JPH10321167A

JPH10321167A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10321167A
Application number: JP10062765A
Authority: JP
Inventors: Masato Yamanobe; 正人山野辺; Fumio Kishi; 文夫岸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1998-12-04
Anticipated expiration: 2018-03-13
Also published as: JP3619006B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置で放電が発生した場合にも、素
子が劣化・破壊されたり、ガラスにクラックが発生して
真空漏れを起こしたり、電気的耐圧が低下するなどの不
都合に対処できることを課題とする。【解決手段】容器と、該容器内に配置された電子源及
び画像形成部材と、該電子源の駆動回路とを備える画像
形成装置において、該電子源と該画像形成部材との間の
該容器の内壁面上に配置された導電性部材を備え、該導
電性部材からグランドに電流が流れ且つ該電子源及び該
駆動回路のいずれをも介さない電流流路Ａを有し、該電
流流路Ａの抵抗が、該導電性部材からグランドに電流が
流れ且つ該電子源あるいは該駆動回路を介するいずれの
電流流路Ｂの抵抗よりも低いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子源を用いた画
像表示装置等の画像形成装置に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】電子線を利用して画像を表示する画像形
成装置としては、ＣＲＴが従来から広く用いられてき
た。

【０００３】近年になって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、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。自発光型表示装置としては、最近ではプラズマディ
スプレイが商品化されているが、従来のＣＲＴとは発光
の原理が異なり、画像のコントラストや、発色の特性な
どでＣＲＴと比べるとやや劣るのが現状である。一方、
電子放出素子を複数配列し、これを平板型画像形成装置
に用いれば、ＣＲＴと同じ品位の画像を得られることが
期待され、多くの研究開発が行われてきた。例えば特開
平４−１６３８３３号公報には、線状熱陰極と、複雑な
電極構体を真空容器に内包した平板型電子線画像形成装
置が開示されている。

【０００４】電子源を用いた画像形成装置においては、
例えば画像形成部材に入射した電子線の一部が、散乱さ
れ、真空容器内壁に衝突し、２次電子を放出させてその
部分の電位を上昇させるようにチャージアップさせる場
合がある。これにより真空容器内部の電位分布がひず
み、電子線の軌道が不安定になるばかりでなく、内部で
放電を生じ、これにより装置が劣化したり破壊される恐
れがあるという問題点を有している。

【０００５】すなわち、チャージアップした部分は電位
が高くなるため、電子を引きつけることになり、チャー
ジアップが更に進み、真空容器内壁に沿って放電を発生
させるのである。このような放電の原因となる、真空容
器内壁のチャージアップを防止する方法としては、真空
容器内壁に適当なインピーダンスを有する帯電防止膜を
形成し、上述のようにして発生したチャージを除去する
方法が適用できる。このような方法を適用した例とし、
特開平４−１６３８３３号公報において、画像形成装置
のガラス容器の内壁側面に、高インピーダンスの導電性
材料よりなる導電層をもうけた構成が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−１６３８３３号公報に記載の上記の平面型電子線画
像形成装置においては、内部に水平偏向電極、垂直偏向
電極等の構体を含むため、ある程度の厚さを有する。一
方、近年の携帯用情報端末機器などとして軽量薄型の例
えば液晶ディスプレイと同程度の、さらに厚さの薄い電
子線画像形成装置の開発が必要となっている。

【０００７】この薄型化を達成できる画像形成装置とし
て、本出願人は、表面伝導型電子放出素子とそれを用い
た画像形成装置に関して、すでに多くの提案を行ってい
る。例えば特開平７−２３５２５５号公報に記載された
ものである。この電子放出素子は構成が単純で、大面積
に多数集積して形成することができるため、電極構体な
どの複雑な構成要素なしに画像表示装置を形成できるた
め、非常に薄い電子線画像形成装置に用いることができ
る。

【０００８】ところで、電子源と画像形成部材の間に
は、電子を加速するための電圧が印加されており、画像
形成部材としてＣＲＴと同様な発色を有する蛍光体を用
いる場合、好ましい色の発光を得るためには、この電圧
はできるだけ高くすることが好ましく、少なくとも数ｋ
Ｖ程度であることが望ましい。

【０００９】その場合、画像形成装置の厚さが薄くなる
と画像形成部材と、電子源との間の真空容器内壁に沿っ
た距離が短くなるため、放電の発生する危険が大きくな
る。

【００１０】すなわち、上記の画像形成部材と電子源と
の間には、上記の電子を加速するための電圧が印加され
るが、この間の真空容器内壁に沿った距離が短くなると
真空容器内壁に沿って強い電界が生ずる。前述したよう
に電子が真空容器内壁に衝突して２次電子を発生させる
ことによりチャージアップを引きおこすが、上記の強い
電界により加速された２次電子が再度真空内壁に入射し
て、チャージアップと２次電子の発生をくり返すことに
より、真空容器内壁に沿った放電を生じせしめるものと
思われる。

【００１１】このように画像形成装置の厚さが薄くなる
につれ、放電が発生する可能性がより大きくなるため、
画像形成装置の前述した従来の方法だけでは不十分な場
合があった。

【００１２】また、真空容器内壁に沿って、上記の放電
が発生すると、一時的に大きな電流が流れるが、この電
流は主に前記の電子源に流入し、電子源に接続された配
線を通じてグランドに流れる。

【００１３】この時、電流が電子源を構成する電子放出
素子を通り、この電流が通常の駆動の際の範囲を超える
と、性能が劣化したり、場合によっては破壊される場合
がある。このようになると、画像の一部が表示されなく
なるなど、画像の品位が著しく低下し、画像形成装置と
して使用することが出来なくなる。

【００１４】また、電子源駆動用の配線を通じて、放電
により生じた電流が電子源駆動用回路に流入した場合に
は、この回路を破損する可能性もある。

【００１５】本発明は、上述の従来例に鑑みなされたも
のであって、本発明の主たる目的は、電子源を用いた画
像形成装置内において、放電が発生しても、とりわけ、
電子源や電子源駆動回路の劣化、破損の可能性を極力低
減し得る画像形成装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、容器と、該容
器内に配置された電子源及び画像形成部材と、該電子源
の駆動回路とを備える画像形成装置において、該電子源
と該画像形成部材との間の該容器の内壁面上に配置され
た導電性部材を備え、該導電性部材からグランドに電流
が流れ且つ該電子源及び該駆動回路のいずれをも介さな
い電流流路を有し、該電流流路の抵抗が、該導電性部材
からグランドに電流が流れ且つ該電子源あるいは該駆動
回路を介するいずれの電流流路の抵抗よりも低いことを
特徴とする画像形成装置である。

【００１７】以下に、好ましい態様例を挙げ、本発明に
ついて詳述する。

【００１８】本発明にかかる画像形成装置は、例えば、
対向する一対の平面板と、該平面板の間に位置する側面
部材により構成された真空容器内に、上記一対の平面板
の一方の内面に配置された、複数の画像形成装置を配置
してなる電子源と（以下電子源の形成された側の平面板
を「リアプレート」と呼ぶ）、他方の内面に上記電子源
と対向して配置された、上記電子源から放出された電子
ビームの照射により画像を形成する、画像形成部材とを
有し（以下画像形成部材の形成された側の平面板を「フ
ェースプレート」と呼ぶ）、該電子源と該画像形成部材
との間に電子を加速するための電圧が印加されている画
像形成装置であって、上記リアプレート上の上記電子源
の周囲に低抵抗導体が配置され、該低抵抗導体とグラン
ドとの間は低インピーダンスの電流流路（以下「グラン
ド接続ライン」と呼ぶ）で接続されている画像形成装置
を包合する。上記例において、上記グランド接続ライン
のインピーダンスは小さいほど好ましいのは当然である
が、放電が発生したとき、放電電流のほとんどが上記低
抵抗導体とグランド接続ラインを通ってグランドへ流
れ、電子源に流れ込む電流を十分小さくすることが必要
である。

【００１９】放電電流のどの程度が、低抵抗導体とグラ
ンド接続ラインを流れるかは、この電流流路とそれ以外
の電流流路のインピーダンス（以下、それぞれＺ，Ｚ′
と表わす）の比によるが、インピーダンスは周波数に依
存するので、放電現象がどのような周波数成分を持つか
を考慮する必要がある。

【００２０】平板型電子線画像形成装置で、真空容器内
壁に沿って起こる放電を観測したところ、おおむね、次
のようなものであった。放電の持続時間はμｓｅｃ．オ
ーダーであるが、大きな電流値が観測される時間はその
１／１０の０．１μｓｅｃ.程度の時間である。したが
って、１０ＭＨｚ以下の周波数でＺがＺ′よりも十分小
さいことが必要である。より高い周波数では含まれる成
分は徐々に小さくなるが、放電現象の立ち上がりは極め
て速く、１ＧＨｚ近くの成分も含まれる。したがって、
より確実に放電による損傷を避けるためには、１ＧＨｚ
以下の周波数でＺがＺ′よりも十分小さいことが必要で
ある。

【００２１】この条件は、後述するように、グランド接
続ラインの抵抗値が、それ以外の電流流路の抵抗値の１
／１０以下、好ましくは１／１００以下であれば実質的
に十分満たされる。

【００２２】図１１（Ａ）は、本発明の画像形成装置に
おいて、放電が発生した際の電流の流れ方を説明するた
めに、放電に関連する部分の状況を簡易化して示した等
価回路図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）中に記
載された放電電流の流路を模式的に示した断面図であ
る。図において、１はリアプレート、２は電子源、３は
電子源駆動用配線、４は支持枠、５は低抵抗導体、１１
はフェースプレート、１２は画像形成部材、１３は絶縁
部材である。絶縁部材１３は印刷法などにより形成され
た絶縁層、あるいはガラスやセラミックスよりなる絶縁
板等により構成されたものである。絶縁部材１３は、す
べてを印刷法によりガラスペーストを塗布、焼成して絶
縁層を形成する方法によってもよく、またその一部を上
記のガラスやセラミックスの板を用い、十分大きな絶縁
耐圧を確保するようにしてもよい。

【００２３】この例では真空容器内壁に帯電防止膜を設
けた場合を示しており、１４は帯電防止膜である。図１
１（Ａ）のポイント６１は画像形成部材１２に、６２は
低抵抗導体５に対応する。また、６５は電子源２を構成
する電子放出素子を、６３，６４は電子放出素子２の両
端電極を示す。なお、電子放出素子２は通常複数存在す
るが、煩雑にしないため、図では一つのみ示した。６６
は画像形成部材１２と電子源２の間の容量を示す。

【００２４】また、Ｚ₁は、画像形成部材１２と低抵抗
導体５の間のインピーダンスで、通常（放電が発生して
いないとき）は、帯電防止膜１４による比較的大きなイ
ンピーダンスを有するが、放電が発生した場合には実効
的にインピーダンスが大きく低下し、電流Ｉが流れる。
Ｚ₂は低抵抗導体５自身とそれからグランドへ流れる電
流流路Ａに相当する電流ｉ₁に対するインピーダンスで
ある。Ｚ₃は絶縁層や真空容器のガラス、接合に用いた
フリットガラスなどを通じて、さらに画像形成装置の支
持体などを介してグランドに流れる電流ｉ₂に対するイ
ンピーダンスを示すが、絶縁層の抵抗値を十分大きくす
れば実際には１２は極めて小さくなり無視できる。Ｚ₄
は帯電防止膜１４を通過して電子源２に流入した後、電
子源駆動用配線３を通ってグランドに流れる電流ｉ₃に
対するインピーダンスを示す。Ｚ ₅は帯電防止膜１４等
を通って電子源に流入し、電子放出素子２に流れ込む電
流ｉ₄に対するインピーダンス、Ｚ₆は電子放出素子２
を通った後、反対側の配線を介してグランドに流れる電
流（これもｉ₄）に対するインピーダンスである。

【００２５】なお、電子源駆動用配線３には駆動回路が
接続されており、また各構成要素の間に容量結合がある
など厳密には複雑な要素を含むが、図１１（Ａ）は本発
明の要点を理解しやすいように重要な要素のみを示した
ものである。

【００２６】放電電流が低抵抗導体に流入したとき、そ
の大部分がグランド接続ラインを通してグランドに流れ
（電流流路Ａの電流ｉ₁）、その他の電流流路Ｂに相当
する電流ｉ₂、ｉ₃、ｉ₄を十分小さく出来ればよい。
ここでｉ₄で示した電流が電子放出素子の損傷を引き起
こすものである。ｉ₂で示した電流は先の説明では触れ
なかったが、やはり真空容器やフリットガラスを劣化さ
せるものであるが、前述の通り、絶縁層の抵抗値を十分
大きくすることにより、ｉ₂は小さくできる。図でイン
ピーダンスＺ₂と表したのが前述のＺに相当し、Ｚ₃〜
Ｚ₆により合成されたインピーダンスが前述のＺ′に相
当する。（Ｚ／Ｚ′）の値が小さいほど効果は大きい
が、十分な効果を得るには１０ＭＨｚ以下の周波数で
（Ｚ／Ｚ′）≦１／１０である事が必要であり、（Ｚ／
Ｚ′）≦１／１００であれば一層確実である。更に、１
ＧＨｚ以下の周波数においても（Ｚ／Ｚ′）以下１／１
０であれば好ましい。

【００２７】上記説明では、真空容器内壁に帯電防止膜
１４を形成する場合を示した。これはチャージアップが
生ずる可能性を減少させるもので、本発明においてはよ
り好ましい形態であるが、必ずしも必要ではない。帯電
防止膜１４のシート抵抗値は大きすぎるとその効果が無
いので、ある程度の導電性が必要であるが、抵抗値が小
さすぎると、画像形成部材１２と低抵抗導体５の間に通
常の状態で流れる電流が大きくなり、消費電力を増加さ
せてしまうため、その効果を損なわない範囲で抵抗を大
きくする必要がある。画像形成装置の形状などにもよる
が、シート抵抗値が１０⁸〜１０¹⁰Ω／□の範囲が好ま
しい。

【００２８】本発明の画像形成装置の上記低抵抗導体５
は、上記電子源２を完全に取り囲んで配置するのがもっ
とも確実性の高い形態であるが、このような形態に限定
されるわけではない。放電の生じ易い部分の側にだけ設
置する形態も可能である。例えば、電子源２を構成する
電子放出素子から放出される電子の運動量が、上記電子
源２を配置したリアプレート１の面内方向の特定の方向
の成分を持つ場合、画像形成部材１２で散乱された電子
の多くは真空容器内壁の上記特定の方向にある部分に衝
突し、この部分で放電が生ずる可能性が高くなると思わ
れる。この場合、電子源２のその方向の側に低抵抗導体
５を配置すれば効果が期待できる。

【００２９】本発明の画像形成装置の上記グランド接続
ラインの内、真空容器の内外をつなぐ部分（以下「グラ
ンド接続端子」と呼ぶ）の形態は、十分低いインピーダ
ンスを確保できればよく、様々な形態が可能である。一
例として、リアプレート１上に低抵抗導体５からリアプ
レート１の一端まで配線を形成し、フリットガラスによ
り接合したリアプレートと支持枠の間を通過させる方法
が比較的容易である。この配線のインピーダンスを小さ
くするには配線の幅と厚さを出来るだけ大きくすること
が望ましいが、厚さをあまり大きくすると、真空容器の
組み立てが困難となる。配線の幅は例えば配線を延ばす
側のリアプレートの幅よりも若干小さい程度まで大きく
することが出来るが、この場合、電子源駆動用の配線３
が例えば絶縁層を介して積層されていると、両者の間に
大きな容量が形成されて、電子源２の駆動に影響を与え
る恐れがあるため、それを避ける工夫が必要である。駆
動用の配線３の形成されない部分に、グランド接続端子
を形成するのが望ましい。

【００３０】上記のように、グランド接続端子のインピ
ーダンスを小さくするように幅を広くすることは、放電
による電流が流れた場合に電流の一部がフリットガラス
中に漏れ出して、前述したようにフリットガラスを損傷
することを防ぐことにも、当然効果があるが、より確実
にするためには、フェースプレート１１、あるいはリア
プレート１に設けた貫通孔を使って、十分な太さの金属
棒を、実質的にイオン電流を流さない絶縁体、例えばア
ルミナなどのセラミックスで被覆したグランド接続端子
を用いるとよい。

【００３１】また、上記画像形成部材１２を高圧電源に
接続させるための高圧接続端子Ｖａと、上述のグランド
接続端子をともに、リアプレート１に設けた貫通孔を通
して形成すると、本発明の画像形成装置を応用してＴＶ
受像機などを設計する場合、高圧電源やグランドとの接
続を画像形成装置の裏面に形成することが出来、設計上
好ましい。ただし、この場合高圧接続端子の絶縁被覆と
リアプレートとの間には高電圧がかかるので、絶縁層表
面でも放電が起こる恐れがあるため、これへの対策が必
要である。高圧接続端子の貫通孔の周囲にも低抵抗導体
を配置し、これを電子源の周りに配置した低抵抗導体と
接続する。あるいは一体に形成するデザインが適用でき
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図面
により具体的に説明する。図１は、本実施形態の画像形
成装置の構成の一例を模式的に示す平面図で、フェース
プレートを取り除いて上方から見た場合の構成を示す。

【００３３】図１において、１は電子源を形成するため
の基板を兼ねるリアプレートで、青板ガラスや、表面に
ＳｉＯ₂被膜を形成した青板ガラス、Ｎａの含有量を少
なくしたガラス、石英ガラス、あるいはセラミックスな
ど、条件に応じて各種材料を用いる。なお、電子源形成
用の基板を、リアプレートと別に設け、電子源を形成し
た後、両者を接合してもよい。２は電子源領域で、電界
放出素子、表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子
を複数配置し、目的に応じて駆動できるように素子に接
続された配線を形成したものである。

【００３４】また、３−１，３−２，３−３は電子源駆
動用の配線であり、画像形成装置の外部に取り出され、
電子源２の駆動回路（不図示）に接続される。４はリア
プレート１とフェースプレート（不図示）に挟持される
支持枠であり、フリットガラスにより、リアプレート１
に接合される。電子源駆動用配線３−１，３−２，３−
３は支持枠４とリアプレート１の接合部でフリットガラ
スに埋設されて外部に引き出される。５は本発明の特徴
部分である低抵抗導体であり、電子源２の周りを取り囲
んで形成されている。電子源駆動用配線３−１，３−
２，３−３との間には絶縁層（不図示）が形成されてい
る。また、低抵抗導体５の四隅にはグランド接続ライン
の端子を当接するのに適するように幅を広くした当接部
位６を形成してある。７はフェースプレートの画像形成
部材１２に高電圧を供給するための高圧導入端子を通過
させるための通過孔である。真空容器内には、このほか
ゲッタ８、ゲッタ遮蔽板９などが必要に応じて配置され
る。

【００３５】図２（Ａ），２（Ｂ），２（Ｃ）は、図１
のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの線に沿った断面の構成を示
す模式図である。図２（Ａ）において、１１はフェース
プレート、１２は蛍光膜とメタルバックと呼ばれる金属
膜（例えばＡｌ）からなる画像形成部材、１３は必要に
応じて形成された絶縁層、１４は真空容器内壁に形成さ
れた帯電防止膜である。この帯電防止膜１４は、真空容
器内壁のガラスなどの上に形成されるのはもちろんであ
るが、画像形成部材１２や電子源２上にも形成されても
よい。電子源２上ではやはりチャージアップを防止する
効果がある。帯電防止膜のシート抵抗値が、前述のよう
に１０⁸〜１０¹⁰Ω／□の範囲であれば、電子源２を構
成する電子放出素子の電極や配線の間でのリーク電流
が、問題となることはない。

【００３６】帯電防止膜１４の材質は、所定のシート抵
抗値が得られ、十分な安定性を有するものであれば特に
限定されない。例えばグラファイト微粒子を適当な密度
で分散させた膜が適用できる。この膜は十分薄いので画
像形成部材１２のメタルバック上に形成されても、蛍光
体に到達して発光に寄与する電子の数を減らすほどの悪
影響が実質的にないだけでなく、Ａｌなどのメタルバッ
クの材質と比べて電子の弾性散乱が生じにくいので、チ
ャージアップの原因となる電子の散乱を減少させる効果
も期待できる。例えば、この真空容器内壁に沿って、放
電が生じた場合には、放電電流は高電圧のかかった画像
形成部材１２から真空容器内壁面をつたわり、低抵抗導
体５に流れ込んでそのほとんどは低インピーダンスのグ
ランド接続ラインを通じてグランドに流れるため、配線
３−１を伝わり電子源２に流れ込んだり、真空容器を構
成するガラス容器等の部材自体を通ってグランドに流れ
たりすることが防がれる。

【００３７】図２（Ｂ）においては、グランド接続端子
１５が低抵抗導体５の当接部位６に接続されている。グ
ランド接続端子は例えば導体１６と絶縁碍子１７よりな
り、導体１６は、Ａｇ，Ｃｕ等の金属よりなる十分な断
面積を持つロッド（例えば直径２ｍｍのＡｇのロッド、
この場合ロッドの電気抵抗は、１ｃｍあたり５ｍΩ程度
となり極めて小さな値となる。あるいはＣｕやＡｌなど
導電性の良い材料を用いれば、同じ程度の低い抵抗値が
得られる。）であり、表面は接触抵抗を小さくするため
Ａｕ被覆層を有するのが望ましい。なお、低抵抗導体５
の当接部位６もＡｕで被覆されていたり、それ自体がＡ
ｕで形成されていれば、接触抵抗を非常に小さくできる
ので、一層望ましい。

【００３８】このグランド接続端子１５に接続された結
線をグランドに接続することにより、低抵抗導体５の各
部分からグランドまでの抵抗を例えば１Ω以下と極めて
小さな値とすることができる。

【００３９】一方、グランド接続ラインの自己誘導係数
は、上記グランド接続端子１５とグランドの間の距離を
短くすることにより１０^-6Ｈ以下とすることが出来る。
従って、１０ＭＨｚの周波数成分に対し、インピーダン
スは１０Ω程度以下とすることができる。１ＧＨｚの周
波数成分に対してはインピーダンスは高々１ｋΩ程度で
ある。

【００４０】ところで、前記グランド接続ラインが存在
しないと仮定した場合、低抵抗導体５とグランドを結ぶ
主要な電流流路は、低抵抗導体５からリアプレート１表
面（帯電防止膜がある場合は、その帯電防止膜）を通っ
て電子源２に流入した後、電子源駆動用配線３が通って
グランドに達するものである。すなわち、図１１Ａにお
いて、電流ｉ₃，ｉ₄が流れる流路である。この流路の
インピータンスを支配するのは、通常、上記のリアプレ
ート表面あるいは帯電防止膜を流れる電流の流路の抵抗
であると考えられる。電子源の周囲の長さ１００ｃｍ、
電子源と低抵抗導体との間隔を１ｃｍの場合を想定し、
帯電防止膜のシート抵抗を１０⁸Ω／□とすると、電流
が一様に帯電防止膜を流れると仮定してもその抵抗値は
１ＭΩである。この値は、上述のグランド接続ラインの
インピーダンスと比較しても十分に大きな値である。

【００４１】上記帯電防止膜１４がない場合にはこの部
分の抵抗値は更に大きくなる。

【００４２】また、上記の電子源２と低抵抗導体５との
間隔が１ｍｍ程度に狭くなったとすると、この部分の抵
抗値は上記の値の１／１０になる。更に何らかの要因に
より抵抗値がもう１桁低下したとしても、低抵抗導体５
との電子源２の間の抵抗値は１０ｋΩである。この値は
極端な場合であり、実際にはこの値よりも大きな抵抗と
なる。また、この部分の抵抗値が、上記グランド接続ラ
インが存在しない場合の上記低抵抗導体５とグランドの
間の電流流路のインピーダンスの支配的な部分となる。
すなわち、この電流流路のインピーダンスＺ′は、その
抵抗値（以下、Ｒ′）にほぼ等しく、上記低抵抗導体と
電子源との間の抵抗値はその主要な部分となる。

【００４３】上記低抵抗導体５に放電電流が流入した場
合、その後に該低抵抗導体５から低インピーダンスライ
ンを介してグランドに流れる電流と、帯電防止膜１４を
通って電子源２に流入し、電子放出素子や配線などを通
ってグランドに流れる電流との大きさの比は、上記のイ
ンピーダンスＺとＺ′（≒Ｒ′）の逆数の比に等しい。
仮にＲ′がＺの１０倍であれば、放電が生じたときに電
子源を通ってグランドへ流れる電流は、低インピーダン
スラインがない場合に比べて１桁程度小さくなることに
なる。

【００４４】低インピーダンスのインピーダンスの内、
自己誘導成分は前述したように１０ＭＨｚで１０Ω程
度、１ＧＨｚにおいても１ｋΩ程度であるから、抵抗成
分（以下Ｒ）が１ｋΩより小さければ１ＧＨｚ以下の周
波数領域でインピーダンスＺが１ｋΩ程度ないしそれ以
下となり、Ｚ′（≒Ｒ′）の１／１０以下となる。さら
にＲが１００Ωより小さければ１００ＭＨｚ以下の周波
数領域においてＺが１００Ωないしそれ以下となる。

【００４５】放電の際に電子源２に流れ込む電流がどの
程度低減されれば、電子放出素子や真空容器、駆動回路
に受けるダメージを回避できるかは、個々の画像形成装
置の条件により異なり、一概には言えないが、放電によ
り流れる電流の大きさには統計的なバラツキがあると思
われ、電子源に流入する電流量が１桁、あるいは２桁減
少すれば、電子源などがダメージを受ける確立は相当に
減少することが期待できる。

【００４６】なお、上記説明では、Ｒ′が最も小さいと
思われる１０ｋΩの場合について述べたが、Ｒ′がこれ
よりも大きい場合にもＲがその１／１０以下あるいは１
／１００以下である場合に、当然上記と同様ないしそれ
以上の効果が期待できる。

【００４７】低抵抗導体５の材質としては、カーボンペ
ーストなどにより導電性カーボンを用いてもよい。導体
の厚さを十分に厚くすれば、低抵抗導体５とグランド接
続ラインの抵抗値を１００Ω程度とすることは容易であ
り、他の電流流路に比べ、十分小さなインピーダンスを
実現することができる。

【００４８】なお、グランド接続端子１５は、上述の例
のような方法の他、リアプレート１の裏側に取り出す方
法を用いてもよい。

【００４９】図２（Ｃ）において、１８は画像形成部材
１２に高電圧（アノード電圧Ｖａ）を供給するための高
電圧導入端子である。該導入端子１８が導体１６と絶縁
碍子１７よりなる構成は、グランド接続端子の場合と同
様である。なお、このような構成の場合、絶縁碍子１７
の側面に沿って放電が発生する可能性があるので、図１
に示すように通過孔７の周りを低抵抗導体５で囲み、放
電電流が電子源２や真空容器に流れ込むことを防ぐこと
が好ましい。

【００５０】また、高電圧配線をフェースプレート側に
取り出すような構成であってもよい。その場合には、碍
子にかかる電圧はあまり大きくならず、放電が生じにく
いので、放電防止の点からはより好ましい構成である。

【００５１】なお、帯電防止膜１４はフェースプレー
ト、支持枠リアプレートの内壁面のみでなく、ゲッタ
８、ゲッタ遮蔽板９上にも形成されるのが好ましい。

【００５２】本実施形態に用いる電子源２を構成する電
子放出素子の種類は、電子放出特性や素子のサイズ等の
性質が目的とする画像形成装置に適したものであれば、
特に限定されるものではない。熱電子放出素子、あるい
は電界放出素子、半導体電子放出素子、ＭＩＭ型電子放
出素子、表面伝導型電子放出素子などの冷陰極素子等が
使用できる。

【００５３】後述する実施例において示される表面伝導
型電子放出素子は本実施形態に好ましく用いられるもの
であるが、上述の本出願人による出願、特開平７−２３
５２５５号公報に記載されたものと同様のものである
が、以下に簡単に説明する。図８（Ａ），（Ｂ）は、表
面伝導型電子放出素子単体の構成の一例を示す模式図で
あり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。

【００５４】図８において、４１は電子放出素子を形成
するための基体、４２，４３は一対の素子電極、４４は
上記素子電極に接続された導電性膜で、その一部に電子
放出部４５が形成されている。電子放出部４５は後述す
るフォーミング処理により、導電性膜４４の一部が破
壊、変形、変質されて形成されて高抵抗の部分で、導電
性膜４４の一部に亀裂が形成され、その近傍から電子が
放出されるものである。

【００５５】上記のフォーミング工程は、上記一対の素
子電極４２，４３間に電圧を印加することにより行う。
印加する電圧は、パルス電圧が好ましく、図５（Ａ）に
示した同じ波高値のパルス電圧を印加する方法、図５
（Ｂ）に示した、波高値を漸増させながらパルス電圧を
印加する方法のいずれの方法を用いてもよい。なお、パ
ルス波形は図示した三角波に限定されるものではなく矩
形波等の他の形状であってもよい。

【００５６】フォーミング処理により電子放出部を形成
した後、「活性化工程」と呼ぶ処理を行う。これは、有
機物質の存在する雰囲気中で、上記素子にパルス電圧を
繰り返し印加することにより、炭素又は炭素化合物を主
成分とする物質を、上記電子放出部及び／又はその周辺
に堆積させるもので、この処理により素子電極間を流れ
る電流（素子電流Ｉｆ）、電子放出に伴う電流（放出電
流Ｉｅ）ともに、増大する。

【００５７】このようなフォーミング工程及び活性化工
程を経て得られた電子放出素子は、つづいて安定化工程
を行うことが好ましい。この安定化工程は、真空容器内
の特に電子放出部近傍の有機物質を排気する工程であ
る。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を用いるのが好ましい。具体的に
は、ソープションポンプとイオンポンプからなる真空排
気装置等を挙げることが出来る。

【００５８】真空容器内の有機物質の分圧は、上記の炭
素又は炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で１.３
×１０^-6Ｐａ（パスカル）以下が好ましく、さらには
１.３×１０^-8Ｐａ以下が特に好ましい。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。このときの加熱条件
は、８０〜２５０℃、好ましくは１５０℃以上で、でき
るだけ長時間処理するのが望ましいが、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適宜選ばれる条件により
行う。真空容器内の圧力は極力低くすることが必要で、
１×１０^-5Ｐａ以下が好ましく、さらに１.３×１０^-6
Ｐａ以下が特に好ましい。

【００５９】安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気
は、上記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安定な
特性を維持することが出来る。

【００６０】このような真空雰囲気を採用することによ
り、新たな炭素又は炭素化合物の堆積を抑制でき、また
真空容器や基板などに吸着したＨ₂Ｏ，Ｏ₂なども除去
でき、結果として素子電流Ｉｆ，放出電流Ｉｅが、安定
する。

【００６１】このようにして得られた表面伝導型電子放
出素子の、素子に印加する電圧Ｖｆと素子電流Ｉｆ及び
放出電流Ｉｅの関係は、図９に模式的に示すようなもの
となる。図９においては、放出電流Ｉｅが素子電流Ｉｆ
に比べて著しく小さいので、任意単位で示している。な
お、縦・横軸ともリニアスケールである。

【００６２】図９に示すように、本表面伝導型電子放出
素子はある電圧（しきい値電圧と呼ぶ、図９中のＶｔ
ｈ）以上の素子電圧Ｖｆを印加すると急激に放出電流Ｉ
ｅが増加し、一方しきい値電圧Ｖｔｈ以下では放出電流
Ｉｅがほとんど検出されない。つまり、放出電流Ｉｅに
対する明確なしきい値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子で
ある。これを利用すれば、２次元的に配置した電子放出
素子にマトリクス配線を施し、単純マトリクス駆動によ
り所望の素子から選択的に電子を放出させ、これを画像
形成部材に照射して画像を形成させることが可能であ
る。

【００６３】画像形成部材である蛍光膜の構成の例を説
明する。図１０は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜
５１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。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列
によりブラックストライプあるいはブラックマトリクス
などと呼ばれる黒色導電材５２とＲＧＢ３色等の蛍光体
５３とから構成することができる。ブラックストライ
プ、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５３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
と、蛍光膜５１における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、導電性があり、光の透過及び反射が少ない材料を
用いることができる。

【００６４】フェースプレート１１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、印刷
法等が採用できる。蛍光膜５１の内面側には、不図示の
メタルバックが設けられる。メタルバックを設ける目的
は、蛍光体５３の発光のうち内面側への光をフェースプ
レート１１側へ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５３を保護すること等であ
る。メタルバックは、蛍光膜作製後、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Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積さ
せることで作製できる。

【００６５】フェースプレート１１には、更に蛍光膜５
１の導電性を高めるため、蛍光膜５１の外面側に透明電
極を設けてもよい。

【００６６】カラー表示の場合は、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
不可欠となる。

【００６７】上述のような構成を有する本実施形態によ
り、薄型の平板型電子線画像形成装置の信頼性を向上さ
せることが可能となる。このように形成された画像形成
装置を用いて、行列配線座標上に形成した電子放出素子
に走査信号と画像信号とを印加し、画像形成部材のメタ
ルバックに高電圧を印加することにより、大型で薄型の
画像を表示する画像表示装置を提供することができる。

【００６８】

【実施例】以下、各実施例に基づいて、図面を参照しつ
つ本発明をさらに説明する。

【００６９】［実施例１］表面伝導型電子放出素子を、
基板を兼ねるリアプレート上に複数形成し、マトリクス
状に配線して電子源を形成し、これを用いて画像形成装
置を作成した。以下に図３（Ａ）〜（Ｅ）、図４を参照
して、作成手順を説明する。

【００７０】（工程−ａ）洗浄した青板ガラスの表面
に、０.５μｍのＳｉＯ₂層をスパッタリングにより形
成し、リアプレート１とした。つづいて超音波加工機に
より高圧導入端子の導入のための直径４ｍｍの円形の通
過孔（図１の７）を形成した。

【００７１】該リアプレート上にスパッタ成膜法とフォ
トリソグラフィー法を用いて表面伝導型電子放出素子の
素子電極２１と２２を形成する。材質は５ｎｍのＴｉ、
１００ｎｍのＮｉを積層したものである。素子電極間隔
は２μｍとした（図３（Ａ））。

【００７２】（工程−ｂ）つづいて、Ａｇペーストを所
定の形状に印刷し、焼成することによりＹ方向配線２３
を形成した。該配線は電子源形成領域の外部まで延長さ
れ、図１における電子源駆動用配線３−２となる。該配
線２３の幅は１００μｍ、厚さは約１０μｍである（図
３（Ｂ））。

【００７３】（工程−ｃ）次に、ＰｂＯを主成分とし、
ガラスバインダーを混合したペーストを用い、同じく印
刷法により絶縁層２４を形成する。これは上記Ｙ方向配
線２３と後述のＸ方向配線を絶縁するもので、厚さ約２
０μｍとなるように形成した。なお、素子電極２２の部
分には切り欠きを設けて、Ｘ方向配線と素子電極の接続
をとるようにしてある（図３（Ｃ））。

【００７４】（工程−ｄ）つづいて、Ｘ方向配線２５を
上記絶縁層２４上に形成する（図３（Ｄ））。方法はＹ
方向配線２３の場合と同じで、Ｘ方向配線２５の幅は３
００μｍ、厚さは約１０μｍである。つづいて、ＰｂＯ
微粒子よりなる導電性膜２６を形成する。

【００７５】導電成膜２６の形成方法は、配線２３，２
５を形成した基板１上に、スパッタリング法によりＣｒ
膜を形成し、フォトリソグラフィー法により、導電性膜
２６の形状に対応する開口部をＣｒ膜に形成する。

【００７６】つづいて、有機Ｐｄ化合物の溶液（ｃｃｐ
−４２３０：奥野製薬（株）製）を塗布して、大気中３
００℃、１２分間の焼成を行って、ＰｄＯ微粒子膜を形
成した後、上記Ｃｒ膜をウェットエッチングにより除去
して、リフトオフにより所定の形状の導電性膜２６とす
る（図３（Ｅ））。

【００７７】（工程−ｅ）上記リアプレート上に更に、
ＰｂＯを主成分とし、ガラスバインダーを混合したペー
ストを塗布する。尚、その塗布領域は、上記素子電極２
１，２２，Ｘ方向２５及びＹ方向配線２３、導電性膜２
６が形成された領域（図１の電子源領域２）以外であっ
て、図１の支持枠４の内側に相当する領域である。

【００７８】（工程−ｆ）次に、図４に示すように、形
成すべき低抵抗導体よりやや幅が広くほぼ同じ形状に成
形した厚さ０.５ｍｍの石英ガラス２７にＡｕペースト
を印刷し、焼成してＡｕの低抵抗導体５を形成する。低
抵抗導体５の幅は２ｍｍ、厚さは約１００μｍである。
ただし、グランド接続端子の当接部６となる四隅は半径
５ｍｍの四分の一円、高圧導入端子通過孔７に当たる部
分は、直径８ｍｍの円で、中心に直径４ｍｍの通過孔の
形成されたものである。これを上記リアプレートに、上
記通過孔７を合わせるように置き、ガラスペーストを熱
処理して、絶縁層を形成、同時に上記低抵抗導体５を担
持した石英ガラス２７を所定の位置に固定する。

【００７９】ここで、石英ガラス２７を用いたのは、低
抵抗導体５と電子源駆動用配線３−１，３−２，３−３
との間の絶縁耐圧を十分にとるためで、ガラスペースト
などにより十分な絶縁耐圧が得られる場合には、ガラス
ペーストにより絶縁層を形成した後、その上に低抵抗導
体５を形成してもよい。

【００８０】（工程−ｇ）図１、図２に示すように、リ
アプレート１とフェースプレート１１との間の隙間を形
成する支持枠４と上記リアプレートとをフリットガラス
を用いて接続する。ゲッタ８の固定もフリットガラスを
用いて同時に行う。容器の内面となる部分に、カーボン
微粒子分散液をスプレーコート、乾燥して帯電防止膜１
４を形成する。形成条件は、帯電防止膜１４のシート抵
抗値が１０⁸Ω／□程度となるように予め求めておいた
条件とする。

【００８１】（工程−ｈ）つづいて、フェースプレート
を作成する。リアプレートと同様に、ＳｉＯ₂層を設け
た青板ガラスを基体として用いる。超音波加工により、
排気管接続用の開口部とグランド接続端子導入口を形成
する。つづいて、印刷により高圧導入端子当接部と、こ
れを後述のメタルバックを接続する配線をＡｕにて形
成、さらに蛍光膜のブラックストライプ、つづいてスト
ライプ状の蛍光体を形成、フィルミング処理を行った
後、この上に厚さ約２０μｍのＡｌ膜を真空蒸着法によ
り堆積して、メタルバックとした。さらにフェースプレ
ートの容器内部となる面に、前述と同様にカーボン微粒
子分散液をスプレーして帯電防止膜１４を形成する。こ
うして形成された膜のうち、上記メタルバック上に形成
された部分は、入射した電子ビームが反射されるのを制
御する効果がある。これにより反射された電子が真空容
器の内壁などに衝突しチャージアップを起こすことを防
ぐなど、好ましい効果がある。

【００８２】（工程−ｉ）前記リアプレートと接合した
支持枠４を上記のフェースプレートとフリットガラスを
用いて接合する。グランド接続端子、高電圧導入端子及
び排気管の接合も同時に行う。グランド接続端子、高圧
導入端子はＡｕを被覆したＡｇの棒を、アルミナを主成
分とする碍子に貫入したものである。

【００８３】なお、電子源の各電子放出素子と、フェー
スプレートの蛍光膜の位置が正確に対応するように、注
意深く位置合わせを行う。

【００８４】（工程−ｊ）上記画像形成装置を、不図示
の排気管を介して真空排気装置に接続し、容器内を排気
する。容器内の圧力が１０^-4Ｐａ以下となったところ
で、フォーミング処理を行う。

【００８５】フォーミング工程は、Ｘ方向の各行毎に、
Ｘ方向配線に図５（Ｂ）に模式的に示すような波高値の
漸増するパルス電圧を印加して行った。パルス間隔Ｔ₁
は１０ｓｅｃ．、パルス幅Ｔ₂は１ｍｓｅｃ．とした。
なお、図には示されていないが、フォーミング用のパル
スの間に波高値０.１Ｖの矩形波パルスを挿入して電流
値を測定して、電子放出素子の抵抗値を同時に測定し、
１素子あたりの抵抗値が１ＭΩを越えたところで、その
行のフォーミング処理を終了し、次の行の処理に移る。
これを繰り返して、すべての行についてフォーミング処
理を完了する。

【００８６】（工程−ｋ）次に活性化工程処理を行う。
この処理に先立ち、上記画像形成装置を２００℃に保持
しながらイオンポンプにより排気し、圧力を１０^-5Ｐａ
以下まで下げる。つづいてアセトンを真空容器内に導入
する。圧力は、１.３×１０^-2Ｐａとなるよう導入量を
調整した。つづいて、Ｘ方向配線にパルス電圧を印加す
る。パルス波形は、波高値１６Ｖの矩形波パルスとし、
パルス幅は１００μｓｅｃ．とし１パルス毎に１２５μ
ｓｅｃ間隔でパルスを加えるＸ方向配線を隣の行に切り
替え、順次行方向の各配線にパルスを印加することを繰
り返す。この結果各行には１０ｍｓｅｃ．間隔でパルス
が印加されることになる。この処理の結果、各電子放出
素子の電子放出部近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形
成され、素子電流Ｉｆが大きくなる。

【００８７】（工程−ｌ）つづいて、安定化工程とし
て、真空容器内を再度排気する。排気は、画像形成装置
を２００℃に保持しながら、イオンポンプを用いて１０
時間継続した。この工程は真空容器内に残留した有機物
質分子を除去し、上記炭素を主成分とする堆積膜のこれ
以上の堆積を防いで、電子放出特性を安定させるための
ものである。

【００８８】（工程−ｍ）画像形成装置を室温に戻した
後、工程−ｋで行ったのと同様の方法で、Ｘ方向配線に
パルス電圧を印加する。さらに上記の高電圧導入端子を
通じて、画像形成部材に５ｋＶの電圧を印加すると蛍光
膜が発光する。なお、このときグランド接続端子をグラ
ンドに接続する。目視により、発光しない部分あるいは
非常に暗い部分がないことを確認し、Ｘ方向配線及び画
像形成部材への電圧の印加をやめ、排気管を加熱溶着し
て封止する。つづいて、高周波加熱によりゲッタ処理を
行い、画像形成装置を完成する。

【００８９】なお、上記と同様にして形成したもう一つ
の画像形成装置について、フェースプレートの一部を切
り取り、低抵抗導体とグランドの間のインピーダンスの
測定を行ったところ、約１０Ωであった。次いで、グラ
ンド接続端子とグランドの間の接続を切り離して測定し
たところ、約１ＭΩであった。この値は、グランド接続
ランイを介さない低抵抗導体とグランドとの間の抵抗値
である。

【００９０】上記実施例１の画像形成装置を上記の（工
程−ｍ）と同様に電子源と画像形成部材に電圧を印加し
て、画像形成部材を発光させた。このとき、画像形成部
材に印加する電圧は、６ｋＶとした。

【００９１】なお、図６（Ａ）には示していないが、測
定中は上記画像形成装置のフェースプレートの周辺部を
グランドに接続された導電性ゴムで押さえて固定した。
これにより、フェースプレートと支持枠、支持枠とリア
プレートの間には電界電流はほとんど流れず、接合部の
フリットガラスが、前述したように劣化することが避け
られる。

【００９２】測定は、図６（Ａ）に模式的に示すよう
に、高圧電源３１と、高電圧導入端子１８の間に電流計
３２を置き、電流値を検出して放電の発生を検知した。
ここで、２は電子源、１２は画像形成部材、３３はレコ
ーダ、３４は電子源駆動回路、３５は画像形成装置であ
る。電流計３２に流れる電流は通常は小さなもので、こ
れはほとんどが画像形成装置３５の真空容器内面の帯電
防止膜１４を通して流れる電流であると思われるが、図
６（Ｂ）に模式的に示すように、時折矢印で示した様な
ピークが現れる。これは真空容器内で放電が発生したこ
とを示すものである。このように電流値を記録すること
により、放電の発生回数を知ることができる。

【００９３】上記の画像形成装置について１０時間観測
を続けたところ、実施例１の画像形成装置では６回の放
電が確認されたが、画面に線状などの顕著な欠陥は確認
されなかった。

【００９４】［実施例２］低抵抗導体５をグラファイト
ペーストを用いて形成したことを除いて、実施例１と同
様の画像形成装置を作成した。上記と同様の評価を行っ
たところ、実施例１と同様の結果が得られた。実施例１
では低抵抗導体５をＡｕを焼成して形成したが、グラン
ドまでの電気抵抗は１００Ω程度となり、その効果には
差異がないことがわかる。

【００９５】［実施例３］実施例１では、グランド接続
端子をフェースプレート側から、高電圧導入端子をリア
プレート側から真空容器内に導入した構成であったが、
グランド接続端子をリアプレート側から、高電圧導入端
子をフェースプレート側から導入してもよい。図７
（Ａ），（Ｂ）は、グランド接続端子をリアプレート側
から、高電圧導入端子をフェースプレート側から導入し
た場合の構造を模式的に示したものである。このような
構成においても、観測の結果、実施例１と同様の効果が
得られる。この場合、高圧端子の碍子１７の側面には、
放電を生ずるような高圧がかかることはなく、従ってそ
れに対応する低抵抗導体を必要としない。

【００９６】［実施例４］本実施例は、工程−ｈにおけ
る帯電防止膜の形成を省略したほかは、実施例１と同様
に作成したものである。実施例１と同様に画像形成部材
に電圧を印加し、本発明の効果を測定したところ、１５
回の放電が観測されたが、これによる電子放出素子の破
損は確認されなかった。

【００９７】［実施例５］図１３（Ａ）は本実施例の画
像形成装置の構成を模式的に示した平面図で、フェース
プレートを取り除いて上方から見た場合の構成を示す。
図３（Ｂ）は図３（Ａ）中のＤ−Ｄに沿った断面を模式
的に示した図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）におい
て、１９は導電性膜よりなる、グランドライン接続端子
であり、電子源駆動用配線３−１、３−２や低抵抗導体
５と同様の方法で形成される。このようにｂの広い導電
性膜を用いることで、この部分での電気抵抗を十分低く
することが出来る。他の部材は実施例１と同様であり、
実施例１と同様の効果が得られる。ただし、Ｘ方向配線
は１方向のみから真空容器外に引き出される構造で、図
１（Ａ）で参照記号３−３で示される配線と、グランド
ライン接続端子１９とが積層される構造をとらない場合
を示した。

【００９８】このような構造を採用すると、リアプレー
トの端部でグランド接続端子１９にグランドへ接続する
配線を取り付けるために、スペースを必要とするという
問題があるが、フェースプレート乃至リアプレートに貫
通孔を設けてグランド接続端子を取りつける方法よりも
簡易な構造となり、製造も容易である。

【００９９】［実施例６］本実施例は、図１４模式的に
示す様に、低抵抗導体を電子源の一方の側のみに形成し
た構成を有する。なお、高電圧導入端子は、実施例３と
同様にフェースプレートに貫通孔を設けて形成した。他
は実施例１と同様である。本実施例では、電子源の駆動
において、Ｘ方向配線をマイナス、Ｙ方向配線をプラス
とし、電子放出素子と上記配線とは、図３（Ｅ）に示す
様に接続されている場合であって、電子源から放出され
た電子は、図１４において右から左へ向かう運動量の成
分を有する。このため、画像表示部材で散乱された電子
は、左側の真空容器側面に衝突しやすく、この部分で放
電が生じ易いと考えられる。したがって、図１４のよう
に電子源の左側のみに低抵抗導体を配置しても、導電に
よる電子源などの破損を十分に抑制する効果が得られ
る。

【０１００】なお、電子放出素子としては、本実施例の
素子に限らず、横型電界放出型電子放出素子を用いた場
合にも、本実施例と同様な構成が有効である。また、そ
れ以外にも、何かの理由により、放電の生じ易い部分が
限定される場合には、それに対応した位置に低抵抗導体
を配置する事により、効果が期待される。

【０１０１】［実施例７］本実施例は、高電圧導入端子
１８、グランド接続端子１５をともにリアプレートを貫
通するように設けたものである。図１２は本実施例の構
成を説明する、フェースプレートを取り除いた状態での
平面図である。図中のラインＡ−ＡおよびＣ−Ｃに沿っ
た断面の構成は、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に示した
ものと同様である。ラインＢ−Ｂに沿った断面の構成
は、図７（Ａ）に示したものと同様であり、グランド接
続端子１５の導体棒１６が低抵抗導体５に接続されてい
る。このように構成すると、大電流の流れる可能性のあ
るグランド接続端子、高電圧を印加する必要のある高圧
端子のいずれも、画像形成装置の裏側に取り出す構造と
なり、利用者がこれらの端子にふれないように安全対策
を行う上で、好都合である。また、画像表示装置として
も表示面に突出物がなくなるので、観測者への違和感も
なく、視野角への遮蔽もなく、更にリアプレートの裏側
に駆動回路等を搭載できるので、薄型化にも貢献できる
等、設計の自由度を増すことが出来る。なお、高電圧導
入端子およびグランド接続端子を設ける位置は、本実施
例のものにかぎられるものではなく、適用する画像形成
装置の構造に合わせて、適宜設計することが出来る。

【０１０２】なお、上記実施例では、電子源を構成する
電子放出素子として、表面伝導型電子放出素子を用いた
場合を示したが、本発明の構成がこれに限られるもので
ないことは当然で、電界放出型電子放出素子、半導体電
子放出素子その他各種の電子放出素子を用いた電子源を
使用した場合でも同様に適用できる。

【０１０３】また、実施例においては、画像形成装置の
リアプレートが電子源の基板を兼ねているが、リアプレ
ートと基板を別にして、電子源を作成した後に基板をリ
アプレートに固定してもよい。

【０１０４】その他、本発明の技術的思想の範囲内で、
上記実施形態及び実施例で示した各種部材を、適宜変更
してもよい。また、図１に示した行配線３−１、３−２
は片方向から取り出してもよい。

【０１０５】

【発明の効果】以上述べた本発明の画像形成装置は、装
置の容器内で放電が発生しても、とりわけ、電子源や電
子源駆動回路の劣化、破損の可能性が極めて低く、よっ
て、信頼性の高い画像形成装置である。

【０１０６】また、前記装置の容器を構成する部材への
前記放電によるクラックなどの発生をも防止することが
できる。

【０１０７】また、本発明によれば、電子源を用いた薄
型の画像形成装置の実現をも可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例の構成を模式的に
示す平面図で、リアプレートと支持枠の構成を示す。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示した本発明の一例
の構成を模式的に示す断面図で、それぞれ図１中のＡ−
Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃに沿うの構成を示す。

【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の画像形成装置の製
造工程の一部を示す図である。

【図４】本発明の画像形成装置に用いられた石英板とそ
の上に形成されたシールド導体の概略形状を示す図であ
る。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は、本発明に使用された表面伝
導型電子放出素子の、電子放出部形成の際に用いるパル
スの電圧の波形を示す図である。

【図６】（Ａ）は本発明の画像形成装置の効果を検証す
るために、用いられた装置の概略構成を示す図である。
（Ｂ）は、上記装置により測定される結果を模式的に示
した図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の構成の別の例を示
す模式図である。

【図８】（Ａ），（Ｂ）は、本発明に使用した表面伝導
型電子放出素子の基本的な構成を模式的に示し説明する
平面図及び断面図である。

【図９】上記表面伝導型電子放出素子の典型的な電気的
特性を示す模式図である。

【図１０】本発明の画像形成装置の画像形成部材の構成
の典型的な例を示す図である。

【図１１】（Ａ）は、本発明の効果を説明するための、
等価回路図である。（Ｂ）は、上記等価回路図の実際の
装置との対応を説明するための模式図である。

【図１２】本発明の画像形成装置の更に別の例を示す模
式的平面図である。

【図１３】本発明の構成の更に別の例を示す模式図。Ａ
は平面図、Ｂは断面図である。

【図１４】本発明の構成の更に別の例を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１電子源基板を兼ねるリアプレート２電子源領域３電子源駆動用配線４支持枠５シールド導体６グランド端子当接領域７高電圧導入端子通過孔８ゲッタ９ゲッタ遮蔽板１１フロントパネル１２画像形成部材１３絶縁層１４帯電防止膜１５グランド端子１６導体棒１７絶縁碍子１８高圧導入端子２１，２２素子電極２３Ｙ方向配線２４絶縁層２５Ｘ方向配線２６導電性膜２７石英板３１高圧電源３２電流計３３レコーダ３４電子源駆動回路３５画像形成装置４１基体４２，４３素子電極４４導電性膜４５電子放出部５１蛍光膜５２黒色導電材５３蛍光体６１画像表示部材を示すポイント６２シールド導体に対応するポイント６３，６４素子電極に対するポイント６５電子放出素子６６画像形成部材と電子源の間の容量７１画像形成部材７２真空容器部材の接合部７３電子源駆動用配線７４電解電流を捕捉するための電極７５帯電防止膜の抵抗７６フリットガラスの抵抗７７７１と７２の間のガラスの抵抗７８７１と７４の間のガラスの抵抗７９電子源駆動用電源端子８０電子源駆動用配線の抵抗８１帯電防止膜などの抵抗８２所定電位を有する部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器と、該容器内に配置された電子源及
び画像形成部材と、該電子源の駆動回路とを備える画像形成装置において、該電子源と該画像形成部材との間の該容器の内壁面上に
配置された導電性部材を備え、該導電性部材からグラン
ドに電流が流れ且つ該電子源及び該駆動回路のいずれを
も介さない電流流路Ａを有し、該電流流路Ａの抵抗が、
前記導電性部材からグランドに電流が流れ且つ前記電子
源あるいは前記駆動回路を介するいずれの電流流路Ｂの
抵抗よりも低いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記導電性部材は、前記電子源の全周囲
に配置されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記容器の内壁面に、帯電防止膜を有す
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記帯電防止膜は、前記導電性部材と電
気的に接続されている請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記容器の内壁面に、１０⁸Ω／□〜１
０¹⁰Ω／□のシート抵抗値を有する導電性膜を有する請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記導電性膜は、前記導電性部材と電気
的に接続されている請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記電流流路Ａの抵抗は、前記電流流路
Ｂの抵抗の１／１０以下である請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項８】前記画像形成部材は、前記電子源上に対
向配置されており、前記導電性部材は、該電子源が配置
された基板側に配置されている請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項９】前記導電性部材は、前記電子源の全周囲
に配置されている請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記電流流路Ａは、前記導電性部材に
当接された導体端子を有する請求項８に記載の画像形成
装置。
【請求項１１】前記導体端子は、前記画像形成部材が
配置された基板側から該容器外に取り出されている取り
出し部位を有する請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記導体端子は、前記電子源が配置さ
れた基板側から該容器外に取り出されている取り出し部
位を有する請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記導体端子とその取り出し部位との
間には絶縁体が配置されている請求項１１または１２に
記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記画像形成部材は、前記電子源から
の電子を加速する加速電極を有し、該加速電極への電圧
印加端子が、前記電子源が配置された基板側から該容器
外に取り出されている請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記電流流路Ａは、前記導電性部材に
当接された導体端子を有し、該導体端子は、前記電子源
が配置された基板側から該容器外に取り出されている請
求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記画像形成部材は、前記電子源から
の電子を加速する加速電極を有し、該加速電極への電圧
印加端子が、前記画像形成部材が配置された基板側から
容器外に取り出されている請求項８に記載の画像形成装
置。
【請求項１７】前記加速電極への電圧印加端子とその
取り出し部位との間には絶縁体が配置されている請求項
１４〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】前記加速電極への電圧印加端子の取り
出し部周囲には、前記絶縁体を介して前記導電性部材が
配置されている請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】前記容器の内壁面に、帯電防止膜を有
する請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記帯電防止膜は、前記導電性部材と
電気的に接続されている請求項１９に記載の画像形成装
置。
【請求項２１】前記容器の内壁面に、１０⁸Ω／□〜
１０¹⁰Ω／□のシート抵抗値を有する導電性膜を有する
請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項２２】前記導電性膜は、前記導電性部材と電
気的に接続されている請求項２１に記載の画像形成装
置。
【請求項２３】前記電流流路Ａの抵抗は、前記電流流
路Ｂの抵抗の１／１０以下である請求項８に記載の画像
形成装置。
【請求項２４】前記電子源は、配線に接続された複数
の電子放出素子を有する請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項２５】前記電子源は、複数の電子放出素子
が、複数の行方向配線と複数の列方向配線とによりマト
リクス状に結線されている請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項２６】前記電子放出素子は、冷陰極素子であ
る請求項２４または２５に記載の画像形成装置。
【請求項２７】前記冷陰極素子は、表面伝導型電子放
出素子である請求項２６に記載の画像形成装置。