JP2002157959A

JP2002157959A - スペーサの製造法およびこのスペーサを用いた画像形成装置の製造方法

Info

Publication number: JP2002157959A
Application number: JP2001261910A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ito; 靖浩伊藤; Masahiro Fushimi; 正弘伏見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2002-05-31
Also published as: US6761606B2; US20020031974A1

Abstract

(57)【要約】【課題】スペーサ基体に効率よくかつ精度よく被膜を
形成する。【解決手段】第１の基板と、電子放出素子が配置され
た第２の基板との間に配置されるスペーサの製造方法で
あって、前記スペーサの、少なくとも一つの面の少なく
とも一部に被膜を形成する工程を有しており、前記被膜
を形成する工程が、１．スペーサ基体を複数束ねた束体
を準備する工程と、２．該束体に被膜材料を付与する工
程と、を有しており、前記被膜材料を付与される束体
は、該束体を構成する複数のスペーサ基体のそれぞれに
おいて、被膜被形成部近傍の被膜非形成部を少なくとも
覆うマスクを有していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の基板間に配
置されるスペーサの製造方法およびこのスペーサを用い
た画像形成装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子放出素子として熱陰極素
子および冷陰極素子の２種類の素子が知られている。こ
の内、冷陰極素子では、例えば、表面伝導型放出素子や
電界放出型素子（以下、ＦＥ型と記す）および金属／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としては、例えば、M.
I.Elinson,Radio Eng. Electron Phys., 10,1290, (196
5)や、後述する他の例が知られている。

【０００４】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に対して、そ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
る。この表面伝導型放出素子としては、前記エリンソン
などによるＳｎＯ₂薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜
によるもの［G.Dittmer: "ThinSolid Films",9,317(197
2)］や、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの［M.Hartwel
land C.G. Fonstad: "IEEETrans.EDConf.", 519(197
5)］及び、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）］などが報告され
ている。

【０００５】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３３（平面）に前述のM.Hartwell
らによる素子が示されている。ここで、３０１は基板
で、３０４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。この導電性薄膜３０４は、平面視で
Ｈ字形に形成されていて、この導電性薄膜３０４に後述
の通電フォーミングと呼ばれる処理を施すことにより、
電子放出部３０５が形成される。なお、図中の間隔：Ｌ
は０．５〜１ｍｍ、幅：Ｗは０．１ｍｍに設定されてい
る。また、便宜上、ここでは電子放出部３０５は、導電
性薄膜３０４の中央に矩形の形状で示したが、これは模
式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠
実に表現している訳ではない。

【０００６】M.Hartwellらによる素子をはじめとして、
上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う
前に、導電性薄膜３０４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、電子放出部３０５を形成す
るのが一般的であった。即ち、通電フォーミングとは、
導電性薄膜３０４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ートで昇
圧する直流電圧を印加し、導電性薄膜３０４を局所的に
破壊変形もしくは変質させて、高抵抗の電子放出部３０
５を形成することである。なお、局所的に破壊変形もし
くは変質した導電性薄膜３０４の一部には亀裂が発生す
る。この通電フォーミング後に、導電性薄膜３０４に適
宜の電圧を印加した場合には、亀裂の付近において電子
が放出される。

【０００７】ＦＥ型の例としては、例えば、W. P. Dyke
＆ W. W. Dolan,“Field emission“, Advance in Ele
ctron Physics, 8, 89 (1956)、あるいは、C. A. Spind
t, "Physical properties of thin-film field emissio
n cathodes with molybdenium cones", J. Appl. Phy
s., 47, 5248 (1976)などが知られている。

【０００８】このＦＥ型の素子構成の典型的な例とし
て、図３４の断面図に前述のC. A. Spindtらによる素子
が示されている。ここで、３１０は基板で、３１１は導
電材料よりなるエミッタ配線、３１２はエミッタコー
ン、３１３は絶縁層、３１４はゲート電極である。この
ＦＥ型の素子は、エミッタコーン３１２とゲート電極３
１４の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッタ
コーン３１２の先端部より電子を放出させるものであ
る。

【０００９】また、ＦＥ型の他の素子構成として、図３
４に示すような積層構造ではなく、基板上にその基板平
面とほぼ平行にエミッタとゲート電極を配置した例もあ
る。

【００１０】また、ＭＩＭ型の例としては、例えば、C.
A. Mead,"Operationoftunnel-emission Devices",J.Ap
pl. Phys., 32,646 (1961)などが知られている。

【００１１】ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図３５
の断面図に示す。ここで、３２０は基板で、３２１は金
属よりなる下電極、３２２は厚さ：１００オングストロ
ーム程度の薄い絶縁層、３２３は厚さ：８０〜３００オ
ングストローム程度の金属よりなる上電極である。ＭＩ
Ｍ型の素子は、上電極３２３と下電極３２１の間に適宜
の電圧を印加することにより、上電極３２３の表面より
電子を放出させるものである。

【００１２】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子を放出させることができるため、加熱用ヒ
ータを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が
単純であり、微細な素子を作成することが可能である。
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、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（因み
に、熱陰極素子はヒータの加熱により動作するため、応
答速度が遅い）。

【００１３】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きている。例えば、表面伝導型放出
素子は、冷陰極素子のなかでも特に構造が単純で製造も
容易であることから、広い面積にわたって多数の素子を
形成できる利点がある。そこで、例えば、本願出願人に
係わる特開昭６４−３１３３２号公報において開示され
るように、多数の素子を配列して駆動するための方法が
研究されている。

【００１４】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば、画像表示装置（ディスプレイ）や画像記録
装置などの、所謂、画像形成装置及び荷電ビーム源など
が研究されている。特に、画像表示装置への応用として
は、例えば、本願出願人に係わる米国特許５，０６６，
８８３号や特開平２−２５７５５１号公報及び特開平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の衝突により発光する蛍光体と
を組み合わせた構成の画像表示装置が研究されている。

【００１５】この表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み
合わせた画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装
置よりも優れた特性が期待されている。例えば、液晶表
示装置と比較しても、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】また、ＦＥ型を多数個ならべて駆動する方
法は、例えば、本願出願人に係わる米国特許４，９０
４，８９５号に開示されている。また、ＦＥ型を画像表
示装置に応用した例として、例えば、R. Mayerらにより
報告された平板型の画像表示装置が知られている［R.Me
yer :"Recent DevelopmentonMicrotips DisplayatLET
I",Tech. Digest of 4^thInt.VacuumMicroelectronicsCo
nf.,Nagahama, pp.6〜9 (1991)］。

【００１７】また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、例えば、本願出願人に係わる特開平
３−５５７３８号公報に開示されている。

【００１８】上記のような電子放出素子を用いた画像形
成装置のなかで、奥行きの浅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から、ブラウン管型の画
像表示装置に置き換わるものとして注目されている。

【００１９】そして、このような電子放出素子をマトリ
クス状に配設した電子源を気密容器内に収容した平面型
の画像表示装置（フラットパネルディスプレイ）が提案
されている。この気密容器は、蛍光体が配置されたフェ
ースプレートと電子源が配置されたリアプレートとを対
向させ、周囲をシールすることで構成される。

【００２０】なお、気密容器の内部は１０のマイナス４
乗[Pa]程度の真空に保持される。したがって、この画像
表示装置の表示面積が広くなるに従って、この気密容器
内部と外部との気圧差による、リアプレート及びフェー
スプレートの変形あるいは破壊を防止するための手段が
必要となる。そこで従来は、比較的薄いガラス板からな
る大気圧に耐えるための支持体（スペーサあるいはリブ
と呼ばれる）が、前述のリアプレートとフェースプレー
トとの間に設けられている。

【００２１】画像形成装置を構成する一対の基板間に配
するスペーサの製造方法は、例えば、USP4923421、USP5
063327、USP5205770、USP5232549、USP5486126、USP550
9840、USP5721050、EP-A-0725416、EP-A-0725417、EP-A
-0725418、EP-A-0725419などに開示されている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したスペーサを用いた画像形成装置やフラットパネル
ディスプレイなどにおいては、以下のような問題があっ
た。

【００２３】第１に、スペーサ近傍の電子放出素子から
放出された電子の一部がスペーサに当たることにより、
あるいは放出された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、スペーサが帯電する可
能性がある。すると、電子放出素子から放出された電子
は、その軌道を曲げられ、フェースプレートに設けられ
た蛍光体上の正規な位置とは異なる場所に到達し、スペ
ーサ近傍の画像がゆがんで表示されてしまう。

【００２４】第２に、電子放出素子から放出された電子
を加速するために、リアプレートとフェースプレートと
の間には数百Ｖ以上の高電圧：Va（例えば１ｋＶ／ｍｍ
以上の高電界）が印加されるため、スペーサの表面での
沿面放電が懸念される。特に、上記のようにスペーサが
帯電している場合は、放電が誘発される可能性がある。

【００２５】これらの問題点を解決するために、スペー
サに微小電流が流れるようにして、帯電を除去する提案
がなされている（特開昭５７−１１８３５５号公報、特
開昭６１−１２４０３１号公報）。そこでは、絶縁性の
スペーサ基体の表面に高抵抗の被膜（以下、高抵抗膜と
称す）を形成することにより、スペーサ基体の表面に微
小電流が流れるようにしている。ここで用いられている
高抵抗膜は、酸化スズ薄膜あるいは酸化スズと酸化イン
ジウム混晶薄膜などの金属膜である。

【００２６】しかし、画像の種類によっては、即ち、駆
動パルス幅が大きく電子放出量が大きな場合は、高抵抗
膜によって帯電を防ぐ方法だけでは、画像のゆがみの低
減が不十分である場合がある。

【００２７】これは、高抵抗膜と上下の基板、即ち、フ
ェースプレートとリアプレートとの間の電気的接合が不
十分であり、その接合部付近に接触抵抗を含めた抵抗値
が不揃いの分布で発生し、その結果、スペーサの当接部
近傍の電位が変動し、スペーサ沿面の電場勾配の直線性
を低下させ、放出された電子の軌道が所望の位置からず
れる結果となる。このような電子の軌道の不良は、電子
の運動エネルギーが小さいことから、カソード側近傍で
特に大きな影響を及ぼす。

【００２８】この点を解決するために、図１６に示すよ
うに、絶縁性のスペーサ基体２１のフェースプレート１
７およびあるいはリアプレート１１に当接する端面およ
び側面に、前記高抵抗膜２２よりも低抵抗膜（電極）
(以下、単に低抵抗膜と表す)２５を配置することが提案
されている。これにより、上下の基板１７、１１と高抵
抗膜２２との電気的接触を確保することができる。図１
６には、上記構成の内、フェースプレート１７およびリ
アプレート１１と当接する端面（当接面）(以下、単に
端面と表す）２４に、低抵抗膜２５を配置した例を示
す。また、図１６は、リアプレート１１の平面に対して
垂直方向の断面の内、スペーサを含む平面で切断した断
面図である。

【００２９】一方、高抵抗膜２２を施さないで高電圧Va
を低く設定したり、絶縁性のスペーサ基体２１の側面の
形状を制御することにより、絶縁体が真空中に露出した
スペーサにおいても、上述の２つの問題を抑制すること
ができる。しかし、この場合においても、絶縁性のスペ
ーサ基体２１の端面の電位が定まっていない場合には、
放出された電子の軌道を変動させる場合がある。そのた
め、図１４に示すように、絶縁性のスペーサ基体２１を
フェースプレート１７とリアプレート１１との間に配置
する場合でも、すくなくともスペーサ基体２１の一方の
端面には、低抵抗膜２５を配置することが必要となる。

【００３０】なお、図１６のスペーサ基体２１が平板状
であった場合のＡ−Ａ断面を模式的に図１５に示す。ま
た、図８は、スペーサ基体２１が円柱状であった場合の
斜視図を示し、円柱の直径Ｒが平板状のスペーサ基体の
長さ：Ｌおよび厚み：Ｄに相当する。

【００３１】なお、ここでは、「スペーサ」という言葉
と「スペーサ基体」という言葉を使い分けている。図１
６などに示すように、表面に何らかの被膜（例えば、前
述の高抵抗膜２２や低抵抗膜２５）が施されるものを
「スペーサ基体」と呼ぶ。一方、「スペーサ」とは、フ
ェースプレート１７とリアプレート１１との間を支持す
るために配置される部材の総称であり、少なくとも前記
スペーサ基体と前記低抵抗膜とを有する。

【００３２】スペーサの端面に金属または導電率の高い
材料を形成することが特開平８−１８０８２１号公報
に、また、USP5561343、USP5614781、USP5675212、USP5
746635、USP5742117、USP5777432、および、WO94/18694
A、WO96/30926A、WO98/02899、WO98/03986A、WO98/2877
4Aなどに開示されている。

【００３３】上述の公報には、スペーサの端面に金属ま
たは導電率の高い材料で低抵抗膜を形成する方法とし
て、スパッタ成膜、抵抗加熱蒸着、塗布、ディッピン
グ、印刷、などの様々な手法が開示されている。上記形
成方法の中でも、塗布、ディッピング、印刷などのよう
に、液体をスペーサ基体に付与し焼成する手法（液相形
成法）は、簡便で安価に低抵抗膜２５を形成できるので
好ましい。

【００３４】しかしながら、低抵抗膜２５を前述したス
ペーサ基体２１に形成する際に、液相形成法を単に用い
た場合には、以下に示す問題が生じる場合があった。

【００３５】即ち、液相形成法を用いると、低抵抗膜２
５の成膜状態には、スペーサ基体２１の表面形状に対す
る依存性が顕著に現れてしまう。

【００３６】特に、スペーサ基体２１の角部がほぼ直角
であった場合には、この角部での低抵抗膜２５の形成が
不十分になる場合があった。具体的には、スペーサ基体
と低抵抗膜材料との濡れ性に液相膜の形状精度が強く依
存し、スペーサ基体の表面汚染や端面近傍の基板の形状
のバラツキなどの影響により、図４の（ａ）に示したよ
うに、低抵抗膜２５の端部の位置が所望の位置ｈOより
上昇してｈ1の位置となる。その結果、陽極電位と陰極
電位の高さ位置が変動し、スペーサ基体２１とリアプレ
ート１１およびまたはフェースプレート１７との当接部
近傍での電場の直線性が崩れ、電子軌道が所望の軌道か
らずれてしまう場合があった。

【００３７】また、低抵抗膜の形成コストを低減するた
めに、スペーサ基体を予め束ねた後に膜を形成する方法
が、複数のスペーサの加工を一括して行える観点からUS
P5811927などで提案されているが、これを液相プロセス
の前工程としてそのまま適用すると、図４の（ｂ）に示
すように、結束したスペーサ基体２１に部分的に隙間が
生じ、その場合は、隙間に漏れた液相形成材料が毛細管
現象（meniscusphenomenon）で著しく上昇し、低抵抗膜
２５の形成端がｈ２の位置に及ぶことがあった。

【００３８】さらに、図５の（ａ）,（ｂ）に示すよう
に、スペーサ基体２１としての円柱スペーサや多角形断
面の柱状スペーサ、さらには、側面に凹凸を有した板状
のスペーサなどの場合には、束ねたときに隙間をなくす
ことが非常に困難である。このため、スペーサ基体を結
束した状態でスペーサ基体の所要個所に低抵抗膜を形成
する新たな方法が必要である。

【００３９】本発明は、スペーサ基体に被膜を精度よく
かつ効率よく形成できる方法を実現することを目的とす
る。また、具体的には、液相形成法を用いてスペーサ基
体の端部に低抵抗膜を形成する際に、上記問題が生じな
いスペーサ基体への低抵抗膜の形成方法を提供すること
を目的とする。

【００４０】

【課題を解決するための手段】本願に係るスペーサの製
造方法の発明の一つは、以下のように構成される。

【００４１】第１の基板と、電子放出素子が配置された
第２の基板との間に配置されるスペーサの製造方法であ
って、前記スペーサの、少なくとも一つの面の少なくと
も一部に被膜を形成する工程を有しており、前記被膜を
形成する工程が、１．スペーサ基体を複数束ねた束体を準備する工程と、２．該束体に被膜材料を付与する工程と、を有してお
り、前記被膜材料を付与される束体は、該束体を構成す
る複数のスペーサ基体のそれぞれにおいて、被膜被形成
部近傍の被膜非形成部を少なくとも覆うマスクを有して
いることを特徴とするスペーサの製造方法。

【００４２】この構成によると、被膜被形成部近傍をマ
スクで覆っているため、束体を構成する複数のスペーサ
基体に対する被膜材料の付与条件にばらつきが生じる場
合でも、好適な被膜を形成することができる。例えば、
束体に被膜材料を付与するときに、被膜材料が被膜被形
成部以外の部分にも接触しやすいスペーサ基体とそうで
ないスペーサ基体とが存在し得る。

【００４３】このとき、前者において被膜非形成部への
被膜材料の接触を抑制しようとすると、後者の被膜被形
成部への被膜材料の接触が不十分になりがちであり、一
方、後者の被膜被形成部への被膜材料の接触を充分にし
ようとすると、前者の被膜非形成部への被膜材料の接触
が問題となる。このような場合に本願発明は特に有効で
ある。

【００４４】例えば、ディッピング法により束体に被膜
材料を付与する場合を考える。このとき、各スペーサ基
体の被膜被形成部が同一面内に揃っていない場合や、被
膜材料の表面のレベルがばらついている場合、及び、ス
ペーサ基体の間に被膜材料が毛細管現象を起こす隙間を
有する場合は、束体を被膜材料にディッピングしたとき
に、束体を構成する各スペーサ基体において被膜材料が
付着する領域が異なる。

【００４５】本願発明によれば、このように束体を構成
する複数のスペーサ基体に対する被膜材料の付与条件に
ばらつきが生じる場合でも、好適に被膜を形成すること
が可能となる。電子放出素子を用いる構成においては、
スペーサの被膜形成領域のばらつきは電子軌道のばらつ
きを生じさせるが、本願発明によると、電子放出素子を
有する構成において好適に用いることができるスペーサ
を製造することができる。

【００４６】以上の発明において、前記マスクは、前記
スペーサ基体において、他のスペーサ基体と相対する面
に設けられる構成を好適に採用できる。理由は、他のス
ペーサ基体と相対する面への被膜材料の付与状態が制御
しにくいからである。

【００４７】また、被膜被形成部が、スペーサが第１の
基板もしくはスペーサよりも第１の基板側にある被当接
部材（配線や電極など）、もしくは第２の基板もしくは
前記スペーサよりも前記第２の基板側にある被当接部材
（配線や電極など）と当接する当接面に位置する場合に
は、被膜の形成精度、特にスペーサ側面への被膜形成領
域の回り込みの程度が電子の飛翔に大きく影響するた
め、本願発明を特に好適に採用できる。

【００４８】特に、該被膜が低抵抗被膜である場合や該
被膜が電極や配線に接続される場合に、本願発明は特に
有効に採用できる。特に、被膜のシート抵抗値が１×１
０の７乗［Ω／□］以下であるときに、本願発明を好適
に採用できる。

【００４９】また、マスクは不要になった段階で除去す
るのが望ましい。具体的には、エッチングにより除去す
ることができる。エッチングによる除去を好適に行える
ように、スペーサ基体及び被膜のエッチング耐性（エッ
チング液に対する耐性）とマスクのエッチング耐性（エ
ッチング液に対する耐性）とが異なるような材料、もし
くはエッチング条件を定めるとよい。

【００５０】また、マスクとしては種々のものを用いる
ことができるが、被膜材料がスペーサ基体に付着するの
を妨げることができるように、スペーサ基体と密着する
ものが好適である。

【００５１】また、被膜非形成部にマスクを形成する際
には、被膜被形成部にも同時にマスクを形成すると容易
にマスクを形成することができるが、その場合は、被膜
被形成部に設けたマスクの除去を被膜材料の付与前に行
う。このマスクを除去する工程は、束体を準備した後に
行う方法と、この束体を構成する前の複数のスペーサ基
体それぞれに対して行う方法のいずれかを採用できる。

【００５２】また、マスクを除去する方法は、物理的に
除去する方法を好適に採用できる。具体的には、やすり
処理もしくはブラスト処理により行うことができる。

【００５３】また、本願発明によれば、束体を構成する
各スペーサ基体への被膜材料の付与条件のばらつきはあ
る程度許容できるが、束体を構成する複数のスペーサ基
体それぞれの被膜被形成部が略同一平面内に位置するよ
うに行うのが好ましい。

【００５４】また、スペーサ基体に被膜材料を付与する
のみでは被膜が完成しない場合は、被膜材料に基づいて
被膜を完成させる工程を採る。具体的には、被膜材料を
加熱する工程を好適に採用できる。特に、被膜を乾燥及
びもしくは焼成する工程を採用するのがよい。

【００５５】また、以上述べた各発明は、液体の状態の
被膜材料を付与する構成において特に好適に採用でき
る。特に、ディッピング法を用いるときに好適に採用で
きる。

【００５６】前記スペーサ基体は、表面に凹凸を有する
場合にこの発明は好適に採用できる。また、スペーサ基
体が柱状構造を有する場合にこの発明を好適に採用でき
る。

【００５７】またこの発明は、画像形成装置の発明とし
て、電子の照射により画像を形成する画像形成部材が配
置された第１の基板と、電子放出素子が配置された第２
の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板との間に
配置されるスペーサを有する画像形成装置の製造方法で
あって、以上述べたスペーサの製造方法によって製造さ
れたスペーサを用いて画像形成装置を構成することを特
徴とする画像形成装置の製造方法の発明を含んでいる。

【００５８】画像形成部材としては、電子照射により発
光する蛍光体を好適に採用できる。

【００５９】なお、以上述べた各発明によると、以下の
ような具体的な効果が得られる。

【００６０】即ち、このスペーサを用いた画像形成装置
では、高い表示品位を実現できる（上述の製造工程で、
低抵抗膜の形状、精度を良好とすることにより、ビーム
ずれや放電を抑制したスペーサおよびこれを用いた画像
形成装置を安価に提供することができる）。

【００６１】また、第２の効果として、広い材料選択性
が得られる（上述の製造工程で塗布液材の這い上がりを
防ぐので、濡れ性の管理が不要もしくは簡便となること
から、基体材料および液相膜形成材料の選択の範囲を広
げることが可能となる）。

【００６２】さらに、スペーサの当接面、即ち、低抵抗
の電極形成面の幾何学的要求から、パターニング作業を
実質的に不要とする点を利用して、以下に述べるように
高精度と低コストを両立させた多くの効果を実現でき
る。なお、前述の電極形成面の幾何学的要求とは、即
ち、同一の画像形成装置内に配置される単独および複数
のスペーサが、一般的に耐大気圧軸に対して垂直かつ共
通な平面を、自己もしくは互いに共有していることであ
る。

【００６３】即ち、本発明の第３の効果は、上述の当接
面自体の平面性と垂直性を利用することにより、低抵抗
膜の形成領域のパターニング工程がセルフアライメント
で行えることである。特に、フォトリソグラフィーなど
の光学的なパターン形成手法やアライメント作業をする
必要がなく、当接面をヤスリなどに当接させて摩擦する
物理的処理方法のセルフアライメントにおいて、スペー
サ当接面で高抵抗被膜を簡便に除去することが可能であ
る。

【００６４】さらに、本発明では、当接面を同一平面と
するように、複数のスペーサを互いに束ねることが可能
であるから、以下のような効果を発現できる。

【００６５】即ち、第４の効果として、低抵抗膜付与が
アライメントフリーで行える（連結した一端面を低抵抗
膜の形成面とすることにより、浸漬などの低製造コスト
な液相製法を利用して、一度に大量のスペーサの低抵抗
膜の生成が可能となる）。

【００６６】また、第５の効果として、マスク層除去の
パターニング工程の手法の選択性が広がる（上記のパタ
ーニング工程をスペーサ基体を束ねた状態で行う場合に
同時に大量に形成面を作ることができるだけでなく、ス
ペーサ同士が非形成部をマスクしているために、物理的
除去手段として、ヤスリだけでなくサンドブラストなど
の物理的手法が採用でき、あるいは、通常のパターンマ
スクを必要とする工程に対しても容易に適用できる）。

【００６７】更に、第６の効果として、ハンドリングが
簡易化される。一般にスペーサは、耐電圧と画素間のス
ペースの関係から、１０：１程度以上の高さ：厚み比、
即ち、縦横比(aspect ratio)を有しており、細い柱状構
造かもしくは極めて薄い板状構造を採用しており、更
に、スペーサの固定を画像領域外で行い、スペーサの部
材数を抑制した組み立てを行うために、スペーサ長を画
像領域より長くすることがあり、より一層スペーサ基体
のアスペクト比が大きくなる場合があって、これらのス
ペーサ基体が製造段階のハンドリングで欠けたり折れる
ことがあった。

【００６８】しかし、本発明の製造方法（これらのスペ
ーサを束ねること）により、ワーク全体としてアスペク
ト比を小さくすることが可能となり、ハンドリング中で
折れ難いなどの効果がある。

【００６９】更に、帯電抑制などを目的として、スペー
サ基体の側面（lateral surface）を粗面化する場合
に、ハンドリング中に微小な凹凸形状が欠けることがあ
るが、本発明の製造方法（束ねること）により、結束さ
れてハンドリングされている間は、隣接する基板同士が
マスク層を介して凹凸修飾面を保護（遮蔽・マスク）し
ているため、凹凸構造の欠けが防止される。

【００７０】以上のように、本発明の製造方法におい
て、スペーサ基体を束ねることにより、スペーサの製造
工程のハンドリングにおける基体の欠けとこの欠けた部
分からの放電が回避され、高品質の画像表示装置を提供
することができる。

【００７１】第７の効果として、メニスカスによる液相
膜の精度不良を改善できる。即ち、一般に柱状スペーサ
もしくは束ねたときに向き合う側面に凹凸を有している
スペーサは、束ねたときに隙間をなくすことが困難であ
り、このまま当接面に低抵抗膜を形成すると、前記隙間
に低抵抗膜部材が漏洩し、低抵抗膜の形状精度が低下
し、放電ビームずれの原因となったが、本発明の製造方
法によれば、仮に隙間があっても外表面にマスク層があ
るため、低抵抗膜部材が最終的にマスク層の除去工程で
下地のマスク層とともに排除され、上記のような問題は
発生しない。

【００７２】なお、スペーサを束ねる工程は、低抵抗膜
を付与する工程の前に設けることが重要であるが、それ
は、マスク層の部分除去の工程の前後のどちらであって
もよい。しかしながら、前述の第５および第６の効果を
得たい場合には、マスク層の部分除去工程の前に行う方
が好適である。

【００７３】これらの製造方法によれば、液相形成法に
より、スペーサ基体の端面への低抵抗膜の形成が均一か
つ高精度、かつ、安価に行える。その結果、電子放出素
子から放出された電子の軌道が安定し、無用の放電のな
い良好な画像を長時間表示できる高品質な画像形成装置
を得ることができる。

【００７４】また、結束する工程において、基板同士の
結束の方向は、以下の２種類の方法もしくは、これらを
組み合わせた方向で行うことが好ましい。

【００７５】一方の結束方法は、平行方向の結束方向で
あって、隣接するスペーサ基体が互いに同一の端面の法
線を平行方向に共有する“平行方法結束”であり、もう
一方の結束方法は、隣接するスペーサ基体が、互いに一
方の端面の法線とその端面と対向する端面のそれぞれの
法線が平行方向に共有する“反並行方向結束”である。

【００７６】スペーサ基体の端面形状が台形形状の断面
を有している場合などでは、後者の“反並行方向結束”
が望ましい。また、結束する場合は、マスク層を介して
結束する方法以外に適当な治具を介して結束してもよ
い。

【００７７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら具体的に説明する。まず、例えば、画
像形成装置における構成要素としてのスペーサ基体２１
に、マスク層の被覆とそのパターニングを行った後、ス
ペーサ基体２１の端面２４に低抵抗膜２５を形成する場
合について説明する（図１を参照）。

【００７８】このための本発明の低抵抗膜製造方法の手
順の一例を、図２の（ａ）および図３の（ａ）に図解す
る。図２の（ａ）に示す手順は、機械的加工（板状の素
材から切断加工により、スペーサ母材を切り出す）によ
る基板形状加工工程：Ｓ１、マスク層をスペーサ母材表
面に被覆するマスク層被覆工程：Ｓ２、パターニングの
ために、予め、スペーサ母材の被パターニング面を同一
平面に揃えてスペーサ母材を多数結束する結束工程：Ｓ
３、その後、被パターニング面からマスク層を除去する
マスク層パターニング工程：Ｓ４、マスク層が除かれた
面に低抵抗膜を形成する低抵抗膜形成工程：Ｓ５、そし
て最後に、スペーサ母材の表面からマスク層を除去する
マスク層除去工程：Ｓ６、で行われる。

【００７９】また、図３の（ａ）に示す手順は、先の手
順において第３の結束工程：Ｓ３と第４のマスク層パタ
ーニング工程：Ｓ４とを逆にした点が相違する。ここで
は、結束前に個々のスペーサ母材に対してマスク層を除
去し、その後に、その被パターニング面を同一平面に揃
えて次の低抵抗膜形成に備える。

【００８０】なお、本発明の適用範囲は、これに限定さ
れず特許請求の範囲の各請求項に規定された範囲に及ぶ
ことは勿論である。

【００８１】本発明における低抵抗膜２５は、導電性材
料を含有する液体を液相形成で形成することが、原料の
使用効率をあげて製造工程のコストを低減するために望
ましい。そして、本発明によれば、液相形成法におい
て、さらに、以下の第１ないし第４の態様を採ることに
より、スペーサ基体２１の端面に形成する低抵抗膜を効
率的に高精度に作成することができる。

【００８２】即ち、第１に、低抵抗膜２５を形成する領
域に、予め付与したマスク層をパターニング（マスク層
を除去）しておき、液相膜の作成プロセスでは、特別の
パターニング工程を用いない簡便な方法にて形成する。

【００８３】第２に、マスク層のパターニング工程、即
ち、部分的な除去工程では、所望の領域（当接面）を除
去するために、従来のような光学的なパターニングを行
わず、物理的手段でマスク層を部分除去する。この工程
は、ヤスリなどの部材との接触やサンドブラストなどの
除去方法により、セルフアライメントで端面のみ加工す
ることが可能である。

【００８４】第３に、マスク層のパターニング工程（図
２の（ａ）を参照）もしくは低抵抗膜形成工程（図３の
（ａ）を参照）では、予め、端面２４を同一平面とする
ように、スペーサ基体２１の側面を互いに向かい合わせ
て束ねておき、低抵抗膜の形成領域が互いに連続して集
積した一つのワークとして扱い、複数のスペーサ基体２
１に一括して低抵抗膜２５を形成する。またこのとき、
束ねたことにより、隣接する基板同士が互いに非形成領
域の側面をマスクする機能を有し、マスク層によるマス
ク機能を補助する。

【００８５】第４に、液相形成法として、後述するディ
ッピング法を用いる。なお、本発明において、液相形成
法とは、低抵抗膜２５を構成する導電性材料が分散また
は溶解した液体を、スペーサ基体２１の端部（端面およ
びこれに連続する側面）に塗布して加熱焼成すること
で、低抵抗膜２５とする。

【００８６】まず、上述の第１の態様について以下に説
明する。即ち、低抵抗膜形成工程の前工程として、スペ
ーサ基体２１にマスク層を被覆する工程、および、マス
ク層を部分的に除去する工程（パターニング工程）を施
すことにより、後工程の低抵抗膜２５への正確なパター
ニングが不要となる。上記機能を発現するために、マス
ク層の材料としては、一般的なものを使用できるが、以
下の要件（ａ,ｂ，ｃ）を満たせば特に限定されず、種
々の有機材料、無機材料が適用できる。

【００８７】（ａ）マスク層が低抵抗膜２５の間で選択
的に剥離できること（ｂ）マスク層が多孔質ではない連続膜であること（ｃ）マスク層が低抵抗膜形成用の塗工材に溶出しない
ことさらに、低抵抗膜の材料としては、マスク層の除去材料
のマスク層への浸透を促進する点で、多孔質や微小な空
隙、粒界を有した膜質を得られるような材料であること
が好ましい。

【００８８】また、パターニングに光学プロセスを用い
なくてもよいので、感光性のレジスト等を使用する必要
がなく、マスク材料の選択の自由度が高い。感光性では
ないレジストを使用した場合には、パターニング前の段
階で遮光などの雰囲気管理が不要となる利点がある。

【００８９】次に、第２の態様について説明する。所望
の領域（スペーサの端面２４）を確定して、低抵抗膜２
５の形状を正確に規定し、かつ、低抵抗膜形成プロセス
を簡易に行うためにマスク層のパターニングを行うが、
上記機能を発現するための削除手段としては、エッチン
グを含めた化学的、光化学的な削除手段も適用でき、端
面２４、即ち、スペーサ基体にとっての幾何学的要件を
積極的に利用することで、物理的削除手段を有効に利用
できる。

【００９０】本発明において有効となるマスク層の物理
的削除手段とは、摩擦を利用したヤスリ処理、粒子を吹
き付けるブラスト処理などが簡便なる方法として好適で
ある。

【００９１】次に、第３の態様について説明する。スペ
ーサ基体２１を束ねた上で、スペーサ基体２１に低抵抗
膜２５を液相製法で行う場合に、隙間に浸入する低抵抗
膜の材料で、一般に低抵抗膜の形成精度が低下する問題
があるが、このとき、本発明による製造方法によれば、
塗工液の浸入があっても、最終的にこの浸入塗工膜がマ
スク層を剥離することでともに除去されるから、上述の
形成精度が低下せず、所要の精度を確保できる。

【００９２】このような観点から、特に本発明の製造方
法では、隙間が原理的に生ずる形状のスペーサ基体につ
いても適用することができる。例えば、図４にスペーサ
基体２１の端面２４に厚さ：ｈ０の低抵抗膜２５を形成
する場合の事例が示されているが、ここでは、結束状態
で、スペーサ基体２１の側面にもｈ１〜ｈ２の幅で浸入
塗工膜が形成される。しかし、これはマスク層の剥離と
共に除去される。

【００９３】その他の適用例としては、多角形断面を少
なくとも一部に有する柱状スペーサや、側面が凹凸化さ
れたスペーサなどが挙げられる（図５参照）。なお、こ
の実施の形態において、断面が「多角形」であるとは、
正方形、長方形、台形、平行四辺形、菱形を除いた４角
形以上の断面を意味し、円、楕円、星状、十字状、Γ型
状の断面も対象に含むものとする。

【００９４】また、固定方法の工夫により、スペーサ基
体２１を画像領域（加速電界印加領域）より外側まで延
長するように長尺化して、画像領域外のみで固定する方
法を選ぶこともできる（図６には、リアプレート１１と
フェースプレート１７との間でスペーサ２０が設けられ
る画像形成装置の場合において、支持部材２９でスペー
サ２０が支持されるが、これに適用されるスペーサ基体
２１は、従来のものより長尺化されている）。因みに、
一般に、これらの長尺物を互いに隙間なく束ねることが
困難であるが、本発明を適用することで、前述の長尺ス
ペーサを束ねて低抵抗膜２５を形成する際にもその有効
性が確保できる。

【００９５】特に、スペーサ基体２１に高抵抗膜を施さ
ない場合には、一般に低抵抗膜２５の界面において真空
と絶縁体（スペーサ基体）及び金属（低抵抗膜）との間
のトリプルジャンクションが形成される畏れがある。そ
の結果、低抵抗膜の形状による放電が発生し易いため、
本発明では、上述の第１ないし第３の態様での結束およ
びマスク層形成による低抵抗膜の形成が非常に有効とな
る。

【００９６】束ねる方法としては、複数のスペーサ基体
２１が相互に端面２４を同一平面に連続する形にできれ
ば、いかなる方法を用いてもよい。板状のスペーサ基体
２１に対する結束方法の一例としては、鏡面研磨した平
板ガラスを利用して当接面の位置出しを行い、軽く束ね
た後、最も面積の広い面、即ち、側面の一部を両側から
治具で挟む方法が簡便かつ有効である。

【００９７】さらに、柱状スペーサにおいては、同様に
鏡面研磨した平板ガラスを利用して当接面の位置出しを
行い、軽く束ねた後、バンド状のものでスペーサの高さ
の中央付近部を結束して締め上げ固定する方法が適用で
きる。

【００９８】次に、第４の態様について説明する。前記
液相形成法のなかで下記のディッピング法を用いること
により、材料の利用効率が高く、一定のパターニング効
果もあり、一括して広い面積に形成することが可能とな
る。

【００９９】即ち、ここで、本発明におけるディッピン
グ法の一例を図７を用いて説明する。なお、図７は、ス
ペーサ基体２１（既に、マスク層を形成し端面をパター
ニングしたもの）を側面から見た図である。この実施の
形態におけるディッピングとは、以下のような工程Ｈ〜
Ｋを行うことである。

【０１００】〔工程Ｈ〕低抵抗膜２５を構成する導電性
材料を分散あるいは溶解した液体４3を、適当な凹部４
２を有する基板４１上に展開し塗工する工程（図７の
(a)および(b)を参照）である。

【０１０１】〔工程Ｉ〕スペーサ基体２１の端面（図１
の上下の当接面）を基板４１上に展開した液体４３に接
触させ、浸漬させる工程（図７の(c)および(d)を参照）
である。

【０１０２】〔工程Ｊ〕液体４３を展開した基板４１か
らスペーサ基体２１を引き離し、液体４３を低抵抗膜２
５として転写させる工程（図７の(e)を参照）である。

【０１０３】〔工程Ｋ〕スペーサ基体２１に転写した液
体２５を加熱することで、低抵抗膜２５を形成する工程
である。

【０１０４】なお、本発明においては、低抵抗膜２５を
構成する導電性材料を分散あるいは溶解した液体４３を
「塗工液」と呼ぶ場合もある。

【０１０５】このディッピングによれば、簡便にスペー
サ基体２１の端面２４のみに低抵抗膜２５を形成するこ
とができる。なお、ディッピングの塗工液４３の展開手
段としては、バーコートもしくはドクターブレードによ
る引き延ばし展開方法やスピンコートによる展開方法を
用いることが可能である。

【０１０６】また、塗工液４３が展開される基板４１
は、必ずしも凹部を有するものではなく平坦な基板であ
ってもよい。更に、当該塗工液４３にスペーサ基体２１
を接触させた後、引き離す転写工程において、スペーサ
基体２１を図７の場合のように、展開液面に降下させる
ことも可能であり、逆に、スペーサ基体２１に展開液面
（この場合は、塗工液４３がその粘性で展開面に保持さ
れる）を下向きにして、基板４１を降下させて接触させ
ることも可能である。

【０１０７】以上説明したように、第１〜第４の実施形
態のいずれかの方法を用いることにより、簡易でかつ安
価な液相形成法を用いた際に、スペーサ基体２１の端面
２４に低抵抗膜２５を十分に被覆することができる。

【０１０８】上述のスペーサ基体２１の材料としては、
ガラスまたはセラミックを用いることにより、安価かつ
切削研磨加工が容易で、組立て強度が良好なスペーサ２
０および該スペーサを用いた画像形成装置を作成するこ
とが可能となる。なお、画像形成装置において、フェー
スプレートおよびリアプレートとスペーサ基体は、同一
の材料を用いるのが熱膨張率のマッチングの観点からは
好ましい。

【０１０９】前述したスペーサ基体２１（図１および図
８を参照）の縁（角部）２３が直角または鋭角な端面２
４に対して、液相形成法を用いて低抵抗膜２５を形成す
ると（図９の（ｂ）および図１０の（ｂ）を参照）、縁
２３での低抵抗膜２５や高抵抗膜（スペーサ基体２１の
側面、側端面に形成される場合）の形成が不十分になる
か、互いの電気的接合が不十分な場合が過去に存在し
た。そこで、本発明者らは、図９の（ａ）および図１０
の（ａ）に断面で示すように、この縁２３を鈍角とする
ことで、前述した課題が解決されることを見出した。

【０１１０】図１１は、本発明に適用されるスペーサ基
体２１の端面２４に対して、低抵抗膜２５を被膜した状
態を示す模式図である。なお、図１１に示されたスペー
サ基体２１の端部も、図９および図１０に示したスペー
サ基体の端部と同様に、リアプレート（あるいはフェー
スプレート）の平面に対して垂直方向の断面で示されて
いる。

【０１１１】即ち、スペーサ基体２１が図１に示したよ
うに平板状である場合には、図９、図１０および図１１
における断面図がスペーサ基体２１の厚みがＤ（最小）
である箇所での断面図（側端面に平行な断面）を指すこ
とになる。また、スペーサ基体２１が図８に示すように
柱状である場合には、スペーサ基体２１の上下の端面２
４の中心を含む垂直平面で切断した断面図に相当する。

【０１１２】上記要件を満たす端面形状を得るための手
法としては、如何なる手段を用いてもよい。一例とし
て、図１に示した平板状のスペーサ基体２１を用いる場
合には、図１２に示すように、まず、スペーサ基体２１
と同一の厚み：Ｄのガラス板（母材）８１から、スペー
サ基体２１の母材（以下、スペーサ母材と称す）８２を
ダイヤモンドカッターなどで切り出す。この切り出しに
より、図１に示すものと同じ厚み：Ｄ、高さ：Ｈ、長
さ：Ｌのスペーサ母材８２が得られる。

【０１１３】そして、スペーサ母材８２に対して、図９
の（ａ）および図１０の（ａ）に示す端部処理を行う。
この端部処理は、具体的には、円弧状にする処理、また
は、テーパ状（角を平面状）にする処理であって、これ
によりスペーサ母材８２の縁（角部）の鋭角部分を鈍角
にする。この端部処理の具体的手段としては、サンドブ
ラスト、レーザースクライブ、ウォーターブラスト、ス
クライブカット、研磨、弗酸などによるケミカルエッチ
ング処理などを挙げることができる。

【０１１４】スペーサ母材８２の縁の円弧状処理（図９
の（ａ）および図１０の（ａ）を参照）において、曲率
半径：ｒの範囲は、スペーサ母材８２の厚み：Ｄに対し
てＤ／２以下が好ましい。さらに、好ましくはＤ×１／
１００以上（図９の（ｂ）および図１０の（ｂ）は、こ
れを模式的に示す）であれば、低抵抗膜２５の連続性と
スペーサの組立て精度を満たすことが可能となる。上記
厚み：Ｄは、好ましくは１０μmから５００μmであり、
さらに２０μmから２００μmがより好ましい。従って、
上記曲率半径：ｒは０．１μm以上２５０μm以下が好ま
しく、さらに、０．２μm以上１００μm以下がより好ま
しい。

【０１１５】なお、図１１は、本発明の実施の形態に適
用可能なスペーサの断面形状の一例（円弧状にした場
合）を示し、また、端部に低抵抗膜２５を付与している
状態を示している。また、ここでスペーサの材料がガラ
スで図１に示した平板状であり、かつ、端部が図９およ
び図１０のスペーサ基体２１を形成する場合には、図１
２に示した切り出しによる方法よりも、以下の加熱延伸
法を適用するのが好ましい（図２の（ｂ）および図３の
（ｂ）を参照）。

【０１１６】即ち、図２の（ｂ）に示す手順は、第１
に、スペーサ母材を加熱延伸による凹凸基板（スペーサ
基体）に形成する工程：Ｓ１１、第２に、OFPR-800など
のマスク層を浸漬法で被覆する工程：Ｓ１２、第３に、
治具によりスペーサ基体を結束する工程：Ｓ１３、第４
に、＃24,000のペーパヤスリによりスペーサ基体の端面
のマスク層を除去するパターニング工程：Ｓ１４、第５
に、スペーサ基体の当接面をPt-Moペーストに浸漬し、
その後360℃で焼成し、当接面に低抵抗膜を生成する工
程：Ｓ１５、第６に、M321中に浸漬して残されたマスク
層を除去し、純水中でリンスする工程：Ｓ１６で行う。

【０１１７】なお、図３の（ｂ）の手順は、先の手順に
おいて、第３の工程：Ｓ１３と第４の工程：Ｓ１４を逆
にした点が相違する。ここでは、結束前に個々のスペー
サ基体に対して、例えば、＃4000ヤスリによる端面のマ
スク層の除去を行い、その後に、治具により被パターニ
ング面を同一平面に揃えて結束し、次の低抵抗膜形成に
備える。

【０１１８】このような加熱延伸法によれば、スペーサ
母材８２の作成と端部処理（縁が所要の曲率を有する形
状への加工）が同時に行える。

【０１１９】次に、加熱延伸法の一例を図１３に示す装
置を参照して説明する（工程ＡからＣ）。

【０１２０】［工程Ａ］まず、ガラス板（母材）９１を
用意する。このとき、最終的に得ようとするスペーサ基
体２１の断面積をＳ２、ガラス板９１の断面積をＳ１と
し、このＳ１，Ｓ２は（Ｓ２／Ｓ１）＜１を満たすもの
とする。なお、ここで「断面」とは、図１３における速
度Ｖ１またはＶ２の方向成分に対して垂直な平面で、ガ
ラス板９１およびスペーサ基体２１を切ったときの断面
を指す。

【０１２１】［工程Ｂ］次に、工程Ａで用意したガラス
板９１の両端を固定し、長手方向の一部を加熱手段（ヒ
ータ）９２により加熱するとともに、第一の送り手段
（例えば、ローラー対）９４により、ガラス板９１の一
方の端部を加熱手段（ヒータ）９２の方向に速度：Ｖ１
で送り出す。同時に、第二の送り手段（例えば、延伸ロ
ーラー対）９３により、ガラス板９１のもう一方の端部
を速度：Ｖ２で加熱手段９２から引き出す。このように
して、第一の送り手段９４、加熱手段（ヒータ）９２お
よび第二の送り手段９３により、ガラス板９１が加熱さ
れながら引き伸ばされる。

【０１２２】なお、速度：Ｖ２の方向は、速度：Ｖ１の
方向と実質的に同一である。このため、速度：Ｖ１、Ｖ
２は、（Ｓ２／Ｓ１）＝（Ｖ１／Ｖ２）の値を満たすこ
とが好ましい。具体的には、Ｖ２／Ｖ１の値は１０以
上、１０,０００以下が好ましく、特に、１００以上、
１０,０００以下が好ましい。

【０１２３】このときの加熱手段（ヒータ）９２の加熱
温度は、ガラスの種類や加工形状によるが、ガラス板９
１の軟化点以上の温度が好ましく、具体的には５００〜
７００℃とすることが好ましい。また、送り手段９４、
９３としては、図示のようなローラーなどの回転体や、
複数の回転体により駆動されるベルト（図示せず）をガ
ラス板９１に接触させて搬送するのが好ましい。これら
の各条件を満たすことで、前述の好ましい曲率半径：ｒ
の縁の断面形状が得られる。

【０１２４】［工程Ｃ］次に、工程Ｂにより延伸された
ガラス板９１を十分に冷却した後、切断手段９５により
所望の長さに切断してスペーサ基体２１を作成する。な
お、冷却温度は室温程度でよい。

【０１２５】以上の工程（ＡからＣ）で前述の好ましい
曲率半径：ｒの縁（角部）のスペーサ基体２１が得られ
る。また、工程Ａで用意するガラス板９１の断面形状を
予め図９または図１０に示した形状の端面２４に形成し
ておくことが特に好ましい。このようにすれば、工程
（ＡからＣ）を経ることにより、工程Ａで用意されたガ
ラス板９１の断面に相似する形状のスペーサ基体２１が
容易に形成できる。そのため、速度：Ｖ１、Ｖ２の比を
適宜設定することにより、ガラス板９１の曲率半径を任
意に縮小したスペーサ基体２１が再現性良く得られる。

【０１２６】従って、上述の加熱延伸法を用いれば、ス
ペーサ基体２１に要求される微少な曲率半径を直接加工
する必要がない。換言すれば、上記曲率半径を拡大した
状態（延伸前）で加工することができるので、簡易に精
度良くスペーサ基体２１の縁（角部）２３の微少な曲率
半径を得ることができる。

【０１２７】また、上記加熱延伸法においては、図１３
に示したように、送り出し手段９４、９３は、図１で規
定するところのスペーサ基体２１、即ち、ガラス板９１
の側面（長さ方向の側面）に対応して配置することが望
ましい。理由は、前述の速度：Ｖ１、Ｖ２で、ガラス板
９１を搬送／延伸する際により安定性が高く、高精度の
速度制御ができるためである。また、送り出し手段９
４、９３は、それぞれが図１３に示したように、ガラス
板９１の側面（長さ方向の側面）を挟む一対の送り出し
手段からなることが好ましい。また、送り出し手段とし
ては、回転でスペーサ基体２１およびガラス板９１を搬
送する手段が簡易であって好ましいが、特に、これに限
定されるものではない。

【０１２８】以上説明した各手法により得られた所要の
端面形状のスペーサ基体２１に対して、前述のようにマ
スク層が被覆され、端面２４に対してパターニングがな
された後、液相形成法（例えば、後述する浸漬転写法）
を用いて低抵抗膜２５を形成することにより、スペーサ
基体２１の端部を低抵抗膜２５で十分に被覆することが
できる。

【０１２９】特に、前述した加熱延伸法を用いてスペー
サ基体２１を作成する場合は、工程Ｃにより所望の長
さ：Ｌに切断した後に、マスク層の被覆とパターニング
がなされたスペーサ基体２１に液相形成法（例えば、後
述する浸漬転写法）を用いて、低抵抗膜２５を形成する
ことが望ましい。これは、液相形成法（例えば、後述す
る浸漬転写法）で低抵抗膜２５を形成する際に、スペー
サ基体２１の取扱いが容易で簡便なためである。

【０１３０】なお、前記加熱延伸法工程において、端面
処理の鈍角化と同様にして、母材に予め凹凸構造を設け
ておくことで、最終的に得られるスペーサ基体２１の側
面（更には、側端面）上に凹凸２６を形成させることも
できる（図９〜図１１を参照）。

【０１３１】本発明の液相形成法によって、スペーサ基
体２１の端面に低抵抗膜２５を設けたスペーサ２０は、
例えば、画像形成装置におけるリアプレート（電子源）
１１とフェースプレート１７との間に配置される（図１
４参照）。また、スペーサ２０をリアプレート（電子
源）１１とフェースプレート１７との間に、数ｋVから
数十ｋVの電圧を印加する高電圧Vaタイプの画像形成装
置に適用する場合には、図１５および図１６に示したよ
うに、スペーサ基体２１の側面に高抵抗膜２２を配する
ことが好ましい。この高抵抗膜２２により、スペーサ表
面（側面）の帯電を抑え、結果として、発光点のずれの
ない良好な画像が得られる。

【０１３２】なお、図１５および図１６には、高抵抗膜
２２がスペーサ基体２１の側面のみを覆っている例が示
されているが、高抵抗膜２２がスペーサ基体２１の全て
の表面（側面、側端面および上下の端面）を覆っていて
も良い。また、高抵抗膜２２は、必ずしもスペーサ基体
２１の外表面の全てを覆う必要はない。即ち、真空容器
（後述する）内に露出するスペーサ基体２１の外表面の
内、低抵抗膜２５で覆われていない部分を高抵抗膜２２
で覆えば良い。但し、高抵抗膜２２と低抵抗膜２５の接
続が必要であるから、低抵抗膜２５と高抵抗膜２２とを
オーバーラップすることが好ましい。

【０１３３】さらに、図１５および図１６では、低抵抗
膜２５が高抵抗膜２２を覆っている例を示した。しか
し、逆に、スペーサ基体２１の端面を低抵抗膜２５が覆
った上で前記高抵抗膜２２がスペーサ基体２１の側面を
覆う形態であってもよい。このような構成にすることに
より、高抵抗膜２２が低抵抗膜２５とスペーサ基体２１
との界面を覆うことができ、その結果、上記界面におけ
る低抵抗膜２５の形状に起因する放電などを抑制でき
る。

【０１３４】高抵抗膜２２の表面抵抗値は、１０の７乗
［Ω／□］〜１０の１４乗［Ω／□］であることが好ま
しい。このような表面抵抗値を有することで、帯電と上
下基板（FPとRP）間の電力消費と発熱を抑えることが可
能となる。一方、低抵抗膜２５の抵抗値は、フェースプ
レート１７および／またはリアプレート１１と高抵抗膜
２２との接続を良好にする目的から、その面積抵抗とし
て高抵抗膜２２の抵抗値の１／１０以下であり、かつ、
１０の７乗［Ω／□］以下であることが望ましい。

【０１３５】本発明の画像形成装置に用いられる電子源
には、好ましくは、前述した冷陰極素子（MIM、FE、表
面伝導型電子放出素子など）が用いられる。そして、こ
の冷陰極素子の中でも、表面伝導型電子放出素子は素子
の構造が簡単なために、大面積のフラットパネルディス
プレイに向いているので、特に好ましい。

【０１３６】また、本発明の画像形成装置には、ディス
プレイの他に、例えば、電子放出素子から放出された電
子を照射するターゲット（画像形成部材）に電子線レジ
ストなどを用いることで、潜像を形成する装置などが包
含される。

【０１３７】（表示パネルの構成と製造法）次に、本発
明の実施の形態におけるスペーサ２０を用いた画像表示
装置（表示パネル）１００の構成とその製造方法の一例
について具体的に説明する。図１７は、この実施の形態
における表示パネル１００の外観斜視図であり、その内
部構造を示すために表示パネル１００の一部を切り欠い
て示している。

【０１３８】図中、１０５はリアプレート（図１４〜図
１６の符号１１に相当）、１０６は側壁、１０７はフェ
ースプレート（図１４〜図１６の符号１７に相当）であ
り、これらによって表示パネル１００の内部を真空に維
持するための気密容器が形成されている。この気密容器
を組み立てるに際しては、十分な強度と気密性を保持さ
せるために、各部材の接合部を封着する必要がある。

【０１３９】そこで、ここでは、例えばフリットガラス
を接合部に塗布し、大気中或は窒素雰囲気中で、摂氏４
００〜５００度で１０分以上焼成することにより所要の
封着を達成した。この気密容器の内部は、１０のマイナ
ス４乗[Pa]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損を防止する目的で、耐
大気圧構造体として、本発明のスペーサ２０が設けられ
ている。

【０１４０】図１７においては、リアプレート１０５に
基板１０１が固定されており、この基板１０１上に冷陰
極素子１０２がＮ×Ｍ個形成されている。なお、ここ
で、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の値が設定される。

【０１４１】例えば、高品位テレビジョンなどの表示装
置においては、Ｎ＝３,０００，Ｍ＝１,０００以上の数
を設定することが望ましい。これらＮ×Ｍ個の冷陰極素
子１０２は、Ｍ本の行方向配線１０３とｎ本の列方向配
線１０４とにより、単純マトリクス配線されている。

【０１４２】そこで、これらの基板１０１〜列配線１０
４によって構成される部分を、ここではマルチ電子源と
呼ぶことにする。この実施の形態のマルチ電子源は、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。従っ
て、例えば、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。

【０１４３】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
したマルチ電子源の構造について述べる。図１８は、図
１７の表示パネル１００に用いたマルチ電子源の平面図
である。基板１０１上には、表面伝導型放出素子が配列
され、これらの素子は、行方向配線電極１０３と列方向
配線電極１０４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１０３と列方向配線電極１０４との
交差する部分には、電極間に絶縁層（図示せず）が形成
されており絶縁が保たれている。

【０１４４】図１９は、図１７および図１８のＡ−Ａ線
に沿った断面を示す。なお、このような構造のマルチ電
子源は、予め、基板１０１上に行方向配線電極１０３、
列方向配線電極１０４、電極間絶縁層（図示せず）およ
び表面伝導型放出素子の素子電極１１２，１１３、導電
性薄膜１１４を形成した後で、行方向配線電極１０３お
よび列方向配線電極１０４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。

【０１４５】なお、この実施の形態においては、気密容
器のリアプレート１０５にマルチ電子源の基板１０１を
固定する構成としたが、このマルチ電子源の基板１０１
が十分な強度を有する場合には、気密容器のリアプレー
トとしてマルチ電子源の基板１０１自体を用いてもよ
い。

【０１４６】また、フェースプレート１０７の下面に
は、蛍光膜１０８が形成されている。なお、この実施の
形態は、カラー表示装置を対象とするので、蛍光膜１０
８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。

【０１４７】各色の蛍光体は、例えば、図２０の（ａ）
に示すように、ストライプ状に塗り分けられ、このスト
ライプの間には、黒色の導電体１０１０が設けてある。
この導電体１０１０を設ける目的は、電子の照射位置が
多少ずれても、表示色にずれが生じないようにするた
め、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防
ぐため、さらには、電子による蛍光膜のチャージアップ
を防止するため、などである。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でもよい。

【０１４８】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は、図
２０の（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、例えば、図２０の（ｂ）に示すようなデル
タ状配列や、それ以外の配列でもよい。なお、モノクロ
ームの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材
料を蛍光膜１０８に用いればよく、また、必ずしも導電
材料１０１０を用いなくてもよい。

【０１４９】また、蛍光膜１０８のリアプレート１０５
側の面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１０
９を設けてある。このメタルバック１０９を設けた目的
は、蛍光膜１０８が発する光の一部を鏡面反射して光利
用率を向上させるため、負イオンの衝突から蛍光膜１０
８を保護するため、電子加速電圧を印加する電極として
作用させるため、さらには、蛍光膜１０８を励起した電
子の導電路として作用させるため、などである。このメ
タルバック１０９は、蛍光膜１０８をフェースプレート
基板１０７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理
し、その上にアルミニウム（Ａｌ）を真空蒸着する方法
により形成した。なお、蛍光膜１０８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１０９は用いな
い。

【０１５０】また、この実施の形態では用いなかった
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１０７と蛍光膜１０８との間
に、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【０１５１】また、行配線端子Ｄx1〜ＤxMおよび列配線
端子Ｄy1〜ＤyN、Ｈｖは、この表示パネル１００と前述
の各回路などとを接続するために設けた気密構造の接続
用端子である。そして、これら行配線端子Ｄx1〜ＤxM
は、マルチ電子源の行方向配線１０３と、列配線端子Ｄ
y1〜ＤyNはマルチ電子源の列方向配線１０４と、また、
Ｈｖは、フェースプレート１０７のメタルバック１０９
とを接続している。

【０１５２】また、この気密容器内部を真空にするに
は、この気密容器を組み立てた後、排気管と真空ポンプ
（何れも図示せず）を接続し、気密容器内を１０のマイ
ナス５乗［Pa］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（図示せず）を形成する。このゲッタ
ー膜とは、例えば、ヒータもしくは高周波加熱により、
Ｂａを主成分とするゲッター材料を加熱し蒸着して形成
した膜であり、このゲッター膜の吸着作用により、気密
容器内は１０マイナス３乗〜１０マイナス５乗［Pa］の
真空度に維持される。

【０１５３】図２１は、図１７のＡ−Ａ線の断面模式図
であり、各部の番号は図１７に対応している。ここで説
明する態様は、次の通りである。即ち、スペーサ２０
は、スペーサ基体２１の表面に帯電防止のための高抵抗
膜２２を成膜し、かつ、フェースプレート１０７の内側
（メタルバック１０９など）および基板１０１の表面
（行方向配線１０３または列方向配線１０４）に、それ
ぞれ面したスペーサ基体２１の端面２４に低抵抗膜２５
を成膜した部材を有する。

【０１５４】そして、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、フェースプレート１
０７に対してスペーサ２０が配置され、フェースプレー
ト１０７の内側および基板１０１の表面に画像領域外に
配置された固定部材（図示せず）により固定される。

【０１５５】また、高抵抗膜２２は、スペーサ基体２１
の表面の内、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、低抵抗膜２５と接合材１１０
を介してフェースプレート１０７の内側（メタルバック
１０９など）と基板１０１の表面（行方向配線１０３ま
たは列方向配線１０４）に接続される。

【０１５６】なお、ここでは、画像領域外においてスペ
ーサ２０を固定部材により固定することにしたが、直
接、スペーサ２０の当接面の近くで、一方に導電性微粒
子を含有するガラスフリットなどの固定部材を付与させ
て、行方向配線１０３およびメタルバック１０９に固定
する方法も採用することもできる。

【０１５７】また、ここで説明する態様においては、ス
ペーサ２０の形状を平板状とし、これを行方向配線１０
３に平行に配置し、行方向配線１０３に接続させてい
る。しかし、スペーサ２０は柱状としてもよく、また、
その表面に凹凸を有していてもよい。さらに、このスペ
ーサ２０は、基板１０１上の行方向配線１０３および列
方向配線１０４と、フェースプレート１０７内面のメタ
ルバック１０９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、その表面への帯電を抑制する程
度の導電性を有する必要がある。

【０１５８】また、ここで説明する態様においては、ス
ペーサ基体２１の材料として、例えば、石英ガラス、Ｎ
ａなどの不純物含有量を減少したガラス、ソーダライム
ガラス、アルミナなどのセラミックス部材が挙げられ
る。なお、スペーサ基体２１の材料の熱膨張率は、気密
容器と基板１０１を構成する部材のそれに近いものが好
ましい。

【０１５９】スペーサ２０の高抵抗膜２２には、高電位
側のフェースプレート１０７（メタルバック１０９な
ど）に印加される加速電圧Ｖａを、高抵抗膜２２の抵抗
値Ｒｓで除した電流が流れる。そこで、スペーサ２０の
抵抗値Ｒｓは、帯電抑制および消費電力からその望まし
い範囲に設定される。帯電抑制の観点から、表面抵抗は
１０の１４乗［Ω／□］以下であることが好ましく、更
には、十分な帯電抑制効果を得るために、１０の１３乗
［Ω／□］以下が好ましい。なお、この表面抵抗の下限
は、スペーサ２０の形状とスペーサ２０間に印加される
電圧により左右されるが、１０の７乗［Ω／□］以上で
あることが好ましい。

【０１６０】スペーサ基体２１に形成された高抵抗膜２
２の厚み：ｔは、１０ｎｍ〜１μｍの範囲が望ましい。
因みに、このスペーサ基体２１の材料の表面エネルギー
およびスペーサ基体２１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。また、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。

【０１６１】したがって、本発明では、膜厚が５０〜５
００ｎｍであることが望ましい。表面抵抗はρ／ｔであ
り、以上に述べた表面抵抗と膜厚：ｔとの好ましい範囲
から、高抵抗膜２２の比抵抗ρは、１０［Ω・ｃｍ］な
いし１０の１０乗［Ω・ｃｍ］が好ましい。更に、表面
抵抗と膜厚：ｔのより好ましい範囲を実現するために
は、ρは１０の４乗ないし１０の８乗［Ω・ｃｍ］とす
るのがよい。

【０１６２】スペーサ２０は、上述したように高抵抗膜
２２を電流が流れることにより、あるいは表示パネル１
００全体が動作中に発熱することで温度が上昇する。こ
の高抵抗膜２２の抵抗温度係数が大きな負の値である
と、温度が上昇したときに抵抗値が減少し、スペーサ２
０に流れる電流が増加して温度が上昇る。しかもこの電
流は、電源の限界を超えるまで増加する。このような電
流の暴走が発生する抵抗温度係数の値は、経験的に絶対
値が−１％以下である。即ち、本発明では、スペーサ２
０の高抵抗膜２２の抵抗温度係数は、−１％より大きい
ことが望ましい。

【０１６３】このような帯電抑制の効果を有する高抵抗
膜２２の材料としては、例えば、金属酸化物を用いるこ
とができ、特に、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
れらの酸化物では、二次電子放出効率が比較的小さく、
電子放出素子１０２から放出された電子がスペーサ２０
に当たった場合でも、帯電し難いためである。なお、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２０の抵抗を所望の値に制御し易い。

【０１６４】高抵抗膜２２の他の材料として、アルミニ
ウムと遷移金属合金の窒化物が挙げられるが、これは遷
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。これは、後述する表示装置の作製工程におい
て、抵抗値の変化が少なく安定な材料であり、かつ、そ
の抵抗温度係数が−１％より大であり、実用的に使いや
すい材料だからである。なお、遷移金属元素としてはＴ
ｉ，Ｃｒ，Ｔａなどが挙げられる。

【０１６５】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手段に
より、絶縁性部材上に形成される。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Ｃ
ＶＤ法で形成され、特に、非晶質カーボンを形成する場
合には、成膜中の雰囲気に水素が含まれるようにする
か、成膜ガスに炭化水素ガスを用いるのがよい。

【０１６６】スペーサ２０の端面を構成する低抵抗膜２
５は、高抵抗膜２２を高電位側のフェースプレート１０
７（メタルバック１０９など）および低電位側の基板１
０１（配線１０３、１０４など）とを接続するために設
けられたものである。なお、低抵抗膜２５は、以下に列
挙する複数の機能を有する。

【０１６７】１)高抵抗膜２２を、フェースプレート１
０７と基板１０１に接続する。既に記載したように、高
抵抗膜２２は、スペーサ２０表面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２２をフェースプ
レート１０７（メタルバック１０９など）と基板１０１
（配線１０３、１０４など）に直接、あるいは、当接材
１１０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２０の表面に発生した電荷を
確実に除去できなくなる可能性がある。したがって、こ
れを避けるために、低抵抗膜２５を設けた。

【０１６８】２）高抵抗膜２２の電位分布を均一化す
る。電子放出素子１０２より放出された電子は、フェー
スプレート１０７と基板１０１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２０の近傍で電子
軌道が乱れないようにするためには、高抵抗膜２２の電
位分布を全域に亙って制御する必要がある。高抵抗膜２
２をフェースプレート１０７（メタルバック１０９な
ど）および基板１０１（配線１０３、１０４など）に直
接、あるいは、当接材１１０を介して接続した場合に
は、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２２の電位分布が所望の値からずれる
可能性がある。

【０１６９】これを避けるために、スペーサ２０がフェ
ースプレート１０７および基板１０１と当接するスペー
サの端面２４に低抵抗膜２５を設ける。この低抵抗膜２
５に所望の電位を印加することによって、高抵抗膜２２
全体の電位を制御可能とした。

【０１７０】３）放出電子の軌道を制御する。電子放出
素子１０２より放出された電子は、フェースプレート１
０７と基板１０１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２０近傍の電子放出素子１０２
から放出された電子に関しては、スペーサ２０を設置す
ることに伴う制約（配線、素子位置の変更など）が生じ
る場合がある。このような場合、歪みやむらのない画像
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１０７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１０７および基板
１０１と当接する面に低抵抗膜を設けることにより、ス
ペーサ２０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もできる。

【０１７１】低抵抗膜２５は、高抵抗膜２２に比べて十
分に低い抵抗値を有する材料を選択すればよく、Ｎｉ，
Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ
などの金属、あるいは合金、および、Ｐｄ，Ａｇ，Ａ
ｕ，ＲｕＯ₂，Ａｇ−ＰｂＯなどの金属や金属酸化物と
ガラスなどから構成される印刷導体、あるいは、ＳｎＯ
₂微粒子をＳｂなどでドーピングした導電性微粒子を、
シリカまたは酸化珪素の末端をアルキル、アルコキシ、
フッ素などで置換したバインダーに分散させた導電性微
粒子分散膜、または、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より適宜選択さ
れる。

【０１７２】接合材１１０は、スペーサ２０が行方向配
線１０３およびメタルバック１０９と接続されるよう
に、導電性とする必要がある。即ち、接合材１１０に
は、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加し
たフリットガラスが好適である。

【０１７３】以上説明した画像表示装置（表示パネル１
００）では、容器外端子Ｄx1〜ＤxM、Ｄy1〜ＤyNを通じ
て、各電子放出素子１０２に電圧を印加すると、それら
の電子放出素子１０２から電子が放出される。それと同
時に、メタルバック１０９に容器外端子Ｈｖを介して、
数百Ｖないし数ｋＶの電圧を印加して、放出された電子
をフェースプレート１０７方向に加速し、このフェース
プレート１０７の内面に衝突させる。これにより、蛍光
膜１０８の各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表
示される。

【０１７４】通常、電子放出素子（冷陰極素子）である
本実施の形態の表面伝導型放出素子１０２への印加電圧
は、１２〜１６Ｖ程度、メタルバック１０９と冷陰極素
子１０２との距離：ｄは、０．１ｍｍから８ｍｍ程度、
メタルバック１０９と冷陰極素子１０２間の電圧は０．
１ｋＶから１０ｋＶ程度である。

【０１７５】以上、本実施の形態の画像表示装置（表示
パネル１００）の基本構成と製法を説明したが、次に、
この実施の形態の表示パネル１００に用いたマルチ電子
源の製造方法について説明する。この実施の形態の画像
表示装置において用いるマルチ電子源は、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、形状あるいは製法に制限はない。

【０１７６】したがって、例えば表面伝導型放出素子、
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。但し、表示画面が広くてしかも安価な表示装
置が求められるので、これらの冷陰極素子のなかでも表
面伝導型放出素子が特に好ましい。

【０１７７】即ち、ＦＥ型では、エミッタコーンとゲー
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要し、これが、大面
積化や製造コストの低減を図るうえで障害となる。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
ストの低減の障害となる。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に、大面積化や製造コ
ストの低減が容易である。

【０１７８】また、本願発明者らは、表面伝導型放出素
子のなかでも、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、製造が容易であることを見いだしている。したが
って、表面伝導型放出素子は、高輝度で大画面の画像表
示装置のマルチ電子源に用いるには、最も好適である。

【０１７９】そこで、この実施の形態の表示パネル１０
０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
と製法および特性を説明し、次に、多数の素子を単純マ
トリクス配線したマルチ電子源の構造について述べる。（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と製法）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。

【０１８０】平面型の表面伝導型放出素子図２２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）と断面図（ｂ）である。図中、１
０１は基板、１１２,１１３は素子電極、１１４は導電
性薄膜、１１５は通電フォーミング処理により形成した
電子放出部、１１１は通電活性化処理により形成した薄
膜である。

【０１８１】基板１０１としては、例えば、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
の各種基板上に例えば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。

【０１８２】また、基板１０１上に基板面と平行に対向
して設けられた素子電極１１２、１１３は、導電性の材
料によって形成されている。例えば、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａ
ｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｇなどをは
じめとする金属、あるいは、これらの金属の合金、更
に、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なか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、例えば、真空
蒸着などの膜技術とフォトリソグラフィー、エッチング
などのパターニング技術と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（例えば、印刷技術）
を用いてもよい。

【０１８３】素子電極１１２、１１３の形状は、この電
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が、通常、数百オングストロームか
ら数百マイクロメータ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、数マイクロメータから数十マイクロメータの範
囲である。また、素子電極の厚さ：ｄは、通常、数百オ
ングストロームから数マイクロメータの範囲から適当な
数値が選ばれる。

【０１８４】また、導電性薄膜１１４には、微粒子膜を
用いる。ここで、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）のことを指
す。微粒子膜を微視的に調べれば、通常、個々の微粒子
が離間して配置された構造か、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かが
観測される。

【０１８５】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲に含まれ
るものであるが、なかでも好ましいのは、１０オングス
トロームから２００オングストロームの範囲のものであ
る。

【０１８６】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。即ち、素子電極
１１２、１１３と良好に接続するのに必要な条件及び後
述する通電フォーミングを良好に行うのに必要な条件並
びに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、その膜厚を
数オングストロームから数千オングストロームの範囲の
なかで設定するが、中でも好ましいのは、１０オングス
トロームから５００オングストロームの間である。

【０１８７】また、微粒子膜を形成するのに用いられる
材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｐｂなどをはじめとする金属や、ＰｄＯ，Ｓｎ
Ｏ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，Ｓｂ₂Ｏ ₃などをはじめとする
酸化物や、ＨｆＢ₂，ＺｒＢ₂，ＬａＢ₆，ＣｅＢ₆，ＹＢ
₄，ＧｄＢ₄などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，Ｚｒ
Ｃ，ＨｆＣ，ＴａＣ，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および
カーボンなどが挙げられ、これらの中から適宜選択され
る。

【０１８８】以上述べたように、導電性薄膜１１４を微
粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、１
０の３乗から１０の７乗［Ω／□］の範囲に含まれるよ
う設定した。

【０１８９】なお、導電性薄膜１１４と素子電極１１
２、１１３とは、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合う構造となっている。その重なり
方は、図２２の例において、下から、基板、素子電極、
導電性薄膜の順序で積層している。しかし、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。

【０１９０】また、電子放出部１１５は、導電性薄膜１
１４の一部に形成された亀裂状の部分であり、周囲の導
電性薄膜よりも高抵抗な性質を有している。この亀裂
は、導電性薄膜１１４に対して、後述する通電フォーミ
ングの処理を行うことで形成される。亀裂内には、数オ
ングストロームから数百オングストロームの粒径の微粒
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であるか
ら、図２２においては模式的に示している。

【０１９１】また、薄膜１１１は、炭素もしくは炭素化
合物よりなる薄膜で、電子放出部１１５およびその近傍
を被覆している。この薄膜１１１は、通電フォーミング
処理後に後述する通電活性化の処理を行うことで形成す
る。

【０１９２】薄膜１１１は、単結晶グラファイト、多結
晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれかか、もしく
はその混合物であり、膜厚は５００［オングストロー
ム］以下とするが、特に３００［オングストローム］以
下とするのが更に好ましい。

【０１９３】なお、実際の薄膜１１１の位置や形状を精
密に図示するのが困難であるから、図２２においては模
式的に示している。また、その平面図（ａ）において
は、薄膜１１１の一部を除去した素子を図示した。

【０１９４】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施の形態においては、以下のような素子を用い
た。即ち、基板１０１には青板ガラスを用い、素子電極
１１２、１１３にはＮｉ薄膜を用いた。素子電極の厚
さ：ｄは１,０００［オングストローム］、電極間隔Ｌ
は２［マイクロメータ］とした。また、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１００［オングストローム］、幅：Ｗは１００
［マイクロメータ］とした。

【０１９５】次に、平面型の表面伝導型放出素子の好適
な製造方法について説明する。図２３の（ａ）〜（ｅ）
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、各部材の符号は図２２と同一である。

【０１９６】１)まず、図２３の（ａ）に示すように、
基板１０１上に素子電極１１２、１１３を形成する。こ
れらを形成するに際しては、予め、基板１０１を洗剤、
純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄し、その後、素子電
極の材料を堆積させる（堆積する方法としては、例え
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
ー・エッチング技術を用いてパターニングし、一対の素
子電極（１１２、１１３）を形成する。

【０１９７】２）次に、図２３の（ｂ）に示すように、
導電性薄膜１１４を形成する。この導電性薄膜１１４を
形成するに際しては、まず、図２３の（ａ）で示した基
板１０１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ー・
エッチングにより所定の形状にパターニングする。

【０１９８】ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に
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、この実施の形態で、主要元素
としてＰｄを用いた。また、実施の形態では、塗布方法
として、ディッピング法を用いたが、それ以外の例えば
スピンナー法やスプレー法を用いてもよい）。

【０１９９】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜１１
４の成膜方法としては、この実施の形態で用いた有機金
属溶液の塗布による方法以外の例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。

【０２００】３）次に、図２３の（ｃ）に示すように、
フォーミング用電源１１６から素子電極１１２、１１３
の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行
って電子放出部１１５を形成する。通電フォーミング処
理とは、微粒子膜で作られた導電性薄膜１１４に通電し
て、その一部を適宜に破壊、変形、もしくは変質させ、
電子放出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内、電子放出を行うの
に好適な構造に変化した部分（即ち電子放出部１１５）
には、薄膜に適当な亀裂が形成されている。

【０２０１】なお、電子放出部１１５が形成される前と
比較すると、形成後は素子電極１１２、１１３の間で計
測される電気抵抗は大幅に増加する。

【０２０２】通電方法をより詳述するために、図２４
に、フォーミング用電源１１６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
ォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ましく、
この実施の形態では、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１１５の形成状況をモニタするためのモニタパルスＰ
ｍ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１１７で計測した。

【０２０３】この実施の形態においては、例えば、１０
のマイナス３乗［Pa］程度の真空雰囲気下において、例
えば、パルス幅：Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔：Ｔ
２を１０［ミリ秒］とし、波高値：Ｖｐｆを１パルスご
とに０．１［Ｖ］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回の割りでモニタパルスＰｍを挿
入した。また、フォー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０．１
［Ｖ］に設定した。そして、素子電極１１２、１１３間
の抵抗が１×１０の６乗［Ω］になった段階、即ち、モ
ニタパルス印加時に電流計１１７で計測される電流が１
×１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フォ
ーミング処理の通電を終了した。

【０２０４】なお、上記の方法は、この実施の形態の表
面伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、例え
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。

【０２０５】４）次に、図２３の（ｄ）に示すように、
活性化用電源１１８から素子電極１１２、１１３との間
に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って電子放
出特性を改善する。この通電活性化処理とは、通電フォ
ーミング処理により形成された電子放出部１１５に適宜
の条件で通電して、その近傍に炭素もしくは炭素化合物
を堆積させる処理のことである（図においては、炭素も
しくは炭素化合物よりなる堆積物を、部材１１１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。

【０２０６】具体的には、１０のマイナス２乗ないし１
０のマイナス３乗［Pa］の範囲の真空雰囲気中で、活性
化用電源１１８から素子電極１１２、１１３の間に電圧
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１１１は、単結晶グラファイ
ト、多結晶グラファイト、非晶質カーボンのいずれか
か、もしくはその混合物であり、膜厚は５００［オング
ストローム］以下、より好ましくは３００［オングスト
ローム］以下である。

【０２０７】この通電方法をより詳述するために、図２
５の（ａ）に、活性化用電源１１８から印加する適宜の
電圧波形の一例を示す。なお、この実施の形態において
は、一定電圧の矩形波を定期的に印加したが、具体的に
は、矩形波の電圧：Ｖａｃは１４［Ｖ］、パルス幅：Ｔ
３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、この実施の形態の表
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。

【０２０８】図２３の（ｄ）に示す符号１１９は、この
表面伝導型放出素子から放出される放出電流Ｉeを捕捉
するためのアノード電極で、直流高電圧電源１２１と電
流計１２２が接続されている。なお、基板１０１を表示
パネル１００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１００の蛍光面をアノード電極１１
９として用いる。活性化用電源１１８から電圧を印加す
る間、電流計１２２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１１８
の動作を制御する。

【０２０９】電流計１２２で計測された放出電流Ｉeの
一例を、図２５の（ｂ）に示す。ここでは、活性化電源
１１８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が増加するが、やがて飽和する。
この放出電流Ｉeがほぼ飽和した時点で、活性化用電源
１１８からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終了
する。

【０２１０】なお、上述の通電条件は、本実施の形態の
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。

【０２１１】以上のようにして、図２３の（ｅ）に示す
平面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０２１２】２）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一つの代表的な構成、即
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。図２６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１０１は基板、１３２、１３
３は素子電極、１３６は段差形成部材、１３４は微粒子
膜を用いた導電性薄膜、１３５は通電フォーミング処理
により形成した電子放出部、１３１は通電活性化処理に
より形成した薄膜である。

【０２１３】この垂直型が先に説明した平面型と異なる
点は、素子電極の内片方（１３２）が段差形成部材１３
６上に設けられており、導電性薄膜１３４が段差形成部
材１３６の側面を被覆している点にある。したがって、
図２２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１３６の段差高：Ｌｓとして設定
される。なお、基板１０１、素子電極１３２、１３３と
微粒子膜を用いた導電性薄膜１３４については、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１３６には、例えば、ＳｉＯ₂
のような絶縁性の材料を用いる。

【０２１４】次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法
について説明する。図２７（ａ）〜（ｆ）は、製造工程
を説明するための断面図で、各部材の表記は図２６と同
一である。

【０２１５】１．まず、図２７の（ａ）に示すように、
基板１０１上に素子電極１３３を形成する。

【０２１６】２．次に、図２７の（ｂ）に示すように、
段差形成部材１３６を形成するための絶縁層を積層す
る。この絶縁層は、例えば、ＳｉＯ₂をスパッタ法で積
層すればよいが、例えば、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。

【０２１７】３．次に、図２７の（ｃ）に示すように、
絶縁層の上に素子電極１３２を形成する。

【０２１８】４．さらに、図２７の（ｄ）に示すよう
に、絶縁層の一部を、例えばエッチング法を用いて除去
して素子電極１３３を露出させる。

【０２１９】５．次に、図２７の（ｅ））に示すよう
に、微粒子膜を用いた導電性薄膜１３４を形成する。こ
の薄膜を形成するには、平面型の場合と同じく、例え
ば、塗布法などの成膜技術を用いればよい。

【０２２０】６．次に、平面型の場合と同じく、通電フ
ォーミング処理を行い、電子放出部を形成する（図２３
の（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミング処
理と同様の処理を行えばよい）。

【０２２１】７．次に、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２３の（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２７の（ｆ）に示す垂直型の表面伝
導型放出素子を製造した。

【０２２２】３）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。図２８は、この実施の形態の表
示装置に用いた表面伝導型放出素子の（放出電流：Ｉ
e）対（素子印加電圧：Ｖf）の特性、および、（素子電
流：Ｉf）対（素子印加電圧：Ｖf）の特性の典型的な例
を示す図である。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
ある上、これらの特性は、素子の大きさや形状などの設
計パラメー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。

【０２２３】この表示装置に用いた表面伝導型放出素子
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。第１の特性は、ある電圧（閾値電圧：Ｖ
th）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こと
である。即ち、放出電流：Ｉeに関して明確な閾値電
圧：Ｖthの非線形素子である。

【０２２４】また、第２の特性は、放出電流：Ｉeが素
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を制御できることである。

【０２２５】さらに、第３の特性は、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こと
である。

【０２２６】以上のような特性を有するため、この実施
の形態の表面伝導型放出素子を画像表示装置に好適に用
いることができた。例えば、多数の素子を表示画面の画
素に対応させた画像表示装置において、上述の第１の特
性を利用すれば、表示画面を順次走査して表示すること
が可能である。即ち、駆動中の素子には、所望の発光輝
度に応じて閾値電圧：Ｖth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。こうして、駆動する素子を順次切り替えることに
より、表示画面を順次走査して表示することが可能とな
る。

【０２２７】また、第２の特性または第３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。

【０２２８】これら表面伝導型放出素子を基板上に配列
して、単純マトリクス配線したマルチ電子源の構造は、
前述の図１８および図１９に示すとおりである。

【０２２９】次に、図２９を参照して、この実施の形態
の表面伝導型放出素子を配列した表示パネル１００を含
む画像表示装置の構成について説明する。図２９におい
て、表示パネル１００は、表示パネル１００内の行配線
と接続された行配線端子Ｄx1〜ＤxMと列配線端子Ｄy1〜
ＤyNを介して、外部の駆動回路に接続されている。

【０２３０】このうち、行配線端子Ｄx1〜ＤxMには、こ
の表示パネル１００に設けられているマルチ電子源、即
ち、Ｍ行・Ｎ列のマトリクス状に配線された表面伝導型
放出素子を１行ずつ順次選択して駆動するための走査信
号が、走査回路１４２から入力される。

【０２３１】一方、列配線端子Ｄy1〜ＤyNには、走査回
路１４２から行配線に印加された走査信号により選択さ
れた、一行の表面伝導型放出素子の各素子から放出され
る電子を入力された映像信号に応じて制御するための変
調信号が印加される。

【０２３２】制御回路１４３は、外部より入力される映
像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の
動作タイミングを整合させる働きを持つ。ここで、外部
より入力される映像信号１４０には、例えば、ＮＴＳＣ
信号のように、画像データと同期信号が複合されている
場合と、予め両者が分離されている場合とがあるが、こ
の実施の形態では後者の場合で説明する。

【０２３３】なお、前者の映像信号に対しては、よく知
られる同期分離回路を設けて画像データと同期信号Ｔsy
ncとを分離し、画像データをシフトレジスタ１４４に、
同期信号を制御回路１４３に入力すれば、この実施の形
態と同様に扱うことが可能である。

【０２３４】ここで、制御回路１４３は、外部より入力
される同期信号Ｔsyncに基づいて、各部に対して水平同
期信号：Ｔscan、ラッチ信号：Ｔmry、シフト信号：Ｔs
ftなどの各制御信号を発生する。

【０２３５】外部より入力される映像信号に含まれる画
像データ（輝度データ）は、シフトレジスタ１４４に入
力される。このシフトレジスタ１４４は、時系列的にシ
リアルに入力される画像データを画像の１ラインを単位
として、シリアル／パラレル変換するためのもので、制
御回路１４３より入力される制御信号（シフト信号）Ｔ
sftに同期して、画像データをシリアルに入力して保持
する。こうして、シフトレジスタ１４４でパラレル信号
に変換された１ライン分の画像データ（電子放出素子Ｎ
素子分の駆動データに相当）は、並列信号Ｉd1〜ＩdNと
してラッチ回路１４５に出力される。

【０２３６】ラッチ回路１４５は、１ライン分の画像デ
ータを必要時間の間だけ記憶して保持するための記憶回
路であり、制御回路１４３より送られる制御信号Ｔmry
に従って、並列信号Ｉd1〜Ｉdnを記憶する。こうして、
ラッチ回路１４５に記憶された画像データは、並列信号
Ｉ'd1〜Ｉ'dnとしてパルス幅変調回路１４６に出力され
る。すると、このパルス幅変調回路１４６は、これら並
列信号Ｉ'd1〜Ｉ'dnに応じて、一定の振幅（電圧値）
で、画像データ（Ｉ'd1〜Ｉ'dn）に応じたパルス幅を変
調した電圧信号をＩ&#34d1〜Ｉ&#34dNとして出力する。

【０２３７】具体的には、このパルス幅変調回路１４６
は、画像データの輝度レベルが大きい程パルス幅の広い
電圧パルスを出力するもので、例えば、最大輝度に対し
て３０μ秒、最低輝度に対して０．１２μ秒となり、か
つ、その振幅が７．５［Ｖ］の電圧パルスを出力する。
この出力信号Ｉ&#34d1〜Ｉ&#34dNは、表示パネル１００
の列配線端子Ｄy1〜ＤyNに印加される。

【０２３８】また、表示パネル１００の高圧端子Ｈｖに
は、加速電圧源１０９から、例えば５ｋＶの直流電圧Ｖ
ａが印加される。

【０２３９】次に、走査回路１４２について説明する。
この走査回路１４２は、内部にＭ個のスイッチング素子
を備えるもので、各スイッチング素子は、直流電圧源Ｖ
ｘの出力電圧もしくは０［Ｖ］（グランドレベル）のい
ずれか一方を選択し、表示パネル１００の端子Ｄx1ない
しＤxMに接続するものである。これらスイッチング素子
の切換えは、制御回路１４３が出力する制御信号Ｔscan
に基づいて行われるが、実際には、例えばＦＥＴのよう
なスイッチング素子を組合わせることにより容易に構成
することが可能である。

【０２４０】なお、直流電圧源Ｖｘは、図２８に例示し
た電子放出素子の特性に基づき、走査されていない素子
に印加される駆動電圧が電子放出しきい値電圧：Ｖth電
圧以下となるように、一定電圧を出力するような設定が
されている。また、制御回路１４３は、外部より入力す
る画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように、
各部の動作を整合させる働きをもつ。

【０２４１】なお、シフトレジスタ１４４やラインメモ
リ（ラッチ回路）１４５は、デジタル信号式のものでも
アナログ信号式のものでも採用できる。即ち、画像信号
のシリアル／パラレル変換や記憶が所定の速度で行われ
ればよいからである。

【０２４２】このような構成の本実施の形態の画像表示
装置においては、各電子放出素子に対して、容器外端子
Ｄx1〜Ｄxm、Ｄy1〜ＤyNを介して電圧を印加することに
より電子放出が生じる。また、高圧端子Ｈｖを介して、
メタルバック１０９あるいは透明電極（図示せず）に高
電圧を印加して電子ビームを加速する。この加速された
電子が蛍光膜１０８に衝突し、発光して画像が形成され
る。

【０２４３】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。なお、入力信号
についてはＮＴＳＣ方式を挙げたが、これに限るもので
はなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式などの他、これらより
多数の走査線からなるＴＶ信号（ＭＵＳＥ方式をはじめ
とする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。

【０２４４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を挙げて更に
詳述する。以下に述べる各実施例においては、マルチ電
子源として、前述した電極間の導電性微粒子膜に電子放
出部を有する表面伝導型放出素子をＮ×Ｍ個（Ｎ＝３０
７２、Ｍ＝１０２４）、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状に配線（図１７を参照）し
たマルチ電子源を用いた。

【０２４５】（実施例１）実施例１で用いるスペーサ２
０は、図２の(ｂ)に示すように、スペーサ２０に対する
基板形状加工工程、マスク層形成・結束処理、マスク層
パターニング、低抵抗膜形成およびマスク層除去工程の
手順で作成した。図３０は、これらの手順におけるスペ
ーサ母材基体を各ステップ毎に模式的に示している。

【０２４６】ここでは、フェースプレートおよびリアプ
レートと同質のソーダライムガラスをスペーサ母材と
し、図１３に示した加熱延伸法により、断面形状として
図９の（ｂ）および図１０の（ｂ）に示すようなスペー
サ基体２１を得た。なお、図１０は、図９の当接部付近
の端部の拡大断面図である。

【０２４７】ここで得られたスペーサ基体２１を最終的
にスペーサ２０とするが、この実施例で作成したスペー
サ基体２１は、図１に示す高さ：Ｈが３ｍｍ、厚み：Ｄ
が０．２ｍｍ、長さ：Ｌが６５０ｍｍのものであった。
また、この実施例で用いたガラス母材９１は、図１３に
示すように、高さ：Ｈが１５０ｍｍ、厚み：Ｄが１０ｍ
ｍの平板状のソーダライムガラスを用いた。

【０２４８】また、スペーサ母材９１と最終的に得よう
とするスペーサ基体２１の断面積比が、１：１/２,５０
０となるように、送り出す手段９４、９３の送出し速度
Ｖ１を４ミクロン/分、引出し速度Ｖ２を１０ｍｍ/分と
設定した。この際、ヒータ９２による加熱温度は６００
℃とし、引出し工程後、上記長さ：Ｌが６５０ｍｍにな
るように切断した。なお、本工程は、図２の(ｂ)および
図３の（ｂ）の第１の工程に相当する。このとき側面の
凹凸は省略してある。

【０２４９】また、上記加熱延伸法により得られたスペ
ーサ基体２１の端面の縁（角部）は、曲率半径：ｒが
０．０２ｍｍであった。なお、上記高さ：Ｈ、厚み：
Ｄ、長さ：Ｌは、図１を用いて説明したものと同じ定義
に基づいている。

【０２５０】スペーサ基体２１に対して、以下の手順に
てマスク層を被覆した。本工程は図２の（ｂ）の第２の
工程に相当する。マスク層の材料として、東京応用化学
（株）製：ＯＦＰＲ−８００を用いた。マスク層のディ
ッピング法により成膜し、オーブンにて９０℃、１０分
のプリベークをした。次に、１４０℃、１５分間の条件
で、ホットプレートにてポストベークをした。最後に、
剥離液として、ナガセ産業（株）製：レジストストリッ
プＮ３２１を使用してマスク層を除去し、純水にてリン
スしこれを乾燥させた。

【０２５１】次に、平滑なステンレス基板を位置決め部
材として用意し、マスク層形成済みのスペーサを１００
本束ねた。束ねる際に側面を押し当てるバネを具備した
治具(図示せず)を用いたが、この治具を途中のハンドリ
ングのための基板ホルダーとしての手段としても用い
た。このときの結束の状態を図５の（ａ）に示されてい
る（マスク層の被覆は図示していない）。この治具は、
後のパターニング工程（図２の(ｂ)の工程：Ｓ４）およ
び低抵抗膜形成工程（図２の(ｂ)の工程：Ｓ５）が終了
するまで結束状態に保持した。

【０２５２】次に、パターニング工程（図２の(ｂ)の工
程：Ｓ４）として、平滑処理されたステンレス基板上に
＃４０００番の紙やすりを固定し、その上で前記の結束
されたスペーサ群をその当接面が紙やすりに平行となる
ように当接させた後、スペーサの長手方向について前後
に擦りあわせ、端面２４の低抵抗膜２５が剥離するまで
継続した。部分的な剥離処理の後、乾燥窒素でブローを
行い、その後、純水でリンスしIPA溶媒で共沸させた
後、１００℃で乾燥させた。さらに、反対側の端面にも
同様な処理を行った。

【０２５３】次に、低抵抗膜形成工程（図２の（b）の
工程：Ｓ６）として、以下、図７を参照して、ディッピ
ング法による低抵抗膜２５の形成手順を説明する。先
ず、６２０ｍｍ×２００ｍｍの範囲に、深さ：３ミクロ
ンの凹部領域４２を形成した７５０×７５０×５ｔの厚
板ガラス４１を用意した。まず、厚板ガラスを純水、Ｉ
ＰＡ、アセトンで化学洗浄した後、ＵＶオゾン洗浄を施
した。

【０２５４】次に、ステンレス製のドクターブレードを
用いて、Ｎ．Ｅケムキャット社（N.E. Chemcat）製の有
機金属塩の溶解Ｐｔペースト（粘度：３０ｋｃＰ）を図
７の（ｂ）のように薄膜展開した。このとき、展開液４
３の膜厚は６ミクロンであり、この展開膜上に、図７の
（ｃ）〜図７の（ｅ）に示すように、スペーサ基体２１
を６５０mm×０．２mmの端面の中で、両側に１５mmずつ
非形成領域を確保するように位置決めし、その端部が展
開面に平行となるような状態で垂直に降下させ、接触さ
せた後垂直に引き上げて転写させた。

【０２５５】これらの展開・浸漬・転写の一連の操作
を、反対側の端面に対して再度行った後、１２０℃で１
０分間乾燥し、その後６００℃で１０分間焼成し、低抵
抗膜２５をスペーサ基体２１の上下の面に形成した。

【０２５６】次に、結束を開放した（図３０の（ｆ）を
参照）後、マスク層除去工程（図３０の（ｇ）を参照）
として、以下に示す工程を行った。即ち、剥離液とし
て、ナガセ産業（株）製のレジストストリップＮ３２１
を使用して、マスク層を除去し、純水にてリンスしたも
のを乾燥させた。このようにして得られた低抵抗体が形
成されたスペーサの端部断面は、図１１の（ｂ）に拡大
して示されている。

【０２５７】このとき、低抵抗膜２５の表面抵抗は１
［Ω／□］であった。この後、スペーサ基体２１の表面
に、高抵抗膜２２として高周波電源で同時に、Ｃｒおよ
びＡｌのターゲットをスパッタすることにより、Ｃｒ-
Ａｌ合金窒化膜を膜厚：２００ｎｍに形成した。このと
きのスパッタガスは、Ａｒ：Ｎ２が１：２の混合ガス
で、全圧力0.13［Pa］である。上記条件で同時成膜した
膜の表面抵抗Ｒは３×１０の９乗［Ω／□］であった。

【０２５８】なお、これに限らず、本実施例では、その
他、種々の高抵抗膜２２の材料および製法を使用するこ
とが可能である。このようにしてスペーサ２０が作成さ
れる。

【０２５９】こうして得られたスペーサ２０の低抵抗膜
２５は、光沢反射が認められる上、スペーサ基体２１の
端面の低抵抗膜の形状が良好な直線性を有しており、側
面への部分的もしくは全体的な低抵抗膜のはみ出しやう
ねりが認められず、低抵抗膜２５の被覆性が良好であっ
た。

【０２６０】以下、この表示パネル１００の製造方法を
詳述する。まず、予め、基板１０１上に行方向配線電極
１０３、列方向配線電極１０４、電極間絶縁層（図示せ
ず）および表面伝導型放出素子の素子電極１１２，１１
３と導電性薄膜１１４とを形成した基板１０１がリアプ
レート１０５に固定される。

【０２６１】次に、上述のようにして作成されたスペー
サ２０を、基板１０１の行方向配線１０３上に等間隔で
行方向配線１０３と平行に固定した。その後、基板１０
１の約３ｍｍ上方に、内面に蛍光膜１０８とメタルバッ
ク１０９が付設されたフェースプレート１０７を側壁１
０６を介して配置し、リアプレート１０５、フェースプ
レート１０７、側壁１０６およびスペーサ２０の各接合
部を固定した。

【０２６２】基板１０１とリアプレート１０５の接合部
とリアプレート１０５と側壁１０６の接合部およびフェ
ースプレート１０７と側壁１０６の接合部には、それぞ
れ、フリットガラス（図示せず）を塗布し、大気中で４
００℃〜５００℃で１０分以上焼成して接合部を封着し
た。

【０２６３】また、本実施例では、図１７に示すような
表示パネルの内部において、電子源基板１０１上の配線
１０３上にスペーサ２０を配置し、フェースプレート１
０７上ではメタルバック１０９側面上に配置して表示パ
ネル１００を作製した。この固定の際、図６に示すよう
に、画像領域外に設けた補助部材２９により位置決めと
固定を行った。なお、図７において、I−Iを含む断面で
切断した前述のスペーサ基板は、固定部近傍を信号電極
方向からみた図６の拡大断面図で示す。

【０２６４】上記気密容器の封着と同時に、大気中で４
００℃〜５００℃で１０分以上焼成して接合部を接着す
るとともに、電気的にも接続した。なお、本実施例にお
いて蛍光膜１０８は、図２０の（ａ）に示すように、各
色蛍光体が列方向（Ｙ方向）に延びるストライプ形状を
採用し、黒色の導電体１０１０は、各色蛍光体（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）間だけでなく、Ｙ方向の各画素間をも分離する
ように配置されている。

【０２６５】また、スペーサ２０は、行方向（Ｘ方向）
に平行な黒色の導電体１０１０（線幅：約３００［マイ
クロメートル］）内にメタルバック１０９を介して配置
された。なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光体と
基板１０１上に配置された各素子とを対応させなくては
ならないために、リアプレート１０５とフェースプレー
ト１０７およびスペーサ２０は、相互に十分に位置合わ
せした。

【０２６６】以上のようにして、完成した気密容器内を
排気管（図示せず）を通じて真空ポンプで排気し、十分
な真空度に達した後、容器外端子Ｄx1〜ＤxMとＤy1〜Ｄ
yNとを通じ、行方向配線電極１０３および列方向配線電
極１０４を介して各素子に給電して、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マルチ電
子源を製造した。次に、１０のマイナス４乗［Pa］程度
の真空度で、排気管（図示せず）をガスバーナで熱する
ことで溶着し、外囲器（気密容器）を封止した。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。

【０２６７】このようにして完成した図１７に示される
表示パネル１００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には、容器外端
子Ｄx1〜ＤxM、Ｄy1〜ＤyNを通じて、走査信号及び変調
信号を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１０９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１
０８に電子を衝突させ、各色蛍光体（図２０のＲ、Ｇ、
Ｂ）を励起・発光させることで画像を表示した。

【０２６８】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは、
３［ｋＶ］〜１２［ｋＶ］の範囲で放電が発生する限界
電圧まで印加し、各配線１０３、１０４間への印加電圧
Ｖfを１４［Ｖ］とした。その結果、高圧端子Ｈｖへの
８ｋＶ以上の電圧を印加して連続駆動できた場合に、耐
電圧良好と判断した。

【０２６９】このとき、スペーサ２０の近傍で１０ｋＶ
の電圧で駆動するまで放電しなかった。更に、スペーサ
２０に近い位置にある冷陰極素子１０２からの放出電子
による発光スポットも含め、２次元的に等間隔の発光ス
ポット列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画像
表示ができた。これは、スペーサ２０を設置しても電子
軌道に影響するような電界の乱れが生じなかったことを
示している。

【０２７０】（実施例２）実施例で用いるスペーサ２０
は、図３の(ｂ)に示すように、スペーサ基体２１に対す
る低抵抗パターニング形成方法として、基板形状加工工
程、マスク層形成、結束処理、マスク層パターニング、
低抵抗膜形成およびマスク層除去工程の手順で作成し
た。なお、作成途中の基板の概観を図３１の各工程(a)
〜(g)に示す。ここでは、マスク層のパターニング工程
の後で結束処理を行う以外は、基板形状加工の工程、な
らびに、前述の実施例１の作成方法と同様にして、スペ
ーサ基体２１の端面に低抵抗膜２５を形成している。

【０２７１】実施例１と同様にして、スパッタによる高
抵抗膜２２を形成してスペーサ２０を作成した。

【０２７２】こうして得られたスペーサ２０の低抵抗膜
２５は、光沢反射が認められる上、スペーサ基体２１の
端面部の低抵抗膜の形状が良好な直線性を有しており、
側面への部分的もしくは全体的な低抵抗膜のはみ出しや
うねりが認められず、低抵抗膜２５の被覆性が良好であ
った。

【０２７３】更に、実施例１と同様に、電子線放出素子
を組み込んだリアプレートなどとともに表示パネル１０
０を作成し、実施例１と同条件で高電圧印加および素子
駆動を行った。このとき、スペーサ２０の近傍で１０ｋ
Ｖの電圧まで駆動しても放電しなかった。更に、スペー
サ２０に近い位置にある冷陰極素子１１２からの放出電
子による発光スポットも含め、２次元的に等間隔の発光
スポット列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画
像表示ができた。これは、スペーサ２０を設置しても電
子軌道に影響するような電界の乱れが生じなかったこと
を示している。

【０２７４】（実施例３）本実施例で用いるスペーサ２
０は、実施例１で作成したスペーサ基体２１の代わり
に、当接部近傍の形状が図９および図１０に示した形状
であり凹凸ストライプ構造をその長手方向に有した板状
のスペーサ基体２１を使用したこと以外は、前述の実施
例１の作成方法と同様にして低抵抗膜２５を作成した。
また、実施例１と同様に、マスク層形成後、マスク層パ
ターニング前の工程で結束工程を行った。

【０２７５】このときの結束の状態を図５の（ａ）の左
側に示す（マスク層の被覆は図示しない）。当接部付近
には隙間が発生している。そして、実施例１と同様にし
て、スパッタによる高抵抗膜22を形成してスペーサ２０
を作成した。

【０２７６】こうして得られたスペーサ２０の低抵抗膜
２５の部分は、光沢反射が認められる上、スペーサ基体
２１の端面の低抵抗膜の形状が良好な直線性を有してお
り、側面への部分的もしくは全体的な低抵抗膜のはみ出
しやうねりが認められず、低抵抗膜２５の被覆性が良好
であった。

【０２７７】更に、実施例１と同様に、電子線放出素子
を組み込んだリアプレートなどとともに表示パネル１０
０を作成し、実施例１と同条件で高電圧印加および素子
駆動を行った。このとき、スペーサ２０の近傍で９ｋＶ
電圧まで駆動しても放電しなかった。更に、スペーサ２
０に近い位置にある冷陰極素子１１２からの放出電子に
よる発光スポットも含め、２次元的に等間隔の発光スポ
ット列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画像表
示ができた。これは、スペーサ２０を設置しても、電子
軌道に影響するような電界の乱れが生じなかったことを
示している。

【０２７８】（実施例４）本実施例で用いるスペーサ２
０は、実施例１で作成したスペーサ基体２１の代わり
に、図１２に示すように、直方体形状のスペーサ母材の
切削加工により予めサイズ規定したソーダライムガラス
基板を得て、これを用い、さらに、図１に示すように、
全６面（側面、端面、厚み方向の側面）を研磨処理に
て、相互に直角に配置するように研磨したスペーサ基体
２１とした。

【０２７９】このスペーサ基体２１は、高さ：Ｈが３ｍ
ｍ、厚み：Ｄが０．２ｍｍ、長さ：Ｌが４０ｍｍであっ
た。このスペーサ基体２１の端面に、実施例１と同じ作
成方法により低抵抗膜２５を形成し、更に、実施例１と
同様にしてスパッタによる高抵抗膜２２を形成して、ス
ペーサ２０を作成した。

【０２８０】こうして得られたスペーサ２０の低抵抗膜
２５の部分は、光沢反射が認められる上、スペーサ基体
２１の端面の低抵抗膜の形状が良好な直線性を有してお
り、側面への部分的もしくは全体的な低抵抗膜のはみ出
しやうねりが認められず、低抵抗膜２５の被覆性が良好
であった。

【０２８１】本実施例では、前述した図１７に示すよう
なスペーサ２０を配置した表示パネル１００を作製し
た。以下、この表示パネル１００の製造方法を詳述す
る。まず、予め基板１０１上に行方向配線電極１０３、
列方向配線電極１０４、電極間絶縁層（図示せず）およ
び表面伝導型放出素子の素子電極１１２，１１３と導電
性薄膜１１４を形成した基板１０１をリアプレート１０
５に固定した。

【０２８２】次に、上述のように作成されたスペーサ２
０を基板１０１の行方向配線１０３上に等間隔で、行方
向配線１０３と平行に固定した。その後、基板１０１の
約３ｍｍ上方に、内面に蛍光膜１０８とメタルバック１
０９が付設されたフェースプレート１０７とを側壁１０
６を介して配置し、リアプレート１０５、フェースプレ
ート１０７、側壁１０６およびスペーサ２０の各接合部
を固定した。

【０２８３】基板１０１とリアプレート１０５の接合
部、リアプレート１０５と側壁１０６の接合部、および
フェースプレート１０７と側壁１０６の接合部は、フリ
ットガラス（図示せず）を塗布し、大気中で４００℃〜
５００℃で１０分以上焼成することで封着した。

【０２８４】また、スペーサ２０は、基板１０１側で
は、行方向配線１０３（線幅：約３００［マイクロメー
トル］）上に、フェースプレート１０７側では、メタル
バック１０９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（図示せ
ず）を介して配置され、上記気密容器の封着と同時に、
大気中で４００℃〜５００℃で１０分以上焼成すること
で接着し、かつ接続した。

【０２８５】作成したスペーサ２０をパネル内に配置
し、電子線放出素子を組み込んだリアプレートなどとと
もに表示パネル１００を作成し、実施例１と同条件で高
電圧印加および素子駆動を行った。このとき、スペーサ
２０近傍で９ｋＶの電圧まで駆動したが放電しなかっ
た。更に、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子１
１２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
性のよいカラー画像表示ができた。これは、スペーサ２
０を設置しても、電子軌道に影響するような電界の乱れ
が生じなかったことを示している。

【０２８６】（実施例５）本実施例で用いるスペーサ２
０は、実施例４で使用したスペーサ基体２１の代わり
に、前述の加熱延伸法により作成したファイバー状円柱
ガラスをスペーサ基体２１とした。このスペーサ基体２
１は、直径：３００ミクロン、高さが３ｍｍで、底面と
側面は高さ方向に対して直角な面とした。このように、
円柱スペーサ基体２１を使用したこと、および、結束後
にヤスリでマスク層をパターニングするときに、円弧状
に擦り合わせを行ったこと以外は、前述の実施例４の作
成方法と同様にして、低抵抗膜２５を作成した。

【０２８７】また、実施例４と同様に、マスク層形成
後、マスク層パターニング前の工程で結束工程を行っ
た。このときの結束の状態を図５の（ｂ）に示す（マス
ク層の被覆、および結束治具は図示しない）。スペーサ
基体相互の間には、隙間が発生していることを確認し
た。更に、実施例４と同様にして、スパッタによる高抵
抗膜２２を形成して、スペーサ２０を作成した。

【０２８８】なお、本実施例において、低抵抗膜が形成
された後の端面の状態を図３２に示した。こうして得ら
れたスペーサ２０の低抵抗膜２５の部分は、光沢反射が
認められる上、スペーサ基体２１の端面部の低抵抗膜の
形状が良好な円形を有しており、側面への部分的もしく
は全体的な低抵抗膜のはみ出しやうねりが認められず、
低抵抗膜２５の被覆性は良好であった。

【０２８９】更に、実施例４と同様に、電子線放出素子
を組み込んだリアプレートなどとともに表示パネル１０
０を作成し、実施例４と同条件で高電圧印加および素子
駆動を行った。このとき、スペーサ２０近傍で９ｋＶの
電圧まで駆動したが、放電しなかった。更に、スペーサ
２０に近い位置にある冷陰極素子１１２からの放出電子
による発光スポットも含め、２次元的に等間隔の発光ス
ポット列が形成され、鮮明で色再現性のよいカラー画像
表示ができた。これは、スペーサ２０を設置しても電子
軌道に影響するような電界の乱れが生じなかったことを
示している。

【０２９０】以上説明したように、本実施の形態により
形成される低抵抗膜２５は、いずれも作成工程が簡便か
つ容易であり、また、得られた低抵抗膜２５の電気的接
触も良好であり、放電耐圧も良好であるから、電子線に
よる表示品位を向上できる。また、量産性と低コスト性
などが求められる作製工程及びこれを使用する電子源に
対して特に有効である。

【０２９１】また、本実施の形態における低抵抗膜２５
の形成手法として、マスク層パターニング後に低抵抗膜
を形成することの効果として、低抵抗膜の形成精度確保
の機能を低抵抗膜の基板や低抵抗膜塗工材料などの製膜
工程管理に依存することなく、マスク層のパターニング
工程に機能分離することが可能となることにより、良好
な形状精度を確保することができる。

【０２９２】また、束ねたときにメニスカスによる液面
の這い上がり、および、隙間のあるスペーサの液面の這
い上がりがあっても、形成不良部を最終的に残さない効
果を有することが挙げられる。したがって、柱状スペー
サ、凹凸スペーサなどの結束基体間で、隙間の発生し易
いスペーサ基体への適用が可能である。

【０２９３】また、マスク層のパターニングを物理的削
除手段を用いて実現する効果として、ヤスリ処理などの
方法により簡便かつ効率的に行うことができることが挙
げられる。また、低抵抗形成前にスペーサを束ねるこ
と、とりわけ、マスク層パターニング前に束ねることの
効果として、低抵抗膜の非形成面をスペーサ基体相互で
マスクし、露出面に当接面（即ち、低抵抗膜の形成面）
が集中しているため、アライメントが不要で、工程数が
低減できる。

【０２９４】このため、多くの種類のスペーサ基体に低
抵抗膜２５が、スペーサ基体２１の端面と側面で分断さ
れることなく、両面の良好な電気的接触を得るように形
成することができ、電子源としてスペーサを組み込んだ
ときに、スペーサ表面の帯電をフェースプレートおよび
リアプレートの各基板面に効率的に逃すことができ、ま
た、スペーサ２０の長手方向全域に亘り端面２４付近の
電位を安定的に規定できる。

【０２９５】また、液相製法を適用することの効果とし
て、真空減圧工程を必要としないため、装置コストを抑
えタクトタイムを短縮できる。更に、従来は、排気、減
圧、成膜、大気リーク後、低抵抗膜２５が準安定状態に
あり、不安定な過渡状態で他の部材を成膜することで、
低抵抗膜２５の剥がれなどの問題が生じることがあり、
安定状態に緩和させる必要があったが（これは低抵抗膜
２５の構造や表面活性に関係していると思われ、とりわ
け、水の脱吸着の安定化に関係すると考えられる）、本
発明では、真空工程を経由しない加熱焼成を採用するこ
とにより、これらの不安定状態の経由を抑えることがで
きる。また、液相製法のなかでも、とりわけディッピン
グ製法を適用する効果として、原料の利用効率が高いこ
とが挙げられる。

【０２９６】以上のように、簡便かつ低コストな作成プ
ロセスを得られることが効果として挙げられる。これに
よって、更に、スペーサおよび電子源の製造コストを低
下させ、帯電による発光部の変位が抑えられた表示品位
の高い画像表示装置を安価に提供できる。

【０２９７】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、好
適なスペーサの製造方法およびこのスペーサを用いた画
像形成装置の製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるスペーサ基体の実施の形態を示
す模式的な斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態におけるスペーサ製造工
程の事例を説明する図（ここでは、（ａ）に工程図、
（ｂ）に低抵抗膜形成過程の説明図）である。

【図３】本発明の一実施の形態におけるスペーサ製造工
程の別の事例を説明する図（ここでは、（ａ）に工程
図、（ｂ）に低抵抗膜形成過程の説明図）である。

【図４】浸漬により生ずる低抵抗膜形成領域の上昇を説
明する模式図である。

【図５】本発明に係わるスペーサ基体の結束状態を示す
説明図である。

【図６】本発明の低抵抗膜を形成した長尺のスペーサ
を、画像形成装置に装着した状態を示す説明図である。

【図７】本発明におけるスペーサ基体への低抵抗膜（電
極）の形成方法の一例を示す模式図である。

【図８】本発明に係わる円柱形のスペーサ基体を示す斜
視図である。

【図９】本発明の製造法において適用するスペーサ基体
の別の事例を示す断面図である。

【図１０】同じく、拡大断面図である。

【図１１】本発明の製造法を適用する低抵抗膜付きのス
ペーサ基体の当接部近傍の断面図である。

【図１２】素材からのスペーサ母材の切り出しを示す斜
視図である。

【図１３】本発明の製造法を適用する際の、延伸法を用
いたガラス母材からのスペーサ基体の製造過程を示す斜
視図である。

【図１４】本発明のスペーサの基板を画像形成装置（パ
ネル）に装着した状態の側端面断面図である。

【図１５】同じく、高抵抗膜を側面に形成したスペーサ
の基板を画像形成装置（パネル）に装着した上端の側断
面図である。

【図１６】同じく、側端面断面図である。

【図１７】本発明に係わるスペーサを適用した画像表示
装置（パネル）の一部を切り欠いて示した斜視図であ
る。

【図１８】同じく、この実施の形態で用いたマルチ電子
源の基板の平面図である。

【図１９】図１８のマルチ電子源の基板の一部断面図で
ある。

【図２０】この実施の形態の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２１】図１７の表示パネルのＡ−Ａ断面図である。

【図２２】この実施の形態（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）および断面図
（ｂ）である。

【図２３】同じく、前記表面伝導型放出素子の製造工程
を示す断面図である。

【図２４】同じく、製造工程での通電フォーミング処理
の際の印加電圧波形を示す図である。

【図２５】同じく、通電活性化処理の際の印加電圧波形
（ａ）および放電電流Ｉeの変化（ｂ）を示す図であ
る。

【図２６】この実施の形態（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２７】同じく、前記表面伝導型放出素子の製造工程
を示す断面図である。

【図２８】同じく、表面伝導型放出素子の典型的な特性
を示すグラフ図である。

【図２９】本発明に係わる画像表示装置の駆動回路の構
成を示すブロック図である。

【図３０】本発明に係わるスペーサ基体を模式的に図解
して、示したスペーサの製造工程図である。

【図３１】同じく、別の手順によるスペーサの製造工程
図である。

【図３２】本発明の実施の形態における、柱状スペーサ
を構成を示す斜視図である。

【図３３】従来から知られた表面伝導型放出素子の一例
を示す図である。

【図３４】従来から知られたＦＥ型素子の一例を示す図
である。

【図３５】従来から知られたＭＩＭ型素子の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１１、１０１リアプレート１７、１０７フェースプレート２０スペーサ２１スペーサ基体２２高抵抗膜２３縁（角部）２４端面（当接面）２５低抵抗膜２６凹凸４１基板４２溝４３塗工液（低抵抗膜原料）８１母材８２スペーサ母材９１ガラス母材９２ヒータ９３、９４送り出し手段９５切断手段１０８蛍光膜１０９メタルバック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の基板と、電子放出素子が配置され
た第２の基板との間に配置されるスペーサの製造方法で
あって、前記スペーサの、少なくとも一つの面の少なくとも一部
に被膜を形成する工程を有しており、前記被膜を形成する工程が、１．スペーサ基体を複数束ねた束体を準備する工程と、２．該束体に被膜材料を付与する工程と、を有してお
り、前記被膜材料を付与される束体は、該束体を構成する複
数のスペーサ基体のそれぞれにおいて、被膜被形成部近
傍の被膜非形成部を少なくとも覆うマスクを有している
ことを特徴とするスペーサの製造方法。
【請求項２】前記マスクは、前記スペーサ基体におい
て、他のスペーサ基体と相対する面に設けられる請求項
１に記載のスペーサの製造方法。
【請求項３】前記被膜被形成部は、前記スペーサが前
記第１の基板もしくは前記スペーサよりも前記第１の基
板側にある被当接部材、もしくは、第２の基板もしくは
前記スペーサよりも前記第２の基板側にある被当接部材
と当接する当接面に位置する請求項１もしくは請求項２
に記載のスペーサの製造方法。
【請求項４】前記被膜が低抵抗被膜である請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項５】前記被膜のシート抵抗値が１×１０の７
乗［Ω／□］以下である請求項１乃至請求項４のいずれ
かに記載のスペーサの製造方法。
【請求項６】前記被膜材料を付与する工程の後、前記
マスクを除去する工程を有する請求項１乃至請求項５の
いずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項７】前記被膜材料を付与する工程の前に、前
記スペーサ基体に前記マスクを形成する工程を更に有す
る請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のスペーサの
製造方法。
【請求項８】更に、前記被膜材料を付与する工程の前
に、前記被膜被形成部に形成されたマスクを除去する工
程を有しており、該マスクを除去する工程の前の前記ス
ペーサ基体には、前記被膜被形成部にもマスクが形成さ
れている請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のスペ
ーサの製造方法。
【請求項９】前記被膜材料を付与する工程の前に行う
前記マスクを除去する工程は、前記束体を準備した後に
行う請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のスペーサ
の製造方法。
【請求項１０】前記被膜材料を付与する工程の前に行
う前記マスクを除去する工程は、前記束体を構成する前
の複数のスペーサ基体それぞれに対して行う請求項１乃
至請求項８のいずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項１１】前記被膜材料を付与する工程の前に行
う前記マスクを除去する工程は、物理的削除によりマス
クを除去するものである請求項９もしくは請求項１０に
記載のスペーサの製造方法。
【請求項１２】前記被膜材料を付与する工程の前に行
う前記マスクを除去する工程は、やすり処理もしくはブ
ラスト処理によりマスクを除去するものである請求項１
１に記載のスペーサの製造方法。
【請求項１３】前記束体を準備する工程は、該束体を
構成する複数のスペーサ基体それぞれの被膜被形成部が
略同一平面内に位置するように行う請求項１乃至請求項
９のいずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項１４】前記付与した被膜材料を加熱する工程
を更に有する請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載
のスペーサの製造方法。
【請求項１５】前記被膜材料の付与は、液体の状態の
被膜材料の付与である請求項１乃至請求項１４のいずれ
かに記載のスペーサの製造方法。
【請求項１６】前記被膜材料の付与は、ディッピング
法により行う請求項１５に記載のスペーサの製造方法。
【請求項１７】前記スペーサ基体は、表面に凹凸を有
するものである請求項１乃至請求項１６のいずれかに記
載のスペーサの製造方法。
【請求項１８】前記スペーサ基体が柱状構造を有する
請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載のスペーサの
製造方法。
【請求項１９】電子の照射により画像を形成する画像
形成部材が配置された第１の基板と、電子放出素子が配
置された第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の
基板との間に配置されるスペーサを有する画像形成装置
の製造方法であって、請求項１乃至請求項１８のいずれ
かに記載のスペーサの製造方法によって製造されたスペ
ーサを用いて画像形成装置を構成することを特徴とする
画像形成装置の製造方法。