JP2000251784A

JP2000251784A - スペーサ及びそのスペーサを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2000251784A
Application number: JP11046690A
Authority: JP
Inventors: Yoko Kosaka; 容子小坂; 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】本発明は、電子放出素子を有する画像形成装
置で用いるスペーサ、及びそのスペーサを用いた画像形
成装置に関し、比較的容易な方法をもって電子の飛翔の
軌道のずれを最小限に抑え、動画表示時においても鮮明
な画像表示が可能な画像形成装置を提供することを目的
とする。【解決手段】複数の電子放出素子を形成した基板と発
光材料を形成した透明基板とをスペーサを介して対向さ
せた構造を有する画像形成装置に用いられるスペーサの
製造方法であって、スペーサの基材となるスペーサ基板
に、表面形状を規定する膜材料を塗布する工程と、前記
膜材料がレベリングする前に表面形状を固定化すること
により、スペーサ基板上に凹凸形状を有する膜を形成す
る工程とを含むスペーサの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置および
その製造方法に関し、特に複数の電子放出素子を配置し
た平面型画像形成装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】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、電界放出型
素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型放
出素子（以下MIM型と記す）、などが知られている。

【０００３】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。この表面
伝導型放出素子としては、エリンソン等によるSnO₂薄膜
を用いたもの[M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phy
s.,10,1290,(1965)]、Au薄膜によるもの［G.D Mitter:
“Thin Solid Films”,9,317(1972)］や、In₂O₃／SnO
₂薄膜によるもの［Ｍ．Hartwell And C.G.Fonstad：
“IEEE Trans.ＥＤ Conf.”,519（1975）］や、カ−
ボン薄膜によるもの［荒木久他：真空、第２６巻、第１
号、22（1983）］等が報告されている。

【０００４】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図18に前述のM.Hartwell らによる
素子の平面図を示す。同図において、1は基板で、2はス
パッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜であ
る。導電性薄膜2は図示のようにＨ字形の平面形状に形
成されている。該導電性薄膜2に通電フォ−ミングと呼
ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部3が形成
される。

【０００５】通電フォ−ミングは、前記導電性薄膜2の
両端に一定の直流電圧、もしくは、例えば1V／分程度の
非常にゆっくりとしたレ−トで昇圧する直流電圧を印加
して通電し、導電性薄膜2を局所的に破壊もしくは変形
もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出
部3を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは
変形もしくは変質した導電性薄膜2の一部には、亀裂が
発生する。前記通電フォ−ミング後に導電性薄膜2に適
宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電
子放出が行われる。

【０００６】FE型の例は、たとえば、W.P.Dyke＆W.W.Do
lan、“Field Emission”、Advance in Electron P
hysics、8、89（1956）や、あるいは、 C.A.Spind
t、”Physical Properties of Thin−Film Field
Emission cathodes with molybdenium Cones”,J.A
ppl．Phys.、47、5248（1976）などが知られている。

【０００７】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図
19に前述のC.A.Spindtらによる素子の断面図を示す。同
図において、4は基板で、5は導電材料よりなるエミッタ
配線、6はエミッタコ−ン、7は絶縁層、8はゲ−ト電極
である。本素子は、エミッタコ−ン6とゲ−ト電極8の間
に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコ−ン6
の先端部より電界放出を起こさせるものである。

【０００８】また、FE型の他の素子構成として、図19の
ような積層構造以外に、基板上に基板平面とほぼ平行に
エミッタとゲ−ト電極を配置した例もある。

【０００９】MIM型の例としては、たとえば、C.A.Mead,
“Operation of Tunnel−Emission Devices、J.App
l.Phys.,32,646(1961)などが知られている。MIM型の素
子構成の典型的な例を図20に示す。同図は断面図であ
り、図において、9は基板で、10は金属よりなる下電
極、11は厚さ100オングストロ−ム程度の薄い絶縁層、1
2は厚さ80〜300Å程度の金属よりなる上電極である。MI
M型においては、上電極12と下電極10の間に適宜の電圧
を印加することにより、上電極12の表面より電子放出を
起こさせるものである。

【００１０】上述した各種冷陰極素子は、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
用ヒ−タ−を必要としない。したがって、熱陰極素子よ
りも構造が単純であり、微細な素子を作成可能である。
また、基板上に多数の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。また、熱陰極素
子がヒ−タ−の加熱により動作するため応答速度が遅い
のとは異なり、冷陰極素子の場合には応答速度が速いと
いう利点もある。

【００１１】冷陰極素子の応用については、画像形成装
置、画像記録装置などの画像形成装置や、荷電ビーム源
等がある。

【００１２】特に冷陰極素子を画像形成装置へ応用した
例として、本出願人によるUSP5,066,833や特開平2−257
551号公報や特開平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−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形成装
置が研究されている。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て発
光する画像形成装置がある。

【００１３】また、FE型を多数個ならべて画像形成装置
に応用した例として、R.Meyerらにより報告された平板
型表示装置が知られている。［R.Meyer："Recent Deve
lopment on Microchips Display at LETI”、Tec
h.digest of 4th Int. Vacuum Micro Electronic
s Conf.,Nagahama,pp.6〜9(1991)］また、MIM型を多数個ならべて画像形成装置に応用した
例は、本出願人による特開平3−55738号公報に開示され
ている。

【００１４】なかでも表面伝導型電子放出素子は、構造
が単純で製造も容易であることから、大面積に多数の素
子を形成しやすい利点がある。

【００１５】表面伝導型電子放出素子と蛍光体とを組み
合わせて用いた画像形成装置は、液晶表示装置と比較す
ると、自発光型であるためバックライトを必要としない
点や、視野角が広い点が優れている。

【００１６】平面型画像形成装置は上記の電子放出素子
を平面基板に多数配置し、これと対向して電子により発
光する蛍光体が配置される。電子放出素子は基板に二次
元マトリクス上に配列され(マルチ電子源と呼ぶ)、各素
子は行方向配線と列方向配線に接続される。画像表示方
式の一例として以下の単純マトリクス駆動がある。

【００１７】マトリクス中の任意の一行から電子を放出
させるためには、行方向に選択電圧を印加し、これと同
期して列配線に信号電圧を印加する。

【００１８】選択された行の電子放出素子より放出した
電子は蛍光体に向かって加速され、蛍光体を励起、発光
させる。行方向に順次選択電圧を印加することにより画
像が表示される。

【００１９】上述のような画像形成装置においては、二
次元マトリクス上に電子放出素子が形成された基板(リ
アプレート)と蛍光体と加速電極が形成された基板(フェ
ースプレート)間は真空に保たれる必要があるが、リア
プレートとフェースプレートには大気圧が加わるため
に、表示装置が大型化するに伴い、大気圧を支持する厚
みの基板が必要となる。しかし、これは重量の増加を招
くためリアプレートとフェースプレート間に支持部材
(スペーサ)を挿入することによりリアプレートとフェー
スプレート間隔を一定に保つとともに、リアプレートと
フェースプレートの破損を防ぐ構造が取られる。

【００２０】このスペーサは大気圧を支持するために十
分な機械的強度が求められると同時に、リアプレートと
フェースプレート間を飛翔する電子の軌道に大きく影響
してはならないとい制約がある。

【００２１】このような電子軌道に影響を与える原因
は、スペーサの帯電である。さらにこのスペーサが帯電
するスペーサ帯電という現象は、電子源から放出した電
子の一部または、フェースプレートで反射した電子がス
ペーサに入射し、スペーサから二次電子を放出すること
により帯電したり、あるいはスペーサに入射した電子の
衝突により、イオンが電離し、さらに表面に付着するこ
とにより帯電するものと考えられる。

【００２２】例えば、スペーサが正帯電するとスペーサ
近傍を飛翔する電子がスペーサに引き寄せられることに
より、スペーサ近傍で表示画像に歪みを生ずる。この帯
電の影響はリアプレートとフェースプレート間隔が大き
くなるに従い顕著になることもわかっている。

【００２３】一般に帯電を抑制する手段として、帯電面
に導電性を付与し、若干の電流を流すことで電荷を除去
することが行なわれる。この概念をスペーサに応用しス
ペーサ表面を酸化スズで被覆する手法が特開昭57-11835
5号公報に開示されている。また、特開平3-49135号公報
にはPdO系ガラス材で被覆する手法が開示されている。

【００２４】画像形成装置として輝度が高いことは重要
な要素である。フェースプレートに形成されている蛍光
体を効率よく発光させるためには、高い電圧で加速した
電子を蛍光体に照射すればよく、十分な効率で発光させ
るためには電子を3kV以上に、望ましくは5kV以上に加速
するとよい。したがって、リアプレートとフェースプレ
ート間には数kV以上の電圧が印加されていることにな
り、スペーサ両端にもこれとほぼ同電位の電圧が印加さ
れる。スペーサに使われる材料は加速電圧の印加におい
て放電しないことが求められる。

【００２５】沿面放電耐圧の向上手段として二次電子放
出率が小さい材料で表面を被覆すると効果的である。二
次電子放出率が小さい材料で被覆した例として、酸化ク
ロム(T.S.Sudarshan and J.D.Cross:IEEE Tran.EI-1
1,32(1976))、酸化銅(J.D.Cross and T.S.sudarshan:
IEEE Tran.EI-9146(1974))が知られている。

【００２６】また、二次電子が捕獲する目的で、スペー
サ表面に凹凸を設ける試みもなされており、特開平8-31
5726号公報、特開平8-241667号公報、特開平8-241666号
公報に記載がある。しかしながら、その形成手段は、型
を作成したり、エッチングをすることが必要であり、容
易に経済的に製造することは困難であった。

【００２７】また、特開平9-503335号公報には金属酸化
物の粒子を利用した凹凸の例があるが、スペーサの広範
囲にわたって形成することが困難であった。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
動画表示時等の電界の強度の変動に伴って、電子の飛翔
の軌道がずれ、デューティ比によっては、画像が歪むと
いう問題が生じていた。

【００２９】本発明は、上記課題に鑑み、比較的容易な
方法をもって電子の飛翔の軌道のずれを最小限に抑え
た、高画質な画像形成装置の製造方法を提供することを
目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電子放
出素子を形成した基板と発光材料を形成した透明基板と
をスペーサを介して対向させた構造を有する画像形成装
置に用いられるスペーサの製造方法であって、スペーサ
の基材となるスペーサ基板に、表面形状を規定する膜材
料を塗布する工程と、前記膜材料がレベリングする前に
表面形状を固定化することにより、スペーサ基板上に凹
凸形状を有する膜を形成する工程とを含むスペーサの製
造方法に関する。

【００３１】前記の膜材料を塗布する手段として、印刷
プロセスまたは、ディスペンサープロセスを用いること
が好ましい。

【００３２】前記凹凸形状を有する膜が、筋状または格
子状の膜厚分布を有することが好ましい。

【００３３】凹凸形状のピッチについては、平均が200
μｍ以下であり、また凹凸形状の深さ／ピッチの比が4
／25以上であり、また膜厚の平均が、１〜100μｍの範
囲にあることが好ましい。

【００３４】また、この凹凸形状を有する膜そのもの
が、高抵抗膜であるか、または凹凸形状を有する膜を形
成した後に高抵抗層を形成する工程を設け、スペーサ表
面を構成する膜または層のシート抵抗が、電子放出素子
の電子の加速電圧をVaとしたときに、10×Va²〜10¹²Ω
／□範囲にあり、かつ正または絶対値が1％/K以下の負
の抵抗温度係数を有することは、本発明の好ましい一実
施態様である。

【００３５】上記の高抵抗膜または高抵抗層を構成する
材料は、二次電子放出率の小さいものが好ましく、Cr₂O
₃、Nb₂O₅、Y₂O₃またはSnO₂の金属酸化物を含むものが好
ましい。

【００３６】さらに、本発明は上記製造方法を用いて製
造したスペーサに関する。

【００３７】さらに、本発明は、上記スペーサを用いて
形成した画像形成装置に関する。

【００３８】また、スペーサの電子放出素子を形成した
基板側の端部と発光材料を形成した透明基板側の端部に
電圧を印加することにより、スペーサの表面に電位差を
生じさせた画像形成装置は、本発明の好ましい一実施形
態である。

【００３９】また、上記画像形成装置において、基板側
かまたは、透明電極側のどちらか一方のスペーサの端部
が、基板上に形成された電子放出素子の駆動用配線に電
気的に接続されていたり、また電子放出素子から前記透
明基板に向かって放出された電子を加速する加速電極に
電気的に接続されていたりしていてもよい。

【００４０】また、電子放出素子が表面伝導型電子放出
素子であることは、本発明の好ましい一実施態様であ
る。

【００４１】

【発明の実施の形態】図3は本発明画像形成装置の応用
例として表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すた
めにパネルの一部を切り欠いて示している。図中17はリ
アプレート、18は側壁、19はフェースプレートであり、
17〜19により表示パネルの内部を真空に維持するための
気密容器を形成している。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が、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、40
0〜500℃で10分以上焼成することにより封着を達成し
た。気密容器内部を真空に排気する方法については後述
する。また、上記気密容器の内部は10^-4Pa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耐大気圧構造体として、スペ
ーサ22が設けられている。

【００４２】次に本発明を適用した画像形成装置の表示
パネルの構成と製造法について、具体的な例を示して説
明する。図1はスペーサ22を中心とした表示装置断面模
式図である。それぞれの番号は図３に対応している。14
は冷陰極電子源、17はリアプレート、18は側壁、19はフ
ェースプレートであり、17、18、19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を形成している。

【００４３】スペーサ22は外囲器内を真空にすることに
より大気圧を受けて、外囲器が破損あるいは変形するの
を避けるために設けられる。スペーサ22の材質、形状、
配置、配置本数は外囲器の形状ならびに熱膨張係数等、
外囲器の受ける大気圧、熱等を考慮して決定される。ス
ペーサの形状には平板型、十字型、L字型、円筒形等が
ある。

【００４４】絶縁性基材24は電子放出素子が形成された
リアプレート、蛍光体が形成されたフェースプレートと
ほぼ同一の熱膨張特性の材料であることが必要である。
あるいは、絶縁性基材24の弾性が高く、熱変形を容易に
吸収するものであってもよい。フェースプレート19及び
リアプレート17にかかる大気圧を支持する必要から、ガ
ラス、セラミクス等機械的強度の高く、耐熱性の高い材
料が適する。フェースプレート19、リアプレート17の材
質としてガラスを用いた場合、表示装置作製行程中の熱
応力を抑えるために、スペーサ22の絶縁性基材24はでき
るだけこれらの材質と同じものか、同様の熱膨張係数の
材料であることが望ましい。

【００４５】本発明者はスペーサの帯電を防止する方法
を検討した結果、高抵抗膜の材料の選択とともにその表
面を凹凸形状にすることが有効であることを見出した。
つまり、この高抵抗膜は、電気特性としては、絶縁体よ
り抵抗値が低く、具体的には帯電電荷を除去するために
半導電性を有し、さらに帯電を抑制するために二次電子
放出率が小さい材料であり、表面形状としては、表面の
凹凸のピッチが200μｍ以下、凹凸の深さ／ピッチの比
が４／２５以上である膜であること、が好ましい。

【００４６】図2はスペーサの構成をあらわす模式図で
あり、絶縁性基材24上に半導電性である高抵抗膜23が形
成されている。

【００４７】高抵抗膜23の抵抗値はスペーサ表面が帯電
することなく電荷を速やかに除電するのに十分な電流が
スペーサに流れる値に設定される。したがって、スペー
サに適する抵抗値は帯電量により設定される。帯電量は
電子源からの放出電流とスペーサ表面の二次電子放出率
に依存するが、高抵抗膜23に含まれる材料を、例えば、
Cr₂O₃、Nb₂O₅、Y₂O₃、SnO₂などの金属酸化物にすれば、
これらは、二次電子放出率が小さい材料であるために大
きな電流を流す必要がない。発明者らの測定によればこ
れらの材料の二次電子放出効率は、入射角0°において
最大でも1.8を越えない。

【００４８】したがって、シート抵抗が10¹²Ω／□以下
であればほとんどの使用条件に対応できると考えられる
が、さらに好ましくは、10¹¹Ω／□以下であれば申し分
ない。一方抵抗値の下限はスペーサにおける消費電力で
制限され、画像形成装置全体の消費電力が過度に増加せ
ず、したがってスペーサの抵抗は装置全体の発熱に大き
く影響しない値に選ばれなければならない。

【００４９】スペーサに使用する高抵抗膜23としては抵
抗温度係数が正であるか、負であってもその絶対値が1
％/Ｋ以下である材料を用いることが望ましい。スペー
サの抵抗温度係数が正の場合には温度上昇とともに抵抗
値が増加するため、スペーサでの発熱が抑制される。逆
に抵抗温度係数が負であると、スペーサ表面で消費され
る電力による温度上昇で抵抗値が減少し、更に発熱し温
度が上昇し続け、過大な電流が流れる、いわゆる熱暴走
を引き起こす。ところが、発熱量すなわち消費電力と放
熱がバランスのとれた状況においては、熱暴走は発生し
ない。したがって抵抗温度係数(以下TCR)の絶対値が小
さければ熱暴走しづらいということがいえる。

【００５０】TCRが約−１%/Kの薄膜を用いた条件でスペ
ーサ1cm²あたりの消費電力がおよそ0.1Wを超えるように
なるとスペーサに流れる電流が増加し続け、熱暴走状態
となることが実験で認められた。これはもちろんスペー
サ形状とスペーサ間に印加される電圧Va及び高抵抗膜の
抵抗温度係数により左右されるが、以上の条件から、消
費電力が1cm²あたり0.1Wを越えないRsの値は、10×Va²
Ω／□以上である。すなわち、スペーサ上に形成した第
一層のシート抵抗Rsは10×Va²〜10¹²Ω／□の範囲に設
定されることが望ましい。

【００５１】比抵抗ρはシート抵抗Rsと膜厚tの積であ
り、以上に述べたRsとtの好ましい範囲から、高抵抗膜
の比抵抗ρは10^-5×Va²〜10⁹Ωcmであることが望まし
い。更にシート抵抗と膜厚のより好ましい範囲を実現す
るためには、ρは(2×10^-5)×Va²〜5×10⁸Ωmとするの
がよい。ディスプレイにおける電子の加速電圧Vaは100V
以上であり、CRTに通常用いられる高速電子用蛍光体を
平面型ディスプレイに用いた場合に十分な輝度を得るた
めには3kV以上の電圧を要する。Va=1kVの条件において
は、高抵抗膜の比抵抗は0.1Ωm〜5×10⁸Ωmが好ましい
範囲となる。

【００５２】高抵抗膜23の材料としては、既に列挙した
ように、二次電子放出率の小さい金属酸化物を含むもの
が好ましいが、抵抗値が上述したスペーサに好ましい範
囲に調節でき、かつ安定であるならば、それらに限定さ
れるものではなく、他の金属酸化物、金属、窒化物など
を用いることができる。

【００５３】電子源からの放出電子の軌道に乱れを発生
させないためには、フェースプレート〜リアープレート
間の電位分布が一様である、すなわちスペーサの抵抗値
がすべての場所でほぼ均一であることが必要である。電
位分布が乱れると、スペーサ近傍の蛍光体に到達すべき
電子が曲げられ、隣接した蛍光体にあたるために画像に
乱れを生ずる。本発明の表面のの凹凸のピッチが200μ
ｍ以下、凹凸の深さ／ピッチの比が４／２５以上である
構造の膜は、抵抗値の一様性を確保し、画像の乱れを防
止するのに有効である。

【００５４】本発明においては、スペーサの基材となる
スペーサ基板上に、最終的に成膜された表面形状が上述
の一定形状になるように、膜材料を所定の形状に塗布す
る。

【００５５】この際、例えば、印刷プロセス、ディスペ
ンサープロセスによる塗布などにより形成することがで
きる。これらの塗布方法の利点は、膜の表面の凹凸形状
は成膜に用いる材料(ペースト)の粘度の調整、ディスペ
ンサの針のサイズ、印刷に用いるスクリーンのメッシュ
のサイズ、塗布時の基板の加熱などにより容易に制御で
きることにある。

【００５６】次に、塗布後の状態で、そのまま長時間静
置すると、レベリングし、形成された表面形状がくずれ
てくるために、前述の一定粗度より、平滑になる前に、
固定化の工程を行う。さらにペーストを焼成したり、あ
るいは、ペーストを一度予備乾燥し、さらに焼成したり
することにより、表面形状を固定化することができる。

【００５７】以上図２を用いて説明したが、この図にお
いては、高抵抗膜そのものが、表面形状を規定した構造
となっていた。しかしながら、スペーサの露出した部分
の電気特性が、一定の特性を有し、かつ一定の表面形状
を有すれば、本発明の効果を得ることができた。

【００５８】したがって、例えば、上記の電気特性を有
さない膜材料を用いて表面形状を規定し、それを下地と
して、その上に上述の所定の電気特性を規定する高抵抗
層を設けてもよい。例えば、このような高抵抗層は、Ｃ
ＶＤ等の蒸着法を用いることにより形成することができ
る。

【００５９】次に本発明を適用した画像形成装置の表示
パネルの構成と製造法について、具体的な例を示して説
明する。

【００６０】図1及び図3は、本発明の一実施形態である
表示パネルの断面図及び斜視図（内部構造を示すために
パネルの一部を切り欠いて示している）を示す。

【００６１】リアプレ−ト17には基板13が固定されてい
るが、該基板上には冷陰極素子14がN×M個形成されてい
る。（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。たとえば、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=30
00、M=1000以上の数を設定することが望ましい。）前記N×M個の冷陰極素子は、M本の行方向配線15とN本の
列方向配線16により単純マトリクス配線されている。前
記、基板13、行方向配線15、列方向配線16によって構成
される部分をマルチ電子ビ−ム源と呼ぶ。

【００６２】本発明に関わる画像形成装置に用いるマル
チ電子ビ−ム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線し
た電子源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製
造方法に制限はない。したがって、たとえば表面伝導型
放出素子やＦＥ型、あるいはMIM型などの冷陰極素子を
用いることができる。また、電子源をリアプレートに直
接形成することも可能である。

【００６３】次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素
子（後述）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−ム源の構造について述べる。

【００６４】図4に示すのは、図3の表示パネルに用いた
マルチ電子ビ−ム源の平面図である。基板13上には、後
述の図5で示すものと同様な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15と列方向配線電
極16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15と列方向配線電極16の交差する部分には、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。

【００６５】図3のB−B'に沿った断面を、図5(b)に示
す。

【００６６】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上に行方向配線電極15、列方向配線電極
16、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を形成した後、行方向配線電
極15および列方向配線16を介して各素子に給電して通電
フォ−ミング処理（後述）と通電活性化処理（後述）を
行うことにより製造した。

【００６７】上述の例においては、気密容器のリアプレ
−ト17にマルチ電子ビ−ム源の基板13を固定する構成と
したが、マルチ電子ビ−ム源の基板13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−ト17と
してマルチ電子ビ−ム源の基板13自体を用いてもよい。

【００６８】また、フェ−スプレ−ト19の下面には、蛍
光膜20が形成されている。例えば、カラ−表示装置をす
るために、蛍光膜20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。

【００６９】各色の蛍光体は、たとえば図6の（a）に示
すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストラ
イプの間には黒色の導電体20aが設けてある。黒色の導
電体20aを設ける目的は、電子ビ−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事
や、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防
ぐことなどである。黒色体20aを導電性とする場合に
は、電子ビ−ムによる蛍光膜のチャ−ジアップを防止す
る事が可能である。黒色の導電体20aには、黒鉛を主成
分として用いたが、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。

【００７０】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図６(a)に示したストライプ状の配列に限られるもので
はなく、たとえば図６(b)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。

【００７１】なお、モノクロ−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20b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。

【００７２】また、蛍光膜20のリアプレ−ト側の面に
は、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック21を設けてあ
る。メタルバック21を設けた目的は、蛍光膜20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事や、負
イオンの衝突から蛍光膜20を保護する事や、電子ビ−ム
加速電圧を印加するための電極として作用させる事や、
蛍光膜20を励起した電子の導電路として作用させる事な
どである。メタルバック21は、蛍光膜20をフェ−スプレ
−ト基板19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した。
なお、蛍光膜20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21は用いない。

【００７３】また、上述の例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
−スプレ−ト基板19と蛍光膜20との間に、たとえばITO
を材料とする透明電極を設けてもよい。

【００７４】図１に示すように、スペーサ22は絶縁性部
材24の表面に高抵抗膜23を成膜し、かつフェースプレー
ト19の内側(メタルバック21等)及び基板13の表面(行方
向配線15又は列方向配線16)に面したスペーサの当接面
及び接する側面部に低抵抗膜25を成膜した部材からなる
もので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必
要な間隔をおいて配置され、フェースプレートの内側お
よび基板13の表面に接合材26により固定される。また、
窒化炭素膜は、絶縁性部材24の表面のうち、少なくとも
気密容器内の真空中に露出している面に成膜されてお
り、スペーサ２２上の低抵抗膜25おおよび接合材26を介
して、フェースプレート１９の内側(メタルバック２１
等)および基板１３の表面(行方向配線１５または列方向
配線１６の駆動用配線)に電気的に接続される。ここで
説明する態様におけるスペーサ２２の形状は薄板状であ
り、行方向配線１５に平行に配置され、行方向配線１５
に電気的に接続されている。

【００７５】スペーサ22を構成する低抵抗膜25は、高抵
抗膜23を高電位側のフェースプレート19(メタルバック2
1等)および低電位側の基板17(配線15、16等)と電気的に
接続するために設けられたものであり、以下では、中間
電極層(中間層)という名称を用いる。中間電極層(中間
層)は以下に列挙する複数の機能を有する。ここで、複
数の電子放出子から放出された電子を加速する加速電極
の高電位側は、フェースプレート19(メタルバック21)と
接続されている。

【００７６】(1) 高抵抗膜23をフェースプレート19及
び基板13と電気的に接続する。

【００７７】既に記載したように、高抵抗膜23はスペー
サ22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23をフェースプレート19（メタルバック
21等）及び基板13（配線15、16等）と直接或いは接合材
26を介して接続した場合、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。これを避ける為に、フェー
スプレート19、基板13及び当接材26と接触するスペーサ
22の当接面或いは側面部に低抵抗の中間層を設けた。

【００７８】(2) 高抵抗膜23の電位分布を均一化す
る。

【００７９】冷陰極素子14より放出された電子は、フェ
ースプレート19と基板13の間に形成された電位分布に従
って電子軌道を成す。スペーサ22の近傍で電子軌道に乱
れが生じないようにする為には、高抵抗膜23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23をフ
ェースプレート19（メタルバック21等）及び基板13（配
線15、16等）と直接或いは当接材26を介して接続した場
合、接続部界面の接触抵抗の為に、接続状態のむらが発
生し、高抵抗膜23の電位分布が所望の値からずれてしま
う可能性がある。これを避ける為に、スペーサ22がフェ
ースプレート19及び基板13と当接するスペーサ端部（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23全体の電位を制御可能とした。

【００８０】(3)放出電子の軌道を制御する。

【００８１】冷陰極素子14より放出された電子は、フェ
ースプレート19と基板13の間に形成された電位分布に従
って電子軌道を成す。スペーサ近傍の冷陰極素子から放
出された電子に関しては、スペーサを設置することに伴
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
為には、放出された電子の軌道を制御してフェースプレ
ート19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19及び基板13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22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
制御することが出来る。

【００８２】中間電極となる低抵抗膜25は、高抵抗膜23
に比べ十分に低い抵抗値を有する材料、構造を選択すれ
ばよく、材料についてはNi、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、A
l、Cu、Pd等の金属、あるいは合金、及びPd、Ag、Au、R
uO₂、Pd−Ag等の金属や金属酸化物とガラス等から構成
される印刷導体、あるいはIn2O3− SnO₂等の透明導体
及びポリシリコン等の半導体材料等より適宜選択され
る。また、構造については低い抵抗値を実現するために
連続膜であることが必要である。

【００８３】接合材26はスペーサ22が行方向配線15およ
びメタルバック21と電気的に接続するように、導電性を
もたせる必要がある。すなわち、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が好適で
ある。

【００８４】また、Dx1〜Dxmおよび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15と、Dy1
〜Dynはマルチ電子ビーム源の列方向配線16と、Hvはフ
ェースプレートのメタルバック21と電気的に接続してい
る。

【００８５】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と排気ポ
ンプを接続し気密容器内を10^-5Pa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−膜（不図示）を形成す
る。

【００８６】ゲッタ−膜とは、たとえばBaを主成分とす
るゲッタ−材料をヒ−タ−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、該ゲッタ−膜の吸着作
用により気密容器内は1×10^-3ないしは１×10^-5Paの真
空度に維持される。

【００８７】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ないしDxm、Dy1ないしDynを通じ
て各冷陰極素子14に電圧を印加すると、各冷陰極素子14
から電子が放出される。それと同時にメタルバック21に
容器外端子Ｈｖを通じて数kVの高圧を印加して、上記放
出された電子を加速し、フェースプレート19の内面に衝
突させる。これにより、蛍光膜20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。通常、冷陰極素
子である本発明の表面伝導型放出素子14への印加電圧は
12〜16［V］程度、メタルバック21と冷陰極素子14との
距離ｄは1mmから8mm程度、メタルバック21と冷陰極素子
14間の電圧は3kVから15kV程度である。以上、本発明で
用いる表示パネルの基本構成と製造方法、及び画像形成
装置の概要を説明した。

【００８８】〔マルチ電子ビーム源の構成および製造方
法〕次に、前記の表示パネルに用いたマルチ電子ビ−ム
源の製造方法について説明する。本発明の画像形成装置
に関わる画像形成装置に用いるマルチ電子ビ−ム源は、
冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、
冷陰極素子の材料や形状あるいは製造方法に制限はな
い。したがって、たとえば表面伝導型放出素子やFE型、
あるいはMIM型などの冷陰極素子を用いることができ
る。

【００８９】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
表示装置が求められる状況のもとでは、これらの冷陰極
素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。す
なわち、ＦＥ型ではエミッタコ−ンとゲ−ト電極の相対
位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極め
て高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や
製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。ま
た、MIM型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くてしかも
均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コスト
の低減を達成するには不利な要因となる。その点、表面
伝導型放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大面
積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者ら
は、表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくは
その周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電子
放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見い
だしている。したがって、高輝度で大画面の画像形成装
置のマルチ電子ビ−ム源に用いるには、最も好適である
と言える。そこで、上記の表示パネルにおいては、電子
放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝導
型放出素子について基本的な構成と製造方法および特性
を説明し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線し
たマルチ電子ビ−ム源の構造について述べる。

【００９０】(表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製造方法)電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜か
ら形成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平
面型と垂直型の２種類があげられる。

【００９１】（平面型の表面伝導型電子放出素子）まず
最初に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製造
方法について説明する。図5に示すのは平面型の表面伝
導型放出素子の構成を説明するための平面図(a)および
断面図(b)である。図中、13は基板、27と28は素子電
極、29は導電性薄膜、30は通電フォ−ミング処理により
形成した電子放出部、31は通電活性化処理により形成し
た薄膜である。

【００９２】基板13としては、たとえば、石英ガラスや
青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アルミナ
をはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述の各
種基板上にたとえばSiO₂を材料とする絶縁層を積層した
基板、などを用いることができる。

【００９３】また、基板13上に基板面と平行に対向して
設けられた素子電極27と素子電極28は、導電性を有する
材料によって形成されている。たとえば、Ni、Cr、Au、
Mo、W、Pt、Ti、Cu、Pd、Ag等をはじめとする金属、あ
るいはこれらの金属の合金、あるいはIn₂O₃-SnO₂をはじ
めとする金属酸化物、ポリシリコンなどの半導体、など
の中から適宜材料を選択して用いればよい。電極を形成
するには、たとえば真空蒸着などの製膜技術とフォトリ
ソグラフィ−、エッチングなどのパタ−ニング技術を組
み合わせて用いれば容易に形成できるが、それ以外の方
法（たとえば印刷技術）を用いて形成してもさしつかえ
ない。

【００９４】素子電極27と28の形状は、当該電子放出素
子の応用目的に合わせて適宜設計される。一般的には、
電極間隔Ｌは通常は数百Åから数百μｍの範囲から適当
な数値を選んで設計されるが、なかでも表示装置に応用
するために好ましいのは数μｍより数十μｍの範囲であ
る。また、素子電極の厚さｄについては、通常は数百Å
から数μｍの範囲から適当な数値が選ばれる。

【００９５】また、導電性薄膜29の部分には、微粒子膜
を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素として
多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）のこと
をさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、個々の
微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微粒子が
互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに重なり
合った構造が観測される。

【００９６】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数Åか
ら数千Åの範囲に含まれるものであるが、なかでも好ま
しいのは10Åから200Åの範囲のものである。また、微
粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条件を考慮して
適宜設定される。すなわち、素子電極27あるいは28と電
気的に良好に接続するのに必要な条件、後述する通電フ
ォ−ミングを良好に行うのに必要な条件、微粒子膜自身
の電気抵抗を後述する適宜の値にするために必要な条
件、などである。具体的には、数Åから数千Åの範囲の
なかで設定するが、なかでも好ましいのは10Åから500
Åの間である。

【００９７】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
る材料としては、たとえば、Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、
In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb、などをはじめと
する金属や、PdO、SnO₂、In₂O₃、PbO、Sb₂O₃などをはじ
めとする酸化物や、HfB₂、ZrB₂、LaB₆、CeB₆、YB₄、GdB
₄、などをはじめとする硼化物や、TiC、ZrC、HfC、Ta
C、SiC、WC、などをはじめとする炭化物や、TiN、ZrN、
HfN、などをはじめとする窒化物や、Si、Geなどをはじ
めとする半導体や、カ−ボン、などがあげられ、これら
の中から適宜選択される。

【００９８】以上述べたように、導電性薄膜29微粒子膜
で形成したが、そのシート抵抗については、10³から10⁷
Ω/□の範囲に含まれるよう設定した。

【００９９】なお、導電性薄膜29と素子電極27および28
とは、電気的に良好に接続されるのが望ましいため、互
いの一部が重なりあうような構造をとっている。その重
なり方は、図7の例においては、下から、基板、素子電
極、導電性薄膜の順序で積層したが、場合によっては下
から基板、導電性薄膜、素子電極、の順序で積層しても
よい。

【０１００】また、電子放出部30は、導電性薄膜29の一
部に形成された亀裂状の部分であり、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。亀裂は、
導電性薄膜29に対して、後述する通電フォ−ミングの処
理を行うことにより形成する。亀裂内には、数Åから数
百Åの粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際
の電子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するの
は困難なため、図7においては模式的に示した。

【０１０１】また、薄膜31は、炭素もしくは炭素化合物
よりなる薄膜で、電子放出部30およびその近傍を被覆し
ている。薄膜31は、通電フォ−ミング処理後に、後述す
る通電活性化の処理を行うことにより形成する。

【０１０２】薄膜31は、単結晶グラファイト、多結晶グ
ラファイト、非晶質カ−ボンのいずれかか、もしくはそ
の混合物であり、膜厚は500Å以下とするが、300Å以下
とするのがさらに好ましい。

【０１０３】以上、好ましい素子の基本構成について述
べたが、図7においては以下のような素子を用いた。

【０１０４】すなわち、基板13には青板ガラスを用い、
素子電極27と28にはＮｉ薄膜を用いた。素子電極の厚さ
ｄは1000Å、電極間隔Lは2μｍとした。

【０１０５】微粒子膜の主要材料としてPdもしくはPdO
を用い、微粒子膜の厚さは約100Å、幅Wは100μｍとし
た。

【０１０６】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。図7（ａ）〜（ｄ）は、
表面伝導型放出素子の製造工程を説明するための断面図
で、各部材の表記は前記図5と同一である。

【０１０７】(1) まず、図7(a)に示すように、基板13
上に素子電極27および28を形成する。形成するにあたっ
ては、あらかじめ基板13を洗剤、純水、有機溶剤を用い
て十分に洗浄後、素子電極の材料を堆積させる（堆積す
る方法としては、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの
真空成膜技術を用ればよい）。その後、堆積した電極材
料をフォトリソグラフィ−・エッチング技術を用いてパ
タ−ニングし、(a)に示した一対の素子電極（27と28）
を形成する。

【０１０８】（2) 次に、同図(b)に示すように、導電
性薄膜29を形成する。

【０１０９】形成するにあたっては、まず前記(a)の基
板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して
微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィ−・エッチ
ングにより所定の形状にパタ−ニングする。ここで、有
機金属溶液とは、導電性薄膜29に用いる微粒子の材料を
主要元素とする有機金属化合物の溶液である。具体的に
は、上述の例では主要元素としてPdを用いた。また、塗
布方法として、ディッピング法を用いたが、それ以外の
たとえばスピンナ−法やスプレ−法を用いてもよい。

【０１１０】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜29の
成膜方法としては、上述のような有機金属溶液の塗布に
よる方法以外に、たとえば真空蒸着法やスパッタ法、あ
るいは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。

【０１１１】（3）次に、同図（ｃ）に示すように、
フォ−ミング用電源32から素子電極27と28の間に適宜の
電圧を印加し、通電フォ−ミング処理を行って、電子放
出部30を形成する。

【０１１２】通電フォ−ミング処理とは、微粒子膜で作
られた導電性薄膜29に通電を行って、その一部を適宜に
破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに
好適な構造に変化させる処理のことである。微粒子膜で
作られた導電性薄膜のうち電子放出を行うのに好適な構
造に変化した部分（すなわち電子放出部30）において
は、薄膜に適当な亀裂が形成されている。なお、電子放
出部30が形成される前と比較すると、形成された後は素
子電極27と28の間で計測される電気抵抗は大幅に増加す
る。

【０１１３】通電方法をより詳しく説明するために、図
8に、フォ−ミング用電源32から印加する適宜の電圧波
形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性薄膜をフォ
−ミングする場合には、パルス状の電圧が好ましく、同
図に示したようにパルス幅Ｔ１の三角波パルスをパルス
間隔Ｔ２で連続的に印加した。その際には、三角波パル
スの波高値Vpfを、順次昇圧した。また、電子放出部30
の形成状況をモニタ−するためのモニタ−パルスPmを適
宜の間隔で三角波パルスの間に挿入し、その際に流れる
電流を電流計33で計測した。

【０１１４】本図の例においては、たとえば10^-3Torr程
度の真空雰囲気下において、たとえばパルス幅T1を１
[ミリ秒]、パルス間隔T2を10[ミリ秒]とし、波高値Vpf
を１パルスごとに0.1Vずつ昇圧した。そして、三角波を
5パルス印加するたびに１回の割合で、モニタ−パルスP
mを挿入した。フォ−ミング処理に悪影響を及ぼすこと
がないように、モニタ−パルスの電圧Vpmは0.1Vに設定
した。そして、素子電極27と28の間の電気抵抗が1×10⁶
Ωになった段階、すなわちモニタ−パルス印加時に電流
計33で計測される電流が1×10^-7A以下になった段階で、
フォ−ミング処理にかかわる通電を終了した。

【０１１５】なお、上記の方法は、図7に示した表面伝
導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微
粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Ｌなど表面
伝導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じ
て通電の条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１１６】（4）次に、図7の(d)に示すように、活
性化用電源34から素子電極27と28の間に適宜の電圧を印
加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の改善を
行う。

【０１１７】通電活性化処理とは、前記通電フォ−ミン
グ処理により形成された電子放出部30に適宜の条件で通
電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積
せしめる処理のことである。図7(d)においては、炭素も
しくは炭素化合物よりなる堆積物を部材31として模式的
に示した。なお、通電活性化処理を行うことにより、行
う前と比較して、同じ印加電圧における放出電流を典型
的には100倍以上に増加させることができる。

【０１１８】具体的には、10^-1ないし10^-4Paの範囲内の
真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に印加することに
より、真空雰囲気中に存在する有機化合物を起源とする
炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。堆積物31は、単
結晶グラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カ−ボ
ン、のいずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は
500Å以下、より好ましくは300Å以下である。

【０１１９】通電方法をより詳しく説明するために、図
9の(a)に、活性化用電源34から印加する適宜の電圧波形
の一例を示す。本図の例においては、一定電圧の矩形波
を定期的に印加して通電活性化処理を行ったが、具体的
には、矩形波の電圧Vacは14V、パルス幅T3は１［ミリ
秒］、パルス間隔T4は10［ミリ秒］とした。なお、上述
の通電条件は、図7に示した表面伝導型放出素子に関す
る好ましい条件であり、表面伝導型放出素子の設計を変
更した場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが
望ましい。

【０１２０】図7の(d)に示す35は該表面伝導型放出素子
から放出される放出電流Ieを捕捉するためのアノ−ド電
極で、直流高電圧電源36および電流計37が接続されてい
る。（なお、基板13を、表示パネルの中に組み込んでか
ら活性化処理を行う場合には、表示パネルの蛍光面をア
ノ−ド電極35として用いる。）活性化用電源34から電圧
を印加する間、電流計37で放出電流Ｉｅを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニタ−し、活性化用電源34の
動作を制御する。電流計37で計測された放出電流Ｉｅの
一例を図9(b)に示すが、活性化電源34からパルス電圧を
印加しはじめると、時間の経過とともに放出電流Ｉｅは
増加するが、やがて飽和してほとんど増加しなくなる。
このように、放出電流Ｉｅがほぼ飽和した時点で活性化
用電源34からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終
了する。

【０１２１】なお、上述の通電条件は、図7に示した表
面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝
導型放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて
条件を適宜変更するのが望ましい。

【０１２２】以上のようにして、図5(b)に示す平面型の
表面伝導型放出素子を製造した。

【０１２３】（垂直型の表面伝導型放出素子）次に、電
子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成した表面
伝導型放出素子のもうひとつの代表的な構成、すなわち
垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。

【０１２４】図10は、垂直型の基本構成を説明するため
の模式的な断面図であり、図中の38は基板、39と40は素
子電極、43は段差形成部材、41は微粒子膜を用いた導電
性薄膜、42は通電フォ−ミング処理により形成した電子
放出部、44は通電活性化処理により形成した薄膜であ
る。

【０１２５】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、片方の素子電極39が段差形成部材43上に設けられて
おり、導電性薄膜41が段差形成部材43の側面を被覆して
いる点にある。したがって、前記図5の平面型における
素子電極間隔Ｌは、垂直型においては段差形成部材43の
段差高Lsとして設定される。なお、基板38、素子電極39
および40、微粒子膜を用いた導電性薄膜41、について
は、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に用いる
ことが可能である。また、段差形成部材43には、たとえ
ばSiO₂のような電気的に絶縁性の材料を用いる。以下
に、垂直型の表面伝導型放出素子の製造方法について説
明する。図11の(a)〜（e）は、製造工程を説明するため
の断面図で、各部材の表記は前記図10と同一である。

【０１２６】(1) 図11(a)に示すように、基板38上に素
子電極40を形成する。

【０１２７】(2) 同図(b)に示すように、段差形成部材
を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層は、たとえ
ばSiO2をスパッタ法で積層すればよいが、たとえば真空
蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いてもよい。

【０１２８】(3) 同図（ｃ）に示すように、絶縁層の
上に素子電極39を形成する。

【０１２９】(4) 同図（ｄ）に示すように、絶縁層の
一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素子電
極40を露出させる。

【０１３０】(5) 同図（ｅ）に示すように、微粒子膜
を用いた導電性薄膜41を形成する。形成するには、前記
平面型の場合と同じく、たとえば塗布法などの成膜技術
を用いればよい。

【０１３１】(6) 前記平面型の場合と同じく、通電フ
ォ−ミング処理を行い、電子放出部を形成する。（図7
（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォ−ミング処理
と同様の処理を行えばよい。） (7) 前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理を行
い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積さ
せる。（図7（ｄ）を用いて説明した平面型の通電活性
化処理と同様の処理を行えばよい。）以上のようにして、図10に示す垂直型の表面伝導型放出
素子を製造した。

【０１３２】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、平面型と垂直型の表面伝導型放出素子につ
いて素子構成と製造方法を説明したが、次に表示装置に
用いた素子の特性について述べる。

【０１３３】図12に、表示装置に用いた素子の、（放出
電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素子
電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的な例を
示す。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著し
く小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、こ
れらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメ−タを
変更することにより変化するものであるため、２本のグ
ラフは各々任意単位で図示した。

【０１３４】表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉｅに
関して以下に述べる３つの特性を有している。

【０１３５】第一に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈ
と呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に
放出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満
の電圧では放出電流Ｉｅはほとんど検出されない。すな
わち、放出電流Ieに関して、明確な閾値電圧Vthを持っ
た非線形素子である。

【０１３６】第二に、放出電流Ieは素子に印加する電圧
Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ieの
大きさを制御できる。

【０１３７】第三に、素子に印加する電圧Ｖｆに対して
素子から放出される電流Ｉｅの応答速度が速いため、電
圧Ｖｆを印加する時間の長さによって素子から放出され
る電子の電荷量を制御できる。

【０１３８】以上のような特性を有するため、表面伝導
型放出素子を表示装置に好適に用いることができた。た
とえば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表
示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を
順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、
駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖｔ
ｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値
電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次
切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表
示を行うことが可能である。

【０１３９】また、第二の特性かまたは第三の特性を利
用することにより、発光輝度を制御することができるた
め、階調表示を行うことが可能である。

【０１４０】

【実施例】以下本発明の具体的な実施例について図面を
用いて説明する。

【０１４１】(実施例１)本実施例では、まず未フォーミ
ングの複数の表面伝導型電子源14を基板13に形成した。
基板13として表面を清浄化した青板ガラスを用い、これ
に、図5に示した表面伝導型電子放出素子を160個×720
個マトリクス状に形成した。素子電極24、25はPtスパッ
タ膜であり、X方向配線15、Y方向配線16はスクリーン印
刷法により形成したAg配線である。導電性薄膜26はPdア
ミン錯体溶液を焼成したPdO微粒子膜である。

【０１４２】画像形成部材であるところの蛍光膜20は図
6(a)に示すように、各色蛍光体がY方向に伸びるストラ
イプ形状を採用し、黒色体20aとしては各色蛍光体間だ
けでなく、X方向にも設けることでY方向の画素間を分離
しかつスペーサー22を設置するための部分を加えた形状
を用いた。先に黒色体(導電体)20aを形成し、その間隙
部に各色蛍光体を塗布して蛍光膜20を作成した。ブラッ
クストライプ(黒色体20a)の材料として通常よく用いら
れている黒鉛を主成分とする材料を用いた。フェースプ
レート19に蛍光体を塗布する方法はスラリー法を用い
た。

【０１４３】また、蛍光膜20より内面側(電子源側)に設
けられるメタルバック21は、蛍光膜20の作成後、蛍光膜
20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を真空蒸着することで作成し
た。フェースプレート19には、更に蛍光膜20の導電性を
高めるため、蛍光膜20より外面側(ガラス基板と蛍光膜
の間)に透明電極が設けられる場合もあるが、本実施例
ではメタルバックのみで十分な導電性が得られたので省
略した。

【０１４４】図2においてスペーサー22は、スペーサ基
板に清浄化したアルミナからなる絶縁性基材24(高さ3.8
mm、板厚200μm、長さ50mm)を用い、その上に、日本曹
達(株)製アトロンＮＩｎを0.5％添加したDupont(株)製
ペースト5704Ｊをスクリーン印刷法により塗布した。こ
の塗布した膜がレベリングする前に、120℃で10分乾燥
後850℃で3時間焼成することにより、表面状態を固定化
した。

【０１４５】この膜の形状をSEMで観察したところ、図1
3に示すように、メッシュの形状に応じた凹凸が観察さ
れた。膜厚の平均は26μm、凹凸のピッチは60μm、凹凸
の深さは約6μmであり、凹凸形状の深さ／ピッチの比
は、約１０／１００であった。

【０１４６】また、スペーサー22は、X方向配線および
メタルバックとの電気的接続を確実にするためにその接
続部にAlによる電極25を設けた。この電極25はX方向配
線からフェースプレートに向かって150μm、メタルバッ
クからリアプレートに向かって100μmの範囲でスペーサ
ー22の4面を完全に被覆した。

【０１４７】その後、電子源14の3.8mm上方にフェース
プレート19を支持枠18を介して配置し、リアプレート1
3、フェースプレート19、支持枠18およびスペーサー22
の接合部を固定した。スペーサーはX方向配線15上に等
間隔に固定した。スペーサー22はフェースプレート19側
では黒色体20a(線幅300μm)上に、Auを被覆シリカ球を
含有した導電性フリットガラス26を用いることにより、
高抵抗膜23とフェースプレート19との導通を確保した。
なお、メタルバック21とスペーサー22とが当接する領域
においてはメタルバック21の一部を除去した。リアプレ
ート17と支持枠18の接合部はフリットガラス(不図示)を
塗布し、大気中で420℃で10分以上焼成することで封着
した。

【０１４８】以上のようにして完成したあと、排気管を
通じ真空ポンプにて排気し、十分低い圧力に達した後、
容器外端子Dx1〜DxmとDy1〜Dynを通じ電子放出素子14の
素子電極27、28間に電圧を印加し、導電性薄膜29を通電
処理(フォーミング処理)することにより電子放出部30を
形成した。フォーミング処理は、図8に示した波形の電
圧を印加することにより行った。

【０１４９】次に排気管を通してアセトンを0.133Paの
圧力となるように真空容器に導入し、容器外端子Dx1〜D
xmと、Dy1〜Dynに電圧パルスを定期的に印加することに
より、炭素あるいは炭素化合物を堆積する通電活性化処
理を行った。通電活性化は図12に示すような波形を印加
することにより行った。

【０１５０】次に容器全体を200℃に加熱しつつ10時間
真空排気した後、10^-4Pa程度の圧力で、排気管をガスバ
ーナーで熱することで溶着し封止を行った。

【０１５１】最後に、封止後の圧力を維持するために、
ゲッター処理を行った。

【０１５２】なお、スペーサのシート抵抗は以下の通り
であり、組立工程による大きな変動は無く、問題の無い
範囲内であった。

【０１５３】初期(成膜後) 1.1×10¹⁰Ω／□ 組立工程後 1.4×10¹⁰Ω／□ 真空排気後 1.4×10¹⁰Ω／□ 以上のように完成した画像形成装置において、各電子放
出素子14には、容器外端子Dx1〜Dxm、Dy1〜Dynを通じ走
査信号及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電子を放出させ、メタルバック21
には、高圧端子Hvを通じて高圧を印加することにより放
出電子ビームを加速し、蛍光膜20に電子を衝突させ、蛍
光体20bを励起・発光させることで画像を表示した。な
お高圧端子Hvへの印加電圧Vaは1〜5kV、素子電極27、28
間への印加電圧Vfは14Vとした。この時、上記駆動条件
においてのスペーサー近傍のビームずれはないか、あっ
ても非常に少なく、テレビ画像として問題のない範囲で
あった。また、膜の抵抗温度係数は−0.3％/Kであり、
上記駆動条件において熱暴走することはなかった。

【０１５４】(実施例２)実施例２においてはスペーサー
基板にソーダライムガラスを用いた。

【０１５５】図2においてスペーサー22は清浄化したソ
ーダライムガラスからなる絶縁性基材24(高さ2.8mm、板
厚200μm、長さ60mm)上に、（株）高純度化学研究所製S
YM-FE05を10%添加したガラスフリットを、画像形成装置
組み立て後に縞の向きがフェースプレートに対して平行
になるように、ディスペンサにより中間電極層と平行に
塗布した。この塗布した膜がレベリングする前に、120
℃で10分乾燥後550℃で1時間焼成することにより、表面
状態を固定化した。

【０１５６】この膜の形状をSEMで観察したところ、図1
5に示すように、中間電極層と平行な凹凸が観察され、
膜厚の平均は30μm、凹凸のピッチは110μm、凹凸の深
さは約15μmであり、凹凸形状の深さ／ピッチの比は、
約１４／１００であった。その後の組み立て工程は実施
例1と同様に行った。このスペーサのシート抵抗は以下
の通りであり、組立工程による大きな変動は無く、問題
の無い範囲内であった。

【０１５７】初期(成膜後) 7.0×10⁸Ω／□ 組立工程後 4.7×10⁸Ω／□ 真空排気後 4.7×10⁸Ω／□ 実施例1と同様の条件で駆動し、このスペーサーを用い
てテレビ画像の比較を行った。この駆動条件においてス
ペーサー近傍のビームずれはないか、あっても非常に少
なく、テレビ画像として問題は無い範囲であった。さら
に、膜の抵抗温度係数は−0.2％/Kであり、上記駆動条
件において熱暴走することはなかった。

【０１５８】(実施例３)実施例3においては、(株)高純
度化学研究所製SYM-SN05を3%とSYM-NB05を5%添加したガ
ラスフリットを、画像形成装置組み立て後に縞の向きが
フェースプレートに対して垂直になるように、ディスペ
ンサにより中間電極層と垂直に塗布した以外は実施例2
と同様にしてスペーサを作成した。この膜の形状をSEM
で観察したところ、図14に示すように中間電極層と垂直
な凹凸が観察され、膜厚の平均は30μm、凹凸のピッチ
は110μm、凹凸の深さは約15μmであり、凹凸形状の深
さ／ピッチの比は、約１４／１００であった。その後の
組み立て工程は実施例1と同様に行った。このスペーサ
の比抵抗は以下の通りであり、組立工程による大きな変
動は無く、問題の無い範囲内であった。

【０１５９】初期(成膜後) 9.1×10⁸Ω／□ 組立工程後 7.3×10⁸Ω／□ 真空排気後 7.5×10⁸Ω／□ 実施例1と同様の条件で駆動し、このスペーサーを用い
てテレビ画像の比較を行った。この駆動条件においてス
ペーサー近傍のビームずれはないか、あっても非常に少
なく、テレビ画像として問題は無い範囲であった。さら
に、膜の抵抗温度係数は−0.2％/Kであり、上記駆動条
件において熱暴走することはなかった。

【０１６０】(実施例４)実施例4においては、(株)高純
度化学研究所製SYM-CU04を3%とSYM-Y01を4%添加したガ
ラスフリットを、画像形成装置組み立て後に縞の向きが
フェースプレートに対して45°になるように、ディスペ
ンサにより中間電極層に対して45°の角度で塗布した以
外は実施例2と同様にしてスペーサを作成した。この膜
の形状をSEMで観察したところ、図16に示すように中間
電極層に対して45°の凹凸が観察され、膜厚の平均は30
μm、凹凸のピッチは110μm、凹凸の深さは約15μmであ
り、凹凸形状の深さ／ピッチの比は、約１４／１００で
あった。その後の組み立て工程は実施例1と同様に行っ
た。

【０１６１】このスペーサの比抵抗は以下の通りであ
り、組立工程による大きな変動は無く、問題の無い範囲
内であった。

【０１６２】初期(成膜後) 5.9×10⁸Ω／□ 組立工程後 3.4×10⁸Ω／□ 真空排気後 3.5×10⁸Ω／□ 実施例1と同様の条件で駆動し、このスペーサーを用い
てテレビ画像の比較を行った。この駆動条件においてス
ペーサー近傍のビームずれはないか、あっても非常に少
なく、テレビ画像として問題は無い範囲であった。ま
た、膜の抵抗温度係数は−0.1％/Kであり、上記駆動条
件において熱暴走することはなかった。

【０１６３】(実施例５)実施例5ではスペーサーに高さ
2.0mm、断面の直径200μmの円柱状のソーダライムガラ
スを用いた。清浄化したソーダライムから成る円柱状の
基材に(株)高純度化学研究所製SYM-CR015を15%添加した
ガラスフリットを、画像形成装置組み立て後に縞の向き
がフェースプレートに対して平行になるように、ディス
ペンサにより中間電極層と平行に塗布し、120℃で5分乾
燥後に500℃で3時間焼成した。この膜の形状をSEMで観
察したところ、図17に示すように、中間電極層と平行な
凹凸が観察され、膜厚の平均は20μm、凹凸のピッチは
平均140μｍ、凹凸の深さは平均12μmであった。その後
の組み立て工程は実施例1と同様に行った。

【０１６４】またスペーサの比抵抗は以下の通りであ
り、組立工程による大きな変動は無く、問題の無い範囲
内であった。

【０１６５】初期(成膜後) 1.0×10¹¹Ω／□ 組立工程後 3.0×10¹¹Ω／□ 真空排気後 2.2×10¹¹Ω／□ 実施例1と同様の条件で駆動し、このスペーサーを用い
てテレビ画像の比較を行った。この駆動条件においてス
ペーサー近傍のビームずれはないか、あっても非常に少
なく、テレビ画像として問題は無い範囲であった。

【０１６６】さらに膜の抵抗温度係数は−0.2％/Kであ
り、上記駆動条件において熱暴走することはなかった。

【０１６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成装置に用いられるスペーサの製造方法として、
スペーサ基板上に、表面形状を規定する膜材料を塗布
し、その膜材料が、レベリングする前に表面形状を固定
化することにより、非常に簡便に、制御された凹凸形状
をスペーサ表面に形成できることを示した。

【０１６８】スペーサ表面の凹凸形状として、ピッチの
平均が200μｍ以下で、深さ／ピッチの比が４／２５以
上にすることにより、良好な帯電防止効果を得ることが
できることを示した。

【０１６９】また、表面形状と同時に、重要であるの
が、スペーサ表面の電気特性である。表面の帯電電荷を
除去する上では、スペーサの表面が半導電性を示すこと
が好ましく、表面形状を規定する膜は、シート抵抗が、
電子放出素子の電子の加速電圧をVaとして、10×Va²〜1
0¹²Ω／□の範囲にあり、かつ正または絶対値が1％/K以
下の負の抵抗温度係数を有することが好ましく、それに
より良好な帯電防止効果を得ることができることを示し
た。

【０１７０】このようなスペーサを用いた画像形成装置
はデューティ比が変動する動画表示時においても、スペ
ーサ近傍でのビーム電位の乱れは抑止され、ビームが蛍
光体に衝突する位置と、本来発光するべき蛍光体との位
置ずれが常に無い鮮明な画像表示が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置のスペ
ーサ近傍の断面模式図である。

【図２】本発明で用いたスペーサの断面模式図である。

【図３】本発明の一実施形態である画像形成装置の、表
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図４】本発明の画像形成装置で用いたマルチ電子ビー
ム基板の平面図である。

【図５】本発明の画像形成装置で用いた平面型の表面伝
導型放出素子の平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。

【図６】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を
例示した平面図である。

【図７】平面型の表面伝導型放出素子の製造工程を示す
断面図である。

【図８】通電フォーミング処理の際の印加電圧波形図で
ある。

【図９】通電活性化処理の際の印加電圧波形（a）、放
出電流Ieの変化（b）の形態図である。

【図１０】本発明の画像形成装置で用いた垂直型の表面
伝導型放出素子の断面図である。

【図１１】垂直型の表面伝導型放出素子の製造工程を示
す断面図である。

【図１２】本発明の画像形成装置で用いた表面伝導型放
出素子の典型的な特性を示すグラフである。

【図１３】本発明の画像形成装置で用いた板状のスペー
サにスクリーン印刷法により凹凸状の高抵抗膜を形成し
たスペーサの拡大図である。

【図１４】本発明の一実施形態であるスペーサの表面図
及び断面の拡大図である。板状のスペーサにフェースプ
レートに対して平行なストライプ状の凹凸の高抵抗膜を
ディスペンサ塗布法により形成したスペーサの表面と断
面の拡大図である。

【図１５】本発明の一実施形態であるスペーサの表面図
及び断面の拡大図である。板状のスペーサにフェースプ
レートに対して垂直なストライプ状の凹凸の高抵抗膜を
ディスペンサ塗布法により形成したスペーサの表面と断
面の拡大図である。

【図１６】本発明の一実施形態であるスペーサの表面図
及び断面の拡大図である。板状のスペーサにフェースプ
レートに対して45°傾いたストライプ状の高抵抗膜をデ
ィスペンサ塗布法により形成したスペーサの表面と断面
の拡大図である。

【図１７】本発明の一実施形態であるスペーサの表面図
及び断面の拡大図である。円柱状のスペーサにフェース
プレートに対して平行なストライプ状の凹凸の高抵抗膜
をディスペンサ塗布法により形成したスペーサの表面と
断面の拡大図である。

【図１８】従来より知られた表面伝導型放出素子の一例
である。

【図１９】従来より知られたFE型素子の一例である。

【図２０】従来知られたMIM型素子の一例である。

【符号の簡単な説明】

1 基板 2 導電性薄膜 3 電子放出部 4 基板 5 エミッタ配線 6 エミッタコーン 7 絶縁層 8 ゲート電極 9 基板 10 下電極 11 絶縁層 12 上電極 13 基板 14 冷陰極素子 15 行方向配線 16 列方向配線 17 リアプレート 18 側壁 19 フェースプレート 20 蛍光膜 21 メタルバック 22 スペーサ 23 高抵抗膜 24 絶縁性基材 25 中間層電極 26 導電性フリット(当接材) 27、28 素子電極 29 導電性薄膜 30 電子放出部 31 通電活性化処理により形成した薄膜 32 フォーミング用電源 33 電流計 34 活性化用電源 35 アノード電極 36 直流高電圧電源 37 電流計 38 基板 39 素子電極 40 素子電極 41 導電性薄膜 42 電子放出部 43 段差形成部材 44 通電活性化により形成した薄膜

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子を形成した基板と発
光材料を形成した透明基板とをスペーサを介して対向さ
せた構造を有する画像形成装置に用いられるスペーサの
製造方法であって、スペーサの基材となるスペーサ基板
に、表面形状を規定する膜材料を塗布する工程と、前記
膜材料がレベリングする前に表面形状を固定化すること
により、スペーサ基板上に凹凸形状を有する膜を形成す
る工程とを含むスペーサの製造方法。
【請求項２】前記膜材料を塗布する手段として、印刷
プロセスまたは、ディスペンサープロセスを用いたこと
を特徴とする請求項１記載のスペーサの製造方法。
【請求項３】前記凹凸形状を有する膜が、筋状または
格子状の膜厚分布を有することを特徴とする請求項１ま
たは２記載のスペーサの製造方法。
【請求項４】前記凹凸形状のピッチの平均が200μｍ
以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のスペーサの製造方法。
【請求項５】前記凹凸形状の深さ／ピッチの比が4／2
5以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載のスペーサの製造方法。
【請求項６】前記凹凸形状を有する膜の膜厚の平均
が、１〜100μｍの範囲にあることを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項７】前記凹凸形状を有する膜が、そのシート
抵抗が前記電子放出素子の電子の加速電圧をVaとしたと
きに、10×Va²〜10¹²Ω／□範囲にあり、かつ正または
絶対値が1％/K以下の負の抵抗温度係数を有する高抵抗
膜であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
載のスペーサの製造方法。
【請求項８】前記表面形状を規定する膜材料が、金属
酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか
に記載のスペーサの製造方法。
【請求項９】前記凹凸形状を有する膜を形成する工程
の後工程に、前記凹凸形状を有する膜上に、高抵抗層を
形成する工程を設けたことを特徴とする請求項１〜６の
いずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項１０】前記高抵抗層を構成する材料が、金属
酸化物を含むことを特徴とする請求項９記載のスペーサ
の製造方法。
【請求項１１】前記金属酸化物が、Cr₂O₃、Nb₂O₅、Y₂
O₃またはSnO₂であることを特徴とする請求項８または１
０記載のスペーサの製造方法。
【請求項１２】前記高抵抗層のシート抵抗が、前記電
子放出素子の電子の加速電圧をVaとしたときに、10×Va
²〜10¹²Ω／□の範囲にあり、かつ正または絶対値が1％
/K以下の負の抵抗温度係数を有することを特徴とする請
求項９記載のスペーサの製造方法。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載のス
ペーサの製造方法を用いて製造したスペーサ。
【請求項１４】請求項１３記載のスペーサを用いて形
成した画像形成装置。
【請求項１５】前記スペーサの前記複数の電子放出素
子を形成した基板側の端部と発光材料を形成した透明基
板側の端部に電圧を印加し、前記スペーサの表面に電位
差を生じさせたことを特徴とする請求項１４記載の画像
形成装置。
【請求項１６】前記複数の電子放出素子を形成した基
板に電子放出素子の駆動用配線が設けられ、前記スペー
サーの一方の端部が該駆動用配線に電気的に接続されて
いることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記複数の電子放出素子から前記透明
基板に向かって放出された電子を加速する加速電極が設
けられ、前記スペーサーの一方の端部が前記加速電極に
電気的に接続されていることを特徴とする請求項１４記
載の画像形成装置。
【請求項１８】前記電子放出素子が表面伝導型電子放
出素子である請求項１４〜１７のいずれかに記載の画像
形成装置。