電子源基板を備えた表示パネルについて
以下に詳述する。図１３に、本発明における電子放出素
子を複数個マトリクス状に配した電子源基板を示す。同
図において、１０７は電子源基板、１０８はＸ方向配
線、１０９はＹ方向配線である。１１０は表面伝導型電
子放出素子、１１１は結線である。なお、表面伝導型電
子放出素子（１１０）は、前述した平面型あるいは垂直
型のどちらであってもよい。

【００８９】ｍ本のＸ方向配線（１０８）は、導電性金
属等からなり、真空蒸着法・印刷法・スパッタ法等を用
いて図中のＤx1、Ｄx2、・・・、Ｄxmのように構成され
る。これら配線の材料・膜厚・巾は適宜設計される。Ｙ
方向配線（１０９）は、Ｄy1、Ｄy2、・・・、Ｄynのｎ
本の配線からなり、Ｘ方向配線（１０８）と同様に形成
される。これらｍ本のＸ方向配線（１０８）とｎ本のＹ
方向配線（１０９）との間には、不図示の層間絶縁層が
設けられており、両者を電気的に絶縁している。

【００９０】不図示の層間絶縁層は、ＳｉＯ₂等からな
り、真空蒸着法・印刷法・スパッタ法等を用いて形成さ
れる。例えば、Ｘ方向配線（１０８）を形成した基板の
全面あるいは一部に所望の形状で形成され、特にＸ方向
配線（１０８）とＹ方向配線（１０９）の交差部の電位
差に耐え得るように、膜厚・材料・製法等が選択・設定
される。

【００９１】Ｘ方向配線（１０８）とＹ方向配線（１０
９）は、それぞれに対して外部端子が設けられ引き出さ
れている。

【００９２】表面伝導型放出素子（１１０）を構成する
一対の電極（不図示）は、Ｘ方向配線（１０８）及びＹ
方向配線（１０９）と導電性金属等からなる結線（１１
１）によって電気的に接続されている。

【００９３】Ｘ方向配線（１０８）とＹ方向配線（１０
９）を構成する材料、結線（１１１）を構成する材料お
よび一対の素子電極を構成する材料は、その構成元素の
一部又は全部が同一であっても、またそれぞれ異なって
いてもよい。これらの材料は、前述の素子電極の材料か
ら適宜選択することができる。素子電極を構成する材料
と配線材料とが同一である場合には、素子電極に接続し
た配線は素子電極ということもできる。

【００９４】Ｘ方向配線（１０８）には、Ｘ方向に配列
した表面伝導型電子放出素子（１１０）の行を選択する
ための走査信号を印加する不図示の走査信号印加手段が
接続される。一方、Ｙ方向配線（１０９）には、Ｙ方向
に配列した表面伝導型電子放出素子（１１０）の各列を
入力信号に応じて変調するための不図示の変調信号発生
手段が接続される。各表面伝導型電子放出素子に印加さ
れる駆動電圧は、当該素子に印加される走査信号と変調
信号の差電圧として供給される。

【００９５】以上の単純マトリクス配置を構成すること
によって、個別の素子を選択し、独立に駆動することが
できる。

【００９６】このような単純マトリクス配置の電子源基
板を用いて構成した画像形成装置について、図１４、図
１５及び図１６を用いて以下に説明する。図１４は画像
形成装置の表示パネルの一例を示す斜視図であり、図１
５は画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。
図１６はＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行な
うための駆動回路の一例を示すブロック図である。

【００９７】図１４において、１０７は電子放出素子を
複数配した電子源基板、１１２は電子源基板（１０７）
を固定したリアプレート、１１７はガラス基板（１１
４）の内面に蛍光膜（１１５）とメタルバック（１１
６）が形成されたフェースプレートである。１１３は支
持枠であり、この支持枠にはリアプレート（１１２）及
びフェースプレート（１１７）がフリットガラス等を用
いて接合されている。１１９は外囲器であり、この封着
は、例えば大気中又は窒素中で４００〜５００℃の温度
範囲で１０分以上焼成して行われる。

【００９８】１１０は表面伝導型電子放出素子であり、
１０８及び１０９はそれぞれ、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。

【００９９】外囲器（１１９）は、上述の如く、フェー
スープレート（１１７）、支持枠（１１３）、リアプレ
ート（１１２）で構成される。リアプレート（１１２）
は主に電子源基板（１０７）の強度を補強する目的で設
けられるため、電子源基板自体が十分な強度を持つ場合
は別体のリアプレートは用いなくてもよい。すなわち、
電子源基板（１０７）に直接支持枠（１１３）を封着
し、外囲器（１１９）を構成してもよい。また、フェー
スープレート（１１７）とリアプレート（１１２）との
間に、スペーサー（耐大気圧支持部材）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を構成することもできる。

【０１００】図１５は、蛍光膜を示す模式図である。蛍
光膜は、モノクロームの場合は蛍光体のみから構成する
ことができる。カラーの場合は、蛍光体の配列によりブ
ラックストライプ（図１５（ａ））又はブラックマトリ
クス（図１５（ｂ））等と呼ばれる黒色部材（１２０）
と蛍光体（１２１）とから構成することができる。ブラ
ックストライプ又はブラックマトリクスを設ける目的
は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍
光体間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たな
くすること、及び外光反射によるコントラストの低下を
抑制することにある。ブラックストライプの材料として
は、通常用いられている黒鉛を主成分とする材料の他、
光の透過及び反射が少ない材料であれば、これを用いる
ことができる。ガラス基板（１１４）に蛍光体を塗布す
る方法は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印
刷法等が採用できる。

【０１０１】蛍光膜（１１５）の内面側には、通常メタ
ルバック（１１６）が設けられる。メタルバックを設け
る目的は、蛍光体の発光のうち内面側ヘの光をフェース
プレート（１１７）側ヘ鏡面反射させることにより輝度
を向上させること、電子ビーム加速電圧を印加するため
の電極として作用させること、外囲器内で発生した負イ
オンの衝突によるダメージから蛍光体を保護すること等
である。メタルパックは、蛍光膜の形成後、蛍光膜の内
面側表面の平滑化処理（通常「フィルミング」と呼ばれ
る。）を行い、その後真空蒸着等を用いてＡｌを堆積さ
せることで形成できる。

【０１０２】フェースプレート（１１７）には、さらに
蛍光膜（１１５）の導電性を高めるため、蛍光膜の外面
側（ガラス基板側）に透明電極（不図示）を設けてもよ
い。

【０１０３】前述の外囲器の封着を行う際には、カラー
の場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要
があり、十分な位置合わせが不可欠である。図１４に示
した表示パネルの場合は、例えば次のようにして製造さ
れる。外囲器（１１９）は、前述の安定化処理と同様に
適宜加熱しながら、イオンポンプ、ソープションポンプ
等のオイルを使用しない排気装置により不図示の排気管
を通じて排気し、１０ ^-7Torr程度の真空度の有機物質の
十分少ない雰囲気にした後、封止される。外囲器（１１
９）の封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理
を行なってもよい。これは、外囲器（１１９）の封止を
行う直前または封止後に、抵抗加熱や高周波加熱等によ
り、外囲器内の所定の位置（不図示）に配置されたゲッ
ターを加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッター
は通常Ｂａ等が主成分であり、この蒸着膜の吸着作用に
より、例えば１０^-5〜１０^-7Torrの真空度を維持するこ
とができる。

【０１０４】次に、単純マトリクス配置の電子源基板を
用いて構成した表示パネルにおける、ＮＴＳＣ方式のテ
レビ信号に基づいたテレビジョン表示を行うための駆動
回路の構成例について、図１６を用いて説明する。同図
において、１２２は表示パネル、１２３は走査回路、１
２４は制御回路、１２５はシフトレジスタ、１２６はラ
インメモリ、１２７は同期信号分離回路、１２８は変調
信号発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。

【０１０５】表示パネル（１２２）は、端子Ｄox1〜Ｄo
xm、端子Ｄoy1〜Ｄoyn、及び高圧端子Ｈｖを介して外部
の電気回路と接続している。端子Ｄox1〜Ｄoxmには、表
示パネル内に設けられている電子源基板、すなわち、ｍ
行ｎ列の行列状にマトリクス配線された表面伝導型電子
放出素子群を１行（ｎ素子）ずつ順次駆動するための走
査信号が印加される。端子Ｄoy1〜Ｄoynには、前記走査
信号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子の
各素子の出力電子ビームを制御するための変調信号が印
加される。高圧端子Ｈｖには、直流電圧源Ｖａより、例
えば１０Ｋ［Ｖ］の直流電圧が供給されるが、これは表
面伝導型電子放出素子から放出される電子ビームに蛍光
体を励起するのに十分なエネルギーを付与するための加
速電圧である。

【０１０６】走査回路（１２３）は、内部にｍ個のスイ
ッチング素子を備えたものである（図１６中、Ｓ1〜Ｓm
で模式的に示している）。各スイッチング素子は、直流
電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０［Ｖ］（グランドレベ
ル）のいずれか一方を選択し、表示パネル（１２２）の
端子Ｄox1〜Ｄoxmと電気的に接続される。Ｓ1〜Ｓmの各
スイッチング素子は、制御回路（１２４）が出力する制
御信号Ｔscanに基づいて動作するものであり、例えばＦ
ＥＴのようなスイッチング素子を組み合わせることによ
り構成することができる。

【０１０７】直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には表面伝
導型電子放出素子の特性（電子放出しきい値電圧）に基
づき、走査されていない素子に印加される駆動電圧が電
子放出しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力す
るように設定される。

【０１０８】制御回路（１２４）は、外部から入力する
画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部
の動作を整合させる機能を有する。この制御回路は、同
期信号分離回路（１２７）から送られる同期信号Ｔsync
に基づいて、各部に対してＴscan、Ｔsft及びＴmryの各
制御信号を発生する。

【０１０９】同期信号分離回路（１２７）は、外部から
入力されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から同期信号成分
と輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周
波数分離（フィルター）回路等を用いて構成される。こ
の同期信号分離回路により分離された同期信号は、垂直
同期信号と水平同期信号からなるが、ここでは説明の便
宜上Ｔsync信号として図示した。前記テレビ信号から分
離された画像の揮度信号成分は便宜上ＤＡＴＡ信号と表
した。このＤＡＴＡ信号はシフトレジスタ（１２５）に
入力される。

【０１１０】シフトレジスタ（１２５）は、時系列的に
シリアルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ラ
イン毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前
記制御回路（１２４）から送られる制御信号Ｔsftに基
づいて動作する（即ち、制御信号Ｔsftは、シフトレジ
スタ（１２５）のシフトクロックであるともいえる）。
シリアル／パラレル変換された画像１ライン分（電子放
出素子ｎ素子分の駆動データに相当）のデータは、Ｉd1
〜Ｉdnのｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ（１
２５）から出力される。

【０１１１】ラインメモリ（１２６）は、画像１ライン
分のデータを必要時間の間だけ記億するための記億装置
であり、制御回路（１２４）から送られる制御信号Ｔmr
yにしたがって適宜Ｉd1〜Ｉdnの内容を記億する。記億
された内容はＩd'1〜Ｉd'nとして出力され、変調信号発
生器（１２８）に入力される。

【０１１２】変調信号発生器（１２８）は、画像データ
Ｉd'1〜Ｉd'nの各々に応じて表面伝導型電子放出素子の
各々を適切に駆動変調するための信号源であり、その出
力信号は、端子Ｄoy1〜Ｄoynを通じて表示パネル（１２
２）内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【０１１３】本発明の電子放出素子は放出電流Ｉeに対
して以下の基本特性を有している。即ち、電子放出には
明確なしきい値電圧（Ｖth）があり、Ｖth以上の電圧を
印加された時のみ電子放出が生じる。電子放出しきい値
以上の電圧に対しては、素子ヘの印加電圧の変化に応じ
て放出電流も変化する。このことから、本素子にパルス
状の電圧を印加する場合、例えば電子放出しきい値以下
の電圧を印加しても電子放出は生じないが、電子放出し
きい値以上の電圧を印加する場合には電子ビームが出力
される。その際、パルスの波高値Ｖmを変化させること
により出力電子ビームの強度を制御することが可能であ
る。また、パルス幅Ｐwを変化させることにより出力さ
れる電子ビームの電荷の総量を制御することが可能であ
る。

【０１１４】従って、入力信号に応じて電子放出素子を
変調する方式としては、電圧変調方式、パルス幅変調方
式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際して
は、変調信号発生器（１２８）として、一定長さの電圧
パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜パルス
の波高値を変調するような電圧変調方式の回路を用いる
ことができる。

【０１１５】パルス幅変調方式を実施するに際しては、
変調信号発生器（１２８）として、一定の波高値の電圧
パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パ
ルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用
いることができる。

【０１１６】シフトレジスタ（１２５）やラインメモリ
（１２６）には、デジタル信号式のものもアナログ信号
式のものも採用できる。画像信号のシリアル／パラレル
変換や記億が所定の速度で行なわれればよいからであ
る。

【０１１７】デジタル信号式を用いる場合には、同期信
号分離回路（１２７）の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信
号化する必要があるが、これには同期信号分離回路の出
力部にＡ／Ｄ変換器を設ければよい。これに関連して、
ラインメモリ（１２６）の出力信号がデジタル信号かア
ナログ信号かにより、変調信号発生器（１２８）に用い
られる回路が若干異なったものとなる。すなわち、デジ
タル信号を用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器
（１２８）には、例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に
応じて増幅回路などを付加する。パルス幅変調方式の場
合、変調信号発生器（１２８）には、例えば高速の発振
器および発振器の出力する波数を計数する計数器（カウ
ンタ）及び計数器の出力値と前記メモリの出力値を比較
する比較器（コンパレータ）を組み合せた回路を用い
る。必要に応じて、比較器の出力するパルス幅変調され
た変調信号を、表面伝導型電子放出素子の駆動電圧にま
で電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。

【０１１８】アナログ信号を用いた電圧変調方式の場
合、変調信号発生器（１２８）には、例えばオペアンプ
等を用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシ
フト回路などを付加することもできる。パルス幅変調方
式の場合には、例えば、電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）
を採用でき、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆
動電圧まで電圧増幅するための増幅器を付加することも
できる。

【０１１９】以上のような構成をとり得る本発明の画像
形成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄ
ox1〜Ｄoxm及びＤoy1〜Ｄoynを介して電圧を印加するこ
とにより、電子放出が生ずる。高圧端子Ｈｖを介してメ
タルバック（１１６）あるいは透明電極（不図示）に高
圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子
は、蛍光膜（１１５）に衝突し、発光が生じて画像が形
成される。

【０１２０】ここで述ベた画像形成装置の構成は一例で
あり、本発明の技術思想に基づいて種々の変更が可能で
ある。入力信号については、ＮＴＳＣ方式を挙げたが入
力信号はこれに限られるものではなく、ＰＡＬＳＥＣＡ
Ｍ方式などの他、これよりも多数の走査線からなるＴＶ
信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をはじめとする高品位Ｔ
Ｖ）方式も採用できる。

【０１２１】次に、はしご状配置型の電子源基板および
表示パネルについて、それぞれ図１７及び図１８を用い
て説明する。

【０１２２】図１７は、はしご状配置型の電子源基板の
一例を示す模式図である。同図において、１２９は電子
源基板、１３０は表面伝導型電子放出素子である。１３
１のＤx1〜Ｄx10は、表面伝導型電子放出素子（１３
０）を接続するための共通配線である。表面伝導型電子
放出素子（１３０）は、基板上に、Ｘ方向に並列に複数
個配されている。この素子行が複数個配されて、電子源
基板が構成されている。各素子行の共通配線間に駆動電
圧を印加することで、各素子行を独立に駆動させること
ができる。即ち、電子ビームを放出させたい素子行には
電子放出しきい値以上の電圧を、電子ビームを放出しな
い素子行には電子放出しきい値以下の電圧を印加する。
各素子行間の共通配線Ｄx2〜Ｄx9は、例えばＤx2とＤx3
とを同一配線とすることもできる。

【０１２３】図１８は、上記はしご状配置型の電子源基
板を備えた表示パネルの一例を示す斜視図である。１３
２はグリッド電極、１３３は電子が通過するため開口、
Ｄox1〜Ｄoxmは容器外端子である。Ｇ1〜Ｇnは、グリッ
ド電極（１３２）と接続された容器外端子である。図１
８に示した表示パネルと、図１４に示した単純マトリク
ス配置型の電子源基板を備えた表示パネルとの大きな違
いは、電子源基板（１２９）とフェースプレート（１１
７）との間にグリッド電極（１３２）を備えているか否
かである。

【０１２４】このグリッド電極（１３２）は、表面伝導
型電子放出素子から放出された電子ビームを変調するた
めのものであり、はしご状配置の素子行と直交して設け
られたストライプ状の電極である。それぞれのグリッド
電極には、電子ビームを通過させるため、各素子に対応
して１個ずつ円形の開口（１３３）が設けられている。
なお、グリッド電極の形状や設置位置は図１８に示した
ものに限定されるものではない。例えば、開口としてメ
ッシュ状に多数の通過孔を設けることもでき、グリッド
電極を表面伝導型電子放出素子の周囲や近傍に設けるこ
ともできる。

【０１２５】容器外端子（Ｄox1〜Ｄoxm）及びグリッド
容器外端子（Ｇ1〜Ｇn）は、不図示の制御回路と電気的
に接続されている。

【０１２６】本例の表示パネルを備えた画像形成装置で
は、素子行を１列ずつ順次駆動（走査）していくのと同
期してグリッド電極列に画像１ライン分の変調信号を同
時に印加する。これにより、各電子ビームの蛍光体ヘの
照射を制御し、画像をｌラインずつ表示することができ
る。

【０１２７】以上に説明した本発明の平板型画像形成装
置は、テレビジョン放送の表示装置、テレビ会議システ
ムやコンピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等
を用いて構成された光プリンターとしての画像形成装置
等としても用いることができる。

【０１２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よって次の効果が得られた。 （１）外囲器の大きさに近い焼成炉を用いることが可能
となり、炉の温度制御が非常に容易になった。また、設
備的にも大きな炉を必要としないので、低コストで製造
が可能となった。 （２）リアプレートの排気孔ヘの段付け加工などが必要
なく、通常の穴開け加工で十分であるので、低コストで
容易に製造が可能となった。 （３）排気管と外囲器との接続部の形状がなめらかにな
ったため、構造上、接続部の剛性が向上し、接続部の破
損が少なくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】接続リングが設けられた、排気管接続前の本発
明の平板型表示パネルの概略断面図である。

【図２】接続リングを設ける前の本発明の平板型表示パ
ネルの概略断面図である。

【図３】接続リングが設けられ排気管が接続された、融
着固定前の本発明の平板型表示パネルの概略断面図であ
る。

【図４】排気管が融着固定された後の本発明の平板型表
示パネルの概略部分断面図である。

【図５】接続リングが設けられ排気管が接続された、融
着固定前の本発明の平板型表示パネルの概略部分断面図
である。

【図６】排気管が融着固定された後の本発明の平板型表
示パネルの概略部分断面図である。

【図７】接続リングが設けられ排気管が接続された、融
着固定前の本発明の平板型表示パネルの概略部分断面図
である。

【図８】排気管が融着固定された後の本発明の平板型表
示パネルの概略部分断面図である。

【図９】本発明における平面型表面伝導型電子放出素子
の説明図である。

【図１０】本発明における垂直型表面伝導型電子放出素
子の説明図である。

【図１１】本発明における表面伝導型電子放出素子の製
造方法の説明図である。

【図１２】本発明における表面伝導型電子放出素子の製
造に際して採用する通電フォーミング処理における電圧
波形の説明図である。

【図１３】本発明におけるマトリクス配置型の電子源基
板の模式的平面図である。

【図１４】本発明の平板型画像形成装置の表示パネルの
説明図である。

【図１５】本発明の平板型画像形成装置の表示パネルに
用いられる蛍光膜の説明図（模式図）である。

【図１６】本発明の平板型画像形成装置におけるＮＴＳ
Ｃ方式のテレビ信号に応じて表示を行なうための駆動回
路の説明図（ブロック図）である。

【図１７】本発明のはしご状配置型の電子源基板の模式
的平面図である。

【図１８】本発明の平板型画像形成装置の表示パネルの
説明図である。

【図１９】従来の表示パネルの排気管の接続方法の説明
図である。

【図２０】従来の表面伝導型電子放出素子の模式的平面
図である。

【符号の説明】

１ フェースプレート ２ 支持枠 ３ リアプレート ４、６ フリットガラス ５ 外囲器 ７ 排気孔 ８、１１、１３ 接続リング ９ 排気管 １０ リングバーナー １２ 電熱コイル ａ、ｂ、ｃ 融着部 １０１、３０１ 基板 １０２、１０３ 素子電極 １０４、３０２ 導電性薄膜 １０５、３０３ 電子放出部 １０６ 段差形成部 １０７、１２９ 電子源基板 １０８ Ｘ方向配線 １０９ Ｙ方向配線 １１０、１３０ 表面伝導型電子放出素子 １１１ 結線 １１２ リアプレート １１３ 支持枠 １１４ ガラス基板 １１５ 蛍光膜 １１６ メタルバック １１７ フェースプレート １１８ 高圧端子 １１９ 外囲器 １２０ 黒色部材 １２１ 蛍光体 １２２ 表示パネル １２３ 走査回路 １２４ 制御回路 １２５ シフトレジスタ １２６ ラインメモリ １２７ 同期信号分離回路 １２８ 変調信号発生器 Ｖｘ、Ｖａ 直流電圧源 １３１ 共通配線 １３２ グリッド電極 １３３ 開口 ２０１ 外囲器 ２０２ 排気管 ２０３ タブレット ２０４ 排気孔 ２０５ 段付き部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともフェースプレートとリアプレ
   ートから構成される外囲器および排気管を有する平板型
   表示パネルの製造方法において、該排気管と該外囲器の
   接続工程において接続リングを用いることを特徴とする
   平板型表示パネルの製造方法。
2. 【請求項２】 少なくともフェースプレートとリアプレ
   ートから構成される外囲器および排気管を有する平板型
   表示パネルの製造方法において、該外囲器に接続リング
   を接続固定する工程、及び該接続リングに排気管を接続
   し加熱を行い融着固定を行う工程を有することを特徴と
   する平板型表示パネルの製造方法。
3. 【請求項３】 バーナーによって加熱を行い融着固定を
   行う請求項２記載の平板型表示パネルの製造方法。
4. 【請求項４】 電熱コイルによって加熱を行い融着固定
   を行う請求項２記載の平板型表示パネルの製造方法。
5. 【請求項５】 接続リングと排気管との接続の際、接続
   リングの融着部が少なくとも排気管の外側に位置するよ
   うにはめ合わされる請求項１〜４のいずれか１項に記載
   の平板型表示パネルの製造方法。
6. 【請求項６】 接続リングと排気管との接続の際、接続
   リングの融着部が少なくとも排気管の内側に位置するよ
   うにはめ合わされる請求項１〜４のいずれか１項に記載
   の平板型表示パネルの製造方法。
7. 【請求項７】 接続リングの外側面の形状が、融着固定
   後に排気管と外囲器との接続部分がなめらかな形状を有
   するように成形されている請求項１〜６のいずれか１項
   に記載の平板型表示パネルの製造方法。
8. 【請求項８】 平板型表示パネルが表面伝導型電子放出
   素子を備えた平板型表示パネルである請求項１〜７のい
   ずれか１項に記載の平板型表示パネルの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の方
   法によって製造された平板型表示パネル。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の
    方法によって製造された平板型表示パネルを備えた平板
    型画像形成装置。