JP2000251705A

JP2000251705A - 電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造方法、電子線装置用の耐大気圧支持構造体、および電子線装置

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Publication number: JP2000251705A
Application number: JP11046694A
Authority: JP
Inventors: Taro Hiroike; 太郎廣池; Masahiro Fushimi; 正弘伏見; Yasuhiro Ito; 靖浩伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線装置の気密容器内で耐大気圧支持構造
体によって気密容器の壁部を支持する際に耐大気圧支持
構造体の破壊、および耐大気圧支持構造体の表面での沿
面放電を防止するために、切断加工により作製された耐
大気圧支持構造体の切断面を平滑化する処理を行う場
合、容易に、かつ、高い歩留り率で安定的に平滑化処理
を行うことを可能にする。【解決手段】電子放出素子を収容した気密容器の壁部
を支持するスペーサとなる絶縁性基板１を、母材を切断
することにより作製する。絶縁性基板１の切断面１ａを
絶縁性基板１の構成材料の軟化点よりも高い温度で加熱
することによる焼きなましによって、切断加工で切断面
１ａに発生した微小な突起および微小な欠けを滑らかな
形状にする。絶縁性基板１の欠けに応力が集中すること
による絶縁性基板１の破壊、および突起や欠けへの電界
の集中が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子が気
密容器内に収容された電子線装置において気密容器内に
配置されて気密容器の壁部を支持する電子線装置用の耐
大気圧支持構造体の製造方法や、その方法により製造さ
れた電子線装置用の耐大気圧支持構造体、およびその耐
大気圧支持構造体を有する電子線装置に関する。特に、
本発明は、帯電防止膜としての高抵抗膜、およびその高
抵抗膜を配線や電極と電気的に接続するための低抵抗膜
が形成される電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造
方法や、その方法により製造された電子線装置用の耐大
気圧支持構造体、およびその耐大気圧支持構造体を有す
る電子線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、多数の電子放出素子を平面基板上
に配置してなる電子源を用いた電子線装置の応用研究が
盛んに行われており、例えば、電子源を用いた画像表示
装置、画像記録装置などの画像形成装置の開発が進めら
れている。なかでも、奥行きの薄い平面型画像表示装置
は省スペース、かつ軽量であることなどから、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。電子線装置で用いられる電子放出素子としては、従
来より、熱陰極素子と冷陰極素子の２種類が知られてい
る。

【０００３】冷陰極素子は、熱陰極素子と比較して低温
で電子放出を得ることができるため、加熱用のヒーター
を必要としない。従って、冷陰極素子は、熱陰極素子よ
りも単純な構造をとることができ、微細な冷陰極素子を
作製することも可能である。また、基板上に多数の電子
放出素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融などの
問題が発生しにくい。さらに、熱陰極素子がヒーターの
加熱により動作するため熱陰極素子の応答速度が遅いの
に対して、冷陰極素子は、応答速度が速いという利点を
も有している。このため、冷陰極素子を応用するための
研究が盛んに行われている。

【０００４】上述した冷陰極素子としては、例えば表面
伝導型放出素子や、電界放出素子（ＦＥ型素子）、およ
び金属／絶縁層／金属型放出素子（ＭＩＭ型素子）など
が知られている。

【０００５】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、その薄膜の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
り、表面伝導型放出素子としては、ＳｎＯ₂薄膜を用い
たもの[Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎ
ｇ．ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ１０，１２９０，（１
９６５）]や、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅ
ｒ：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”，９，３１７
（１９７２）］や、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの
［Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔ
ａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５
１９（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）］
などがある。

【０００６】これらの表面伝導型放出素子の構成の典型
的な例として、上記の、Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによ
る、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜を用いた表面伝導型放出素
子の平面図を図１４に示す。Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜を
用いた表面伝導型放出素子では、図１４に示されるよう
に、絶縁性基板９０１の表面に、金属酸化物からなる導
電性薄膜９０４がスパッタ法によって形成されている。
導電性薄膜９０４は、図１４に示されるように、Ｈ字形
の平面形状に形成されている。この導電性薄膜９０４
に、通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことに
より、導電性薄膜９０４の中央部に電子放出部９０５が
形成されている。これらの導電性薄膜９０４および電子
放出部９０５から表面伝導型放出素子が構成されてい
る。図１４に示される間隔Ｌは０．５〜１ｍｍに設定さ
れ、導電性薄膜９０４の、電子放出部９０５が形成され
る部分の幅Ｗは０．１ｍｍに設定されている。なお、図
１４では、電子放出部９０５を導電性薄膜９０４の中央
に矩形の形状で示したが、この電子放出部９０５の位置
および形状は模式的なものであり、実際の電子放出部９
０５の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。

【０００７】図１４に示される表面伝導型放出素子は、
その他の素子と比較して、その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の表面伝導型放
出素子を形成できるという利点がある。そこで、例え
ば、本出願人による特開昭６４−３１３３２号公報にお
いて開示されるように、多数の表面伝導型放出素子を配
列してそれらの素子を駆動するための方法が研究されて
いる。

【０００８】特に、表面伝導型放出素子の、画像表示装
置への応用としては、例えば本出願人による米国特許第
５，０６６，８３３号明細書、特開平２−２５７５５１
号公報および特開平４−２８１３７号公報において開示
されているように、表面伝導型放出素子と、電子ビーム
の照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画
像表示装置が研究されている。このような、表面伝導型
放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いた画像表示装置
は、従来の他の方式の画像表示装置と比較して、自発光
型であり、バックライトを必要としない点や、視野角が
広い点などで優れている。

【０００９】図１５は、電子線装置を適用した従来の平
面型の画像表示装置における表示パネル部の一例を示す
斜視図であり、表示パネル部の内部構造を示すためにそ
のパネルの一部を破断して示している。

【００１０】従来の平面型の画像表示装置における表示
パネル部では、図１５に示されるように、リアプレート
９１５の表面に基板９１１が取り付けられている。リア
プレート９１５の表面の縁部には、その縁部に沿って側
壁９１６が接合されている。側壁９１６の、リアプレー
ト９１５側と反対側の面には、リアプレート９１５と互
いに対抗するフェースプレート９１７が接合されてい
る。フェースプレート９１７、側壁９１６およびリアプ
レート９１５から、表示パネルの内部を真空に維持する
ために密閉された、表示パネルの気密容器（外囲器）９
３１が構成されており、フェースプレート９１７、側壁
９１６およびリアプレート９１５がそれぞれ、気密容器
９３１の壁部となっている。

【００１１】リアプレート９１５に固定された基板９１
１上には、冷陰極素子９１２がマトリクス状にＮ×Ｍ個
形成されている。ＮおよびＭは２以上の正の整数であ
り、ＮおよびＭの値は、目的とする表示画素数に応じて
適宜設定される。また、Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子９１２
は、図１５に示されるとおり、Ｍ本の行方向配線９１３
とＮ本の列方向配線９１４により配線されている。これ
ら基板９１１、冷陰極素子９１２、行方向配線９１３お
よび列方向配線９１４によってマルチ電子ビーム源９３
２が構成されている。行方向配線９１３および列方向配
線９１４の、少なくとも互いの交差する部分には、配線
同士の間に絶縁層(不図示)が形成されており、その交差
する部分では、行方向配線９１３と列方向配線９１４と
が電気的に絶縁された状態が保たれている。

【００１２】フェースプレート９１７のリアプレート９
１５側の下面には、蛍光体からなる蛍光膜９１８が形成
されており、その蛍光膜９１８は、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図示）がそれぞ
れ塗り分けられて構成されたものとなっている。また、
蛍光膜９１８を構成する上記の各色蛍光体の間には黒色
体（不図示）が形成され、蛍光膜９１８のリアプレート
９１５側の面には、Ａｌなどからなるメタルバック９１
９が形成されている。このメタルバック９１９は、冷陰
極素子９１２から放出された電子を制御する電極となっ
ている。

【００１３】側壁９１６には、表示パネルの行方向配線
９１３、列方向配線９１４およびメタルバック９１９を
表示パネル外部の不図示の電気回路と電気的に接続する
ための、気密構造の電気接続用の端子Ｄ_x1〜Ｄ_xm，Ｄ_y1
〜Ｄ_ynおよびＨ_vが取り付けられている。これらの端子
は、側壁９１６から気密容器９３１の外部に突出してい
る。端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmはそれぞれ、端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmのそれ
ぞれに対応する行方向配線９１３と電気的に接続され、
端子Ｄ_y1〜Ｄ_ynはそれぞれ、端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmのそれぞれ
に対応する列方向配線９１４と電気的に接続され、端子
Ｈ_vはメタルバック９１９と電気的に接続されている。

【００１４】気密容器９３１の内部は１０^-6Ｔｏｒｒ程
度の真空に保持されており、画像表示装置の表示面積が
大きくなるに従い、気密容器９３１の内部と外部の気圧
差によるリアプレート９１５およびフェースプレート９
１７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９１５およびフェースプレート９１６の変
形あるいは破壊を防止するためにそれらのプレートを厚
くする方法は、画像表示装置の重量を増加させるのみな
らず、表示面を斜め方向から見たときに画像のゆがみや
視差が生じてしまう。これに対し、図１５に示されるよ
うに、大気圧を支えるための、比較的薄いガラス板から
なる、電子線装置用の耐大気圧支持構造体としてスペー
サ（リブとも呼ばれる）９２０が基板９１１とフェース
プレート９１７との間に設けられている。このスペーサ
９２０によってリアプレート９１５およびフェースプレ
ート９１７が支持されることで、マルチ電子ビーム源９
３２を構成する基板９１１と、蛍光膜９１８が形成され
たフェースプレート９１６との間が、通常、サブミリ〜
数ミリに保たれ、前述したように気密容器９３１の内部
が高真空に保持されている。

【００１５】上述した表示パネルを用いた画像表示装置
では、気密容器９３１の外部に突出した端子Ｄ_x1〜
Ｄ_xm，Ｄ_y1〜Ｄ_ynを通じてそれぞれの冷陰極素子９１２
に電圧を印加すると、それぞれの冷陰極素子９１２から
電子が放出される。それと同時に端子Ｈ_vを通じてメタ
ルバック９１９に数百Ｖ〜数ｋＶの高圧を印加して、冷
陰極素子９１２から放出された電子を加速し、加速され
た電子をフェースプレート９１７の内面に衝突させる。
これにより、蛍光膜９１８を構成する各色の蛍光体が励
起されて発光し、表示パネルの表示面に画像が表示され
る。

【００１６】このような表示パネルに用いられるスペー
サ９２０は、前述したようにガラスなどの絶縁材料を所
望の大きさに加工して作製されたものであり、スペーサ
９２０の形状を規定する製造工程において切断加工が行
われる。その切断加工は、ナイフエッジやダイヤモンド
カッターなどによるカッティングが一般的である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１５
に示したスペーサ９２０を作製するための、ナイフエッ
ジやダイヤモンドカッターなどの切断加工は、ガラス板
などを所望の大きさに簡単に加工することができる反
面、被加工物の切断面に欠けやクラック、あるいはバリ
などの突起形状が形成されやすい。スペーサ９２０は画
像表示装置などの電子線装置において耐大気圧支持構造
体として用いられるものであり、スペーサ９２０の端面
に微小な欠けやクラックなどが存在するとその部分に応
力が集中し、スペーサ９２０が破壊する可能性があると
いう問題点がある。

【００１８】また、図１５に示したリアプレート９１５
とフェースプレート９１７との間には数百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９２０の表面での沿面放電が懸念される
が、スペーサ９２０の微小な突起あるいは欠けなどが存
在すると、その部分に電界が集中して放電が誘発される
可能性がある。

【００１９】また、スペーサ９２０の表面では、スペー
サ９２０近傍の冷陰極素子９１２から放出された電子の
衝突による帯電が生じ、そのため、スペーサ９２０近傍
の電子軌道が影響を受けてスペーサ９２０近傍の画像が
歪んで表示されるという問題点がある。この問題点を解
決するために、フェースプレートおよびリアプレートを
支持するスペーサに微小電流を流すことでスペーサの帯
電を除去する方法が、特開昭５７−１１８３５５号公報
および特開昭６１−１２４０３１号公報に開示されてお
り、その方法のために、スペーサの表面に高抵抗の帯電
防止膜が形成される。

【００２０】また、画像ソースの種類によっては、通電
時間の全時間に対する比（duty）が大きい場合など、ス
ペーサの高抵抗膜による帯電除去だけでは画像の歪みの
低減が不十分な場合があった。この場合の問題点として
は、高抵抗膜付きのスペーサと、その上下の基板、すな
わちフェースプレートとリアプレートとの間の電気的な
接合が不十分で、それらのプレートの接合部付近に帯電
が集中することがその要因と考えられる。その対策とし
て、特開平８−１８０８２１号公報および特開平１０−
１４４２０３号公報に開示されているように、スペーサ
と、スペーサの上下の基板との電気的なコンタクトを確
保するため、スペーサのフェースプレート側の面、およ
びリアプレート側の面や、スペーサの側面におけるフェ
ースプレート側から１００〜１０００ミクロン程度の範
囲、およびリアプレート側から１００〜１０００ミクロ
ン程度の範囲までに白金などの金属、または高抵抗膜よ
りも導電率の高い材料を成膜する場合もある。

【００２１】この場合、上述したように、スペーサの表
面に高抵抗膜を形成する際に、スペーサとなるガラス基
板の局所的な欠けなどでガラス基板の表面、すなわち絶
縁面が露出するということが発生すると、そのように絶
縁面が露出することによって、露出した絶縁面に帯電が
集中し、その絶縁面の周囲の高抵抗膜あるいは低抵抗膜
との間で微小放電を起こす恐れがある。また、そのよう
な微小放電がスペーサの沿面放電を誘発するという可能
性もある。前述したとおりスペーサの形状加工後にスペ
ーサの切断面に存在する微小突起や、欠け、クラックな
どにおける力学的な内部応力の不均一が、前記のような
帯電集中やスペーサの沿面放電などの問題点の要因とな
る可能性が高いことが確認された。

【００２２】従来、このような問題点を解決するために
スペーサ基板の切断面の研磨などを行うことにより、欠
けなどのないスペーサを作製していた。しかしながら、
スペーサの切断面を研磨する場合には、切断面の研磨処
理に要する時間が長く、また、研磨処理によりスペーサ
に新たな欠けなどが生じ、歩留まり率が低下するなど、
生産性が低いという問題点があった。

【００２３】本発明の目的は、電子線装置の気密容器の
変形を防止するために気密容器内で耐大気圧支持構造体
によって気密容器の壁部を支持する際に耐大気圧支持構
造体の破壊、および耐大気圧支持構造体の表面での沿面
放電を防止するために、切断加工により作製された耐大
気圧支持構造体の切断面を平滑化する処理を行う場合、
容易に、かつ、高い歩留り率で安定的に平滑化処理を行
うことが可能な電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製
造方法や、その方法により製造された電子線装置用の耐
大気圧支持構造体、およびその耐大気圧支持構造体を有
する電子線装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、内部が略真空に密閉された気密容器の内
部に、電子放出素子、および前記気密容器の、互いに対
向する壁部を支持するように配置された電子線装置用の
耐大気圧支持構造体の製造方法であって、前記耐大気圧
支持構造体の構成材料からなる母材を切断することによ
り前記耐大気圧支持構造体を形成する工程と、前記耐大
気圧支持構造体の切断面の稜部が滑らかな形状となり、
前記切断面の表面積が小さくなるように前記切断面を平
滑化する処理を行う工程とを有する。

【００２５】前記耐大気圧支持構造体の切断面を平滑化
する処理を行う工程では、前記母材を切断した際に前記
耐大気圧支持構造体の切断面、および該切断面の近傍の
面に生じた微小な突起、または微小な欠けの稜部が滑ら
かな形状となるように前記切断面を平滑化することが好
ましい。

【００２６】具体的には、前記耐大気圧支持構造体の切
断面を平滑化する処理を行う工程として、前記耐大気圧
支持構造体の切断面側の部分を前記耐大気圧支持構造体
の構成材料の軟化点以上の温度に加熱することによる焼
きなましを行ったり、前記耐大気圧支持構造体の切断面
側の部分に対してケミカルエッチングの処理を行ったり
する。

【００２７】また、前記母材を形成する工程が、前記耐
大気圧支持構造体の構成材料と同じ材料からなり、前記
耐大気圧支持構造体の断面形状と相似の断面形状、およ
び前記耐大気圧支持構造体の断面積よりも大きな断面積
を有する柱状部材を用意する工程と、前記柱状部材の両
端部を支持し、前記柱状部材の長手方向の一部を前記柱
状部材の構成材料の軟化点以上の温度に加熱すると共
に、前記柱状部材の一方の端部を前記長手方向の一部に
向けて送り出し、他方の端部を前記一方の端部の送り出
し方向と同じ方向に引き出すことにより、前記柱状部材
を引き伸ばす工程と、前記柱状部材の、引き伸ばされた
部分を冷却することにより、前記柱状部材の引き伸ばさ
れた部分からなる前記母材を形成する工程とから構成さ
れていてもよい。

【００２８】さらに、前記母材の構成材料としてガラス
またはガラスファイバーを用いることが好ましく、前記
耐大気圧支持構造体の表面に、シート抵抗値が１０⁷〜
１０¹ ⁴Ω／□の高抵抗膜を形成する工程をさらに有する
ことが好ましい。

【００２９】上記のとおりの発明では、電子線装置を構
成する気密容器の壁部を支持するための電子線装置用の
耐大気圧支持構造体を製造する際に、耐大気圧支持構造
体の構成材料からなる母材を切断することにより形成さ
れた耐大気圧支持構造体に対して、耐大気圧支持構造体
の切断面の稜部が滑らかな形状となり、その切断面の表
面積が小さくなるように切断面を平滑化する処理を行う
ことにより、母材を切断した際に耐大気圧支持構造体の
切断面に生じた突起や欠けおよびクラックなどがなくな
る。このようにして製造された耐大気圧支持構造体を、
内部がほぼ真空状態の気密容器内に配置し、その気密容
器の壁部を耐大気圧支持構造体によって支持することに
より、耐大気圧支持構造体の切断面の欠けやクラックな
どに応力が集中して耐大気圧支持構造体が破壊するとい
うことが防止される。また、耐大気圧支持構造体の切断
面には突起や欠けなどがないので、電子放出部を動作さ
せて電子放出部より電子を放出させる際に、突起や欠け
などの部分に電界が集中して耐大気圧支持構造体で沿面
放電が誘発されるということが抑制され、耐大気圧支持
構造体の耐電圧性が向上する。さらに、電子放出部より
放出された電子が耐大気圧支持構造体の表面に衝突する
ことによってその表面での帯電が生じることを防止する
ために、耐大気圧支持構造体の表面に帯電防止膜として
高抵抗膜を形成した際に、耐大気圧支持構造体の切断面
が平滑化されていることにより、高抵抗膜のはがれが防
止され、その結果、高抵抗膜のはがれによる耐大気圧支
持構造体の表面での微小放電が防止される。具体的に、
耐大気圧支持構造体の切断面を平滑化する処理として、
その切断面を軟化点以上の温度で焼きなましする方法
や、あるいは、耐大気圧支持構造体の切断面側の部分に
対してケミカルエッチングの処理を行うことにより、簡
略化された工程で、容易に、かつ高い歩留り率で安定的
に平滑化の処理を行うことができ、耐大気圧支持構造
体、およびその耐大気圧支持構造体を有する電子線装置
のコストが抑制される。

【００３０】さらに、本発明は、内部が略真空の状態に
維持されるように密閉された気密容器の内部に、電子を
放出する電子放出素子が収容された電子線装置で、前記
気密容器の変形を防止するために前記気密容器の、互い
に対向する壁部の間で該対抗する壁部を支持するように
前記気密容器の内部に配置された電子線装置用の耐大気
圧支持構造体であって、その耐大気圧支持構造体とし
て、上記の発明の製造方法により製造されたものが用い
られている。

【００３１】さらに、本発明は、電子を放出する電子放
出素子を有する電子源と、前記電子源から放出された電
子を制御するための電極と、前記電子源から放出された
電子が照射される電子線被照射部と、少なくとも前記電
子源および前記電極を収容し、内部が略真空の状態に維
持されるように密閉された気密容器と、前記気密容器の
変形を防止するために前記気密容器の、互いに対向する
壁部の間で該対抗する壁部を支持するように前記気密容
器の内部に配置された耐大気圧支持構造体とを有する電
子線装置であって、前記耐大気圧支持構造体として、上
記の発明による製造方法により製造されたものが用いら
れている。

【００３２】上記のとおりの発明では、電子線装置用の
耐大気圧支持構造体が、上述した方法により製造された
ものであり、また、その耐大気圧支持構造体を用いて電
子線装置を構成することにより、上述したように耐大気
圧支持構造体の破壊がなく、気密容器内における耐大気
圧支持構造体での沿面放電を抑制することができるの
で、信頼性の高い耐大気圧支持構造体および電子線装置
が得られる。また、上述したように切断面での突起や欠
けのない耐大気圧支持構造体は、簡略化された工程で容
易に、かつ高い歩留り率で製造されたものであるので、
コストの低い耐大気圧支持構造体および電子線装置が得
られる。

【００３３】さらに、上記の発明の電子線装置では、前
記電子線被照射部が、前記電子源に入力された入力信号
に応じて前記電子源から放出された電子が照射されるこ
とにより励起されて発光する蛍光体であってもよく、あ
るいは、前記電子源から放出された電子が照射されるこ
とで画像が形成される画像形成部材であってもよい。

【００３４】上記のように、電子線被照射部が蛍光体で
あることにより画像表示装置が構成され、この画像表示
装置では、電子源からの電子が蛍光体に照射され、照射
された蛍光体が励起されて発光することで画像が表示さ
れる。このような画像表示装置では、前述した方法によ
り製造されることで切断面に突起や欠けがない耐大気圧
支持構造体が用いられていることにより、前述したよう
に耐大気圧支持構造体に高抵抗膜を形成するなどして耐
大気圧支持構造体での帯電の発生を防止することができ
るので、耐大気圧支持構造体の帯電によるその近傍の電
子軌道への影響をなくすことができ、その結果、画像表
示装置が高耐圧性を有すると共に画像表示装置の表示品
位が高くなる。また、上述したようにコストの低い耐大
気圧支持構造体が画像表示装置に用いられているので、
画像表示装置の製造コストも低くなる。一方、電子線被
照射部が画像形成部材であることにより、電子源から放
出された電子によって画像形成部材に画像を形成する画
像形成装置としての画像記録装置が構成される。この画
像記録装置でも、耐大気圧支持構造体での帯電の発生を
防止することができるので、画像記録装置が高耐圧性を
有すると共に画像記録装置の記録画像の品位が高くな
る。

【００３５】また、前記電子放出素子が冷陰極素子であ
ることが好ましく、さらに、前記電子放出素子が、電子
を放出する電子放出部を含む導電性膜が一対の電極の間
に形成されてなる表面伝導型のものであることが好まし
い。さらに、前記電子源が、単純マトリクス状に配置さ
れた複数の前記冷陰極素子と、複数の前記冷陰極素子を
マトリクス配線する複数の行方向配線および複数の列方
向配線とから構成されたものであることが好ましい。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３７】図１は、本発明が適用される一実施形態の
画像表示装置の表示パネルの斜視図である。本実施形態
の画像表示装置は、電子放出素子を有する電子線装置を
適用して構成されたものであり、図１では、表示パネル
部の内部構造を示すためにその表示パネルの一部を破断
して示している。

【００３８】図１に示される画像表示装置の表示パネル
では、リアプレート１１５の表面に基板１１１が取り付
けられている。リアプレート１１５の表面の縁部には、
その縁部に沿って側壁１１６が接合されている。側壁１
１６の、リアプレート１１５側と反対側の面には、リア
プレート１１５と互いに対抗するフェースプレート１１
７が接合されている。フェースプレート１１７、側壁１
１６およびリアプレート１１５から、表示パネルの内部
を真空に維持するために密閉された、表示パネルの気密
容器（外囲器）１３１が構成されており、フェースプレ
ート１１７、側壁１１６およびリアプレート１１５がそ
れぞれ、気密容器１３１の壁部となっている。

【００３９】リアプレート１１５と側壁１１６との接合
部、および側壁１１６とフェースプレート１１７との接
合部にフリットガラスを塗布し、大気中あるいはＡｒ、
窒素などの不活性ガス中で、摂氏４００度〜５００度で
１０分以上焼成することにより、それぞれの構成部品が
互いに接着されており、これにより、気密容器１３１の
内部が封止されている。気密容器１３１の内部は１０^-6
Ｔｏｒｒ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１３１の破壊を防止するため
に、リアプレート１１５とフェースプレート１１７との
間、すなわち気密容器１３１の内部に、図６に基づいて
後述するように電子線装置用の耐大気圧支持構造体に高
抵抗膜および抵抗膜が形成されてなるスペーサ１２０が
配置されている。

【００４０】リアプレート１１５に固定された基板１１
１上には、冷陰極素子１１２がマトリクス状にＮ×Ｍ個
形成されている。ＮおよびＭは２以上の正の整数であ
り、ＮおよびＭの値は、表示パネルに必要とされる表示
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の値
を３０００以上、Ｍの値を１０００以上に設定すること
が好ましい。これらのＮ×Ｍ個の冷陰極素子１１２は、
Ｍ本の行方向配線１１３とＮ本の列方向配線１１４によ
り単純マトリクス配線されている。これらの基板１１
１、冷陰極素子１１２、行方向配線１１３および列方向
配線１１４によってマルチ電子ビーム源１３２が構成さ
れており、マルチ電子ビーム源１３２が気密容器１３１
の内部に収容されている。

【００４１】マルチ電子ビーム源１３２は、複数の冷陰
極素子を単純マトリクス配線した電子源であればよく、
冷陰極素子１１２の材料や形状、または冷陰極素子１１
２の製造方法に特に制限はない。従って、冷陰極素子１
１２として、例えば表面伝導型放出素子や電界放出素子
（ＦＥ型素子）、あるいは金属／絶縁層／金属型放出素
子（ＭＩＭ型素子）を用いることができる。本実施形態
では、冷陰極素子１１２として表面伝導型放出素子を用
いた。

【００４２】次に、冷陰極素子１１２として表面伝導型
放出素子を基板１１１の表面に配列して、配列された表
面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子
ビーム源１３２の構造について図２および図３を参照し
て説明する。

【００４３】図２は、マルチ電子ビーム源１３２の一部
を拡大した平面図である。図２に示すように、基板１１
１上には冷陰極素子（表面伝導型放出素子）１１２が配
列され、これらの冷陰極素子１１２は行方向配線１１３
と列方向配線１１４により単純マトリクス状に配線され
ている。行方向配線１１３と列方向配線１１４の互いに
交差する部分には、配線同士の間に絶縁層（不図示）が
形成されており、その交差する部分では、行方向配線１
１３と列方向配線１１４とが電気的に絶縁された状態が
保たれている。

【００４４】図３は、図２のＢ−Ｂ’断面図である。図
３に示すようにマルチ電子ビーム源１３２では、基板１
１１の表面に素子電極１４１，１４２がそれぞれ部分的
に形成されている。素子電極１４１の素子電極１４２側
の部分の表面、基板１１１の、素子電極１４１と１４２
との間の部分の表面、および素子電極１４２の素子電極
１４１側の部分の表面に、導電性薄膜１４４が形成され
ている。この導電性薄膜１４４の一部に形成された亀裂
状の部分が電子放出部１４５となっており、電子放出部
１４５は、電気的には周囲の導電性薄膜よりも高抵抗な
性質を有している。電子放出部１４５となる亀裂は、導
電性薄膜１４４に対して通電フォーミングの処理を行う
ことにより形成される。なお、実際の電子放出部１４５
の位置や形状を精密かつ正確に図示することは困難であ
るため、図３では電子放出部１４５を模式的に示した。

【００４５】電子放出部１４５の周囲の薄膜１４３は、
炭素もしくは炭素化合物よりなるものであり、電子放出
部１４５およびその近傍を被覆している。この薄膜１４
３は、通電フォーミング処理の後に通電活性化の処理を
行うことにより形成される。なお、実際の薄膜１４３の
位置や形状を精密かつ正確に図示することは困難である
ため、図３では薄膜１４３を模式的に示した。電子放出
部１４５および薄膜１４３が形成された導電性薄膜１４
４、および素子電極１４１，１４２から冷陰極素子１１
２が構成されている。

【００４６】このような構造のマルチ電子ビーム源１３
２を製造する際には、予めに基板１１１上に行方向配線
１１３、列方向配線１１４、電極間絶縁層（不図示）、
素子電極１４１，１４２、および導電性薄膜１４４を形
成する。その後、行方向配線１１３および列方向配線１
１４を介してそれぞれの冷陰極素子１１２に給電して通
電フォーミング処理、および通電活性化処理などの必要
な処理を行うことにより、マルチ電子ビーム源１３２を
製造した。本実施形態においては、気密容器１３１のリ
アプレート１１５にマルチ電子ビーム源１３２の基板１
１１を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源１３
２の基板１１１が十分な強度を有するものである場合に
は、気密容器１３１のリアプレートとして基板１１１自
体を用いてもよい。

【００４７】また、図１に示すようにフェースプレート
１１７のリアプレート１１５側の下面には、電子線被照
射部として蛍光膜１１８が形成されている。本実施形態
の画像表示装置はカラー表示装置であるため、蛍光膜１
１８の部分は、ブラウン管（ＣＲＴ）の分野で用いられ
る赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体が塗
り分けられて構成されたものである。

【００４８】図４は、蛍光膜１１８として形成された３
原色の蛍光体のパターンを示す平面図である。また、図
５は、蛍光膜１１８の蛍光体のパターンの変形例を示す
平面図である。蛍光膜１１８の各色の蛍光体は、例えば
図４に示すようにストライプ状に塗り分けられ、隣り合
うストライプ状の蛍光体の間には黒色導電材１５１ａが
形成されている。黒色導電体１５１ａを形成する目的
は、蛍光膜１１８における電子ビームの照射位置に多少
のずれがあっても、表示画面における表示色のずれが生
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
１１８のチャージアップを防止することなどがある。黒
色導電体１５１ａの材料としては、黒鉛を主成分とした
ものを用いたが、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良い。

【００４９】また、蛍光膜１１８における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に示されるような
デルタ状配列や、それ以外の配列であってもよい。図５
に示した蛍光体のパターンにおいても、その蛍光体の配
列に応じてそれぞれの蛍光体の間に黒色導電材１５１ｂ
が形成されている。黒色導電材１５１ｂを形成する目
的、およびその材料は、黒色導電材１５１ａと同様であ
る。なお、モノクロームの表示パネルを作製する場合に
は、単色の蛍光体材料を蛍光膜１１８として用いればよ
く、また黒色導電材料１５１ａ，１５１ｂは必ずしも形
成しなくともよい。

【００５０】蛍光膜１１８のリアプレート１１５側の面
には、ＣＲＴの分野では公知の、Ａｌからなるメタルバ
ック１１９が形成されている。メタルバック１１９を設
けた目的は、蛍光膜１１８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１１８を保護することや、電子ビームを加速させ
る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１１８を励起した電子の導電路として作用させる
ことなどがある。従って、メタルバック１１９は、冷陰
極素子１１２から放出された電子を制御する電極として
も用いられている。このメタルバック１１９は、蛍光膜
１１８をフェースプレート１１７上に形成した後、蛍光
膜１１８の表面を平滑化処理し、蛍光膜１１８の表面に
Ａｌを真空蒸着する方法により形成した。なお、蛍光膜
１１８の材料として低電圧用の蛍光体材料を用いた場合
や加速電圧が低い場合には、メタルバック１１９が無い
ほうが輝度が大きいことがあり、こうした場合にはメタ
ルバック１１９を用いない。

【００５１】また、本実施形態の画像表示装置では用い
なかったが、加速電圧の印加用や、蛍光膜１１８の導電
性を向上させる目的として、フェースプレート１１７と
蛍光膜１１８との間に、例えばＩＴＯを材料とする透明
電極を形成してもよい。

【００５２】図６は図１のＡ−Ａ’線断面図である。図
６に示すように、スペーサ１２０は、電子線装置用の耐
大気圧支持構造体である絶縁性基板１の表面全体に高抵
抗膜１１を形成し、かつ高抵抗膜１１の面上に低抵抗膜
２１ａ，２１ｂをそれぞれ部分的に形成してなるもので
ある。絶縁性基板１の材料としては、ガラスまたはガラ
スファイバが用いられている。高抵抗膜１１は、スペー
サ１２０表面での帯電を防止するために形成されたもの
である。低抵抗膜２１ａは、高抵抗膜１１の、メタルバ
ック１１９側となる端面３ａ、および端面３ａに接す
る、端面３ａ近傍の側面部５ａの表面に形成され、低抵
抗膜２１ｂは、高抵抗膜１１の、基板１１１側となる端
面３ｂ、および端面３ｂに接する、端面３ｂ近傍の側面
部５ｂの表面に形成されている。

【００５３】このようなスペーサ１２０が、大気圧に対
抗してリアプレート１１５およびフェースプレート１１
７や、マルチ電子ビーム源１３２、すなわち冷陰極素子
１１２を支持するために必要な数だけ、かつ必要な間隔
をおいて気密容器１３１の内部に配置されている。低抵
抗膜２１ａの、端面３ａに形成された部分が接合材１４
６ａによって、フェースプレート１１７の内側となるメ
タルバック１１９に固定され、低抵抗膜２１ｂの、端面
３ｂに形成された部分が接合材１４６ｂによって基板１
１１の面上に固定されている。ここで、低抵抗膜２１ｂ
は行方向配列１１３の表面に配置されている。

【００５４】図６では、絶縁性基板１の表面全体に高抵
抗膜１１が形成されているが、高抵抗膜１１は、必ずし
も絶縁性基板１の表面全体に形成されていなくともよ
い。例えば、絶縁性基板１と低抵抗膜２１ａ，２１ｂと
の間には高抵抗膜１１が形成されないように、絶縁線部
材１表面の、低抵抗膜２１ａ，２１ｂが形成される部分
を除く部分にのみ、高抵抗膜１１を形成してもよい。い
ずれの場合でも、絶縁性基板１の表面全体が高抵抗膜１
１や低抵抗膜２１ａ，２１ｂにより被覆されて絶縁性基
板１の表面が気密容器１３１内の真空中で露出せず、か
つ、高抵抗膜１１が低抵抗膜２１ａおよび接合材１４６
ａを介してメタルバック１１９などのフェースプレート
１１７の内側と電気的に接続され、高抵抗膜１１が低抵
抗膜２１ｂおよび接合材１４６ｂを介して基板１１１の
表面の行方向配線１１３または列方向配線１１４と電気
的に接続されていればよい。本実施形態では、スペーサ
１２０の形状を薄板状としてスペーサ１２０を行方向配
線１１３と平行に配置し、スペーサ１２０が行方向配線
１１３と電気的に接続されている。

【００５５】このスペーサ１２０は、行方向配線１１３
および列方向配線１１４とメタルバック１１９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ている必
要がある。スペーサ１２０を構成する絶縁性基板１の材
料としては、前述した材料に限定されることなく、例え
ば、石英ガラス、Ｎａなど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、あるいはアルミナなどの
セラミックス部材などいずれのものを用いてもよい。な
お、絶縁性基板１は、その熱膨張率が気密容器１３１お
よび基板１１１を構成する部材の熱膨張率と近いもので
あることが好ましい。

【００５６】スペーサ１２０を構成する高抵抗膜１１に
は、高電位側のメタルバック１１９やフェースプレート
１１７などに印加される加速電圧Ｖ_aを、帯電防止膜で
ある高抵抗膜１１の抵抗値Ｒ_sで除した電流が流され
る。そこで、スペーサ１２０における高抵抗膜１１の抵
抗値Ｒ_sは帯電防止および消費電力の点から望ましい範
囲内に設定される。帯電防止の観点から高抵抗膜１１の
シート抵抗値Ｒは１０¹²Ω／□以下であることが好まし
い。さらに十分な帯電防止効果を得るためには高抵抗膜
１１のシート抵抗値Ｒが１０¹¹Ω／□以下であることが
好ましい。高抵抗膜１１のシート抵抗値の下限はスペー
サ１２０の形状と、隣り合うスペーサ１２０同士の間に
印加される電圧により左右されるが、そのシート抵抗値
の下限は１０⁵Ω／□以上であることが好ましい。以上
のことを考慮すると、高抵抗膜１１のシート抵抗値は１
０⁷〜１０¹⁴Ω／□であればよい。

【００５７】絶縁性基板１の表面に形成された帯電防止
膜としての高抵抗膜１１の厚みｔの値は１０ｎｍ〜１μ
ｍの範囲であることが望ましい。高抵抗膜１１の厚みｔ
は、構成材料の表面エネルギー、および高抵抗膜１１と
絶縁性基板１との密着性や、絶縁性基板１の温度によっ
ても異なるが、一般的に厚さ１０ｎｍ以下の薄膜は島状
に形成され、その薄膜の電気抵抗は不安定で再現性に乏
しい。一方、膜厚ｔが１μｍ以上の膜では膜応力が大き
くなって膜はがれの危険性が高まり、かつ成膜時間が長
くなるために生産性が悪い。従って、高抵抗膜１１の膜
厚は５０〜５００ｎｍであることが望ましい。高抵抗膜
１１の比抵抗をρとし、高抵抗膜１１の膜厚をｔとする
と、高抵抗膜１１のシート抵抗値Ｒはρ／ｔであり、以
上で説明したシート抵抗値Ｒと膜厚ｔの好ましい範囲か
ら、高抵抗膜１１の比抵抗ρは０．１〜１０⁸Ωｃｍで
あることが好ましい。さらに、高抵抗膜１１のシート抵
抗値と高抵抗膜１１の膜厚のより好ましい範囲を実現す
るためには、比抵抗ρは１０²〜１０⁶Ωｃｍとするのが
良い。

【００５８】スペーサ１２０では、上述したように絶縁
性基板１の表面に形成された高抵抗膜１１に電流が流れ
ることにより、あるいは表示パネル全体が動作中に発熱
することによりスペーサ１２０の温度が上昇する。ここ
で、高抵抗膜１１の抵抗温度係数が大きな負の値である
とスペーサ１２０の温度が上昇した時に高抵抗膜１１の
抵抗値が減少して、スペーサ１２０に流れる電流が増加
し、スペーサ１２０のさらなる温度上昇をもたらす。こ
の場合、スペーサ１２０に流れる電流は電源の限界を越
えるまで増加しつづける。このようにスペーサ１２０で
電流の暴走が発生する高抵抗膜１１の抵抗温度係数の値
は、経験的に負の値であり、絶対値が１％以上である。
すなわち、高抵抗膜１１の抵抗温度係数は−１％未満で
あることが望ましい。

【００５９】スペーサ１２０において帯電防止特性を有
する高抵抗膜１１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。その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
理由としては、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１１２から放出された電子がス
ペーサ１２０に当たった場合においてもスペーサ１２０
が帯電しにくためと考えられる。上記の金属酸化物以外
にも炭素は二次電子放出効率が小さく、高抵抗膜１１の
材料として好ましいものである。特に、非晶質カーボン
は高抵抗であるため、非晶質カーボンを高抵抗膜１１の
材料として用いることにより、スペーサ１２０の抵抗値
を所望の値に制御しやすい。

【００６０】帯電防止特性を有する高抵抗膜１１の他の
材料として、アルミと遷移金属合金の窒化物は、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。
また、このアルミと遷移金属合金の窒化物は、後述する
表示装置の製造工程において抵抗値の変化が少なく安定
した材料である。さらに、その窒化物の抵抗温度係数は
−１％未満であり、アルミと遷移金属合金の窒化物は実
用的に使いやすい材料である。遷移金属元素としてはＴ
ｉ、Ｃｒ、Ｔａなどがあげられる。

【００６１】高抵抗膜１１として形成する合金窒化膜
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
ト蒸着法などの薄膜形成方法により絶縁性基板１の表面
に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形成方法で形成
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高抵抗膜１１として形成できる。高
抵抗膜１１としてカーボン膜を形成する場合では、カー
ボン膜は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法で形成され、特に非晶質カーボン膜を形成する場合
には、成膜中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、
成膜ガスとして炭化水素ガスを使用する。

【００６２】スペーサ１２０を構成する低抵抗膜２１
ａ，２１ｂは、上述したように高抵抗膜１１を高電位側
のフェースプレート１１７（メタルバック１１９な
ど）、および低電位側の基板１１１（行方向配線１１
３、列方向配線１１４など）と電気的に接続するために
形成されたものであり、これらの低抵抗膜２１ａ，２１
ｂはスペーサ１２０の電極（以下では、スペーサ電極と
も称する）となっている。このスペーサ電極としての低
抵抗膜２１ａ，２１ｂにはそれぞれ、以下で説明する３
つの機能をもたせることができる。

【００６３】まず、スペーサ電極としての低抵抗膜２１
ａ，２１ｂにもたせる第１の機能としては、低抵抗膜２
１ａ，２１ｂによって高抵抗膜１１をフェースプレート
１１７および基板１１１と電気的に接続することが挙げ
られる。

【００６４】上述したように、高抵抗膜１１はスペーサ
１２０表面での帯電を防止する目的で形成されたもので
あるが、高抵抗膜１１をフェースプレート１１７（メタ
ルバック１１９など）および基板１１１（行方向配線１
１３、列方向配線１１４など）と直接或いは接合材１４
６ａ，１４６ｂを介して接続した場合、接続部の界面に
大きな接触抵抗が発生し、スペーサ１２０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、スペーサ１２０に低抵抗膜２１ａ，
２１ｂを形成し、スペーサ１２０の、フェースプレート
１１７、基板１１１および接合材１４６ａ，１４６ｂと
接触する部分を、低抵抗のスペーサ電極である低抵抗膜
２１ａ，２１ｂとした。

【００６５】次に、スペーサ電極としての低抵抗膜２１
ａ，２１ｂにもたせる第２の機能としては、高抵抗膜１
１の電位分布を均一化することが挙げられる。冷陰極素
子１１２より放出された電子は、フェースプレート１１
７と基板１１１の間に形成された電位分布に従って電子
軌道を構成する。スペーサ１２０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１１の電位
分布をその膜の全域にわたって制御する必要がある。高
抵抗膜１１をフェースプレート１１７（メタルバック１
１９など）および基板１１１（行方向配線１１３、列方
向配線１１４など）と直接或いは接合材１４６ａ，１４
６ｂを介して接続した場合、接続部の界面の接触抵抗の
ために、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜１１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１２０がフェースプレート１１
７および基板１１１と当接するスペーサ端部の表面（端
面３ａ，３ｂおよび側面部５ａ，５ｂ）の全領域に低抵
抗のスペーサ電極として低抵抗膜２１ａ，２１ｂを形成
し、このスペーサ電極部に所望の電位を印加することに
よって高抵抗膜１１全体の電位を制御可能とすることで
きる。

【００６６】さらに、スペーサ電極としての低抵抗膜２
１ａ，２１ｂにもたせる第３の機能としては、冷陰極素
子１１２から放出された電子の軌道を制御することが挙
げられる。冷陰極素子１１２より放出された電子は、フ
ェースプレート１１７と基板１１１の間に形成された電
位分布に従って電子軌道を構成する。スペーサ１２０近
傍の冷陰極素子１１２から放出された電子に関しては、
スペーサ１２０を設置することに伴う制約（冷陰極素子
１２０の位置やその素子の配線の変更など）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、冷陰極素子１１２より放出された電子
の軌道を制御してフェースプレート１１７上の所望の位
置に電子を照射する必要がある。スペーサ１２０の、フ
ェースプレート１１７および基板１１１と当接する当接
部の側面部５に低抵抗のスペーサ電極としての低抵抗膜
２１ａ，２１ｂを設け、スペーサ１２０近傍の電位分布
に所望の特性を持たせることにより、放出された電子の
軌道を制御することができる。

【００６７】低抵抗膜２１ａおよび２１ｂの材料として
は、高抵抗膜１１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、Ｐ
ｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属、あるいは合金
を用いてもよい。さらには、その材料として、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ａｕなどの金属やＲｕＯ₂、Ａｇ−ＰｄＯなどの金
属酸化物とガラスなどとから構成される印刷導体、ある
いは、ＳｎＯ₂などの半導体性材料よりなる微粒子をＳ
ｂなどのドーパントでドーピングした導電性微粒子を無
機または有機バインダーに分散させた導電性微粒子分散
膜、あるいはＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂などの透明導体および
ポリシリコンなどの半導体材料などより適宜選択され
る。

【００６８】接合材１４６ａ，１４６ｂは、スペーサ１
２０が行方向配線１１３およびメタルバック１１９と電
気的に接続されるように、導電性をもたせる必要があ
る。従って、接合材１４６ａ，１４６ｂの材料として
は、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加し
たフリットガラスなどが好適である。

【００６９】また、側壁１１６には、表示パネルの行方
向配線１１３、列方向配線１１４およびメタルバック１
１９を表示パネル外部の不図示の電気回路と電気的に接
続するための、気密構造の電気接続用の端子Ｄ_x1〜
Ｄ_xm，Ｄ_y1〜Ｄ_ynおよびＨ_vが取り付けられている。こ
れらの端子は、側壁１１６から気密容器１３１の外部に
突出している。端子Ｄ_x1〜Ｄ_xmはそれぞれ、端子Ｄ_x1〜
Ｄ_xmのそれぞれに対応する行方向配線１１３と電気的に
接続され、端子Ｄ_y1〜Ｄ_ynはそれぞれ、端子Ｄ_y1〜Ｄ_yn
のそれぞれに対応する列方向配線１１４と電気的に接続
され、端子Ｈ_vはメタルバック１１９と電気的に接続さ
れている。

【００７０】気密容器１３１の内部を空気を排気してそ
の内部を真空状態するには、気密容器１３１を組み立て
た後に、気密容器１３１に備えられた不図示の排気管と
真空ポンプとを接続し、その真空ポンプを駆動して気密
容器１３１内の空気を１０^-7Ｔｏｒｒ程度の真空度まで
排気する。その後、気密容器１３１の排気管を封止する
が、気密容器１３１内の真空度を維持するために、封止
する直前あるいは封止後に気密容器１３１内の所定の位
置にゲッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜は、
例えば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された膜であ
り、そのゲッター膜の吸着作用により気密容器１３１内
の圧力は１×１０^-5〜１×１０^-7Ｔｏｒｒの真空度に維
持される。

【００７１】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置では、気密容器１３１の外部に突出した端子Ｄ_x1〜
Ｄ_xm，Ｄ_y1〜Ｄ_ynを通じてそれぞれの冷陰極素子１１２
に電圧を印加すると、それぞれの冷陰極素子１１２から
電子が放出される。それと同時にメタルバック１１９に
容器外の端子Ｈ_vを通じて数百Ｖ〜数ｋＶの高圧を印加
して、冷陰極素子１１２から放出された電子を加速し、
加速された電子をフェースプレート１１７の内面に衝突
させる。これにより、蛍光膜１１８を構成する各色の蛍
光体が励起されて発光し、表示パネルの表示面に画像が
表示される。

【００７２】通常、本実施形態で冷陰極素子１１２とし
て用いた表面伝導型放出素子への印加電圧は１２〜１６
Ｖ程度であり、メタルバック１１９と冷陰極素子１１２
との距離ｄは０．１〜８ｍｍ程度、メタルバック１１９
と冷陰極素子１１２との間の電圧は０．１〜１０ｋＶ程
度である。

【００７３】電子線装置は、マルチ電子ビーム源１３２
と、マルチ電子ビーム源１３２を収容する気密容器１３
１と、気密容器１３１の壁部を支持するスペーサ１２０
とから構成されている。

【００７４】次に、本発明の電子線装置用の耐大気圧支
持構造体の製造方法として、図１に示したスペーサ１２
０の製造方法について説明する。

【００７５】まず、耐大気圧支持構造体としての、図６
に示した絶縁性基板１の形状を規定する工程において、
絶縁性基板１となるスペーサ母材の切断加工を行い、絶
縁性基板１を作製する。次に、スペーサ母材を切断した
際に絶縁性基板１の切断面に生じた突起形状または鋭角
な部分、すなわち稜部や、欠けおよびクラックなどをな
くして、絶縁性基板１の切断面を滑らかにするために絶
縁性基板１の平滑化処理を行う。この平滑化処理によっ
て、切断加工直後の絶縁性基板１と比較して、絶縁性基
板１の切断面の稜部や、その切断面近傍の面の稜部が滑
らかな形状となり、絶縁性基板１の切断面の表面積が平
滑化処理の前よりも小さくなる。

【００７６】絶縁性基板１の切断面を平滑化する処理の
方法としては、絶縁性基板１の、切断面を含む切断面側
の部分を絶縁性基板１の構成材料の軟化点以上に加熱す
ることによる焼きなまし方法や、絶縁性基板１の切断面
側の部分をケミカルエッチングする方法がある。絶縁性
基板１の平滑化処理の方法として上記のいずれかのもの
を用いることにより、絶縁性基板１の切断部の平滑化を
簡単な工程で、簡便にかつ確実に、しかも安定的に行う
ことができる。

【００７７】スペーサ１２０の形状、すなわち、スペー
サ１２０を構成する絶縁性基板１の形状を規定するため
の具体的な方法としては、絶縁性基板１の表面に形成す
る高抵抗膜１１および低抵抗膜２１ａ，２１ｂの連続性
や、スペーサ１２０の底面と側面との間の電気的な接続
が良好となるようなスペーサ形状を実現できる方法であ
れば、いかなるものを用いてもよい。

【００７８】図７は、絶縁性基板１の形状を規定するた
めの工程に説明するための図である。絶縁性基板１の形
状を規定する方法としては、例えば図７に示すように、
スペーサ１２０の所望のサイズよりも大きなサイズの板
状のスペーサ母材３００を切断し、スペーサ母材３００
から絶縁性基板１を切り出すことが可能である。絶縁性
基板１の形状を規定する、さらに簡便な方法として、図
８に基づいて後述するような装置による加熱延伸形成を
用いることができる。

【００７９】図８は、スペーサ１２０を構成する絶縁性
基板１の形状を規定するように、絶縁性基板１となるス
ペーサ母材を作製するための加熱延伸装置について説明
するための図である。

【００８０】加熱延伸形成により絶縁性基板１を作製す
るために、図８に示すように所望の大きさの絶縁性基板
１の断面形状と相似形状の断面を有するスペーサ母材３
０１を用いる。スペーサ母材３０１は、一定の断面積で
一方向に延びる柱状部材であり、スペーサ母材３０１の
材料として、絶縁性基板１の構成材料と同じものが用い
られている。ここで、所望の大きさの絶縁性基板１の断
面積をＳ₁、スペーサ母材３０１の断面積をＳ₂とする
と、断面積Ｓ₁とＳ₂の関係はＳ₁／Ｓ₂＜１を満たしてい
る。すなわち、断面積Ｓ₂は断面積Ｓ₁よりも大きくなっ
ている。

【００８１】このようなスペーサ母材３０１の両端部を
支持し、スペーサ母材３０１の長手方向の一部を加熱手
段１６１によって軟化点以上の温度に加熱すると共に、
スペーサ母材３０１が加熱手段１６１を通過するように
スペーサ母材３０１の長手方向にスペーサ母材３０１を
送り出す。ここで、スペーサ母材３０１の送り出し方向
における加熱手段１６１よりも上流側の、スペーサ母材
３０１の一方の端部２ｂを、加熱手段１６１に向かう方
向、すなわちスペーサ母材３０１の、加熱されている部
分に向かう方向に速度ｖ₂で送り出し、加熱手段１６１
よりも下流側のもう一方の端部２ａを、端部２ｂの送り
出し方向と同一方向に速度ｖ₁で引き出す。この時、こ
れらの速度ｖ₁，ｖ₂と、断面積Ｓ₁，Ｓ₂との関係はＳ₁
ｖ₁＝Ｓ₂ｖ₂を満たす。加熱手段１６１による加熱温度
は、絶縁性基板１の構成材料の種類、加工形状によるが
通常５００〜７００℃とする。

【００８２】次に、スペーサ母材３０１の、断面積がＳ
₁となった部分を冷却した後、引き伸ばされたスペーサ
母材３０１を所望の長さに切断することにより、図６に
示した絶縁性基板１を形成する。スペーサ母材３０１を
切断する方法としては、ダイヤモンドカッターによる切
断、砥粒による切断、レーザーによる切断など様々な方
法を用いることができる。

【００８３】さらに、スペーサ１２０を構成する絶縁性
基板１として、その材料がガラスまたはガラスファイバ
ーからなるものを用いることにより、安価で、切削また
は研磨などの加工が容易で、組み立て強度が良好な電子
線装置を作製することが可能となる。

【００８４】前述したように、本実施形態の画像表示装
置の表示パネルでは、電子放出素子として、電極間に電
子放出部を含む導電性膜を有する表面伝導型の冷陰極素
子を用いることにより、素子の構造が簡単でかつ高輝度
が得られる。

【００８５】また、電子線被照射部としては、画像記録
という観点から様々な材料により潜像を形成できるもの
を用いることが可能であるが、電子線被照射部が、蛍光
体からなるものであることにより、安価に動画像を提供
できる画像表示装置が得られる。

【００８６】さらに、電子線被照射部として、蛍光膜１
１８に代えて、入力信号に応じて電子放出素子から放出
された電子が照射されることで画像を形成する画像形成
部材を用いることにより、画像形成装置としての画像記
録装置に電子線装置を応用することができる。例えば、
本実施形態の画像表示装置に適用した電子線装置を、感
光性ドラムと発光ダイオードなどで構成された光プリン
タの発光ダイオードなどの代替の発光源として用いるこ
とで画像記録装置を構成することができる。この際、ｍ
本の行方向配線とｎ本の列方向配線を適宜選択すること
で、ライン状発光源だけでなく、２次元状の発光源とし
ても応用できる。この場合、画像形成部材として、電子
の帯電による潜像画像が形成されるような部材を用いる
ことができる。また、本実施形態のスペーサが用いられ
た電子線装置は、例えば電子顕微鏡のように、電子源か
らの放出電子の電子線被照射部が、蛍光体などの画像形
成部材以外のものである場合についても適用できる。従
って、本発明は、電子線被照射部を特定しない一般的な
電子線装置としての形態もとりうる。

【００８７】上述したように、絶縁性基板１の切断面を
平滑化する処理の方法としては、絶縁性基板１の切断部
を絶縁性基板１の構成材料の軟化点以上に加熱すること
による焼きなまし方法や、絶縁性基板１の切断面をケミ
カルエッチングする方法がある。絶縁性基板１の平滑化
処理の方法として上記のいずれかのものを用いることに
より、絶縁性基板１の切断部の平滑化を簡便にかつ確実
に行うことができる。そして、このように絶縁性基板１
の切断面の平滑化を行うことで、スペーサ１２０の耐応
力性、およびスペーサ１２０の耐高電圧性、すなわち沿
面耐圧が向上し、スペーサ１２０の表面での放電が抑制
される。

【００８８】

【実施例】以下で説明する各実施例においては、冷陰極
素子１１２として、前述した、電極間の導電性微粒子膜
を有するタイプの表面伝導型電子放出素子をＮ×Ｍ個
（Ｎ＝３０７２、Ｍ＝１０２４）配列し、それらの冷陰
極素子１１２を、図１および図２に示したようにＭ本の
行方向配線１１３とＮ本の列方向配線１１４とによりマ
トリクス配線したマルチ電子ビーム源１３２を用いた表
示パネルためのスペーサ１２０の製造方法を中心に説明
する。

【００８９】（第１の実施例）本発明の第１の実施例に
係る電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造方法とし
ての、スペーサ１２０の製造方法では、まず、リアプレ
ート１１５と同じ材料であるソーダライムガラスをスペ
ーサ母材として、加熱延伸加工により柱状ガラスを作製
する。

【００９０】図９は、加熱延伸加工によりスペーサ母材
として作製された柱状ガラスの断面形状について説明す
るための図である。図９（ａ）が柱状ガラスの断面の寸
法について説明するための図であり、図９（ｂ）が、図
９（ａ）のＢ部を拡大した図である。図９（ａ）に示す
ように、加熱延伸加工により作製された柱状ガラス３０
２の寸法としては、幅ｗが３ｍｍ、厚さｔが０.２ｍｍ
となっている。また、図９（ｂ）に示すように、柱状ガ
ラス３０２の４隅は曲率半径０.０２ｍｍの曲面部３０
２ａとなっている。

【００９１】このような柱状ガラス３０２を長さ４０ｍ
ｍに、ナイフエッジにより切断することにより、柱状ガ
ラス３０２から、図６に示したスペーサ１２０を構成す
る絶縁性基板１を切り出し、絶縁性基板１を作製した。

【００９２】図１０は、柱状ガラス３０２から切り出さ
れた絶縁性基板１の切断面側の端部を示す斜視図であ
る。次に、ガスバーナーを用いて、図１０に示される絶
縁性基板１の切断面１ａを６００℃において約５秒間加
熱し、その後除冷することにより切断面１ａや、切断面
１ａの周囲を平滑化した。

【００９３】図１１は、絶縁性基板１の切断面１ａを平
滑化した後の絶縁性基板１の切断面１ａ側の端部を示す
斜視図である。絶縁性基板１の切断面１ａを焼きなまし
によって平滑化することにより、図１１に示すように、
切断面１ａの微小突起および欠けの部分の表面が滑らか
な形状となる。

【００９４】図１２は、絶縁性基板１の切断面１ａが平
滑化される現象について説明するための図である。図１
２（ａ）は、絶縁性基板１の切断面１ａが平滑化される
前の切断面１ａにおける微小突起および欠けの部分を拡
大した模式図であり、図１２（ｂ）は、絶縁性基板１の
切断面１ａを平滑化した後に切断面１ａを光学顕微鏡に
より観察した際の切断面１ａを示す図である。図１２
（ａ）に示すように絶縁性基板１の切断面１ａにある微
小突起および欠けの部分が、焼きなましによって切断面
１ａを平滑化する処理後、それらの微小突起および欠け
の部分の表面が滑らかな形状となり、光学顕微鏡を用い
て切断面１ａを観察した際に、図１２（ｂ）に示すよう
に切断面１ａに欠けや突起などが存在せず、切断面１ａ
が滑らかな平滑面となっていることを確認した。

【００９５】次に、上記の工程で作製された絶縁性基板
１の、フェースプレート１１７との接続部、および基板
１１１との接続部に、図６に示した低抵抗膜２１ａ，２
１ｂを形成する。

【００９６】図１３は、絶縁性基板１に平滑化処理を行
った後に絶縁性基板１に低抵抗膜を部分的に形成する方
法について説明するための図である。まず、図１３
（ａ）に示すように、直方体のガラス製固定治具３０３
と絶縁性基板１とを交互にそれぞれ複数個並べて配置す
る。絶縁性基板１の高さは、図９に示した幅ｗに対応し
て３ｍｍとなっており、ガラス製固定治具３０３の寸法
としては、高さが２.８ｍｍ、幅が４２ｍｍ、奥行きｔ
が１.１ｍｍとなっている。それぞれのガラス固定治具
３０３および絶縁性基板１の、高さ方向における一方の
面を同一平面内に配置させて、それらを固定し、それぞ
れの絶縁性基板１の、フェースプレート１１７との接続
部をガラス製固定治具３０３の上面から突出させる。

【００９７】次に、それぞれの絶縁性基板１の、フェー
スプレート１１７との接続部の表面、およびそれぞれの
ガラス製固定治具３０３の上面に、厚さ１０ｎｍのＴｉ
膜をスパッタにより幅２００μｍの帯状に気相形成し、
その後、形成されたＴｉ膜の表面や、それぞれの絶縁性
基板１の、フェースプレート１１７との接続部の表面、
およびそれぞれのガラス製固定治具３０３の上面に、厚
さ２００ｎｍのＰｔ膜をスパッタにより気相形成するこ
とにより、図１３（ｂ）に示すように、それらのＴｉ膜
およびＰｔ膜からなる低抵抗膜２１ａを形成する。そし
て、絶縁性基板１とガラス製固定治具３０３とを引き離
すことにより、図１３（ｃ）に示すように、絶縁性基板
１の、フェースプレート１１７との接続部の表面に低抵
抗膜２１ａが形成されたものが作製される。

【００９８】このようなガラス製固定治具を用いたスパ
ッタによるＴｉおよびＰｔ膜の成膜工程を絶縁性基板１
の、基板１１１との接続部の表面に対しても同様に行
い、図１３（ｄ）に示すように絶縁性基板１の、基板１
１１との接続部の表面に低抵抗膜２１ｂを形成する。こ
こで、低抵抗膜２１ａ，２１ｂを形成するそれぞれの工
程で帯状に形成したＴｉ膜は、Ｐｔ膜の、絶縁性基板１
との膜密着性を補強する下地層として必要であった。

【００９９】その後、絶縁性基板１の、露出している面
全体に、帯電防止膜である高抵抗膜１１として、Ｃｒお
よびＡｌのターゲットを高周波電源で同時にスパッタす
ることによりＣｒ−Ａｌ合金窒化膜を膜厚２００ｎｍだ
け形成した。この工程では、スパッタガスとして、Ａ
ｒ：Ｎ₂の比率が１：２の混合ガスを用い、全圧力は１
ｍＴｏｒｒである。このような条件で同時成膜した膜の
シート抵抗値Ｒは２×１０９Ω／□であった。高抵抗膜
１１としてはＣｒ−Ａｌ合金窒化膜に限らず、前述した
ような種々の帯電防止膜を使用することが可能である。

【０１００】次に、上述した方法により製造されたスペ
ーサ１２０を用いて、図１および図６に示した表示パネ
ルを製造する方法について説明する。

【０１０１】まず、予め、行方向配線電極１１３、列方
向配線電極１１４、電極間絶縁層（不図示）、および表
面伝導型放出素子である冷陰極素子１１２を形成するた
めの素子電極と導電性薄膜が表面に形成された基板１１
１を、リアプレート１１５に固定する。次に、上述した
工程を経て製造されたスペーサ１２０を基板１１１の行
方向配線１１３上に等間隔で、行方向配線１１３と平行
に固定する。その後、基板１１１の行方向配線１１３の
表面から３ｍｍ上方にメタルバック１１９が配置される
ように、内面に蛍光膜１１８およびメタルバック１１９
が付設されたフェースプレート１１７を側壁１１６を介
して配置し、リアプレート１１５、フェースプレート１
１７、側壁１１６およびスペーサ１２０の各接合部を固
定する。基板１１１とリアプレート１１５の接合部、リ
アプレート１１５と側壁１１６の接合部、およびフェー
スプレート１１７と側壁１１６の接合部にフリットガラ
ス（不図示）を塗布し、これらの構成部品を大気中で４
００〜５００℃で１０分以上焼成することでそれらの構
成部品を封着した。

【０１０２】また、スペーサ１２０は、基板１１１側で
は行方向配線１１３（線幅３００μｍ）上に、フェース
プレート１１７側ではメタルバック１１９の面上に、導
電性のフィラーあるいは金属などの導電材を混合した導
電性フリットガラス（不図示）を介して配置し、気密容
器１３１の封着と同時に大気中で４００〜５００℃で１
０分以上焼成することで接着し、かつ、スペーサ１２０
の低抵抗膜２１ａとメタルバック１１９との電気的な接
続、およびスペーサ１２０の低抵抗膜２１ｂと行方向配
線１１３との電気的な接続も行った。

【０１０３】なお、本実施例においては、蛍光膜１１８
としては、図４に示したように、各色蛍光体が列方向
（Ｙ方向）に延びるストライプ形状となるものを採用
し、黒色導電材１５１ａは各色蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の
間だけでなく、Ｙ方向で各画素間をも分離するように配
置されたものを蛍光膜１１８として用い、スペーサ１２
０は、行方向（Ｘ方向）に平行な黒色導電材１５１ａの
領域（線幅３００μｍ）内にメタルバック１１９を介し
て配置された。なお、前述の気密容器１３１の封着を行
う際には、蛍光膜１１８の各色蛍光体と基板１１１上に
配置された冷陰極素子１１２とを対応させなければなら
ないため、リアプレート１１５、フェースプレート１１
７およびスペーサ１２０の位置合わせを十分に行った。

【０１０４】以上の工程を経て完成した気密容器１３１
の内部を排気管（不図示）を通じて真空ポンプにて排気
する。気密容器１３１内が十分な真空度に達した後、端
子Ｄ _x1〜Ｄ_xmとＤ_y1〜Ｄ_ynを通じ、行方向配線電極１１
３および列方向配線電極１１４を介してそれぞれの素子
電極に給電して前述の通電フォーミング処理と通電活性
化処理を行うことにより、基板１１１上に各冷陰極素子
１１２が形成されてなるマルチ電子ビーム源１３２を作
製した。

【０１０５】次に、圧力が１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度
で、気密容器１３１内の空気を排気するために用いた不
図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し、気
密容器１３１の封止を行った。最後に、封止後の気密容
器１３１内の真空度を維持するために、ゲッター処理を
行った。

【０１０６】このような工程を経て完成した図１および
図６に示した表示パネルを用いた画像表示装置におい
て、各冷陰極素子（表面伝導型放出素子）１１２に、端
子Ｄ_x1〜Ｄ_xm、Ｄ_y1〜Ｄ_ynを通じ、走査信号および変調
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により各冷陰極素子１１２から電子を放出させる。それ
と共に、メタルバック１１９に、高圧端子Ｈ_vを通じて
高圧を印加することにより各冷陰極素子１１２から放出
された電子ビームを加速し、蛍光膜１１８に電子を衝突
させ、蛍光膜１１８の各色蛍光体（図４に示したＲ、
Ｇ、Ｂ）を励起させて発光させることで表示パネルの表
示面に画像を表示した。なお、高圧端子Ｈ_vへの印加電
圧Ｖ_aは３〜１２ｋＶの範囲で徐々に放電が発生する限
界電圧まで印加し、行方向配線１１３と列方向配線１１
４との間への印加電圧Ｖ_fは１４Ｖとした。高圧端子Ｈ_v
に８ｋＶ以上電圧を印加して連続駆動が一時間以上可能
な場合に、耐電圧は良好と判断した。

【０１０７】本実施例で製造された表示パネルに対する
比較例として、スペーサ母材として加熱延伸法で作製し
た柱状ガラスをダイヤモンドカッターで切断し、スペー
サを構成する絶縁性基板を作製した後、特に平滑化処理
を施していない絶縁性基板のうちで、１０μｍ以上の突
起部分および欠けの見られたものをスペーサ基板として
選択し、選択されたものを用いて、上述した通りの方法
で表示パネルを製造し、上記の平滑化処理を行った絶縁
性基板１を用いたものとの比較検討を行った。

【０１０８】このとき、平滑化処理を行わなかったスペ
ーサを用いたパネルにおいては、微小放電あるいは沿面
放電が見られる場合があったのに対し、平滑化処理を実
施した絶縁性基板１をスペーサ基板として用いた表示パ
ネルにおいては微小放電なども見られることはなく、そ
の耐電圧性は良好であり、本発明における焼きなましに
よって絶縁性基板１の切断面を平滑化するという処理の
有効性、優位性を確認することができた。

【０１０９】（第２の実施例）本発明の第２の実施例に
係る電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造方法は、
第１の実施例の製造方法と比較して、スペーサ母材から
切り出された絶縁性基板の切断面を平滑化処理する際
に、切断面を加熱せずにケミカルエッチングにより平滑
化処理を行う点が主に異なっている。以下では、第１の
実施例と異なる点を中心に説明する。

【０１１０】まず、第１の実施例と同様に、ソーダライ
ムガラスを母材とし、図８に基づいて説明した加熱延伸
法により作製した柱状ガラスからナイフエッジで絶縁性
基板１をスペーサ基板として切り出す。切り出された絶
縁性基板１に対して、その切断面側の端部を３０℃の１
％ＨＦ溶液をエッチャントとしてエッチングすることに
より、絶縁性基板１の切断面を平滑化した。平滑化の処
理後、光学顕微鏡を用いて、絶縁性基板１の切断面に欠
けや突起などが存在せず、なめらかな平滑面が形成され
ていることを確認した。

【０１１１】その後、第１の実施例と同様にして、絶縁
性基板１に低抵抗膜２１ａ，２１ｂおよび高抵抗膜１１
を成膜してなるスペーサ１２０を作製した後、冷陰極素
子１１２が組み込まれたリアプレート１１５などと共に
画像表示装置を作製し、第１の実施例と同様の条件で高
圧印加、および冷陰極素子１１２の駆動を行った。

【０１１２】このとき、スペーサ１２０近傍での微小放
電などは見られることなく、その耐電圧性は良好であっ
た。第１の実施例と同様の比較例を用いて比較検討を行
った結果、本発明におけるケミカルエッチングによって
絶縁性基板１の切断面を平滑化するという処理の有効
性、優位性を確認することができた。

【０１１３】（第３の実施例）本発明の第２の実施例に
係る電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造方法は、
第１および２の実施例の製造方法と比較して、耐大気圧
支持構造体としてのスペーサを構成する絶縁性基板の作
製方法が主に異なっている。以下では、第１の実施例と
異なる点を中心に説明する。

【０１１４】まず、図７に示しような形状で、長さ１６
６ｍｍ、幅９０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのソーダライムガ
ラスからなるスペーサ母材３００を、ダイヤモンドカッ
ターを用いて切断し、長さ４０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ
０．２ｍｍの絶縁性基板１をスペーサ基板として作製す
る。この絶縁性基板１の４つの切断面に対し、３０℃の
１％ＨＦ溶液をエッチャントとしてエッチングすること
により、絶縁性基板１の切断面の平滑化処理を行った。
平滑化処理の後、光学顕微鏡を用いて、絶縁性基板１の
全ての切断面に欠けや突起などが存在せず、鋭角的な部
分のない平滑面が形成されていることを確認した。

【０１１５】その後、第１の実施例と同様にして絶縁性
基板１に低抵抗膜２１ａ，２１ｂおよび高抵抗膜１１を
成膜した後、冷陰極素子１１２が組み込まれたリアプレ
ート１１５などと共に画像表示装置を作製し、第１の実
施例と同様の条件で高圧印加、および冷陰極素子１１２
の駆動を行った。

【０１１６】本実施形態で製造された表示パネルの比較
例として、スペーサ母材３００から切り出した絶縁性基
板１において平滑化処理を行わなかったものを用いて、
同様な方法で画像表示装置を作製して高圧印加、および
冷陰極素子１１２の駆動を行い、上記の平滑化処理を行
った絶縁性基板１を用いたものとの比較検討を行った。

【０１１７】このとき、平滑化処理を行わなかったスペ
ーサの近傍で微小放電あるいは沿面放電などが観測され
た場合があったのに対し、平滑化処理を行ったスペーサ
１２０の近傍においては、そのような放電現象は観測さ
れず、その耐電圧性が良好であることがわかり、本発明
の有効性、優位性を確認することができた。

【０１１８】本発明における耐大気圧支持構造体として
の絶縁性基板１の切断面を平滑化する処理方法は、いず
れも処理工程が簡便かつ容易であり、また平滑化処理に
より得られる切断面の平滑度も優れており、耐大気圧支
持構造体の放電耐圧も良好であるので、電子線装置を適
用した画像表示装置としてのディスプレイの表示品位が
向上し、かつ量産性と低コストなどが求められる製造工
程、およびこの方法により製造された耐大気圧支持構造
体を使用する電子線装置に対して特に有効なものであ
る。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、気密容器
の壁部を支持するための耐大気圧支持構造体を、母材を
切断して製造する際に、耐大気圧支持構造体の切断面を
平滑化する処理を行うことにより、切断時に耐大気圧支
持構造体の切断面に生じた突起や欠けおよびクラックな
どがなくなり、欠け、クラックなどへの応力集中による
スペーサの座屈破壊を防止できるという効果がある。ま
た、耐大気圧支持構造体の突起部分などでの電界集中に
より誘発される沿面放電が抑制され、耐大気圧支持構造
体の耐電圧性が向上する。さらに、耐大気圧支持構造体
の帯電を防止するために耐大気圧支持構造体の表面に形
成された高抵抗膜のはがれが防止され、電子線装置の内
部に耐大気圧支持構造体を組み込んだ際に、耐大気圧支
持構造体の表面での微小放電が防止される。具体的に
は、耐大気圧支持構造体の切断面を平滑化する処理とし
て、その切断面を焼きなましする方法、あるいはケミカ
ルエッチング法を用いることにより、耐大気圧支持構造
体を製造するプロセスが簡略化されると共に歩留まり率
が向上し、耐大気圧支持構造体の製作コストが抑制され
るという効果がある。

【０１２０】さらには、本発明の電子線装置を画像表示
装置に適用した場合、以上の効果によって、耐大気圧支
持構造体および電子線装置の製造コストが低下し、高耐
圧性を有し、耐大気圧支持構造体での帯電による発光部
の変位の抑えられた表示品位の高い画像表示装置を安価
に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される一実施形態の画像表示装置
の表示パネルの斜視図である。

【図２】図１に示したマルチ電子ビーム源の一部を拡大
した平面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ’断面図である。

【図４】図１に示した蛍光膜として形成された３原色の
蛍光体のパターンを示す平面図である。

【図５】図１に示した蛍光膜の蛍光体のパターンの変形
例を示す平面図である。

【図６】図１のＡ−Ａ’線断面図である。

【図７】図６に示したスペーサを構成する絶縁性基板の
形状を規定するための工程に説明するための図である。

【図８】図６に示したスペーサを構成する絶縁性基板の
形状を規定するようにスペーサ母材を作製するための加
熱延伸装置について説明するための図である。

【図９】加熱延伸加工によりスペーサ母材として作製さ
れた柱状ガラスの断面形状について説明するための図で
ある。

【図１０】図９に示した柱状ガラスから切り出された絶
縁性基板の切断面側の端部を示す斜視図である。

【図１１】図１０に示した絶縁性基板の切断面を平滑化
した後の絶縁性基板の切断面側の端部を示す斜視図であ
る。

【図１２】図１０に示した絶縁性基板の切断面が平滑化
される現象について説明するための図である。

【図１３】絶縁性基板に平滑化処理を行った後に絶縁性
基板に低抵抗膜を部分的に形成する方法について説明す
るための図である。

【図１４】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図であ
る。

【図１５】従来の平面型の画像表示装置における表示パ
ネル部の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１絶縁性基板１ａ切断面２ａ、２ｂ端部３ａ、３ｂ端面５ａ、５ｂ側面部１１高抵抗膜２１ａ、２１ｂ低抵抗膜１１１基板１１２冷陰極素子１１３行方向配線１１４列方向配線１１５リアプレート１１６側壁１１７フェースプレート１１８蛍光膜１１９メタルバック１２０スペーサ１３１気密容器１３２マルチ電子ビーム源１４１、１４２素子電極１４３薄膜１４４導電性薄膜１４５電子放出部１４６ａ、１４６ｂ接合材１５１ａ、１５１ｂ黒色導電材１６１加熱手段３００、３０１スペーサ母材３０２柱状ガラス３０２ａ曲面部３０３ガラス製固定治具

フロントページの続き (72)発明者伊藤靖浩東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5C012 AA01 BB07 5C032 AA01 CC05 CC10 CD04 CD05 5C036 EE09 EE14 EE19 EF01 EF06 EF09 EG01 EG02 EG31 EH01 EH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部が略真空に密閉された気密容器の内
部に、電子放出素子、および前記気密容器の、互いに対
向する壁部を支持するように配置された電子線装置用の
耐大気圧支持構造体の製造方法であって、前記耐大気圧支持構造体の構成材料からなる母材を切断
することにより前記耐大気圧支持構造体を形成する工程
と、前記耐大気圧支持構造体の切断面の稜部が滑らかな形状
となり、前記切断面の表面積が小さくなるように前記切
断面を平滑化する処理を行う工程とを有する電子線装置
用の耐大気圧支持構造体の製造方法。
【請求項２】前記耐大気圧支持構造体の切断面を平滑
化する処理を行う工程で、前記母材を切断した際に前記
耐大気圧支持構造体の切断面、および該切断面の近傍の
面に生じた微小な突起、または微小な欠けの稜部が滑ら
かな形状となるように前記切断面を平滑化する請求項１
に記載の電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造方
法。
【請求項３】前記耐大気圧支持構造体の切断面を平滑
化する処理を行う工程として、前記耐大気圧支持構造体
の切断面側の部分を前記耐大気圧支持構造体の構成材料
の軟化点以上の温度に加熱することによる焼きなましを
行う請求項１または２に記載の電子線装置用の耐大気圧
支持構造体の製造方法。
【請求項４】前記耐大気圧支持構造体の切断面を平滑
化する処理を行う工程として、前記耐大気圧支持構造体
の切断面側の部分に対してケミカルエッチングの処理を
行う請求項１または２に記載の電子線装置用の耐大気圧
支持構造体の製造方法。
【請求項５】前記母材を形成する工程が、前記耐大気圧支持構造体の構成材料と同じ材料からな
り、前記耐大気圧支持構造体の断面形状と相似の断面形
状、および前記耐大気圧支持構造体の断面積よりも大き
な断面積を有する柱状部材を用意する工程と、前記柱状部材の両端部を支持し、前記柱状部材の長手方
向の一部を前記柱状部材の構成材料の軟化点以上の温度
に加熱すると共に、前記柱状部材の一方の端部を前記長
手方向の一部に向けて送り出し、他方の端部を前記一方
の端部の送り出し方向と同じ方向に引き出すことによ
り、前記柱状部材を引き伸ばす工程と、前記柱状部材の、引き伸ばされた部分を冷却することに
より、前記柱状部材の引き伸ばされた部分からなる前記
母材を形成する工程とから構成されている請求項１〜４
のいずれか１項に記載の電子線装置用の耐大気圧支持構
造体の製造方法。
【請求項６】前記母材の構成材料としてガラスまたは
ガラスファイバーを用いる請求項１〜５のいずれか１項
に記載の電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造方
法。
【請求項７】前記耐大気圧支持構造体の表面に、シー
ト抵抗値が１０⁷〜１０¹⁴Ω／□の高抵抗膜を形成する
工程をさらに有する請求項１〜６のいずれか１項に記載
の電子線装置用の耐大気圧支持構造体の製造方法。
【請求項８】内部が略真空の状態に維持されるように
密閉された気密容器の内部に、電子を放出する電子放出
素子が収容された電子線装置で、前記気密容器の変形を
防止するために前記気密容器の、互いに対向する壁部の
間で該対抗する壁部を支持するように前記気密容器の内
部に配置された電子線装置用の耐大気圧支持構造体であ
って、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子線装置用の耐
大気圧支持構造体の製造方法により製造された電子線装
置用の耐大気圧支持構造体。
【請求項９】電子を放出する電子放出素子を有する電
子源と、前記電子源から放出された電子を制御するため
の電極と、前記電子源から放出された電子が照射される
電子線被照射部と、少なくとも前記電子源および前記電
極を収容し、内部が略真空の状態に維持されるように密
閉された気密容器と、前記気密容器の変形を防止するた
めに前記気密容器の、互いに対向する壁部の間で該対抗
する壁部を支持するように前記気密容器の内部に配置さ
れた耐大気圧支持構造体とを有する電子線装置であっ
て、前記耐大気圧支持構造体として、請求項８に記載の電子
線装置用の耐大気圧支持構造体が用いられている電子線
装置。
【請求項１０】前記電子線被照射部が、前記電子源に
入力された入力信号に応じて前記電子源から放出された
電子が照射されることにより励起されて発光する蛍光体
である請求項９に記載の電子線装置。
【請求項１１】前記電子線被照射部が、前記電子源か
ら放出された電子が照射されることで画像が形成される
画像形成部材である請求項９に記載の電子線装置。
【請求項１２】前記電子放出素子が冷陰極素子である
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電子線装置。
【請求項１３】前記電子放出素子が、電子を放出する
電子放出部を含む導電性膜が一対の電極の間に形成され
てなる表面伝導型のものである請求項９〜１２のいずれ
か１項に記載の電子線装置。
【請求項１４】前記電子源が、単純マトリクス状に配
置された複数の前記冷陰極素子と、複数の前記冷陰極素
子をマトリクス配線する複数の行方向配線および複数の
列方向配線とから構成されたものである請求項９〜１３
のいずれか１項に記載の電子線装置。