JP2001143620A

JP2001143620A - 電子線装置用スペーサの製造方法と電子線装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001143620A
Application number: JP2000305293A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamazaki; 康二山▲崎▼; Yasuhiro Ito; 靖浩伊藤; Masahiro Fushimi; 正弘伏見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP3854794B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、表面帯電を抑制できる表面構造を
有するスペーサを簡単な工程にて、低価格に製造する方
法を提供することを目的とする。【解決手段】気密容器と、前記気密容器内に配置され
た、電子源及びスペーサとを備える電子線装置のスペー
サを製造するにあたり、スペーサの基材５０１をヒータ
ー５０２により加熱延伸する工程において、表面に凹凸
を有する引き出しローラー５０３を用いて基材の表面に
所望の凹凸を形成したり、あるいは、表面に凹凸を有す
るスペーサの基材を加熱延伸する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いた画
像形成装置等の電子線装置に用いられるスペーサの製造
方法およびスペーサを備えた電子線装置の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子を利用した画像形成
装置として、冷陰極電子放出素子を多数形成した電子源
基板と、透明電極および蛍光体を具備した陽極基板とを
平行に対向させ、真空に排気した平面型の電子線表示パ
ネルが知られている。このような画像形成装置におい
て、電界放出型電子放出素子を用いたものは、例えば、
Ｉ．Ｂｒｏｄｉｅ， ”Ａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ：ｆｌａｔｃｏｌｄ−ｃａｔｈｏｄｅ
ＣＲＴｓ” ，ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐ
ｌａｙ，１／８９，１７（１９８９）に開示され
たものがある。また、表面伝導型電子放出素子を用いた
ものは、例えば、ＵＳＰ５０６６８８３等に開示されて
いる。平面型の電子線表示パネルは、現在広く用いられ
ている陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ
：ＣＲＴ）表示装置に比べ、軽量化、大画面化を図
ることができ、また、液晶を利用した平面型表示パネル
やプラズマ・ディスプレイ、エレクトロルミネッセント
・ディスプレイ等の他の平面型表示パネルに比べて、よ
り高輝度、高品質な画像を提供することができる。図５
に電子放出素子を利用した画像形成装置の一例として、
従来の平面型電子線表示パネルの一部を切り欠いた斜視
図を示す。ここで、図５に示される電子線表示パネルの
構成について詳述すると、図中、１０１５はリアプレー
ト、１０１７はフェースプレート、１０１６は側壁であ
り、これらにより真空外囲器を構成している。また、１
０１１は電子源基板、１０１２は電子放出素子であり、
本例では、１つの電子放出素子に対して１つの蛍光体が
対応している。また、１０１３（走査電極）および１０
１４（信号電極）は配線電極であり、それぞれ、電子放
出素子１０１２に接続されている。さらに、１０１９は
メタルバック、１０１８は蛍光体である。また、１０２
０はスペーサで、電子源基板１０１１とフェースプレー
ト１０１７を所定間隔に保持するとともに、大気圧に対
する支持部材として真空外囲器内部に配置されている。
尚、フェースプレート１０１７、側壁１０１６、リアプ
レート１０１５、スペーサ１０２０の各接合部は低融点
ガラスフリットにより封着されている。

【０００３】この電子線表示パネルにおいて画像を形成
するには、マトリクス状に配置された走査電極１０１３
と信号電極１０１４に所定の電圧を順次印加すること
で、マトリクスの交点に位置する所定の電子放出素子１
０１２を選択的に駆動し、放出された電子を蛍光体１０
１８に照射して所定の位置に輝点を得る。なお、メタル
バック１０１９は、放出電子を加速してより高い輝度の
輝点を得るために、電子放出素子１０１２に対して正電
位となるように高電圧が印加される。ここで、印加され
る電圧は、蛍光体１０１８の性能にもよるが、数百Ｖか
ら数十ｋＶ程度の電圧である。従って、電子源基板１０
１１とフェースプレート１０１７間の距離ｄは、この印
加電圧によって真空の絶縁破壊（即ち放電）が生じない
ようにするため、数百μｍから数ｍｍ程度に設定される
のが一般的である。

【０００４】この電子線表示パネルの表示面積が大きく
なるに従い、真空外囲器内部の真空と外部の大気圧差に
よるプレート基板の変形を抑えるためには、リアプレー
ト１０１５およびフェースプレート１０１７を厚くする
必要がでてきた。プレート基板を厚くすることは表示パ
ネルの重量を増加させるだけでなく、斜め方向から見た
ときに歪みを生じ、視野角の縮小ともなる。そこで、ス
ペーサ１０２０を配置することにより、両プレート１０
１５、１０１７の強度負担を軽減でき、軽量化、低コス
ト化、大画面化が可能となるので、平面型電子線表示パ
ネルの利点を十分に発揮することができるようになる。

【０００５】このスペーサ１０２０に使用される材質と
しては、（１）十分な耐大気圧強度（圧縮強度）を有す
ること、（２）製造工程および高真空形成工程における
加熱工程に耐え得る耐熱性を有し、（３）表示パネルの
基板、側壁等との熱膨張係数の整合が取れていること、
（４）高電圧印加に耐え得る絶縁耐圧を有する高抵抗体
であること、（５）高真空を維持するために、ガス放出
レートが小さいこと、（６）寸法を精度良く加工でき、
量産性に優れること、等が要求され、一般的にはガラス
材料が用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような画像形成装置の表示パネルにおいては、以下の
ような問題点があった。

【０００７】まず、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
子の作用でイオン化したイオンがスペーサに付着するこ
とにより、スペーサ帯電をひきおこす可能性がある。さ
らには、フェースプレートに到達した電子が一部反射、
散乱され、その一部がスペーサに当たることによりスペ
ーサ帯電をひきおこす可能性がある。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、表面帯電を抑制できる表面構造
を有するスペーサを簡単な工程にて、低価格に製造する
方法を提供することを目的とする。また本発明は、その
ようにして製造されるスペーサ、さらにこのような機能
を有するスペーサを用いて、十分な表示輝度を有しなが
ら低価格を実現する画像形成装置等の電子線装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討の結
果、気密容器内に、電子源及びスペーサを備える電子線
装置の前記スペーサ表面に凹凸構造を設けると、スペー
サ表面が平滑である場合よりも実効的な二次電子放出係
数を小さくすることができるため、スペーサ表面の帯電
を効果的に抑えることができることを見出した。そし
て、このような凹凸表面を有するスペーサの製造方法
で、スペーサの製造に費やされる工程時間の大幅な短縮
が図れ、しかも再現性良くスペーサを製造し得る製造方
法として、次のような方法を見出した。

【００１０】即ち、本発明は、気密容器と、前記気密容
器内に配置された、電子源及びスペーサとを備える電子
線装置の前記スペーサの製造方法であって、前記スペー
サの基材を加熱延伸する工程を有し、前記加熱延伸する
工程において前記基材の表面に所望の凹凸を形成するこ
とを特徴とする電子線装置用スペーサの製造方法であ
る。

【００１１】また、上記のスペーサの製造方法は、更
に、前記加熱延伸する工程を経て形成された前記スペー
サの基体の表面に導電性膜を形成する工程を有すること
をも含むものである。

【００１２】また、本発明は、気密容器と、前記気密容
器内に配置された、電子源及びスペーサとを備える電子
線装置の前記スペーサの製造方法であって、前記スペー
サの基材を加熱延伸する工程を有し、前記加熱延伸する
工程において前記基材の表面に所望の凹凸と導電性膜と
を形成することを特徴とする電子線装置用スペーサの製
造方法である。

【００１３】また、本発明は、気密容器と、前記気密容
器内に配置された、電子源及びスペーサとを備える電子
線装置の前記スペーサの製造方法であって、その表面に
凹凸を有する前記スペーサの基材を加熱延伸する工程を
有することを特徴とする電子線装置用スペーサの製造方
法である。

【００１４】また、上記スペーサの製造方法は、更に、
前記加熱延伸する工程を経て形成された前記スペーサの
基体の表面に導電性膜を形成する工程を有してもよく、
あるいは、前記加熱延伸する工程において前記基材の表
面に導電性膜を形成してもよい。

【００１５】また、本発明は、気密容器と、前記気密容
器内に配置された、電子源及びスペーサとを備える電子
線装置の前記スペーサの製造方法であって、前記スペー
サの基材の表面に凹凸を形成する工程と、前記凹凸が形
成された基材を加熱延伸する工程とを有することを特徴
とする電子線装置用スペーサの製造方法である。

【００１６】また、上記のスペーサの製造方法は、更
に、前記凹凸を形成する工程と前記加熱延伸する工程と
を経て形成された前記スペーサの基体の表面に導電性膜
を形成する工程を有してもよく、あるいは、前記加熱延
伸する工程において前記基材の表面に導電性膜を形成し
てもよい。

【００１７】また、以上述べたいずれかのスペーサの製
造方法は、前記電子線装置が、気密容器と、前記気密容
器内に配置された、電子源、前記電子源からの電子の照
射により画像を形成する画像形成部材、及び、スペーサ
とを備える画像形成装置であることをも含むものであ
る。

【００１８】また、本発明は、気密容器と、前記気密容
器内に配置された、電子源及びスペーサとを備える電子
線装置の製造方法であって、前記スペーサが、以上述べ
たいずれかのスペーサの製造方法にて製造されることを
特徴とする電子線装置の製造方法である。

【００１９】また、上記の電子線装置の製造方法は、前
記電子線装置が、気密容器と、前記気密容器内に配置さ
れた、電子源、前記電子源からの電子の照射により画像
を形成する画像形成部材、及び、スペーサとを備える画
像形成装置であることをも含むものである。

【００２０】以上の本発明において、まず、スペーサの
基材を加熱延伸する工程において基材の表面に所望の凹
凸を形成することは、前記凹凸の形成が前記加熱延伸時
の熱を利用することができ、さらには、基材からのスペ
ーサ基体の成形工程と成形されたスペーサ基体への凹凸
形成工程とを別個、設ける必要がなく、スペーサの製造
に費やされる工程時間の大幅な短縮が図れる。

【００２１】また、更に、スペーサの基材を加熱延伸す
る工程において基材の表面に所望の凹凸と導電性膜とを
形成することは、前記凹凸の形成のみならず、導電性膜
の形成も前記加熱延伸時の熱を利用することができ、さ
らには、導電性膜の形成工程をも別個、設ける必要がな
く、スペーサの製造に費やされる工程時間の大幅な短縮
が図れる。

【００２２】また、以上の本発明において、その表面に
凹凸を有するスペーサの基材を加熱延伸する工程を有す
ること、あるいは、スペーサの基材の表面に凹凸を形成
する工程と、前記凹凸が形成された基材を加熱延伸する
工程とを有することは、上述同様の工程時間の大幅な短
縮に加え、予め基材表面に形成された凹凸に精度誤差が
あっても、その後の加熱延伸によりその精度誤差は問題
のない程度まで大幅に縮小されるため、所望の凹凸を有
するスペーサ基体を再現性良く作成することができる
他、予め基材表面に形成される凹凸の形成の際の精度マ
ージンが大きく取れ、歩留まりが向上する。

【００２３】また、以上述べた本発明において、加熱延
伸する工程を有することは、形成されたスペーサ基体の
研磨工程を省け、また、１度の加熱にて複数を同時に並
行処理できるので量産効果が大きい。

【００２４】また、スペーサ基体の表面の凹凸の表面粗
さが０．１μｍ以上１００μｍ以下となるようにすると
表面に成形する導電性膜の連続性が良く、凸部における
先鋭な形状による電界集中効果も抑制できるので好まし
い。

【００２５】さらに、電子線装置内に配置されるスペー
サ表面のシート抵抗は、帯電防止および消費電力から１
０⁷から１０¹⁴Ω／□であることが好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態につい
て以下に説明する。

【００２７】まず、図１を用いて第１の実施形態につい
て説明する。

【００２８】．作成しようとするスペーサ基体の断面
と相似形状を有するスペーサの基材５０１を使用する。
このとき所望のスペーサ基体の断面積をｓ１、スペーサ
基材の断面積をｓ２とし、ｓ１、ｓ２はｓ１／ｓ２＜１
を満たす。

【００２９】．スペーサ基材５０１の両端を固定し長
手方向の一部を軟化点以上の温度にヒーター５０２で加
熱するとともに、一方の端部を加熱部位方向に送り込み
ローラー５０４で速度ｖ２で送り込み、もう一方の端部
をｖ２と同一方向に引き出しローラー５０３にて速度ｖ
１で引き出す。このとき、これら速度ｖ１、ｖ２はｓ１
ｖ１＝ｓ２ｖ２を満たす。また、加熱温度は基材５０１
の種類、加工形状によるが通常５００℃以上とする。こ
こで、引き出しローラー５０３の表面には凹凸が形成さ
れており、加熱延伸にともなって、引き出された基材の
表面には順次凹凸が形成されていく。

【００３０】．冷却後、引き伸ばされた基材をブレー
ド５０５にて所望の長さに切断して、スペーサ基体１を
作製する。

【００３１】以上のように、スペーサの基材を加熱延伸
する工程時に、該基材の表面に所望の凹凸を形成するこ
とは、前記凹凸の形成が前記加熱延伸時の熱を利用する
ことができ、さらには、基材からのスペーサ基体の成形
工程と成形されたスペーサ基体への凹凸形成工程とを別
個、設ける必要がなく、スペーサの製造に費やされる工
程時間の大幅な短縮が図れる。

【００３２】．次に、以上のように作成したスペーサ
基体の表面に導電性膜を形成する。この導電性膜とは、
後述する高抵抗膜あるいは低抵抗膜であり、いずれもス
パッタ法、真空蒸着法、印刷法、エアゾール法、あるい
はディッピング法等を用いて形成される。

【００３３】次に、図２を用いて第２の実施形態につい
て説明する。

【００３４】．作成しようとするスペーサ基体の断面
と相似形状を有するスペーサの基材１６１を使用する。
尚、このスペーサの基材の表面には予め凹凸が形成され
ている。また、所望のスペーサ基体の断面積をｓ１、ス
ペーサの基材の断面積をｓ２とし、ｓ１、ｓ２はｓ１／
ｓ２＜１を満たす。

【００３５】．スペーサ基材１６１の両端を固定し長
手方向の一部を軟化点以上の温度にヒーター５０２で加
熱するとともに、一方の端部を加熱部位方向に、不図示
ではあるが前述の第１の実施形態と同様の送り込みロー
ラーで速度ｖ２で送り込み、もう一方の端部をｖ２と同
一方向に引き出しローラー１６３にて速度ｖ１で引き出
す。このとき、これら速度ｖ１、ｖ２はｓ１ｖ１＝ｓ２
ｖ２を満たす。また、加熱温度は基材の種類、加工形状
によるが通常５００℃以上とする。加熱延伸にともなっ
て、引き出された基材１６２の表面には所望の凹凸が形
成されていく。

【００３６】．冷却後、引き伸ばされた基材を、不図
示ではあるが前述の第１の実施形態と同様のブレードに
て所望の長さに切断して、スペーサ基体を作製する。

【００３７】以上のように、予めその表面に凹凸を有す
るスペーサ基材を加熱延伸し、かかる加熱延伸する工程
時に、スペーサ基材の表面に、上記凹凸を所望の形状の
凹凸となし形成することは、上述同様の工程時間の大幅
な短縮に加え、予め基材表面に形成された凹凸に精度誤
差があっても、その後の加熱延伸によりその精度誤差は
問題のない程度まで大幅に縮小されるため、所望の凹凸
を有するスペーサ基体を再現性良く作成することができ
る他、予め基材表面に形成される凹凸の形成の際の精度
マージンが大きく取れ、歩留まりが向上する。

【００３８】．次に以上のように作成したスペーサ基
体の表面に、前述の第１の実施形態にて述べた導電性膜
を形成する。

【００３９】また、上記導電性膜の形成は、図３に示す
ように、上記の工程において、ヒーター５０２と引き
出しローラー１６３との間に設けられた成膜手段（１７
４，１７５）によって、上述のスペーサ基材１６１の加
熱延伸工程時に行われても良い。尚、図３に示される成
膜手段は、後述の高抵抗膜の成膜手段であり、高抵抗膜
の形成材料を含有する液体を引き出されたスペーサ基材
１６２に塗布するスプレーヘッド部１７４とスプレーヘ
ッド１７４のコントローラ１７５から成る。

【００４０】以上のように、スペーサの基材を加熱延伸
する工程時に、基材の表面に所望の凹凸と導電性膜とを
形成することは、前記凹凸の形成のみならず、導電性膜
の形成も前記加熱延伸時の熱を利用することができ、さ
らには、導電性膜の形成工程をも別個、設ける必要がな
く、スペーサの製造に費やされる工程時間の大幅な短縮
が図れる。

【００４１】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、以上述べ
た実施形態にて得られるスペーサの一例を示す模式図で
あり、図４の（ｂ）は図４の（ａ）中の縦方向Ｂ−Ｂ’
を含む断面であり、図４の（ｃ）は、図４の（ａ）中の
横方向Ｃ−Ｃ’を含む断面の模式図である。１は、少な
くとも表面に所望の凹凸が形成されたスペーサ基体、１
１はスペーサ基体１の表面に形成された、帯電防止を目
的とした高抵抗膜である。高抵抗膜１１は、前記スペー
サ基体の表面凹凸にならい最終的な表面に凹凸を形成し
ている。２１は電子線装置内の電極とスペーサとの間の
オーミックなコンタクトを得るために、必要に応じて設
けられた低抵抗膜である。

【００４２】また、上記高抵抗膜付き凹凸基体をスペー
サに用いた平面型の表示装置（電子線装置）の構造概略
を、図５に示すように（詳細は後述）、複数の冷陰極素
子１０１２を形成した基板１０１１と発光材料である蛍
光膜１０１８を形成した透明なフェースプレート１０１
７とをスペーサ１０２０を介して対向させた構造を有す
る表示装置であり、スペーサ１０２０がその表面に凹凸
形状を有しており、その凹凸の平均的振幅値より大きく
ない膜厚で形成された帯電防止を目的とする高抵抗膜で
被覆されていることを特徴とする表示装置である。

【００４３】（凹凸の機能：二次電子放出帯電の入射角
度依存性について）以上述べた実施形態よって製造した
スペーサ表面に形成した凹凸形状により下記のような効
果を得ることができる。

【００４４】第一の効果としては、帯電量に大きく寄与
する高入射角度モードの入射電子の入射角度を減少させ
る効果である。この形状の工夫による効果によって、二
次電子放出係数の入射角度増倍成分の減少効果は、平滑
表面に対して１／３以下のレベルに抑制させることが可
能となる。この効果は、特に、８０度以上の高入射角と
なる最近接の電子放出素子からの直接入射電子に対して
特に有効である。

【００４５】また、第二の効果として、凹凸形状の一形
態として、深い凹凸を形成した場合には、微細なファラ
デーカップの集積体のように、二次電子を閉じ込める効
果が得られる。

【００４６】さらには、第三の効果として、多重放出二
次電子の抑制効果が挙げられる。放出された二次電子
は、加速電界によりエネルギーを受け加速しながら陽極
方向に軌道をとるが、放出直後のエネルギーが比較的小
さいので、局所的な帯電領域に引っ張られスペーサ上に
再突入し正電荷を生成してしまう。このとき、平滑基板
に対して粗面化処理を施すことにより、飛程距離を分断
することが可能となり、正電荷の蓄積を抑制する効果を
提供することができる。

【００４７】第四の効果として、陽極輻射電子に対する
入射角度抑制効果があげられる。

【００４８】スペーサへの入射電子の飛来経路はさまざ
まに分布しており、特にフェースプレートからの反射電
子の再入射（以降ＦＰ反射電子と記述）においては、そ
の放出方向は、ほぼ同心円状の分布が存在しているた
め、反射電子は周囲の多方向に分布している。本発明者
等の素子ごとのスペーサ帯電のスペーサ、放出素子間距
離および陽極印加電圧依存検討の結果、陽極基板からの
輻射電子は再近接のみならず第３、第４近接の電子素子
からの放出電子であることがわかった。上記の飛程距離
は、表示装置ごとに変調を受けその影響度は一様ではな
いが、一般に高輝度を得ようとする目的から、蛍光体か
らの発光の利用効率を上げるために設けられたアルミ電
極などの部材の設置や加速電圧の高圧化でその影響は増
倍し、帯電の原因の一つとなっている。この現象は、Ｆ
Ｐ反射電子はスペーサからの距離に依存し、近い素子ほ
ど再入射量が多いことを意味するだけではなく、発光点
からのＦＰ反射のうちスペーサと近距離位置からのもの
であるほど、遠方への入射点への再入射時の入射角が増
倍されていることを意味する。このような理由から、斜
めモードの反射電子に対する二次電子放出抑制効果とし
て、多方向に形成した凹凸形状が有効に機能する。

【００４９】以上が、本実施形態における粗面化すなわ
ち凹凸表面の帯電抑制に関する主たる機能である。

【００５０】さらに別の効果としては、凹凸形状の作成
機能を、帯電防止膜と分離したため、面内の場所による
表面形状の制御などが簡便に行うことができるなどの効
果が生まれる。

【００５１】（凹凸の周期性）以上述べた実施形態にお
けるスペーサの凹凸形状の配置は、前述の二次電子放出
抑制効果を得るためには、必ずしも周期的な配置をとる
必要はなく、ランダムな周期の配置であっても良い。ど
のような、配置構造をとるかは、たとえば作成工程の利
便性等から決定して良い。特に周期的である場合は、二
次電子や反射電子のエネルギー分布、入射角分布を考慮
して、その繰返し周期として、複数の周期構造から構成
される凹凸を形成していることが好ましい。

【００５２】（凹凸のピッチ、振幅）二次電子の放出係
数の入射角度依存緩和効果の観点からは、凹凸の間隔や
振幅は大きく影響しなく任意に選択されて良いが、多重
放出二次電子が陽極陰極ギャップ間の電界からエネルギ
ーを得て、正帯電領域の加速エネルギーを得る前にトラ
ップする効果を考慮すると、加速電圧によるが１００μ
ｍ程度の間隔もしくはピッチを持っていることが好まし
い。さらに好ましくは、１０μｍ以下の間隔であること
が好ましい。また、同様の理由から、凹凸形状の振幅値
は、二次電子の入射角度依存抑制の観点からは、任意の
値を選択できるが、多重放出二次電子の抑制効果を得る
点では、表面粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以上の大きい
値であることが好ましいが、表面に形成する膜の連続性
と、凸部における先鋭な形状による電界集中効果を抑制
するためには、上限として１００μｍ以下の平均粗さで
あることが好ましい。

【００５３】（高抵抗膜）スペーサ基体の材料として、
ガラス等の絶縁材料を用いた場合は、帯電防止機能を高
めるために、表面に帯電防止機能を有する高抵抗膜を設
けることが好ましい。この高抵抗膜は、下層の凹凸形状
をならい表面に凹凸を作成できればよく、基本的に種々
の膜を使用することができる。

【００５４】凹凸形状のレベリング性の高い高抵抗膜を
形成するためには、基本的には、下層あるいは基板凹凸
の所望の振幅値より、著しく大きな膜厚で形成しないこ
とが重要であり、好ましくは下層の振幅値以下の膜厚と
なるように形成する。ただし極端に薄膜化すると、シー
ト抵抗が増大し、また凹凸の曲率が大きい（曲がりのき
つい）領域で、膜の連続が失われやすいため、スペーサ
に所望の導電性を付与できない場合には、少なくとも１
００Å以上、好ましくは５００Å以上の膜厚にすること
が好ましい。

【００５５】高抵抗膜の作成手法としては、既存の帯電
防止膜作成プロセスが適用できる。たとえば、スパッタ
法、真空蒸着法、印刷法、エアゾール法、ディッピング
法等を適用することができる。作成プロセスのローコス
ト化という観点からはディッピング法などの液相プロセ
スが好ましい。このとき、レベリング性を低くするため
に、膜厚と塗工液の粘度を小さい値に制御することが重
要である。

【００５６】さらには、高抵抗膜の二次電子放出係数は
低い方が好ましく、平滑膜の二次電子放出係数として、
３．５以下であることがより好ましい。さらには、膜の
化学的安定性という観点から、表面層が膜内部に比較し
て高酸化状態にあることが好ましい。

【００５７】また、前述した表示装置において、上記ス
ペーサ１０２０の一方の辺は冷陰極素子を形成した基板
１０１１上の配線に電気的に接続されている。また、そ
の対向する辺は冷陰極素子より放出した電子を高いエネ
ルギで発光材料（蛍光膜１０１８）に衝突させるための
加速電極（メタルバック１０１９）に電気的接続され
る。すなわち、スペーサの表面に形成された帯電防止膜
にはほぼ加速電圧を帯電防止膜の抵抗値で除した電流が
流される。

【００５８】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１０¹³［Ω／□］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１０¹¹［Ω／□］以下がさらに好ましい。シート
抵抗の下限はスペーサ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、１０⁵［Ω／□］以上であるこ
とが好ましい。

【００５９】高抵抗膜の厚み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１０ｎｍ
以下の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、膜厚は５０〜５００ｎｍ
であることが望ましい。シート抵抗Ｒ／□はρ／ｔであ
り、以上に述べたＲ／□とｔの好ましい範囲から、高抵
抗膜の比抵抗ρは０．１〜１０⁸Ωｃｍが好ましい。さ
らに表面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１０²〜１０⁶Ωｃｍとするのが良い。スペー
サは上述したようにその上に形成した高抵抗膜を電流が
流れることにより、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。すなわち、高抵抗膜の抵抗温度係数は−１
％より大きいこと（負の時は絶対値が１％未満であるこ
と）が望ましい。

【００６０】高抵抗膜特性を有する材料として、金属酸
化物が優れている。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、電子
放出素子から放出された電子がスペーサに当たった場合
においても帯電しにくいためと考えられる。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
ペーサ抵抗を所望の値に制御しやすい。しかしながら、
上記金属酸化物、あるいはカーボンはその抵抗値が高抵
抗膜として望ましい比抵抗の範囲に調整することが難し
かったり、雰囲気により抵抗が変化しやすいため、これ
らの材料のみでは抵抗の制御性が乏しい。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。さらには後述する表示装置作製の工程において抵
抗値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗
温度係数が−１％より大きいので、実用的に使いやすい
材料である。遷移金属元素としてはＴｉ，Ｃｒ，Ｔａ等
があげられる。

【００６１】スペーサ表面に設けられる高抵抗膜はアル
ミ遷移金属合金窒化膜（以下合金窒化膜と略す）表面に
トップコート層の酸化金属膜あるいはカーボン膜を積層
したものであってもよい。高抵抗膜全体の抵抗値は概ね
合金窒化膜の抵抗値で規定され、トップコート層は帯電
防止を抑える効果がある。トップコート層は前述したよ
うに抵抗値が雰囲気に左右されるため、トップコート層
の抵抗値が高抵抗膜の抵抗値の１／２を越えるようにト
ップコート層の厚みを決定すべきである。トップコート
層の比抵抗が高い場合、その表面に蓄積した電荷を速や
かに逃がすことが難しくなるため、トップコート層の厚
みが制限され、２０ｎｍを越えない値が好ましい。

【００６２】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
スペーサ基板上に形成される。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。合金窒化膜とトップコート
層は別の装置により作製しても良いが、連続的に積層す
ることにより、トップコート層の密着性が強くなる。本
実施形態の帯電防止膜を平面型の表示装置のスペーサ帯
電防止に対して説明したが、これに限らず他の用途にお
ける高抵抗膜として使用できることができる。

【００６３】また、前記高抵抗膜を設けたスペーサが上
下基板との接触部に低抵抗膜を有することを特徴とする
ことにより、横方向の帯電電荷の分布を抑制することが
可能となる。また、低抵抗膜の抵抗値は、上下基板との
電気的接合が良好にする目的から、その面積抵抗として
前記高抵抗膜の抵抗値の１／１０以下であり、かつ１０
⁷［Ω／□］以下であることが望ましい。さらには、前
記電子放出素子は、冷陰極素子であり、さらには、電極
間に電子放出部を含む導電性膜を有する電子放出素子で
あり、さらに、表面伝導型電子放出素子であることを特
徴とすることが素子の構造が簡単でかつ高輝度がえられ
ることからより好ましい。

【００６４】また、前記ターゲットに、入力信号に応じ
て前記電子放出素子から放出された電子を照射して画像
を形成する画像形成装置として、本提案を適用した電子
線装置を応用することができる。前記ターゲットとして
は、画像記録という観点からさまざまな材料により、潜
像を形成できるが、蛍光体から成ることにより安価に動
画像を記録表示できる。

【００６５】（画像形成装置概要）次に、上述の実施形
態により製造したスペーサ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。

【００６６】図５は、この例に用いた表示パネルの斜視
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。

【００６７】図中、１０１５はリアプレート、１０１６
は側壁、１０１７はフェースプレートであり、１０１５
〜１０１７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、たとえばフリット
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１
０のマイナス６乗［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１０
２０が設けられている。

【００６８】リアプレート１０１５には、基板１０１１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１０１２
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＝３０００、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１０１３とｎ本の列方向
配線１０１４により単純マトリクス配線されている。前
記、１０１１〜１０１４によって構成される部分をマル
チ電子ビーム源と呼ぶ。

【００６９】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。

【００７０】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
マルチ電子ビーム源の構造について述べる。

【００７１】図６に示すのは、図５の表示パネルに用い
たマルチ電子ビーム源の平面図である。基板１０１１上
には、表面伝導型放出素子１０１２が配列され、これら
の素子は行方向配線１０１３と列方向配線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１０
１３と列方向配線１０１４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。

【００７２】図６のＢ−Ｂ’に沿った断面を、図７に示
す。

【００７３】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１０１３、列方向配線１
０１４、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１０１３および列方向配線１０１４を介して各素子に
給電して通電フォーミング処理（後述）と通電活性化処
理（後述）を行うことにより製造した。

【００７４】本例においては、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。

【００７５】また、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。本例はカラー表
示装置であるため、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、たとえば図８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１０１０が設けて
ある。黒色の導電体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
のチャージアップを防止することなどである。黒色の導
電体１０１０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。

【００７６】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図８（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８（ｂ）に示すようなデルタ状配
列や、それ以外の配列（例えば図８（ｃ））であっても
よい。

【００７７】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。

【００７８】また、蛍光膜１０１８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１０１９
を設けてある。メタルバック１０１９を設けた目的は、
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１０
１８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などであ
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
形成した。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。また、本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、フェースプレート
基板１０１７と蛍光膜１０１８との間に、たとえばＩＴ
Ｏを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００７９】図９は図５のＡーＡ’の断面模式図であ
り、各部の番号は図５に対応している。スペーサ１０２
０はスペーサ基体１の表面に低抵抗部材による電子源基
板に平行な電極１６を成膜し、さらにその上に帯電防止
を目的とした高抵抗膜１１を成膜し、かつフェースプレ
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）に面したスペーサの当接面３および接す
る側面部５に低抵抗膜２１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１０１１の表面に接合材１０４１により固定され
る。また、高抵抗膜は、スペーサ基体１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１０２０上の低抵抗膜２１および
接合材１０４１を介して、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る。ここで説明される態様において
は、スペーサ１０２０の形状は薄板状とし、行方向配線
１０１３に平行に配置され、行方向配線１０１３に電気
的に接続されている。

【００８０】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。

【００８１】スペーサ１０２０のスペーサ基体１として
は、例えば石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少し
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、スペーサ基体１はその
熱膨張率が気密容器および基板１０１１を成す部材と近
いものが好ましい。

【００８２】スペーサ１０２０を構成する低抵抗膜２１
は、高抵抗膜１１を高電位側のフェースプレート１０１
７（メタルバック１０１９等）および低電位側の基板１
０１１（配線１０１３、１０１４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）という名称も用いる。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とができる。

【００８３】．高抵抗膜１１をフェースプレート１０
１７および基板１０１１と電気的に接続する。

【００８４】既に記載したように、高抵抗膜１１はスペ
ーサ１０２０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１１をフェースプレート１０１
７（メタルバック１０１９等）および基板１０１１（配
線１０１３、１０１４等）と直接あるいは当接材１０４
１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。これを避けるために、フェ
ースプレート１０１７、基板１０１１および当接材１０
４１と接触するスペーサ１０２０の当接面３あるいは当
接面と共に当接面に近い側面部５に低抵抗の中間層を設
けた。

【００８５】．高抵抗膜１１の電位分布を均一化す
る。

【００８６】冷陰極素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１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１
０２０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１０
１７（メタルバック１０１９等）および基板１０１１
（配線１０１３、１０１４等）と直接あるいは当接材１
０４１を介して接続した場合、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１０２０がフェースプレート１
０１７および基板１０１１と当接するスペーサ端部（当
接面３あるいは側面部５）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１１全体の電位を制御可能とした。

【００８７】．放出電子の軌道を制御する。

【００８８】冷陰極素子１０１２より放出された電子
は、フェースプレート１０１７と基板１０１１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５に低抵抗の
中間層を設けることにより、スペーサ１０２０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。

【００８９】低抵抗膜２１は、高抵抗膜１１に比べ十分
に低い抵抗値を有する材料を選択すればよく、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等
の金属、あるいは合金、およびＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ
Ｏ₂、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
透明導体およびポリシリコン等の半導体材料等より適宜
選択される。

【００９０】接合材１０４１はスペーサ１０２０が行方
向配線１０１３およびメタルバック１０１９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。

【００９１】また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙ
ｎ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。

【００９２】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と電気的に接続している。

【００９３】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、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０^-7［Ｔｏｒｒ］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、該ゲッター膜
の吸着作用により気密容器内は１０^-5〜１０^-7［Ｔｏｒ
ｒ］の真空度に維持される。

【００９４】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］ないし数［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１０１７の
内面に衝突させる。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。

【００９５】通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導
型放出素子への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１０１
２との距離ｄは０．１［ｍｍ］から８［ｍｍ］程度、メ
タルバック１０１９と冷陰極素子１０１２間の電圧０．
１［ｋＶ］から１０［ｋＶ］程度である。

【００９６】以上、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。

【００９７】

【実施例】以下に述べる各実施例においては、マルチ電
子ビーム源として、前述した電極間の導電性膜に電子放
出部を有するタイプのｎ×ｍ個（ｎ＝３０７２、ｍ＝１
０２４）の表面伝導型放出素子を、ｍ本の行方向配線と
ｎ本の列方向配線とによりマトリクス配線した電子ビー
ム源を用いた。

【００９８】（実施例１）本実施例において、スペーサ
は以下のようにして得た。図１を用いて説明する。スペ
ーサの基材５０１としてＳ２＝１８ｍｍ²（９ｍｍ×２
ｍｍ）をもつガラス母材をｖ２＝１ｍｍ／ｍｉｎの速度
でローラー５０４を用い送り込み、ヒーター５０２で約
７００℃で軟化させ、ヒーター付近に配置された引き出
しローラー５０３にてｖ１＝１００ｍｍ／ｍｉｎとなる
ように引き出し、ブレード５０５にて長さが４０ｍｍに
なるように切断した。ここで引き出しローラー５０３の
表面には、＃４０００のサンドペーパーにより凹凸面が
形成されており、加熱延伸されると同時にガラスの基材
表面に凹凸を付けスペーサ基体を得るような一貫プロセ
スとなっている。次に、以上のようにしてその表面に凹
凸が形成されたスペーサ基体の表面に、帯電防止用の高
抵抗膜として、ＣｒおよびＡｌのターゲットを高周波電
源で同時スパッタすることにより、Ｃｒ−Ａｌ合金窒化
膜を膜厚２００ｎｍ形成した。スパッタガスはＡｒ：Ｎ
₂が１：２の混合ガスで全圧力は１ｍＴｏｒｒである。
上記条件で同時成膜した膜のシート抵抗はＲ／□＝２×
１０¹⁰Ω／□であった。これに限らず本発明では種々の
帯電防止膜を使用することができる。

【００９９】更に、上下電極の接合部となる領域に下記
の方法により低抵抗膜を形成した。接続部となる領域
に、２００μｍの帯状に１０ｎｍ厚のＴｉ膜と２００ｎ
ｍ厚のＰｔ膜をどちらもスパッタにより気相形成した。
この際、Ｔｉ膜は、Ｐｔ膜の膜密着性を補強する下地層
として必要であった。こうして低抵抗膜付きスペーサを
得た。この時の低抵抗膜の膜厚は２１０ｎｍであり、シ
ート抵抗は１０Ω／□であった。

【０１００】得られたスペーサの表面には凹凸が形成さ
れており、凹凸形成部の膜の被覆性、連続性共に良好で
あった。

【０１０１】このようにして得られたスペーサを用いて
前述した図５に示す表示パネルを作成した。以下、図５
および図９を用いて記述する。まず、予め基板上に行方
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
極と導電性薄膜を形成した基板１０１１をリアプレート
１０１５に固定した。次に、前記スペーサをスペーサ１
０２０として基板１０１１の５ｍｍ上方に、内面に蛍光
膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されたフェー
スプレート１０１７を側壁１０１６を介し配置し、リア
プレート１０１５、フェースプレート１０１７、側壁１
０１６およびスペーサ１０２０の各接合部を固定した。
基板１０１１とリアプレート１０１５の接合部、リアプ
レート１０１５と側壁１０１６の接合部、およびフェー
スプレート１０１７と側壁１０１６の接合部は、フリッ
トガラス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃乃至５
００℃で１０分以上焼成することで封着した。また、ス
ペーサ１０２０は、基板１０１１側では行方向配線１０
１３上に、フェースプレート１０１７側ではメタルバッ
ク１０１９面上に、導電性のフィラーあるいは金属等の
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、上記気密容器の封着と同時に、大気中で４
００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで、接着
し、かつ電気的な接続もおこなった。

【０１０２】なお、本実施例においては、蛍光膜１０１
８は、図１０に示すように、各色蛍光体３１ａが列方向
（Ｙ方向）に延びるストライプ形状を採用し、黒色の導
電体３１ｂは各色蛍光体（Ｒ，Ｇ、Ｂ）３１ａ間だけで
なく、Ｙ方向の各画素間をも分離するように配置された
蛍光膜が用いられ、スペーサ１０２０は、行方向（Ｘ方
向）に平行な黒色の導電体３１ｂ領域に内にメタルバッ
ク１０１９を介して配置された。なお、前述の封着を行
う際には、各色蛍光体２１ａと基板１０１１上に配置さ
れた各素子とを対応させなくてはいけないため、リアプ
レート１０１５、フェースプレート１０１７およびスペ
ーサ１０２０は十分な位置合わせを行った。

【０１０３】以上のようにして完成した気密容器内を排
気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真
空度に達した後、容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜
Ｄｙｎを通じ、行方向配線１０１３および列方向配線１
０１４を介して各素子に給電して通電フォーミング処理
と通電活性化処理を行うことによりマルチ電子ビーム源
を製造した。次に１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空度で、不図
示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器
（気密容器）の封止を行った。最後に、封止後の真空度
を維持するために、ゲッター処理を行った。

【０１０４】以上のように完成した、図５および図９に
示されるような表示パネルを用いた画像形成装置におい
て、各冷陰極素子（表面伝導型放出素子）１０１２に
は、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎ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電子を放出させ、メタル
バック１０１９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１０１８
に電子を衝突させ、各色蛍光体３１ａ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、各配線１０１３、１０１４間への
印加電圧Ｖｆは１４Ｖとした。高圧端子Ｈｖへの８ｋＶ
以上電圧を印加して連続駆動が１時間以上可能な場合
に、耐電圧は良好と判断した。

【０１０５】この実施例で作製した画像形成装置は、ス
ペーサ近傍では耐電圧は良好と判断した。さらに、スペ
ーサに近い位置にある冷陰極素子１０１２からの放出電
子による発光スポットも含め、２次元状に等間隔の発光
スポット列が形成され、鮮明で色再現性の良いカラー画
像表示ができた。このことは、スペーサを設置しても電
子軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生しなかっ
たことを示している。

【０１０６】（実施例２）本実施例ではスペーサ基体を
得る方法として、加熱延伸後に再加熱を施す点以外は実
施例１と同様にして、高抵抗膜付きスペーサを作製し
た。

【０１０７】スペーサ基体は以下のようにして得た。図
１１を用いて説明する。スペーサの基材５０１としては
実施例１と同様であり、実施例１と異なるのは、引き出
し側のローラー５０３の表面には実施例１で述べたよう
な凹凸は形成されておらず、このローラー５０３の下方
に補助加熱用ヒーター５０６とその表面に凹凸が形成さ
れた凹凸形成用ローラー５０７が設けられている点であ
るが、本実施例もまた一貫プロセスによってスペーサ基
体を得ようとするものである。

【０１０８】ローラー５０７表面には＃４０００のサン
ドペーパーにより凹凸面が形成されており、ローラー５
０３と５０７は等速度で回転するものである。この時、
実施例１と同様の加工によりローラー５０３によって引
き出されてきたガラス板を、切断前に補助加熱用のヒー
ター５０６により、約６００℃に加熱し、凹凸形成用ロ
ーラー５０７で引き出しながら凹凸を転写する。その
後、ブレード５０５により４０ｍｍになるように切断
し、スペーサ基体を得た。

【０１０９】その後、実施例１と同様の後工程によりス
ペーサを形成した。

【０１１０】このようにして得られたスペーサを実施例
１と同様に画像表示パネルに組み込み，性能としても実
施例１と同等の結果が得られた。この場合、実施例１の
ように加熱延伸法の余熱のみを利用する構成に比べ、加
熱延伸装置と凹凸形成装置の装置設計のマージンが広が
る。

【０１１１】（実施例３）本実施例では、実施例１の引
き出しローラー５０３を加熱したこと以外は実施例１と
同様にスペーサ基体を作成した。本実施例においては、
ローラー５０３を補足的に６００℃に加熱し、凹凸を転
写した。

【０１１２】この基体に実施例１と同様の後工程により
スペーサを形成した。

【０１１３】このようにして得られたスペーサを実施例
１と同様に画像表示パネルに組み込み、性能としても実
施例１と同等の結果が得られた。この場合、加熱延伸の
余熱だけを利用する構成よりも、装置の設計マージンが
広がる。

【０１１４】（実施例４）本実施例におけるスペーサ基
体は以下のようにして得た。図１２を用いて説明する。
基材は実施例１と同様であり、実施例１と異なるのは、
引き出し側のローラー５０３の表面には実施例１で述べ
たような凹凸は形成されておらず、このローラー５０３
の後（下方）でサンドブラストによって凹凸を形成した
ことである。図１２において、５０８はブラストノズル
で，それ以外は図１と同じである。ブラスト砥材は＃２
０００のアルミナ粒子でエアー圧２００ｋＰａ（２．０
ｋｇｆ／ｃｍ²）で２０ｍｍの位置からブラストしてい
る。

【０１１５】この系に実施例１と同様に基材５０１を送
り込むことによってスペーサ基体を得た。得られた基板
の平均粗さは１２００Åであった。

【０１１６】この基板に実施例１と同様の後工程により
スペーサを形成した。

【０１１７】このようにして得られたスペーサを実施例
１と同様に画像表示パネルに組み込み、性能としても実
施例１と同等の結果が得られた。

【０１１８】（実施例５）図２は、本実施例を説明する
図であり、図２はスペーサ基体の形成方法の概要図を示
す。

【０１１９】図２において、１６１はスペーサの基材で
あるガラス母材、１６２は加熱延伸して引き出された基
材、５０２はヒーター、Ｓ２は基材１６１の断面積、ま
た、Ｓ１は基材１６２の断面積、Ｖ２は母材の送り速
度、Ｖ１はスペーサの引き出し速度である。

【０１２０】基材は１６１の断面Ｓ２は、形成されるス
ペーサ断面Ｓ１と相似形に形成される。本実施例におい
ては、形成されるスペーサ断面サイズは、１．８ｍｍ×
０．２ｍｍとし、基材は５０倍のサイズで行った。ま
た、基材であるガラスにはＰＤ２００（旭硝子製）をも
ちい、炉の温度は約７６０℃とした。

【０１２１】相似形の比率、温度、基材の送り速度Ｖ
２、及び基材の引き出し速度Ｖ１はガラス材の種類、加
工形状によるが、相似形比率は数倍から数百倍、温度は
ガラス母材の軟化点以上の温度であれば適用することが
可能であるが、一般的に用いる範囲といては５００から
８００℃である。また、基材の送り速度は、基材の引き
出し速度より少なくとも小さいことが必要であるが、最
適条件は任意に決められる。本実施例においては、Ｖ２
は１ｍ／ｍｉｎ、Ｖ１は１０ｍ／ｍｉｎで行った。

【０１２２】なお、本実施例において基材１６１は、予
め金型を用いて溝を形成したものを用いた。

【０１２３】本製法により、スペーサ基体の表面にも所
望の溝を形成することが出来た。

【０１２４】このようにして得られたスペーサを実施例
１と同様に画像表示パネルに組み込み，性能としても実
施例１と同等の結果が得られた。

【０１２５】また、本実施例のように、スペーサの基材
１６１に予め凹凸溝を形成した場合、加熱延伸により引
き出された基材部分１６２には高精細な所望の凹凸溝が
形成されるので好ましい。また、基材１６１での凹凸溝
形成に若干の誤差が生じても、引き出された基材部分１
６２の凹凸溝には問題ない程度まで誤差がキャンセルさ
れているため、基材１６１に予め凹凸溝を形成する際の
精度マージンが大きく取れ、歩留まり向上の効果が得ら
れる。

【０１２６】（実施例６）図１３、図１４、及び、図１
５は、本実施例を説明する図であり、図１３はスペーサ
基体の形成方法の概要図を示す。図１４は高抵抗膜形成
部の説明図、図１５は中間電極層（中間層：低抵抗膜）
の説明図である。

【０１２７】図１３において、１６１はガラスの基材、
１６２はスペーサ形状に引き出されたガラス材、５０２
は加熱装置、１７４はスプレーヘッド部、１７５はスプ
レーのコントローラ、１７６は転写ローラー、１７７は
転写用塗布液、１６３は引き出しローラである。また、
Ｓ２は母材１６１の断面積、また、Ｓ１はスペーサ１６
２の断面積、Ｖ２は母材の送り速度、Ｖ１はスペーサの
引き出し速度である。

【０１２８】ガラス母材は１６１の断面Ｓ２は、スペー
サ断面Ｓ１は相似形に形成される。本実施例において
は、形成されるスペーサ断面サイズは、１．６ｍｍ×
０．２ｍｍとし、母材は１２倍のサイズで行った。ま
た、ガラスにはＰＤ２００（旭硝子製）をもちい、炉の
温度は約７２０℃とした。

【０１２９】本実施例においては、Ｖ２は０．５ｍ／ｍ
ｉｎ、Ｖ１は６ｍ／ｍｉｎで行った。

【０１３０】次に、図１４を用いて高抵抗膜の形成方法
について説明する。

【０１３１】図１４は図１３の１７４の一部の説明図で
あり、図中１８１はスプレーヘッド、１８２は塗布溶液
供給ライン、１８３はガス供給ライン、１８４はスプレ
ーにより霧状なった塗布溶液、１８５は形成された高抵
抗膜を示す。

【０１３２】本実施例においては、高抵抗膜原料として
は、珪素と酸化すずのカルボン酸塩を金属の混合モル比
率で２：１にオクタン溶媒に１０ｍｏｌ／リットルのカ
ルボン酸濃度で溶解した塗布液を用いた。スプレーヘッ
ド１７４より、スプレーのコントローラ１７５により制
御された窒素ガスにより、スペーサ１６２の両面に塗付
した。本実施例においては、重力の方向は引き出し方向
と略一致させ、スプレーヘッド１８１はスペーサ１６２
の塗布面に対し、約４０℃に傾けてスプレーを行った。
なお、本実施例において、高抵抗膜形成部のスペーサの
表面温度を測定したところ４００℃であった。

【０１３３】なお、高抵抗膜原料としては、塗布が可能
であり、且つ比抵抗１０⁵〜１０⁹Ωｃｍ程度の値を示す
材料であれば、単一材料、複合材料とも各種材料を適用
することができる。

【０１３４】次に、図１５を用いて中間電極層の形成方
法について説明する。この中間電極層は、図９において
低抵抗膜２１として示したものである。図１５におい
て、１９１は転写用塗布液１７７を転写ローラ１７６の
表面に塗布するためのブレード、１９２は転写用塗布液
１７７の容器の一部、１９３は中間電極層である。

【０１３５】本実施例において、塗布液１７７には銀ペ
ーストを用いた。また、転写ローラには１０μｍピッチ
で深さ４μｍのライン状溝を紙面と垂直方向に形成した
ものを用いた。なお、溝のピッチ及び転写ローラーの大
きさ、回転速度は、転写塗布液の粘度や粒子等の特性、
塗布厚さ、スペーサ基板の引っ張り速度Ｖ２により任意
の値を適宜選択することが可能である。なお、本実施例
において、中間電極層１９３を形成する高抵抗膜形成部
のスペーサの表面温度を測定したところ３６０℃であっ
た。

【０１３６】また、中間電極層材料としては、塗布可能
であり且つ１０⁵Ωｃｍ以下の比抵抗を示すのであれば
各種材料を適宜選択して適用することが可能である。

【０１３７】本実施例で、形成したスペーサを所定の長
さに切断し、実施例１と同様にして画像形成装置に適用
したところ、色ずれの少ない高品位の画像形成が実現さ
れた。

【０１３８】本実施例のように、基板形成時の熱を高抵
抗膜及び中間電極層（低抵抗膜）の形成に利用すること
により、熱利用効率を高めることが可能となった。ま
た、連続プロセスによりタクトタイムの低減が計られ
た。

【０１３９】また、本実施例においては、高抵抗膜及び
中間電極層の形成を基板成形時の熱を利用して行った
が、乾燥にのみ熱を利用することも可能である。例え
ば、酸化物の粒子を分散させた液を塗布して高抵抗膜を
形成する様な場合などは、機能を得るために酸化物の結
晶成長が必要になる場合がしばしば生じる。このような
場合等は、乾燥のみ連続工程で行った後、別途焼成する
ことにより形成させることも可能である。この場合に
も、乾燥工程を連続して行うため、量産効率を上げるこ
とが可能である。

【０１４０】さらに、本実施例では高抵抗膜を一層で形
成したが、多層で形成する場合には、積層数にあわせ
て、スプレー塗布を行うことも可能である。

【０１４１】なお、本実施例において基材１６２は予め
切削加工により溝を形成したものを用いた。本製法によ
り、スペーサ１６２の表面にも溝を形成することが出来
た。

【０１４２】また、高抵抗膜とスペーサ電極の形成順序
を逆にすることも可能である。尚、以上のようにして得
られたスペーサを実施例１と同様に画像表示パネルに組
み込み、性能としても実施例１と同等の結果が得られ
た。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面帯電を抑制できる表面構造を有するスペーサを簡単
な工程にて、低価格に製造する方法を提供することがで
きる。また、製品ばらつきの無いスペーサを低コストで
作製することができる。さらに、適当な高抵抗膜を成膜
することにより帯電を抑制したスペーサを提供すること
ができる。

【０１４４】また、帯電による発光点の変位や沿面放電
を抑制した優れた表示品位の優れた画像形成装置等の電
子線装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスペーサの製造方法にかかる実施形態
の例を説明する図である。

【図２】本発明のスペーサの製造方法にかかる実施形態
の別の例を説明する図である。

【図３】本発明のスペーサの製造方法にかかる実施形態
の別の例を説明する図である。

【図４】本発明のスペーサの製造方法により作成される
スペーサの例を示す概略図である。

【図５】本発明の製造方法により作成されるスペーサを
備えた画像形成装置の例を示す図である。

【図６】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の平
面図である。

【図７】実施例で用いたマルチ電子ビーム源の基板の一
部断面図である。

【図８】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９】本発明の実施例である表示パネルのＡ−Ａ’断
面図である。

【図１０】蛍光体の他の構成例を説明するための図であ
る。

【図１１】本発明のスペーサの製造方法にかかる実施例
を説明する図である。

【図１２】本発明のスペーサの製造方法にかかる別の実
施例を説明する図である。

【図１３】本発明のスペーサの製造方法にかかる別の実
施例を説明する図である。

【図１４】高抵抗膜の形成方法について説明する図であ
る。

【図１５】中間電極層（低抵抗膜）の形成方法について
説明する図である。

【符号の説明】

１スペーサ基体３電子源基板に面したスペーサの当接面５電子源基板に接するスペーサの側面１１高抵抗膜２１低抵抗膜３１ａ蛍光体３１ｂ黒色導電体４０層間絶縁層１６１スペーサ基材１６２引き出された基材１６３引き出しローラー１７４成膜手段のスプレーヘッド１７５コントローラー５０１スペーサ基材５０２ヒーター５０３引き出しローラー５０４送り込みローラー５０５ブレード５０６補助加熱ヒーター５０７凹凸形成用ローラー１０１１基板（電子源基板）１０１２冷陰極素子（電子放出素子、表面伝導型放出
素子）１０１３行方向配線（走査電極）１０１４列方向配線（信号電極）１０１５リアプレート１０１６側壁１０１７フェースプレート１０１８蛍光体１０１９メタルバック１０２０スペーサ１１０２、１１０３素子電極１１０４導電性薄膜１１０５電子放出部１１１３薄膜１０１０黒色導電材１０４１接合材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気密容器と、前記気密容器内に配置され
た、電子源及びスペーサとを備える電子線装置の前記ス
ペーサの製造方法であって、前記スペーサの基材を加熱
延伸する工程を有し、前記加熱延伸する工程において前
記基材の表面に所望の凹凸を形成することを特徴とする
電子線装置用スペーサの製造方法。
【請求項２】更に、前記加熱延伸する工程を経て形成
された前記スペーサの基体の表面に導電性膜を形成する
工程を有する請求項１に記載の電子線装置用スペーサの
製造方法。
【請求項３】気密容器と、前記気密容器内に配置され
た、電子源及びスペーサとを備える電子線装置の前記ス
ペーサの製造方法であって、前記スペーサの基材を加熱
延伸する工程を有し、前記加熱延伸する工程において前
記基材の表面に所望の凹凸と導電性膜とを形成すること
を特徴とする電子線装置用スペーサの製造方法。
【請求項４】気密容器と、前記気密容器内に配置され
た、電子源及びスペーサとを備える電子線装置の前記ス
ペーサの製造方法であって、その表面に凹凸を有する前
記スペーサの基材を加熱延伸する工程を有することを特
徴とする電子線装置用スペーサの製造方法。
【請求項５】気密容器と、前記気密容器内に配置され
た、電子源及びスペーサとを備える電子線装置の前記ス
ペーサの製造方法であって、前記スペーサの基材の表面
に凹凸を形成する工程と、前記凹凸が形成された基材を
加熱延伸する工程とを有することを特徴とする電子線装
置用スペーサの製造方法。
【請求項６】前記電子線装置は、気密容器と、前記気
密容器内に配置された、電子源、前記電子源からの電子
の照射により画像を形成する画像形成部材、及び、スペ
ーサとを備える画像形成装置である請求項１〜５のいず
れかに記載の電子線装置用スペーサの製造方法。
【請求項７】気密容器と、前記気密容器内に配置され
た、電子源及びスペーサとを備える電子線装置の製造方
法であって、前記スペーサが、請求項１〜５のいずれか
に記載の方法にて製造されることを特徴とする電子線装
置の製造方法。
【請求項８】前記電子線装置は、気密容器と、前記気
密容器内に配置された、電子源、前記電子源からの電子
の照射により画像を形成する画像形成部材、及び、スペ
ーサとを備える画像形成装置である請求項７に記載の電
子線装置の製造方法。