JP4077972B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線装置および電子線装置が用いられた画像表示装置等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の2種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、「FE型」と称される電界放出型素子や、「MIM型」と称される金属/絶縁層/金属型放出素子等が知られている。
【0003】
表面伝導型放出素子としては、例えば、「M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.,10,1290,(1965)」に記載されているものや、後述する他の例が知られている。
【0004】
この表面伝導型放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象を利用するものである。表面伝導型放出素子としては、前記のエリンソン等によるSnO2薄膜を用いたものの他に、Au薄膜によるもの「G.Dittmer:”Thin Solid Films”,9,317(1972)」や、In2O3/SnO2薄膜によるもの「M.Hartwell and C.G.Fonstad:”IEEE Trans.ED Conf.”,519(1975)」や、カーボン薄膜によるもの「荒木 久他:真空、第26巻、第1号、22(1983)」等が知られている。 上記のような電子放出素子を用いた画像形成装置のうちの、奥行きが薄い平面型の画像形成装置は、省スペースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置に置き換わるものとして注目されている。
【0005】
図14は従来の平面型の画像形成装置をなす表示パネル部の一例を、内部構造を示すためにその表示パネルの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【0006】
図14において、符号2014はリアプレート、符号2016は側壁、符号2012はフェースプレートであり、リアプレート2014、側壁2016およびフュースプレート2012により、表示パネルの内部を真空に維持するための外囲器(気密容器)が形成されている。
【0007】
リアプレート2014には冷陰極素子2022が形成されており、さらに行方向配線(不図示)および列方向配線(不図示)が配線されている。行方向配線と列方向配線との少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁層が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。これら冷陰極素子2022、行方向配線および列方向配線によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。
【0008】
フェースプレート2012の下面には、蛍光体からなる蛍光膜(不図示)が形成されており、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の蛍光体(不図示)が塗り分けられている。また、蛍光膜をなす上記各色蛍光体の間には黒色体(不図示)が設けられており、さらに蛍光膜のリアプレート2014側の面には、Al等からなるメタルバック(不図示)が形成されている。
【0009】
また、上記気密容器の内部は10-6Torr程度の真空に保持されており、画像形成装置の表示面積が大きくなるに従って、気密容器内部と外部の気圧差によるリアプレート2014およびフェースプレート2012の変形あるいは破壊を防止する手段が必要となる。リアプレート2014およびフェースプレート2012の厚みを厚くすることによって気圧差による変形・破壊を防止する手段は、画像形成装置の重量を増加させるのみならず、斜め方向から見たときに画像のゆがみや視差を生ずる。これに対し、図14に示す従来技術においては、比較的薄いガラス板からなり大気圧を支えるための構造支持体(スペーサあるいはリブと呼ばれる)2020が設けられている。このようにして、マルチビーム電子源が形成されたリアプレート2014と蛍光膜が形成されたフェースプレート2012との間は通常サブミリないし数ミリに保たれ、前述したように気密容器内部は高真空に保持されている。
【0010】
以上説明した表示パネルを用いた画像形成装置は、各冷陰極素子2022に電圧を印加すると、各冷陰極素子2022から電子が放出される。それと同時にメタルバックに数百[V]ないし数[kV]の高圧を印加して、上記の放出された電子を加速させ、フェースプレート2012の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に説明した画像形成装置においては、冷陰極素子からの放出電子を加速するためにマルチビーム電子源とフェースプレートとの間に数百V以上の高電圧(すなわち1kV/mm以上の高電界)が印加されるため、スペーサ表面での沿面放電が懸念される。特に、スペーサの近傍から放出された電子の一部がスペーサに当たることにより、あるいは放出電子の作用で生成したイオンがスペーサに付着することにより、スペーサに帯電を引き起こし、放電が誘発される可能性がある。
【0012】
この問題点を解決するために、スペーサに微小電流が流れるようにして帯電を除去するという第1の手段が提案されている。具体的には、絶縁性のスペーサの表面に高抵抗膜を形成することにより、スペーサの表面に微小電流が流れるようにしている。ここで用いられている帯電防止膜は酸化スズ、あるいは酸化スズと酸化インジウムとの混晶薄膜や金属膜である。
【0013】
さらに、上記の問題点を解決するために、リアプレートから蛍光膜までの電位分布への影響を無くすためにスペーサ上にストライプ状の導電性膜を成膜するという第2の手段が、本願出願人によって出願された特開平8−180821号公報に提案されている。
【0014】
一方、スペーサの固定手段としては、電子線放出領域である画像形成領域の外で絶縁性の固定部材(不図示)を用いて固定する手段が、米国特許第5731660号公報明細書に開示されている。
【0015】
本出願人は、第1の手段と第2の手段の両方もしくは一方と、上記のスペーサ固定手段とを用いて検討を行い、その結果、リアプレートと蛍光膜との間に高電圧を印加した場合、スペーサ上の帯電防止膜もしくはストライプ状導電性膜がスペーサの固定領域(固定部材で固定される領域)まで存在すると、スペーサの固定部材周辺の電位分布は図15のようになり、固定部材の上端とフェースプレートとの間で電界集中が起こり、この電界集中によって放電が誘発されるという課題を見出した。このような放電は画像形成中に突発的に発生し、画像を乱すだけでなく、放電箇所近傍の冷陰極素子や蛍光膜を著しく劣化させてしまう。
【0016】
本発明は、スペーサを設けることによる従来の欠点を克服するものであり、高抵抗膜もしくはストライプ状導電性膜とスペーサの固定部材との境界において電界集中が起こることを防止することができる電子線発生装置および該電子線発生装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、電子放出領域を備えたリアプレートと、前記リアプレートと対向し、前記電子放出領域から放出された電子が照射される電子照射領域を備え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との間に設置された絶縁性の支持体と、前記電子放出領域と前記電子照射領域とに挟まれる空間の外に備えられ、前記支持体を前記リアプレートに固定する絶縁性の固定部材と、を有し、前記支持体の前記空間の領域と、前記支持体の前記空間の外の領域と、に導電性部材が形成されており、前記導電性部材は、前記支持体が前記固定部材で固定される領域と、該固定部材と前記フェースプレートとの間の領域と、には形成されないことを特徴とする。また、本発明の画像形成装置は、電子放出領域を備えたリアプレートと、前記リアプレートと対向し、前記電子放出領域から放出された電子が照射される電子照射領域を備えたフェースプレートと、前記フェースプレートとの間に設置された絶縁性の支持体と、前記電子放出領域と前記電子照射領域とに挟まれる空間の外に備えられ、前記支持体を前記フェースプレートに固定する絶縁性の固定部材と、を有し、前記支持体の前記空間の領域と、前記支持体の前記空間の外の領域と、に導電性部材が形成されており、前記導電性部材は、前記支持体が前記固定部材で固定される領域と、該固定部材と前記リアプレートとの間の領域と、には形成されないことを特徴とする。
【0018】
上記本発明の画像形成装置の構成によれば、導電性部材が形成されている部分において支持体が固定部材に固定されることがないので、導電性部材と固定部材との境界において電界集中が起こることが防がれ、ひいては電子源もしくは電子被照射部材と固定部材との間に放電が誘発されることが防止される。
【0020】
また、前記導電性部材は、前記電子放出領域と前記電子照射領域との間の電場の方向と垂直な方向に沿って複数設けられている構成としてもよい。
【0021】
さらに、前記導電性部材は面積抵抗が107〜1014Ω/□である高抵抗膜である構成とすることが好ましい。
【0022】
さらに、前記支持体の前記電子放出領域および前記電子照射領域に当接する面のうちの少なくとも一方の面を含む部分に低抵抗膜が形成され、前記高抵抗膜が前記電子放出領域および前記電子照射領域の少なくとも一方に前記低抵抗膜を介して電気的に接続されている構成とすることにより、高抵抗膜と電子放出領域もしくは電子照射領域とが電気的に接続され、高抵抗膜に帯電される電子が電子放出領域もしくは電子照射領域に実質的に移動しやすくなり、高抵抗膜がより帯電しにくくなる。
【0023】
また、前記低抵抗膜の少なくとも一部が前記高抵抗膜で覆われている構成としてもよく、さらには前記低抵抗膜は前記高抵抗膜との境界部が前記高抵抗膜で覆われている構成とすることが好ましい。これにより、低抵抗膜のエッジ部における電界集中が緩和される。
【0024】
さらに、前記低抵抗膜の前記電子放出領域または前記電子照射領域に当接される部分を除く部分が前記高抵抗膜で覆われている構成としてもよく、さらには前記低抵抗膜は全ての部分が前記高抵抗膜で覆われている構成としてもよい。
【0025】
また、前記支持体は前記低抵抗膜が形成された後に前記高抵抗膜が形成されることによって構成されていてもよい。
【0026】
さらに、前記支持体の最外表面には前記電子放出領域と前記電子照射領域との間の電場の方向と垂直な方向に沿って複数のストライプ状導電性膜が設けられている構成としてもよい。
【0032】
上記のように構成された本発明の画像形成装置によれば、導電性膜と固定部材との境界において電界集中が起こることが防がれ、電子源もしくは電子被照射部材と固定部材との間に放電が誘発されることが防止されるので、放電による画像乱れ等が発生せず、良好な画像が形成される。
【0034】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0035】
最初に、本発明の画像形成装置の一実施形態における表示パネルについて説明する。
【0036】
図1は、本発明の画像形成装置の一実施態様に用いられた表示パネルを、その内部構造を示すために一部を切り欠いて示す斜視図である。
【0037】
図1において、符号1015はリアプレート、符号1016は側壁、符号1017はフェースプレートであり、これらにより表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器が形成されている。この気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要がある。そのため、例えばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏400〜500度で10分以上焼成することにより封着を達成する。また、上記気密容器の内部は10-6Torr程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器の破壊を防止する目的で、画像形成領域に支持体としてのスペーサ1020が設けられている。ここで、画像形成領域とは、図2に示す太線で囲まれる領域であり、具体的には電子源である基板1011における電子放出領域と、電子被照射領域である蛍光膜1018における電子が照射される領域との間に挟まれる空間をいう。なお、スペーサ1020は電子源である基板1011と電子被照射領域である蛍光膜1018との間の間隔を一定に維持する機能も有している。
【0038】
次に、本実施形態の画像形成装置に用いられる電子源基板について説明する。
本実施形態の画像形成装置に用いられる電子源基板は、複数の冷陰極素子1012が基板1011上に配列されることにより構成されている。冷陰極素子の配列の方式には、冷陰極素子を並列に配置し、個々の素子の両端を配線で接続するはしご型配置や、冷陰極素子の一対の素子電極のX方向配線、Y方向配線をそれぞれ接続した単純マトリクス配置が挙げられる。なお、はしご型配置の電子源基板を有する画像形成装置には、電子放出素子からの電子の飛翔を制御する電極である制御電極(グリッド電極)を必要とする。
【0039】
リアプレート1015には基板1011が固定されているが、その基板1011上にはN×M個の冷陰極素子1012が形成されている。なお、N,Mは2以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装置においては、N=3000,M=1000以上の数を設定することが望ましい。N×M個の冷陰極素子1012は、M本の行方向配線1013とN本の列方向配線1014とにより単純マトリクス配線されている。これらの基板1011、冷陰極素子1012、行方向配線1013および列方向配線1014によって構成される部分をマルチ電子ビーム源(電子源)と呼ぶ。
【0040】
本実施形態の画像形成装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰極素子1012が単純マトリクス状に配線された電子源もしくは冷陰極素子1012がはしご型に配置された電子源であれば、冷陰極素子1012の材料や形状あるいは製法に制限はない。したがって、マルチ電子ビーム源には、たとえば表面伝導型放出素子やFE型、あるいはMIM型等の冷陰極素子を用いることができる。
【0041】
次に、冷陰極素子としての表面伝導型放出素子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。
【0042】
図3は、図1に示した画像形成装置に用いられているマルチ電子ビーム源(電子源)を示す平面図である。基板1011(図1参照)上には、表面伝導型放出素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極1013と列方向配線電極1014により単純マトリクス状に配線されている。行方向配線電極1013と列方向配線電極1014との交差する部分には、各電極間に絶縁層(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【0043】
このような構造のマルチ電子ビーム源は、あらかじめ基板1011上に行方向配線電極1013、列方向配線電極1014、電極間絶縁層(不図示)および表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜とを形成した後に、行方向配線電極1013および列方向配線電極1014を介して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性化処理とを行うことにより製造される。
【0044】
本実施態様においては、気密容器のリアプレート1015にマルチ電子ビーム源の基板1011を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板1011が十分な強度を有するものである場合には、気密容器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板1011自体を用いてもよい。
【0045】
また、図1を参照すると、フェースプレート1017の下面には蛍光膜1018が形成されている。本実施態様の画像形成装置ではカラー表示パネルが用いられているので、蛍光膜1018の部分にはCRTの分野で用いられる赤、緑、青の3原色の蛍光体が塗り分けられている。各色の蛍光体は、例えば図4に示すようにストライプ状に塗り分けられ、各色の蛍光体のストライプの間には黒色の導電体1010が設けてある。黒色導電体1010を設ける目的は、電子ビームの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生じないようにすることや、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜1018のチャージアップを防止すること等のためである。黒色導電体1010には黒鉛を主成分として用いることができるが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いてもよい。
【0046】
また、3原色の蛍光体の塗り分け方は図4に示したストライプ状の配列に限られるものではなく、例えば図5に示すようなデルタ状配列や、それ以外の配列であってもよい。なお、モノクロームの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜1018に用いればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよい。
【0047】
さらに、蛍光膜1018のリアプレート1015側の面には、CRTの分野では公知の、加速電極としてのメタルバック1019が設けられている。メタルバック1019を設ける目的は、蛍光膜1018が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させることや、負イオンの衝突から蛍光膜1018を保護することや、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や、蛍光膜1018を励起した電子の導電路として作用させること等のためである。メタルバック1019は、蛍光膜1018をフェースプレート基板1017上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理し、その上にAlを真空蒸着する方法により形成されている。なお、蛍光膜1018に低電圧用の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック1019は用いない。
【0048】
また、本実施態様では用いなかったが、加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェースプレート基板1017と蛍光膜1018との間に、例えばITOを材料とする透明電極を設けてもよい。
【0049】
次に、図1に示した画像形成装置におけるスペーサについて、より詳細に説明する。
【0050】
図1に示されているように、スペーサ1020は電子線放出領域の幅よりも長く、電子線放出領域の外で固定部材1021によってフェースプレート1017もしくはリアプレート1015に固定される。通常、スペーサ1020の固定領域は電子放出領域(画像形成領域)の外に数十mm以上離されている。
【0051】
本実施形態では、スペーサ1020の固定は、まず、スペーサ1020を固定するための溝が形成されている絶縁性材料(例えばアルミナ)からなる固定部材1021を、リアプレート1015上の画像形成領域外の領域に接着剤を用いて固定し、その溝に接着剤を用いてスペーサ1020を固定することにより行われる。接着剤としては、数百度の高温に耐え、真空中での脱ガスが少ないものが望ましく、例えばセラミック系の接着剤が有効である。
【0052】
図6は図1に示した画像形成装置のA−A線における断面図、図7は図6に示したスペーサ等を示す正面図である。図6において、符号1040は素子電極を示す。
【0053】
スペーサ1020には、少なくともスペーサ1020の固定領域(固定部材1021によって固定される領域)を除いた領域において、帯電防止を目的として導電性膜からなる高抵抗膜1020bおよびリアプレート1015とフェースプレート1017との間の電位分布への影響を無くすための複数のストライプ状導電性膜1020dが成膜されている。このように、少なくともスペーサ1020の固定領域を除いた領域において、スペーサ1020に高抵抗膜1020bおよびストライプ状導電性膜1020dを成膜することによって、高抵抗膜1020bおよびストライプ状導電性膜1020dとスペーサ1020の固定部材1021との境界への電界集中を防ぐことができる。高抵抗膜1020bおよびストライプ状導電性膜1020dは、スペーサ1020の少なくとも画像形成領域内に配置される部分に形成されている。
【0054】
高抵抗膜1020bおよびストライプ状導電性膜1020dは、あるいは、スペーサ1020の固定領域を除いて、スペーサ1020の画像形成領域の外に配置される部分にまで延長された状態に形成されていてもよい。これにより、スペーサ1020のうちの画像形成領域内に配置される部分全体に高抵抗膜1020bおよびストライプ状導電性膜1020dが設けられることとなるため、これらによるスペーサ1020の帯電防止がより良好になされる。なお、このとき、高抵抗膜1020bおよびストライプ状導電性膜1020dは、スペーサ1020の高さの数倍の長さが画像形成領域の外に延長された状態に設けられる。
【0055】
また、各ストライプ状導電性膜1020dは、リアプレート1015の電子源とフェースプレート1017の蛍光膜1018との間に発生する電場の方向に対して垂直な方向に沿って設けられている。なお、スペーサ1020は、高抵抗膜1020bおよびストライプ状導電性膜1020dのうちの少なくとも一方が形成されている構成であってもよい。
【0056】
高抵抗膜1020bは、絶縁性部材1020aの表面のうちの少なくとも気密容器内の真空中に露出する面に成膜されており、フェースプレート1017の内側(メタルバック1019等)および基板1011の表面(行方向配線1013または列方向配線1014)に電気的に接続されている。本実施形態においては、スペーサ1020は薄板状に形成され、行方向配線1013に沿って平行に配置され、行方向配線1013に電気的に接続されている。
【0057】
スペーサ1020としては、基板1011上の行方向配線1013および列方向配線1014とフェースプレート1017内面のメタルバック1019との間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつスペーサ1020の表面への帯電を防止する程度の導電性を有する必要がある。この点に関しては、既に述べた通りである。
【0058】
スペーサ1020の絶縁性部材1020aの材料としては、例えば石英ガラス、Na等の不純物含有量を減少させたガラス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。なお、絶縁性部材1020aはその熱膨張率が気密容器および基板1011を構成する部材と近いものが好ましい。
【0059】
スペーサ1020を構成する高抵抗膜1020bには、高電位側のフェースプレート1017(メタルバック1019等)に印加される加速電圧Vaを帯電防止膜である高抵抗膜1020bの抵抗値Rsで除した電流が流れる。そこで、スペーサの抵抗値Rsは帯電防止および消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止の観点から表面抵抗R/□は1014Ω以下であることが好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには表面抵抗R/□は1013Ω以下であることがさらに好ましい。表面抵抗の下限はスペーサ1020の形状とスペーサ間に印加される電圧により左右されるが、107Ω以上であることが好ましい。
【0060】
絶縁材料上に形成された高抵抗膜1020bの厚みtは10nm〜1μmの範囲が望ましい。材料の表面エネルギーおよび基板との密着性や基板温度によっても異なるが、一般的に厚みが10nm以下である薄膜は島状に形成され、抵抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚tが1μm以上では膜応力が大きくなって膜はがれの危険性が高まり、かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪い。従って、膜厚tは50〜500nmであることが望ましい。表面抵抗R/□はρ/tで示され、以上に述べた高抵抗膜1020bの表面抵抗R/□と厚みtとの好ましい範囲から、帯電防止膜の比抵抗ρは0.1Ωcmから108Ωcmであることが好ましい。さらに表面抵抗と膜厚とのより好ましい範囲を実現するためには、ρは102から106Ωcmとすることが好ましい。
【0061】
スペーサ1020は、上述したようにその上に形成した高抵抗膜1020bに電流を流すことにより、あるいはディスプレイ全体が動作中に発熱することにより、その温度が上昇する。高抵抗膜1020bの抵抗温度係数が大きな負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、スペーサ1020に流れる電流が増加し、さらに温度上昇をもたらす。そして電流は電源の限界を越えるまで増加しつづける。このような電流の暴走が発生する抵抗温度係数の値は経験的に負の値で絶対値が1%以上である。そのため、高抵抗膜1020bの抵抗温度係数は−1%未満であることが望ましい。
【0062】
帯電防止特性を有する高抵抗膜1020bの材料としては、例えば金属酸化物を用いることができる。金属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化物が好ましい材料である。その理由は、これらの酸化物は二次電子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子1012から放出された電子がスペーサ1020に当たった場合においても帯電しにくためと考えられる。金属酸化物以外にも、炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料である。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、スペーサ1020の抵抗を所望の値に制御しやすい。
【0063】
帯電防止特性を有する高抵抗膜1020bの他の材料として、アルミと遷移金属合金との窒化物は、遷移金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体まで広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料である。さらには、後述する画像形成装置の作製工程において抵抗値の変化が少なく安定な材料であり、かつその抵抗温度係数が−1%未満であり、実用的に使いやすい材料である。上記の遷移金属元素としてはTi,Cr,Ta等が挙げられる。
【0064】
合金窒化膜は、スパッタ、窒素ガス雰囲気中での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により、絶縁性部材1020a上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形成法で作製することができるが、この場合窒素ガスに代えて酸素ガスを使用する。その他、CVD法、アルコキシド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は蒸着法、スパッタ法、CVD法、プラズマCVD法で作製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに炭化水素ガスを使用する。成膜範囲は画像形成領域内にさらされる部分だけであるので、スペーサ1020をフェースプレート1017またはリアプレート1015に固定するための領域はマスク処理などを行う。また、この成膜しない領域を用いてディッピングなどの成膜方法も用いることが可能である。
【0065】
再び図1を参照すると、Dx1〜Dxm、Dy1〜DynおよびHvは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。Dx1〜Dxmはマルチ電子ビーム源の行方向配線1013と、Dy1〜Dynはマルチ電子ビーム源の列方向配線1014と、Hvはフェースプレートのメタルバック1019とそれぞれ電気的に接続している。
【0066】
また、気密容器内部を真空となるように排気するには、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポンプとを接続し、気密容器内を10-7Torr程度の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜(不図示)を形成する。ゲッター膜とは、たとえばBaを主成分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、そのゲッター膜の吸着作用により気密容器内は10-5から10-7Torrの真空度に維持される。
【0067】
以上説明した表示パネルを用いた画像形成装置は、容器外端子Dx1〜DxmおよびDy1〜Dynを通じて各冷陰極素子1012に電圧を印加すると、各冷陰極素子1012から電子が放出される。それと同時にメタルバック1019に容器外端子Hvを通じて数百[V]から数[kV]の高圧を印加して、上記の放出された電子を加速し、フェースプレート1017の内面のターゲットとしての蛍光膜1018に衝突させる。これにより、蛍光膜1018をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
【0068】
通常、表面伝導型放出素子(冷陰極素子1012)への印加電圧は12〜16[V]程度、メタルバック1019と冷陰極素子1012との距離は0.1〜8[mm]程度、メタルバック1019と冷陰極素子1012との間の電圧は0.1〜10[kV]程度である。
【0069】
以上、本実施形態の画像形成装置における表示パネルの基本構成と製法、および画像形成装置の概要を説明した。
【0070】
なお、本発明は、画像表示用として好適な画像形成装置に限るものではなく、例えば感光性ドラムと発光ダイオード等とで構成された光プリンタの、発光ダイオード等に代わる発光源として、上記に説明したような画像形成装置を用いることもできる。また、画像形成部材として用いられるのは、蛍光体のように直接発光する物質に限られず、電子の帯電による潜像画像が形成されるような部材であってもよい。さらに、本発明は、例えば電子顕微鏡のように、電子源からの放出された電子の被照射部材が蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合にも適用することができる。したがって、本発明は、電子被照射部材を特定しない一般的な電子線発生装置としての形態もとりうる。
【0071】
【実施例】
次に、上記に説明した画像形成装置の具体的な構成について、図面を参照して説明する。
【0072】
(第1の実施例)
図8は、本発明の画像形成装置の第1の実施例を示す断面図である。図8において、符号1015はリアプレート、符号1016は側壁、符号1017はフェースプレートをそれぞれ示し、これらのリアプレート1015、側壁1016およびフュースプレート1017によって、表示パネルの内部を真空に維持するための外囲器(気密容器)が形成されている。
【0073】
リアプレート1015上に固定されている基板1011には冷陰極素子1021(図1参照)が形成されており、かつ、行方向配線1013および列方向配線1014(図1参照)が配線されている。行方向配線1013と列方向配線1014との少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁層(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【0074】
フェースプレート1017の下面には、蛍光体からなる蛍光膜1018が形成されており、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の蛍光体(不図示)が塗り分けられている。また、蛍光膜1018をなす上記各色蛍光体の間には黒色体(不図示)が設けてあり、さらに蛍光膜1018のリアプレート1015側の面には、Al等からなるメタルバック1019が形成されている。
【0075】
さらに、画像形成装置の内部には、比較的薄いガラス板からなり大気圧を支えるための支持体(スペーサあるいはリブと呼ばれる)1120が、基板1011に絶縁性の治具(不図示)を用いて設けられている。
【0076】
図8および図9に示すように、本実施例のスペーサ1120は、帯電防止膜としての高抵抗膜1120bを確実に機能させるために、リアプレート1015あるいは蛍光膜1018と当接される面の少なくとも1方の面に低抵抗膜1120cが設けられている。これにより高抵抗膜1120bとリアプレート1015あるいは蛍光膜1018との間の電気的接続が確保される。また、低抵抗膜1120cの少なくとも一部が高抵抗膜1120bによって覆われる構成にすることにより、低抵抗膜1120cのエッジ部における電界集中を緩和している。
【0077】
ここで、低抵抗膜1120cとは、低抵抗膜が設けられていないときに比べて、キャリア(電子または正孔)を高抵抗膜1120bから電子源側もしくは正制御電極(加速電極)側に実質的に移動させやすくすることができるものをいう。より具体的には、高抵抗膜と低抵抗膜との関係は、高抵抗膜の抵抗率が低抵抗膜の抵抗率よりも高い関係になっているか、あるいは高抵抗膜のシート抵抗が低抵抗膜のシート抵抗よりも高くなっており、それにより実質的に高抵抗膜のキャリアを電子源側もしくは制御電極側に移動させやすくなっているかの、少なくとも一方の条件を満たしていればよい。以下では、低抵抗膜について中間電極層(中間層)という名称も用いる。中間電極層(中間層)は以下の(1)〜(3)に列挙する複数の機能を有する。
【0078】
(1)高抵抗膜1120bをフェースプレート1017および基板1011と電気的に接続する。
【0079】
既に説明したように、高抵抗膜1120bはスペーサ1120の表面での帯電を防止する目的で設けられたものであるが、高抵抗膜1120bをフェースプレート1017(メタルバック1019等)および基板1011(配線1013、1014等)と直接接続した場合、接続部界面に大きな接触抵抗が発生し、スペーサ1120の表面に発生した電荷を速やかに除去できなくなる可能性がある。これを避けるために、フェースプレート1017および基板1011と接触するスペーサ1120の当接面あるいは側面部に、低抵抗の中間層を設けている。
【0080】
(2)高抵抗膜1120bの電位分布を均一化する。
【0081】
冷陰極素子1012から放出された電子は、フェースプレート1017と基板1011との間に形成された電位分布に従って電子軌道をなす。スペーサ1120の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにするためには、高抵抗膜1120bの電位分布を全域にわたって制御する必要がある。高抵抗膜1120bをフェースプレート1017(メタルバック1019等)および基板1011(配線1013、1014等)と直接接続した場合、接続部界面の接触抵抗のために、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜1120bの電位分布が所望の値からずれてしまう可能性がある。これを避けるために、スペーサ1120がフェースプレート1017および基板1011と当接するスペーサ1120の端部(当接面或いは側面部)の全長域に低抵抗の中間層を設け、この中間層部に所望の電位を印加することによって、高抵抗膜1120b全体の電位を制御することを可能にした。
【0082】
(3)放出電子の軌道を制御する。
【0083】
冷陰極素子1012より放出された電子は、上述したように、フェースプレート1017と基板1011との間に形成された電位分布に従って電子軌道をなす。スペーサ1120近傍の冷陰極素子1012から放出された電子の軌道に関しては、スペーサ1120が設置されていることに伴う制約(配線、素子位置の変更等)が生じる場合がある。このような場合、歪みやむらの無い画像を形成するためには、放出された電子の軌道を制御してフェースプレート1017上の所望の位置に電子を照射する必要がある。フェースプレート1017および基板1011と当接する面の側面部に低抵抗の中間層を設けることにより、スペーサ1120近傍の電位分布に所望の特性を持たせ、放出された電子の軌道を制御することができる。
【0084】
また、低抵抗膜1120cの材料は、高抵抗膜1120bの材料に比べて十分に低い抵抗値を有するものを選択すればよく、Ni,Cr,Au,Mo,W,Py,Ti,Al,Cu,Pd等の金属、あるいは合金、およびPd,Ag,Au,RuO2,Pd−Ag等の金属や金属酸化物とガラス等とから構成される印刷導体、あるいはIn2O3−SnO2等の透明導体およびポリシリコン等の半導体材料等から適宜選択することができる。
【0085】
また、リアプレート1015から蛍光膜1018までの電位分布への影響を無くすために、スペーサ1120上にストライプ状導電性膜1120dを成膜した。このように、少なくともスペーサ1120の固定領域を除いた領域において、スペーサ1120に高抵抗膜1120b、低抵抗膜1120cおよびストライプ状導電性膜1120dを成膜することによって、高抵抗膜1120b、低抵抗膜1120cおよびストライプ状導電性膜1120dによる電場の拡張を防ぎ、放出電子軌道への影響を無くし、かつ、高抵抗膜1120b、低抵抗膜1120cおよびストライプ状導電性膜1120dとスペーサ1120の固定部材1021との境界への電界集中を防ぐことができた。
【0086】
図9は図8に示したスペーサ等を示す正面図である。基板1011の上には冷陰極素子1012が配列され、電子放出領域Lが形成されている。スペーサ1120は電子放出領域からL2だけ離れたところで固定部材1021によって固定されている。ここで、L2の長さは約20mmである。また、スペーサ1120上には、電子放出領域からL1のところまで導電性膜が成膜されている。ここで、L1の長さは6mmとした。なお、スペーサ1120の高さは2mmとした。
【0087】
これにより、上記のようにマルチビーム電子源が形成されたリアプレート1015と、蛍光膜1018が形成されたフェースプレート1017との間は約2mmの間隔に保たれ、前述したように気密容器内部は高真空に保持されている。
【0088】
(第2の実施例)
図10は本発明の画像形成装置の第2の実施例を示す断面図、図11は図10に示したスペーサ等を示す正面図である。図10において、図8に示した画像形成装置と同じ構成には同符号を付し、それらの詳しい説明は省略する。
【0089】
本実施例におけるスペーサ1220は、側面にストライプ状導電性膜が設けられていない点を除いて、図8および図9に示したスペーサ1120と同様に構成されている。本実施例においても、高抵抗膜1220bおよび低抵抗膜1220cとスペーサ1220の固定部材1021との境界への電界集中を防ぐことができた。
【0090】
(第3の実施例)
図12は本発明の画像形成装置の第3の実施例を示す断面図、図13は図12に示したスペーサ等を示す正面図である。図12において、図8に示した画像形成装置と同じ構成には同符号を付し、それらの詳しい説明は省略する。
【0091】
本実施例におけるスペーサ1320は、高抵抗膜および低抵抗膜が設けられていない点を除いて、図8および図9に示したスペーサ1120と同様に構成されている。本実施例においても、ストライプ状導電性膜1320dとスペーサ1320の固定部材1021との境界への電界集中を防ぐことができた。
【0092】
なお、上記の実施形態および各実施例ではスペーサの固定部材をリアプレート1015側に固定する場合を例に挙げて説明したが、スペーサの固定部材をフェースプレート1017側に固定した場合であっても、同様の効果を得ることができる。
【0093】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電子源における電子が放出される領域と電子被照射部材における電子が照射される領域との間に挟まれる所定領域の外で支持体を電子源もしくは電子被照射部材に対して固定する固定部材が備えられているとともに、支持体の少なくとも所定領域内に配置される部分には支持体が帯電することを防ぐための導電性部材が形成されているので、導電性部材と固定部材との境界において電界集中が発生することが防ぐことができ、ひいては電子源もしくは電子被照射部材と固定部材との間に放電が誘発されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施態様に用いられた表示パネルを、その内部構造を示すために一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図2】図1に示した画像形成装置における画像形成領域を示す斜視図である。
【図3】図1に示した画像形成装置に用いられているマルチ電子ビーム源(電子源)を示す平面図である。
【図4】図1に示した画像形成装置の蛍光膜における蛍光体の塗り分け状態を示す図である。
【図5】図1に示した画像形成装置の蛍光膜における蛍光体の、他の塗り分け状態を示す図である。
【図6】図1に示した画像形成装置のA−A線における断面図である。
【図7】図6に示したスペーサ等を示す正面図である。
【図8】本発明の画像形成装置の第1の実施例を示す断面図である。
【図9】図8に示したスペーサ等を示す正面図である。
【図10】本発明の画像形成装置の第2の実施例を示す断面図である。
【図11】図10に示したスペーサ等を示す正面図である。
【図12】本発明の画像形成装置の第3の実施例を示す断面図である。
【図13】図12に示したスペーサ等を示す正面図である。
【図14】従来の平面型の画像形成装置をなす表示パネル部の一例を、内部構造を示すためにその表示パネルの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図15】従来の画像形成装置におけるスペーサ固定部材周辺の電位分布を示す図である。
【符号の説明】
1010 黒色導電材
1011 基板
1012 冷陰極素子
1013 行方向配線電極
1014 列方向配線電極
1015 リアプレート
1016 側壁
1017 フェースプレート
1018 蛍光膜
1019 メタルバック
1020,1120,1220,1320 スペーサ
1020a,1120a,1220a,1320a 絶縁性部材
1020b,1120b,1220b 高抵抗膜
1020d,1120d,1320d ストライプ状導電性膜
1021 固定部材
1120c,1220c 低抵抗膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron beam apparatus and an image forming apparatus such as an image display apparatus using the electron beam apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, two types of electron-emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among these, as the cold cathode element, for example, a surface conduction type emission element, a field emission type element called “FE type”, a metal / insulating layer / metal type emission element called “MIM type”, and the like are known. ing.
[0003]
As the surface conduction electron-emitting device, for example, those described in “MI Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290, (1965)” and other examples described later are known. .
[0004]
This surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in parallel to a film surface of a small-area thin film formed on a substrate. As the surface conduction electron-emitting device, SnO by Erinson et al.2In addition to those using thin films, those using Au thin films “G. Dittmer:“ Thin Solid Films ”, 9, 317 (1972)”, In2OThree/ SnO2"M. Hartwell and C. G. Fonstad:" IEEE Trans. ED Conf. ", 519 (1975)", and "Three Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 22 (1983)" are known. Of the image forming apparatuses using the electron-emitting devices as described above, the flat-type image forming apparatus with a small depth is attracting attention as a replacement for a cathode ray tube type display apparatus because it is space-saving and lightweight. .
[0005]
FIG. 14 is a perspective view showing an example of a display panel portion constituting a conventional flat type image forming apparatus, with a part of the display panel cut away in order to show the internal structure.
[0006]
In FIG. 14, reference numeral 2014 denotes a rear plate, reference numeral 2016 denotes a side wall, and reference numeral 2012 denotes a face plate. The rear plate 2014, the side wall 2016 and the fuse plate 2012 are used to maintain the inside of the display panel in a vacuum. (Airtight container) is formed.
[0007]
A cold cathode element 2022 is formed on the rear plate 2014, and further, row direction wiring (not shown) and column direction wiring (not shown) are wired. An insulating layer is formed between the wirings at least at a portion where the row direction wirings and the column direction wirings intersect, and electrical insulation is maintained. A portion constituted by the cold cathode elements 2022, the row direction wiring and the column direction wiring is referred to as a multi-electron beam source.
[0008]
A phosphor film (not shown) made of a phosphor is formed on the lower surface of the face plate 2012, and phosphors (not shown) of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are coated. It is divided. Further, a black body (not shown) is provided between the above-described phosphors forming the fluorescent film, and a metal back (not shown) made of Al or the like is provided on the surface of the fluorescent film on the rear plate 2014 side. Is formed.
[0009]
The inside of the above airtight container is 10-6A vacuum of about Torr is maintained, and as the display area of the image forming apparatus increases, a means for preventing deformation or destruction of the rear plate 2014 and the face plate 2012 due to a difference in atmospheric pressure between the inside and outside of the hermetic container is required. Means for preventing deformation and destruction due to a pressure difference by increasing the thickness of the rear plate 2014 and the face plate 2012 not only increases the weight of the image forming apparatus, but also causes distortion and parallax of the image when viewed from an oblique direction. Is produced. On the other hand, in the prior art shown in FIG. 14, a structural support (referred to as a spacer or a rib) 2020 made of a relatively thin glass plate for supporting atmospheric pressure is provided. In this way, the space between the rear plate 2014 on which the multi-beam electron source is formed and the face plate 2012 on which the fluorescent film is formed is usually maintained at a submillimeter to several millimeters, and the inside of the hermetic container is kept in a high vacuum as described above. Is retained.
[0010]
The image forming apparatus using the display panel described above emits electrons from each cold cathode element 2022 when a voltage is applied to each cold cathode element 2022. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back to accelerate the emitted electrons and collide with the inner surface of the face plate 2012. As a result, the phosphors of the respective colors forming the fluorescent film are excited to emit light, and an image is displayed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the image forming apparatus described above, a high voltage of several hundred volts or more (that is, a high voltage of 1 kV / mm or more) is applied between the multi-beam electron source and the face plate in order to accelerate the emitted electrons from the cold cathode elements. Since an electric field is applied, there is a concern about creeping discharge on the spacer surface. In particular, when a part of the electrons emitted from the vicinity of the spacer hits the spacer or ions generated by the action of the emitted electrons adhere to the spacer, the spacer may be charged and discharge may be induced. is there.
[0012]
In order to solve this problem, a first means has been proposed in which charging is removed so that a minute current flows through the spacer. Specifically, by forming a high resistance film on the surface of the insulating spacer, a minute current flows on the surface of the spacer. The antistatic film used here is tin oxide, a mixed crystal thin film of tin oxide and indium oxide, or a metal film.
[0013]
Further, in order to solve the above problems, a second means for forming a stripe-shaped conductive film on the spacer in order to eliminate the influence on the potential distribution from the rear plate to the fluorescent film is the application of the present application. This is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-180821, filed by a person.
[0014]
On the other hand, as a means for fixing the spacer, a means for fixing using an insulating fixing member (not shown) outside the image forming area which is an electron beam emitting area is disclosed in US Pat. No. 5,731,660. Yes.
[0015]
The present applicant made an examination using both or one of the first means and the second means and the spacer fixing means, and as a result, a high voltage was applied between the rear plate and the fluorescent film. In this case, if the antistatic film or the stripe-like conductive film on the spacer exists up to the spacer fixing region (the region fixed by the fixing member), the potential distribution around the spacer fixing member becomes as shown in FIG. The problem was that electric field concentration occurred between the upper end of the substrate and the face plate, and discharge was induced by this electric field concentration. Such a discharge occurs suddenly during image formation, which not only disturbs the image but also significantly deteriorates the cold cathode device and the phosphor film in the vicinity of the discharge site.
[0016]
The present invention overcomes the conventional drawbacks due to the provision of spacers, and an electron beam that can prevent electric field concentration from occurring at the boundary between a high-resistance film or stripe-shaped conductive film and a spacer fixing member. It is an object of the present invention to provide a generator and an image forming apparatus using the electron beam generator.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventionImage formationThe device emits electronsregionTheRear plate withAnd saidWith rear plateOppositeShiThe electronicEmission areaElectrons emitted fromFace plate with electron irradiation areaAnd saidRear plateAnd saidFace plateWas installed betweenInsulativeWith support, Provided outside a space sandwiched between the electron emission region and the electron irradiation region, and having an insulating property for fixing the support to the rear plateFixed memberAnd havingOf the supportA region of the space and a region outside the space of the support;Conductive member is formedThe conductive member is not formed in a region where the support is fixed by the fixing member and a region between the fixing member and the face plate.It is characterized by that.The image forming apparatus of the present invention includes a rear plate having an electron emission region, a face plate having an electron irradiation region facing the rear plate and irradiated with electrons emitted from the electron emission region, An insulating support provided between the face plate and an insulating support for fixing the support to the face plate provided outside a space sandwiched between the electron emission region and the electron irradiation region. A conductive member is formed in a region of the space of the support and a region outside the space of the support, and the conductive member includes the fixing member. It is not formed in the area | region fixed with the said fixing member, and the area | region between this fixing member and the said rear plate, It is characterized by the above-mentioned.
[0018]
Of the present inventionImage formationAccording to the configuration of the apparatus, since the support is not fixed to the fixing member in the portion where the conductive member is formed, electric field concentration is prevented from occurring at the boundary between the conductive member and the fixing member. As a result, the discharge is prevented from being induced between the electron source or the electron irradiated member and the fixing member.
[0020]
In addition, the conductive memberIsThe electronEmission areaAnd the electronIrradiation areaElectric field betweenofdirectionWhenIt is good also as a structure provided with two or more along the perpendicular direction.
[0021]
Further, the conductive member has a sheet resistance of 107-1014It is preferable that the high resistance film be Ω / □.
[0022]
Furthermore, the electrons of the supportEmission areaAnd the electronIrradiation areaAbutYouA low resistance film is formed on a portion including at least one of the surfaces on which the high resistance film is formedEmission areaAnd said electricChild irradiation areaThe high resistance film and the electrons are configured to be electrically connected to at least one of the two via the low resistance film.Emission areaOr electronicIrradiation areaAre electrically connected, and the electrons charged in the high-resistance film are electrons.Emission areaOr electronicIrradiation areaThe high resistance film becomes more difficult to be charged.
[0023]
Further, at least a part of the low resistance film may be covered with the high resistance film, and the low resistance film is covered with the high resistance film at a boundary portion with the high resistance film. A configuration is preferable. Thereby, the electric field concentration in the edge portion of the low resistance film is alleviated.
[0024]
Further, the electrons of the low resistance filmEmission areaOr the electronicIrradiation areaA portion other than the portion in contact with the high resistance film may be covered with the high resistance film, and further, the low resistance film may be configured such that all portions are covered with the high resistance film.
[0025]
The support may be constituted by forming the high resistance film after the low resistance film is formed.
[0026]
Furthermore, the outermost surface of the support has the electronsEmission areaAnd the electronIrradiation areaElectric field betweenofdirectionWhenMultiple along vertical directionStripedIt is good also as a structure provided with the electroconductive film.
[0032]
According to the image forming apparatus of the present invention configured as described above, electric field concentration is prevented from occurring at the boundary between the conductive film and the fixing member, and between the electron source or the electron irradiated member and the fixing member. As a result, it is possible to prevent a discharge from being induced, so that an image disturbance due to the discharge does not occur and a good image is formed.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
First, a display panel in an embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
[0036]
FIG. 1 is a perspective view showing a display panel used in one embodiment of the image forming apparatus of the present invention, with a part cut away to show the internal structure.
[0037]
In FIG. 1,
[0038]
Next, the electron source substrate used in the image forming apparatus of this embodiment will be described.
The electron source substrate used in the image forming apparatus of this embodiment is configured by arranging a plurality of cold cathode elements 1012 on a
[0039]
A
[0040]
The multi-electron beam source used in the image forming apparatus of the present embodiment is a cold cathode device as long as the cold cathode device 1012 is an electron source wired in a simple matrix or an electron source in which the cold cathode device 1012 is arranged in a ladder shape. There are no restrictions on the material, shape or manufacturing method of 1012. Therefore, for example, a surface conduction electron-emitting device, a FE type, or a MIM type cold cathode device can be used as the multi-electron beam source.
[0041]
Next, the structure of a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices as cold cathode devices are arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.
[0042]
FIG. 3 is a plan view showing a multi-electron beam source (electron source) used in the image forming apparatus shown in FIG. Surface conduction electron-emitting devices are arranged on a substrate 1011 (see FIG. 1), and these devices are wired in a simple matrix by row
[0043]
The multi-electron beam source having such a structure includes a row-
[0044]
In this embodiment, the multi-electron
[0045]
Referring to FIG. 1, a
[0046]
Further, the method of separately applying the phosphors of the three primary colors is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 4, and may be, for example, a delta arrangement as shown in FIG. 5 or other arrangements. Note that when a monochrome display panel is formed, a monochromatic phosphor material may be used for the
[0047]
Further, a metal back 1019 as an acceleration electrode, which is well known in the field of CRT, is provided on the surface of the
[0048]
Although not used in this embodiment, a transparent electrode made of, for example, ITO is provided between the
[0049]
Next, the spacer in the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described in more detail.
[0050]
As shown in FIG. 1, the
[0051]
In this embodiment, the
[0052]
6 is a cross-sectional view taken along line AA of the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG. In FIG. 6,
[0053]
The
[0054]
Alternatively, the high-
[0055]
Each stripe-shaped
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
Examples of the material of the insulating
[0059]
The
[0060]
The thickness t of the
[0061]
As described above, the temperature of the
[0062]
As a material of the
[0063]
As another material of
[0064]
The alloy nitride film is formed on the insulating
[0065]
Referring to FIG. 1 again, Dx1 to Dxm, Dy1 to Dyn, and Hv are electrical connection terminals having an airtight structure provided to electrically connect the display panel and an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are electrically connected to the
[0066]
Further, in order to evacuate the inside of the hermetic container to a vacuum, after assembling the hermetic container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the hermetic container is-7Exhaust to a vacuum level of about Torr. Thereafter, the exhaust pipe is sealed. In order to maintain the degree of vacuum in the hermetic container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the hermetic container immediately before or after sealing. A getter film is a film formed by, for example, heating and vapor-depositing a getter material mainly composed of Ba by a heater or high-frequency heating, and the inside of an airtight container is 10 by the adsorption action of the getter film.-FiveTo 10-7The Torr vacuum is maintained.
[0067]
The image forming apparatus using the display panel described above emits electrons from each cold cathode element 1012 when a voltage is applied to each cold cathode element 1012 through the container external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back 1019 through the container outer terminal Hv to accelerate the emitted electrons, and the
[0068]
Usually, the voltage applied to the surface conduction electron-emitting device (cold cathode device 1012) is about 12 to 16 [V], and the distance between the metal back 1019 and the cold cathode device 1012 is about 0.1 to 8 [mm]. The voltage between 1019 and the cold cathode element 1012 is about 0.1 to 10 [kV].
[0069]
The basic configuration and manufacturing method of the display panel in the image forming apparatus of the present embodiment and the outline of the image forming apparatus have been described above.
[0070]
Note that the present invention is not limited to an image forming apparatus suitable for image display, and is described above as a light-emitting source that replaces a light-emitting diode or the like in an optical printer that includes, for example, a photosensitive drum and a light-emitting diode. Such an image forming apparatus can also be used. The image forming member is not limited to a material that directly emits light, such as a phosphor, and may be a member that forms a latent image by charging with electrons. Furthermore, the present invention can also be applied to a case where a member to be irradiated with electrons emitted from an electron source is other than an image forming member such as a phosphor as in an electron microscope. Therefore, the present invention can take the form of a general electron beam generator that does not specify the electron irradiated member.
[0071]
【Example】
Next, a specific configuration of the image forming apparatus described above will be described with reference to the drawings.
[0072]
(First embodiment)
FIG. 8 is a sectional view showing a first embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 8,
[0073]
A cold cathode element 1021 (see FIG. 1) is formed on the
[0074]
A
[0075]
Further, a support body (referred to as a spacer or a rib) 1120 made of a relatively thin glass plate and supporting atmospheric pressure is provided inside the image forming apparatus using an insulating jig (not shown) on the
[0076]
As shown in FIGS. 8 and 9, the spacer 1120 of this embodiment has at least a surface in contact with the
[0077]
Here, the
[0078]
(1) The
[0079]
As described above, the high-
[0080]
(2) The potential distribution of the
[0081]
Electrons emitted from the cold cathode element 1012 form an electron trajectory according to a potential distribution formed between the
[0082]
(3) Control the orbit of emitted electrons.
[0083]
As described above, the electrons emitted from the cold cathode element 1012 form an electron trajectory according to the potential distribution formed between the
[0084]
The material of the
[0085]
Further, in order to eliminate the influence on the potential distribution from the
[0086]
FIG. 9 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG. Cold cathode elements 1012 are arranged on the
[0087]
Thus, the gap between the
[0088]
(Second embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention, and FIG. 11 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG. 10, the same components as those in the image forming apparatus shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0089]
The spacer 1220 in this embodiment is configured in the same manner as the spacer 1120 shown in FIGS. 8 and 9 except that the stripe-shaped conductive film is not provided on the side surface. Also in this example, electric field concentration at the boundary between the
[0090]
(Third embodiment)
FIG. 12 is a sectional view showing a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention, and FIG. 13 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG. 12, the same components as those in the image forming apparatus shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0091]
The spacer 1320 in this embodiment is configured in the same manner as the spacer 1120 shown in FIGS. 8 and 9 except that the high resistance film and the low resistance film are not provided. Also in this example, electric field concentration at the boundary between the stripe-shaped
[0092]
In the above embodiment and each example, the case where the spacer fixing member is fixed to the
[0093]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the support is placed outside the predetermined region sandwiched between the region where electrons are emitted from the electron source and the region where electrons are irradiated on the electron irradiated member. Since a fixing member for fixing to the irradiation member is provided, and a conductive member for preventing the support from being charged is formed in a portion arranged in at least a predetermined region of the support, It is possible to prevent electric field concentration from occurring at the boundary between the conductive member and the fixing member, and consequently to prevent discharge from being induced between the electron source or the electron irradiated member and the fixing member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a display panel used in an embodiment of an image forming apparatus of the present invention, with a part cut away to show the internal structure.
FIG. 2 is a perspective view showing an image forming area in the image forming apparatus shown in FIG.
3 is a plan view showing a multi-electron beam source (electron source) used in the image forming apparatus shown in FIG.
4 is a diagram illustrating a state in which phosphors are separately applied to the phosphor film of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing another state where the phosphor in the phosphor film of the image forming apparatus shown in FIG. 1 is separately applied.
6 is a cross-sectional view taken along line AA of the image forming apparatus shown in FIG.
7 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
9 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
11 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
13 is a front view showing the spacer and the like shown in FIG.
FIG. 14 is a perspective view showing an example of a display panel portion forming a conventional flat type image forming apparatus, with a part of the display panel cut away in order to show the internal structure.
FIG. 15 is a diagram illustrating a potential distribution around a spacer fixing member in a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1010 Black conductive material
1011 substrate
1012 Cold cathode device
1013 Row direction wiring electrode
1014 Column direction wiring electrode
1015 Rear plate
1016 side wall
1017 Face plate
1018 Fluorescent film
1019 Metal back
1020, 1120, 1220, 1320 Spacer
1020a, 1120a, 1220a, 1320a Insulating member
1020b, 1120b, 1220b High resistance film
1020d, 1120d, 1320d Striped conductive film
1021 Fixing member
1120c, 1220c Low resistance film
Claims (11)
前記リアプレートと対向し、前記電子放出領域から放出された電子が照射される電子照射領域を備え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との間に設置された絶縁性の支持体と、
前記電子放出領域と前記電子照射領域とに挟まれる空間の外に備えられ、前記支持体を前記リアプレートに固定する絶縁性の固定部材と、
を有し、
前記支持体の前記空間の領域と、前記支持体の前記空間の外の領域と、に導電性部材が形成されており、
前記導電性部材は、前記支持体が前記固定部材で固定される領域と、該固定部材と前記フェースプレートとの間の領域と、には形成されないこと
を特徴とする画像形成装置。A rear plate with an electron emission region;
A face plate having an electron irradiation region facing the rear plate and irradiated with electrons emitted from the electron emission region;
An insulating support installed between the rear plate and the face plate;
Provided outside the space sandwiched between the electron emission region and the electron irradiation region, an insulating fixing member for fixing the support to the Riapure bets,
Have
Wherein a region of the space of the support, and the outer region of the front Symbol space of the support, and the conductive member is formed on,
The conductive member is not formed in a region where the support is fixed by the fixing member and a region between the fixing member and the face plate.
An image forming apparatus.
前記リアプレートと対向し、前記電子放出領域から放出された電子が照射される電子照射領域を備えたフェースプレートと、A face plate provided with an electron irradiation region facing the rear plate and irradiated with electrons emitted from the electron emission region;
前記フェースプレートとの間に設置された絶縁性の支持体と、An insulating support disposed between the face plate;
前記電子放出領域と前記電子照射領域とに挟まれる空間の外に備えられ、前記支持体を前記フェースプレートに固定する絶縁性の固定部材と、An insulating fixing member that is provided outside a space sandwiched between the electron emission region and the electron irradiation region, and fixes the support to the face plate;
を有し、Have
前記支持体の前記空間の領域と、前記支持体の前記空間の外の領域と、に導電性部材が形成されており、Conductive members are formed in the region of the space of the support and the region outside the space of the support,
前記導電性部材は、前記支持体が前記固定部材で固定される領域と、該固定部材と前記リアプレートとの間の領域と、には形成されないことThe conductive member is not formed in a region where the support is fixed by the fixing member and a region between the fixing member and the rear plate.
を特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus.
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