JP2002170491A

JP2002170491A - 電子線発生装置において用いるスペーサの製造方法、および、そのスペーサを用いた電子線発生装置、画像形成装置

Info

Publication number: JP2002170491A
Application number: JP2001280146A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fushimi; 正弘伏見; Koji Shimizu; 康志清水; Yasushi Shiotani; 泰史塩谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: US6656007B2; JP4865169B2; US20020034916A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線発生装置で用いるスペーサとして所定
領域に形成された膜を有するスペーサを効率よく製造す
る。【解決手段】膜を形成しようとするスペーサを挟持部
材により挟持し、スペーサの膜形成面が挟持部材端部よ
りも突出しないようにした状態を実現する。その状態の
膜形成面に対して膜材料の供給を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線発生装置に
おいて用いるスペーサの製造方法、および、そのスペー
サを用いた電子線発生装置、画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画像形成装置に使用される電
子線放出装置において、その電子源としての電子放出素
子には、熱陰極素子と冷陰極素子との２種類が知られて
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型と称す）や、
金属／絶縁層／金属型放出素子（以下、ＭＩＭ型と称
す）などが知られている。

【０００３】前記表面伝導型放出素子としては、例え
ば、Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，Ｒａｄｉｏ：Ｅｎｇ．Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６
５）や、後述する他の例が挙げられる。この表面伝導型
放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面
に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象
を利用するものである。

【０００４】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：”Ｔｈ
ｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７
２）］や、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈ
ａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥ
ＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７
５）］や、カーボン薄膜によるもの［荒木久他：真
空、第２６巻、第１号、２２（１９８３）］などが報告
されている。

【０００５】これら表面伝導型放出素子の素子構成の典
型的な例として、図２３に示すように、前述のＭ．Ｈａ
ｒｔｗｅｌｌらによる素子が挙げられる。ここで、符号
３００１は基板で、３００４はスパッタで形成された金
属酸化物よりなるＨ字形の平面形状の導電性薄膜であ
る。そして、この導電性薄膜３００４に、後述の通電フ
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３００５が形成される。なお、図中の間隔：Ｌは
０．５〜１［ｍｍ］，幅：Ｗは０．１［ｍｍ］に設定さ
れている。ここでは、図示の便宜から、電子放出部３０
０５が、導電性薄膜３００４の中央に長方形で示した
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わけではない。

【０００６】Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる上述の素子
をはじめとして、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３００４に通電フォーミン
グと呼ばれる通電処理を施して、電子放出部３００５を
形成するのが、ごく一般的であった。即ち、通電フォー
ミングとは、前記導電性薄膜３００４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て、通
電し、導電性薄膜３００４を局所的に破壊もしくは変形
もしくは変質させ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部
３００５を形成することである。

【０００７】なお、局所的に破壊、変形もしくは変質し
た導電性薄膜３００４の一部には、亀裂が発生する。従
って、前記通電フォーミング後に、導電性薄膜３００４
に適宜の電圧を印加した場合に、前記亀裂付近において
電子放出が行われる。

【０００８】また、ＦＥ型の例は、例えば、Ｗ．Ｐ．Ｄ
ｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ”，ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎ
Ｐｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるいは、
Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐ
ｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅ−ｌｄ
ｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌ
ｙｂｄｅｎｉｕｍｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）などが知られてい
る。

【０００９】ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、上
述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる素子は、図２４に示
す構成であり、ここで、符号３０１０は基板、３０１１
は導電材料よりなるエミッタ配線、３０１２はエミッタ
コーン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲート電極であ
る。この素子では、エミッタコーン３０１２とゲート電
極３０１４と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３０１２の先端部より電界放出を起こさ
せるのである。

【００１０】また、ＦＥ型の他の素子構成として、上述
のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平
行にエミッタとゲート電極とを配置した例もある。

【００１１】また、ＭＩＭ型の例として、例えば、Ｃ．
Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｕｎｎｅ
ｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓ，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は、図２５
に示されている。ここで、３０２０は基板で、３０２１
は金属よりなる下電極、３０２２は厚さ１００オングス
トローム程度の薄い絶縁層、３０２３は厚さ：８０〜３
００オングストローム程度の金属よりなる上電極であ
る。このようなＭＩＭ型は、上電極３０２３と下電極３
０２１の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極
３０２３の表面より電子放出を起こさせるものである。

【００１２】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て、低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒ
ーターを必要としない。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、冷陰極素子
の場合には、熱陰極素子の場合（ヒーターの加熱により
動作するため、応答が遅い）と異なり、応答が速いとい
う利点もある。このため、冷陰極素子の応用研究が盛ん
に行われている。

【００１３】例えば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素
子の中でも特に構造が単純で、製造も容易なので、大面
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、本出願人による特開昭６４−３１３３２号公報にお
いて開示されるように、基板上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、画像記録装置などの画像形
成装置や、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、本出願人による特開平
２−２５７５５１号公報、特開平４−２８１３７号公
報、ＵＳＰ５，０６６，８８３号明細書において開示さ
れているように、表面伝導型放出素子と電子ビームの照
射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた画像表
示装置が研究されている。

【００１５】表面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合わ
せて用いた画像表示装置は、従来の、他の方式の画像表
示装置よりも優れた特性が期待されている。例えば、近
年普及してきた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、本出願人によるＵＳＰ４，９０４，８
９５号明細書に開示されている。また、ＦＥ型を画像表
示装置に応用した例として、例えば、Ｒ．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：”ＲｅｃｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｎＭｉｃｒｏ−ｔｉｐｓＤｉｓｐｌａｙａｔＬＥ
ＴＩ”，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔｏｆ４ｔｈＩｎ
ｔ．ＶａｃｕｕｍＭｉｃｒｏｅｌｅ−ｃｔｒｏｎｉｃ
ｓＣｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９（１
９９１）］。また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装
置に応用した例は、本出願人による特開平３−５５７３
８号公報に開示されている。

【００１７】上記のような電子放出素子を用いた画像形
成装置の内で、奥行きの薄い平面型表示装置は、省スペ
ースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置
に置き換わるものとして注目されている。

【００１８】上述画像形成装置は、一般にリアプレート
とフェースプレートの間にスペーサが配置される。この
スペーサは、リアプレートやフェースプレートが大気圧
に耐えるように、これらを支持するもので、十分な機械
的強度が求められるが、その存在によって、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。

【００１９】そして、電子軌道に影響を与える主な原因
は、スペーサの帯電である。スペーサ帯電は、電子源か
ら放出した電子の一部あるい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が
放出されることにより、あるいは、電子の衝突により電
離したイオンが表面に付着することによるものと考えら
れる。

【００２０】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ため、スペー
サ近傍で表示画像に歪みを生ずる。しかも、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
に従って顕著になる。

【００２１】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
て、スペーサ表面を、酸化スズなどで被覆する手法が、
特開昭５７−１１８３５５号公報に開示されている。ま
た、ＰｄＯ系ガラス材で被覆する手法が、特開平３−４
９１３５号公報には開示されている。

【００２２】また、スペーサのフェースプレートとリア
プレートとの当接面には、電極を形成することにより、
被覆材に均一に電場を印加することにより、接続不良や
電流集中によるスペーサの破壊を防ぐことができる。こ
の様子を、図２６を用いて説明すると、図中、符号９０
１はスペーサ、９０２はフェースプレート、９０３はリ
アプレート、９０４はスペーサ表面に被覆された高抵抗
膜、９０５はスペーサに形成されたスペーサ電極、９０
６はスペーサのフェースプレート側当接面、９０７はリ
アプレート側当接面である。スペーサ電極９０５は通
常、スパッタなどの方法を用いて形成される。

【００２３】また、特開２０００−１６４１２９号公報
には、スペーサ基体の両側面をガラス製固定治具によっ
て挟む形で、複数のスペーサ基体を固定し、ガラス製固
定治具から露出しているスペーサ基体の端部にスパッタ
により低抵抗膜を形成する構成が開示されている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】電子線発生装置におけ
るスペーサは非常に重要な部材であり、該スペーサを良
好に製造する方法が求められているのが現状である。本
願発明は、良好なスペーサの製造方法を実現することを
課題とする。

【００２５】特に、スペーサにおいて非所望領域に膜が
形成されてしまうと予期せぬ放電が生じるなど問題とな
る。本願発明は非所望領域への膜形成を抑制できるスペ
ーサの製造方法を実現することを課題とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本願に係る発明の一つは
以下のように構成される。

【００２７】電子線発生装置において用いるスペーサの
製造方法であって、スペーサ基体を挟持した状態で該ス
ペーサ基体の膜形成面に膜形成のための材料を付与する
付与工程を有しており、前記膜形成面が前記挟持のため
の挟持部材の端部よりも突出しない状態で前記材料の付
与を行うことを特徴とするスペーサの製造方法。

【００２８】この製造方法によると、膜形成面は挟持部
材の端部よりも突出しない状態で材料の付与を行うた
め、膜形成面の側面への膜形成が抑制される。特に形成
する膜が導電性が高い膜であり、電極となる膜である場
合は、非所望領域への膜形成は望ましくない放電につな
がる可能性がある。そのような膜を形成する場合に特に
本願発明を好適に採用することができる。

【００２９】特に本願発明は、前記電子線発生装置が、
電子放出素子を配置した第１プレートと、該電子放出素
子が放出した電子を加速する加速電位が印加される加速
電極が配置された第２プレートとを有するものである構
成において好適に採用できる。

【００３０】また特に、前記膜形成面が、前記電子線発
生装置が構成されたときに、前記第１プレートもしくは
第２プレートと相対する面である場合、膜形成面の側面
への望ましくない膜の形成が放電を引き起こす可能性が
高くなるため、本願発明を好適に採用することができ
る。前記電子線発生装置が構成されたときに、前記第１
プレートもしくは第２プレートと相対する面に膜を形成
する構成としては、例えば第１プレートに形成された配
線（電極）、特には電子放出素子を駆動する信号を供給
する配線に接する位置に膜を形成する構成や、第２プレ
ートに形成された加速電極に接する位置に膜を形成する
構成や、第１プレートと第２プレートの間に設けられた
電極（グリッド電極、集束電極）に接する位置に膜を形
成する構成が挙げられる。

【００３１】なお以上述べてきた各発明は、複数の前記
スペーサ基体を、各スペーサ基体の間に前記挟持部材を
配置した状態で保持し、前記材料の付与を行う構成に好
適に適用できる。

【００３２】また、前記材料の付与時に、前記挟持部材
の端部が前記膜形成面よりも突出しており、かつ、前記
突出した端部の角部が丸みを有するようにすると好適で
ある。この構成は挟持部材の欠陥を抑制する効果を奏す
るとともに、前記スペーサ基体を挟持する一対の前記挟
持部材の端部が構成する開口部が、前記膜形成面から前
記開口外に向けて徐々に挟持方向の開口幅が広がる部分
を有する構成にもなり、材料の膜形成面への到達が良好
になる効果も奏する。

【００３３】なお、以上述べた各発明は、前記スペーサ
が導電性を有しており、かつ異なる２つの電極と電気的
に接続するものであり、該異なる２つの電極には互いに
異なる電位が与えられる構成において特に好適に採用で
きる。スペーサを加速電極やグリッド電極や電子放出素
子の駆動配線などの電極と電気的に接続させる場合、該
電気的な接続を良好にし、またはスペーサにおける電位
分布を良好なものとするために導電性の高い膜をスペー
サが有すると好適である。特にスペーサ全体に高い導電
性を与えてしまうとスペーサが電気的に接続する２つの
電極間をショートさせてしまうため、スペーサ基体は絶
縁性もしくは高抵抗な物とし、所定部分にのみ導電性の
高い膜を形成するとよい。この導電性の高い膜はスペー
サの端面のみに形成（端面から該端面に対する側面への
回りこみがない）すると好適であり、そのような膜の形
成に本願発明は特に好適に採用できる。

【００３４】以上述べた各発明は、前記スペーサ基体が
絶縁性基体から構成されており、前記スペーサは前記付
与工程によって形成される前記膜と、該膜以外の導電性
膜とを有する構成において特に好適に適用できる。な
お、前記付与工程は、前記導電性膜が形成されたスペー
サ基体に対して行ってもよい。また、前記導電性膜は、
前記付与工程によって形成される膜よりもシート抵抗値
が高い膜である構成、特には該導電性膜が高抵抗膜であ
る構成を好適に採用できる。

【００３５】また以上述べた各発明において、前記挟持
部材は、前記材料を付与する際に該挟持部材の端部が前
記膜形成面よりも５μｍ以上突出するように設定された
形状を有すると好適である。好ましくは１０μｍ以上突
出するように設定していると良い。このように設定する
ことによって確実に不要な領域への膜形成を抑制するこ
とが可能となる。

【００３６】また以上述べた各発明において、前記挟持
部材の端部が前記膜形成面よりも突出する長さは１０ｍ
ｍ以下にすると好適である。特に材料の付与を電子ビー
ム蒸着法により行う場合は、８ｍｍ以下にすると好適で
ある。

【００３７】なお、本願は、電子放出素子と上記各発明
に記載の方法で製造したスペーサを有することを特徴と
する電子線発生装置の発明を含んでいる。

【００３８】また、電子放出素子と、該電子放出素子が
放出する電子を加速する加速電極と、前記電子放出素子
が放出した電子が照射されることにより発光する蛍光体
と、上記各発明に記載の方法によって製造されたスペー
サとを有することを特徴とする画像形成装置の発明を含
んでいる。

【００３９】なお、スペーサの表面に高抵抗膜を形成
し、正帯電を中和することにより、帯電を緩和し、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の
を防ぐことが可能である。また、上述したように、スペ
ーサのフェースプレートとリアプレートとの当接面に
は、電極を形成することにより、上記被覆材に均一に電
場を印加することにより、接続不良や電流集中によるス
ペーサの破壊を防ぐことができる。

【００４０】また本願発明を実施することにより、スペ
ーサの電極が、その形成時において、形成精度の悪さに
より、帯電面にはみ出して形成されることが抑制され、
電子軌道に望ましくない影響を及ぼし、電子ビームを所
望の位置に到達させることができなくなることが抑制さ
れる。この結果、スペーサ近傍で表示画像に歪みを生じ
ることが抑制され、高品位の画像形成が可能となる。

【００４１】また、上述の高抵抗膜は、金属酸化膜、カ
ーボン、合金窒化膜などを、スパッタ法、ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法、アルコキシド塗布法の何れかで、形成
することにより構成されること、また、前記スペーサ電
極は、前記高抵抗膜に比べて低い抵抗値を有する、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，
Ｐｂなどの金属あるいは合金、および、Ｐｄ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｒｕ−Ａｇ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、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₃
などの透明導体、ポリシリコンなどの半導体材料から選
択される材料で構成されていることが、本発明の実施の
形態として、好ましい。

【００４２】また、前記付与工程を少なくとも含む１以
上の工程によって形成される前記膜のシート抵抗値は前
記高抵抗膜のシート抵抗値より小さいと好適であり、特
には２桁以上小さいことが望ましい。

【００４３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明に係わる第１の実施の形態を、図面を参照して、具体
的に説明する。まず、図１を用いて、本発明に係わるス
ペーサを製造する際の基本的手法を説明する。この実施
の形態においてはスペーサに導電性の高い膜を形成し電
極として用いる構成において、本願発明を適用する。な
お、膜が形成され、完成されたものがスペーサであり、
膜が形成される前の状態のもの（スペーサ基体）に対し
て膜を形成するのであるが、以下では発明の技術的意義
の理解に混乱が生じない範囲でスペーサ基体のことをス
ペーサとも称している。図１において、１０１は電極形
成の際の挟持部材であるスペーサブロック、２０はスペ
ーサ、１０２は電極を形成する膜形成面である。この実
施形態におけるスペーサは電子線発生装置において他の
電極（加速電極もしくは電子放出素子に信号を供給する
ための配線）とこの面で当接するので、以下では当接面
とも称する。

【００４４】ここで、スペーサブロック１０１の高さｂ
は、スペーサ２０の高さａに対して、ａ≦ｂである。膜
形成の際の挟持部材であるスペーサブロックの膜形成面
からの突出長ｃはここではｂ−ａである。このスペーサ
ブロック１０１を用いて、スペーサ２０を挟み、スパッ
タなどの手法で、スペーサ２０の端縁に対して、矢印の
方向から、電極材を形成した後、スペーサブロック１０
１間からスペーサ２０を取り出すことにより、スペーサ
の当接面１０２のみに電極（後述する）を形成すること
ができる。

【００４５】この際、ａおよびｂの距離の差は、用いる
スパッタなどの手法、装置に依存するので、その条件に
最適な値を用いることが必要である。突出長ｃ（ここで
はｃ＝ｂ−ａ）の大きさは、スパッタにおいて、１０ｍ
ｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下が望ましく、また、電子
ビーム蒸着において、８ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以
下が望ましい。なお、前者と後者の差は、スパッタ法で
は、回り込みにより、電極材が当接面に堆積し易い特徴
があるためである。また、範囲の最小値は突出長ｃが０
以上であれば本発明の効果が得られるが、スペーサおよ
びスペーサブロックの加工精度、電極形成時設置ずれを
考慮して若干値を大きく設計することにより歩留まり向
上を計ることが可能である。特に突出長ｃが５μｍ以
上、好ましくは１０μｍ以上となるように挟持部材の形
状を設定しておけば、スペーサ基体を挟持するように挟
持部材を取り付ける際の設置ずれを十分に許容すること
ができる。

【００４６】また、図２には、スペーサブロックの端縁
のコーナー部に所要の曲率で丸み（ラウンド）を形成し
たものが使用される事例が示されている。スペーサブロ
ックのコーナー部にラウンドを備えることにより、ブロ
ックが脆性材料で作られていても、電極生成過程で、ブ
ロックのコーナー部に欠けが発生して、電極形成におい
て、不良品が発生するのを抑制することができ、また、
ブロックに金属材料を用いた場合にも、作業工程中に、
まれに発生する形状変形があり、これが原因で不良品が
発生する率を抑制することが可能となる。また挟持部材
の膜形成面からの突出端部が丸みを有することにより、
膜形成面を内包する開口（一対の挟持部材の端部により
構成される）が開口端に向けて徐々に広がることにな
り、膜材料が膜形成面に届きやすくなるという効果も奏
する。

【００４７】ここでの曲率半径としては、突出長ｃより
も小さくするのが望ましく、ここではブロックの高さｂ
から曲部半径を引いた値よりも、スペーサ２０の高さａ
が小さければ十分である。また、スペーサ２０のサイ
ズ、ブロックの材質などにより、最適な値が変わるけれ
ども、概ね、Ｒ＝０．１ｍｍ以上の場合に、その有効性
が確認できた。

【００４８】図３に示すように、このような、一辺の長
さが、スペーサ２０よりも大きいスペーサブロック１０
１を多数、用いることで、スペーサ２０を挟んで電極１
１０を成膜する際の、量産性に優れたスペーサの端縁へ
の、電極形成（図４を参照）が可能となった。

【００４９】特に本実施形態の構成によると、膜形成面
と反対側の端面側でスペーサ基体と挟持部材とを同一平
面に重力等により押し当てることでスペーサ基体と挟持
部材との高さの違いに基づいて突出長の設定ができるの
で精度よくかつ短時間にスペーサを製造することができ
る。

【００５０】この電極形成の具体的な装置とその使用態
様を図５および図６を参照して説明する。ここで、符号
１０１はスペーサブロック、２０はスペーサ、１０２は
スペーサブロック１０１間で露出したスペーサ電極形成
面、１０３は平面視でロ字形の枠部材、１０４は押し当
て部材、１０５はゴム板、１０６は押し当て部材１０４
を押し付けるため、枠部材１０３に螺合した送りネジ、
１０７は送りネジ１０６の先端部（押圧力伝達部）、１
０８は枠部材１０３の上に載置されるマスク板（想像線
で示す）、１０９は露出するスペーサ側面である。

【００５１】ここでは、多数のスペーサ２０を、多数の
ブロック１０１で挟み、その挟み付け方向から、ゴム板
１０５を介して、枠部材１０３の一方の内側面と押し当
て部１０４との間に配置する。スペーサの固定は、枠部
材１０３に螺合した送りネジ１０６を、そのハンドル部
１０６ａを回すことにより、その先端部１０７を介し
て、押し当て板１０４に押圧力を加えることにより、実
現する。なお、ここでのゴム板１０５は、ブロック１０
１に対して押圧力が均等に加わる機能を果たしている。

【００５２】なお、この実施の形態では、スペーサ２０
のサイズは、３００ｍｍ×１．８ｍｍ×０．２ｍｍ、ス
ペーサブロック１０１のサイズは、３４０ｍｍ×２．４
ｍｍ×１．５ｍｍとした。また、ブロックのコーナー部
の曲率半径は、０．１ｍｍとした。更に、スペーサ２０
およびスペーサブロック１０１には、ガラス材を用い、
軟化点付近の温度で加熱した後、一方向に引き伸ばす方
法を用いて作製した。また、ゴム板１０５はシリコンゴ
ム、治具はネジ以外をアルミ材、ネジは真鍮材を用いて
形成した。

【００５３】また、マスク１０８には、スペーサ電極１
１０の形成時に、マスクとして、アルミ板が用いられ
て、スペーサ両端部に、電極が形成されないようにし
た。これは、側面部１０９に電極材が回り込んで、電極
が形成された場合、このスペーサを用いた画像形成装置
などで、まれに起こる放電を未然に防ぐ効果がある。

【００５４】また、この実施の形態においては、本願発
明によって形成する膜としてスペーサ電極１１０となる
Ｐｔ電極を、スパッタ法を用いて形成した。即ち、スペ
ーサ２０を固定した治具（上述）を、スパッタ装置（図
示せず）に設置し、アルゴン雰囲気中で、高周波スパッ
タすることにより、０．１μmの厚みで、Ｐｔ電極を形
成するのである。また、スペーサ２０とＰｔとの密着性
を向上させるために、下地層として、スペーサ２０の表
面に、Ｔｉを０．０５μｍの厚さで形成した後に、Ｐｔ
電極を形成している。

【００５５】このように、スパッタの形成後、ブロック
１０１間からスペーサ２０を取り出し、上下を反転し
て、再び、ブロック１０１間に設置し、同様の処理を繰
り返すことにより、図４に示すように、スペーサ２０の
上下面にのみ、スペーサ電極１１０を形成するのであ
る。

【００５６】（本発明に係わるスペーサを用いた電子線
発生装置、画像表示装置）ここで、本発明のスペーサの
製造法で得られたスペーサを用いている電子線発生装
置、および、画像表示装置を構成する場合について、そ
の表示パネルの構成と共に、具体的に説明する。図７
は、本発明に係わる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、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、これら１０１５〜
１０１７の構成により、表示パネルの内部を真空に維持
するための気密容器（所謂、外囲器）を形成している。

【００５７】この気密容器を組み立てるに際しては、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
に、封着することが必要であるが、この封着は、例え
ば、フリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは
窒素雰囲気中で、摂氏：４００〜５００度で、１０分以
上焼成することにより達成できる。なお、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^-6［Ｔｏｒｒ］程度の真空に保
持されるので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器
の破壊を防止する目的で、この気密容器を耐大気圧構造
体として構成するために、スペーサ１０２０（前述のス
ペーサ２０に相当）が内部に設けられている。

【００５８】また、本発明の製造法により形成した、前
述のスペーサを、画像形成装置の電子線発生部に用いた
ところ、スペーサ近傍のおける電子軌道に乱れのない、
高品質の画像形成装置を提供できることになった。

【００５９】以上、画像形成装置を例に挙げて説明した
が、本発明の電子線発生装置は、以下のような形態を有
するものであってもよい。

【００６０】（１）電子線発生装置は、電子源より放出
された電子を加速する加速電極１０１２を有しており、
入力信号に応じて、冷陰極素子１０１２から放出された
電子を前記加速電極に印加される加速電位により加速
し、加速された電子をターゲットに照射して、画像を形
成する画像形成装置を構成することができる。特に、前
記ターゲットが蛍光体１０１８である画像表示装置を構
成できる。

【００６１】（２）前記冷陰極素子１０１２は、電子放
出部を含む導電性膜を一対の電極間に有する冷陰極素子
であり、好ましくは、表面伝導型放出素子である。

【００６２】（３）前記電子源は、複数の行方向配線１
０１３と複数の列方向配線１０１４とでマトリクス配線
された複数の冷陰極素子１０１２を有する単純マトリク
ス状配置の電子源をなす。

【００６３】（４）前記電子源は、並列に配置した複数
の冷陰極素子１０１２の個々を両端で接続した冷陰極素
子の行を複数、配し（行方向と呼ぶ）、この配線と直交
する方向（列方向と呼ぶ）に沿って、冷陰極素子１０１
２の上方に配した制御電極（グリッドとも呼ぶ）によ
り、冷陰極素子１０１２からの電子を制御するはしご状
配置の電子源をなす。

【００６４】（５）また、本発明の思想によれば、表示
用として好適な画像形成装置に限るものでなく、感光性
ドラムや発光ダイオードなどで構成された光プリンタの
発光ダイオードなどを、代替の発光源として、上述の画
像形成装置に用いることもできる。また、この際に、上
述のｍ本の行方向配線とｎ本の列方向配線を、適宜選択
することで、ライン状発光源だけでなく、２次元状の発
光源としても応用できる。この場合、画像形成部材とし
ては、以下の実施の形態で用いる蛍光体のような、直接
発光する物質に限るものではなく、電子の帯電による潜
像画像が形成されるような部材を用いることもできる。

【００６５】また、本発明の思想によれば、例えば、電
子顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、蛍光体などの画像形成部材以外のものである場合に
ついても、本発明は適用できる。従って、本発明は、被
照射部材を特定しない一般的電子線装置としての形態も
採り得る。

【００６６】次に、本発明の画像形成装置に用いること
ができる電子放出素子基板について説明する。冷陰極素
子１０１２の配列の方式には、冷陰極素子を並列に配置
し、個々の素子の両端を配線で接続するはしご型配置
（以下、はしご型配置電子源基板と称する）や、冷陰極
素子１０１２の、一対の素子電極のそれぞれＸ方向配
線、Ｙ方向配線を接続した単純マトリクス配置（以下、
マトリクス型配置電子源基板と称する）が挙げられる。
なお、はしご型配置電子源基板を有する画像形成装置に
は、電子放出素子からの電子の飛翔を制御する電極であ
る制御電極（グリッド電極）を必要とする。

【００６７】リアプレート１０１５には、基板１０１１
が固定されているが、基板１０１１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
定されるのであって、例えば、高品位テレビジョンの表
示を目的とした表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ
＝１０００以上の数を設定することが望ましい）。Ｎ×
Ｍ個の冷陰極素子は、Ｍ本の行方向配線１０１３とＮ本
の列方向配線１０１４とにより、単純マトリクス配線さ
れている。この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。

【００６８】本発明の画像表示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、もしく
は、はしご型配置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。

【００６９】次に、冷陰極素子１０１２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。図８は、図７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、図９（ａ）
および（ｂ）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１０１３と列方向配線１０１４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、電気的な絶縁が保たれている。

【００７０】なお、図８の拡大図を図９の（ａ）に、ま
た、Ｂ−Ｂ’に沿った断面を図９の（ｂ）に示す。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１０１４、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
と導電性薄膜とを形成した後、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）
とを行うことにより製造される。

【００７１】この実施の形態においては、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１０１
１を固定するような構成としたが、マルチ電子ビーム源
の基板１０１１自体が、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。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。

【００７２】また、ここでは、カラー表示装置を構成す
るので、蛍光膜１０１８の部分にはＣＲＴの分野で用い
られる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けられて
いる。各色の蛍光体は、例えば、図１０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にある。なお、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。また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図１０
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１０の（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１１の形状、配
列）であってもよい。

【００７３】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。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を設けた目的には、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、負イオンの衝突から蛍光膜１０１
８を保護すること、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、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が挙げられ
る。

【００７４】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
法により形成する。なお、蛍光膜１０１８に低電圧用の
蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック１０１９は
用いない。

【００７５】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１０１７と蛍光膜１０１８と
の間に、例えば、ＩＴＯを材料とする透明電極を設けて
もよい。

【００７６】図１２は図７のＡ−Ａ’の断面を模式的に
示したものであり、各部の番号は、図７に対応してい
る。スペーサ１０２０は、絶縁性部材１の表面に、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な
ど）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１０２０の
当接面に低抵抗膜を成膜した電極１１０からなるもの
で、上記目的（補強）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
１０１７の内側および基板１０１１の表面に接合材１０
４１により固定される。

【００７７】また、高抵抗膜１１は、絶縁性部材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
（本願発明により形成する膜である電極）１１０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など）および基板１０１１
の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１
４）に電気的に接続される。

【００７８】ここで説明される態様では、スペーサ１０
２０が、フェースプレート１０１７と基板１０１１との
間で起立する薄板状の形状とし、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。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。

【００７９】スペーサ１０２０の絶縁性部材１として
は、例えば、石英ガラス、Ｎａ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、絶縁性部材１は、
その熱膨張率が気密容器および基板１０１１を成す部材
に近似するものが好ましい。

【００８０】スペーサ１０２０を構成する高抵抗膜１１
には、高電位側のフェースプレート１０１７（直接的に
は、メタルバック１０１９）に印加される加速電圧Ｖａ
を、帯電防止膜である高抵抗膜１１の抵抗値Ｒｓで除し
た電流が流される。そこで、スペーサの抵抗値Ｒｓは、
帯電防止および消費電力から、その望ましい範囲に設定
される。帯電防止の観点から表面抵抗Ｒ／□は１０¹⁴Ω
以下であることが好ましい。勿論、十分な帯電防止効果
を得るためには、１０¹³Ω以下がさらに好ましい。表面
抵抗の下限は、スペーサ形状とスペーサ間に印加される
電圧とにより左右されるが、１０⁷Ω以上であることが
好ましい。

【００８１】絶縁材料上に形成された帯電防止膜の厚み
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。

【００８２】表面抵抗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、帯電防止膜の比抵
抗ρは、１０［Ωｃｍ］ないし１０¹⁰［Ωｃｍ］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１０⁴ないし１０⁸［Ωｃｍ］とす
るのが良い。

【００８３】スペーサは、上述したように、その上に形
成した帯電防止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。帯電防止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条件
は、以下の一般式（ξ）で説明される抵抗値の温度係数
ＴＣＲ（Temperature Coefficient of Resistance）の
値で特徴づけられる。但しΔＴ、ΔＲは室温に対する実
駆動状態のスペーサの温度Ｔおよび抵抗値Ｒの増加分で
ある。

【００８４】ＴＣＲ＝ΔＲ／ΔＴ／Ｒ×１００[％／℃]・・一般式（ξ）電流の暴走が発生する条件は、ＴＣＲとしては、経験的
に−１[％／℃]以下である。すなわち、帯電防止膜の抵
抗温度係数は−１[％／℃]より大であることが望まし
い。帯電防止特性を有する高抵抗膜１１の材料として
は、例えば、金属酸化物を用いることができる。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、これらの酸化物は二
次電子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子１０１２か
ら放出された電子がスペーサ１０２０に当たった場合に
おいても、帯電し難いためと考えられる。この金属酸化
物以外にも、炭素は二次電子放出効率が小さく、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。

【００８５】帯電防止特性を有する高抵抗膜１１の他の
材料としては、アルミと遷移金属合金の窒化物が、遷移
金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体
まで広い範囲に抵抗値を制御できるので、好適な材料で
ある。さらに、上記窒化物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％未満であり、実用
的に使いやすい材料である。なお、その遷移金属元素と
してはＴｉ，Ｃｒ，Ｔａなどが挙げられる。

【００８６】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１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。

【００８７】本実施形態においては、絶縁性部材１及び
高抵抗膜１１からなる部材を本発明に係る膜形成工程を
適用するスペーサ基体として膜形成を行う。ここで形成
する膜は低抵抗膜であり、スペーサを電子線装置（画像
形成装置）内の他の電極と電気的に接続しやすくするた
め、もしくはスペーサにおける電位分布を好適な状態に
するために設ける。

【００８８】スペーサ１０２０の端縁の電極１１０を構
成する低抵抗膜が本願発明に係る膜形成工程で形成する
膜であり、高抵抗膜１１を高電位側のフェースプレート
１０１７（直接的には、メタルバック１０１９）および
低電位側の基板１０１１（配線１０１３、１０１４）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、以下に列挙するような、複数の機能
を有する。（１）高抵抗膜１１をフェースプレート１０１７および
基板１０１１と電気的に接続する。

【００８９】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）および基板１０１１（配線
１０１３、１０１４）と直接、あるいは当接材１０４１
を介して、接続した場合に、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１
０４１と接触するスペーサ１０２０の当接面に低抵抗の
中間層が設けられるのである。（２）高抵抗膜１１の電位分布を均一化する。

【００９０】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なす。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）および基板１０１１（配
線１０１３、１０１４）と直接、あるいは当接材１０４
１を介して、接続した場合に、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
１０１７および基板１０１１と当接するスペーサ端部
（当接面）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１
１全体の電位を制御可能とした。

【００９１】低抵抗膜は、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，Ｐｂな
どの金属あるいはその合金、および、Ｐｄ，Ａｇ，Ａ
ｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｄ−Ａｇなどの金属や金属酸化物とガ
ラスから構成される印刷導体、あるいは、Ｉｎ₂Ｏ₃−Ｓ
ｎＯ₂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。

【００９２】接合材１０４１には、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の
で、導電性接着材、金属粒子、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。

【００９３】なお、本実施の形態では、低抵抗膜１１０
は高抵抗膜１１の外側に設けたが、高抵抗膜１１を低抵
抗膜１１０の外側に設けても良い。高抵抗膜１１は薄い
ので、低抵抗膜と配線もしくは加速電極との電気的接続
は十分に行うことができる。

【００９４】また、図７において、Ｄｘ１〜Ｄｘｍおよ
びＤｙ１〜ＤｙｎおよびＨｖは、当該表示パネルと電気
回路（図示せず）とを電気的に接続するために設けた気
密構造の電気接続用端子である。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマル
チ電子ビーム源の行方向配線１０１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙ
ｎ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。

【００９５】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、排気管と真空ポンプ（何
れも図示せず）とを接続し、気密容器内を１０^-7［Ｔｏ
ｒｒ］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。ゲッター膜とは、例
えば、Ｂａを主成分とするゲッター材料を、ヒーターも
しくは高周波加熱により加熱し、蒸着して、形成した膜
であり、該ゲッター膜の吸着作用により、気密容器内は
１×１０^-5ないしは１×１０^-7［Ｔｏｒｒ］の真空度に
維持される。

【００９６】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置では、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１
０１７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１
８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。

【００９７】通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導
型放出素子１０１２への印加電圧は１２〜１６［Ｖ］程
度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１２との距
離ｄは０．１［ｍｍ］から８［ｍｍ］程度、また、メタ
ルバック１０１９と冷陰極素子１０１２間の電圧は０．
１［ｋＶ］から１０［ｋＶ］程度である。

【００９８】以上、本発明の実施の形態での、表示パネ
ルの基本構成と製法、および、画像表示装置の概要を説
明した。

【００９９】（マルチ電子源の製造法）次に、上述の実
施の形態における表示パネルに用いたマルチ電子ビーム
源の製造方法について説明する。本発明に係わる画像表
示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。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。

【０１００】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のに不利な要因と
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。

【０１０１】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。従って、高
輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用
いるには、最も好適であるといえる。

【０１０２】そこで、上述の実施の形態での表示パネル
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ーム源の構造につい
て述べる。

【０１０３】１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。

【０１０４】（平面型の表面伝導型放出素子）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法につ
いて説明する。この平面型の表面伝導型放出素子の構成
は図９に詳細に示されている。ここで、符号１１０１は
基板、１１０２と１１０３は素子電極、１１０４は導電
性薄膜、１１０５は通電フォーミング処理により形成し
た電子放出部、１１１３は通電活性化処理により形成し
た薄膜である。

【０１０５】基板１１０１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、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。

【０１０６】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２および１１０３は、
導電性を有する材料によって形成されている。例えば、
Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐ
ｄ，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、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、例えば、真空蒸着などの製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、形成しても差し支えな
い。

【０１０７】素子電極１１０２および１１０３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、数百オングス
トロームから数百マイクロメーターの範囲から、適当な
数値を選んで設計されるが、中でも、表示装置に応用す
るために好ましいのは、数マイクロメーターより数十マ
イクロメーターの範囲である。また、素子電極の厚さｄ
については、通常、数百オングストロームから数マイク
ロメーターの範囲から適当な数値が選ばれる。

【０１０８】また、導電性薄膜１１０４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。

【０１０９】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、中でも、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。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１１０２
あるいは１１０３と電気的に良好に接続するのに必要な
条件、後述する通電フォー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、数オン
グストロームから数千オングストロームの範囲で設定す
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。

【０１１０】また、微粒子膜を形成するために用いられ
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，Ｓｂ₂Ｏ₃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や、カ
−ボンなどが挙げられ、これらの中から適宜選択され
る。

【０１１１】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
１０³から１０⁷［オーム／ｓｑ］の範囲に含まれるよう
設定した。

【０１１２】なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１
０２および１１０３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９の事例においては、
下から、基板、素子電極、導電性薄膜の順序で積層して
いるが、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差し支えない。

【０１１３】また、電子放出部１１０５は、導電性薄膜
１１０４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１１０４に対して、後述する通
電フォーミングの処理を行うことにより形成する。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９においては、これを模式的に示し
た。

【０１１４】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５およびその
近傍を被覆している。薄膜１１１３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によ
り形成する。

【０１１５】薄膜１１１３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、３００［オングストローム］以
下とするのが、さらに好ましい。なお、実際の薄膜１１
１３の位置や形状を精密に図示するのは困難であるか
ら、図９においては、模式的に示した。また、平面図
（ａ）においては、薄膜１１１３の一部を除去した素子
を図示した。

【０１１６】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実際には、以下のような素子が用いられる。即ち、
基板１１０１には青板ガラスを用い、素子電極１１０２
と１１０３にはＮｉ薄膜を用いた。素子電極の厚さｄは
１０００［オングストローム］、電極間隔Ｌは２［マイ
クロメーター］とした。また、微粒子膜の主要材料とし
ては、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
メーター］とした。

【０１１７】次に、平面型の表面伝導型放出素子の製造
方法について、図１３を参照して説明する。図１３の
（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、各部材の表記は図９と同一であ
る。

【０１１８】１）まず、図１３の（ａ）に示すように、
基板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形
成する。これらを形成するに際しては、予め、基板１１
０１を洗剤、純水、有機溶剤を用いて、十分に洗浄した
後で、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
を用いればよい）。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、上述の素子電極１１０２および１１０３を形成す
る。

【０１１９】２）次に、図１３（ｂ）に示すように、導
電性薄膜１１０４を形成する。これを形成するに際して
は、まず、（ａ）に示す基板に、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
ォトリソグラフィー・エッチングにより所定の形状にパ
ターニングする。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（ここでは、具体例として、主要元素に
Ｐｄを用い、また、塗布方法として、ディッピング法を
用いているが、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）。

【０１２０】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜の成
膜方法としては、ここ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。

【０１２１】３）次に、図１３（ｃ）に示すように、フ
ォーミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１
０３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１１０５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１１０
４に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、もし
くは、変質させ、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
膜の内、電子放出を行うのに好適な構造に変化した部分
（電子放出部１１０５）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１１０５が形成さ
れる前と比較すると、形成された後は、素子電極１１０
２と１１０３の間で計測される電気抵抗が大幅に増加す
る。

【０１２２】ここでの通電方法をより詳しく説明するた
めに、図１４に、フォーミング用電源１１１０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、この事例の場合には、図１４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１１０５の
形成状況をモニターするためのモニターパルス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１１１１で計測した。

【０１２３】この事例においては、例えば、１０^-5［ｔ
ｏｒｒ］程度の真空雰囲気下において、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０．１［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、モニターパルスＰｍを挿入した。フォーミング処
理に悪影響を及ぼすことがないように、モニターパルス
の電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設定した。そして、素子
電極１１０２および１１０３の間の電気抵抗が１ｘ１０
⁶［オーム］になった段階、即ち、モニターパルス印加
時に電流計１１１１で計測される電流が、１×１０
^-7［Ａ］以下になった段階で、フォーミング処理にかか
わる通電を終了した。

【０１２４】なお、上記の方法は、この事例の表面伝導
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。

【０１２５】４）次に、図１３（ｄ）に示すように、活
性化用電源１１１２から、素子電極１１０２と１１０３
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。ここで、通電活性化処理と
は、前記通電フォーミング処理により形成された電子放
出部１１０５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１１１３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、それを行う前と比較し
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。

【０１２６】具体的には、１０^-4ないし１０^-5［ｔｏｒ
ｒ］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１１１３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。

【０１２７】この通電方法を、より詳しく説明するため
に、図１５の（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加
する適宜の電圧波形の一例を示す。この事例において
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１
４［Ｖ］、パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ
４は１０［ミリ秒］とした。なお、上述の通電条件は、
この事例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。

【０１２８】図１３（ｄ）に示す１１１４は、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１１１５および電流
計１１１６が接続されている（なお、基板１１０１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ード電極１１１４として
用いる）。活性化用電源１１１２から電圧を印加する
間、電流計１１１６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ーし、活性化用電源１１１
２の動作を制御する。

【０１２９】電流計１１１６で計測された放出電流Ｉｅ
の一例を図１５（ｂ）に示す。ここでは、活性化電源１
１１２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１１１２からの電圧
印加を停止し、通電活性化処理を終了する。

【０１３０】なお、上述の通電条件は、この事例の表面
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。

【０１３１】以上のようにして、図１３の（ｅ）に示す
ような、平面型の表面伝導型放出素子を製造することが
できる。

【０１３２】（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。

【０１３３】図１６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１２０１は基板、１
２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部
材、１２０４は微粒子膜を用いた導電性薄膜、１２０５
は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、１
２１３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１３４】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、素子電極の内で、片方（素子電極１２０２）が段差
形成部材１２０６上に設けられており、導電性薄膜１２
０４が段差形成部材１２０６の側面を被覆している点に
ある。従って、図９の平面型における素子電極間隔Ｌに
相当するのは、垂直型においては、段差形成部材１２０
６の段差高Ｌｓである。なお、基板１２０１、素子電極
１２０２および１２０３、微粒子膜を用いた導電性薄膜
１２０４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１２０６には、例えば、ＳｉＯ₂のような電気的に絶
縁性の材料を用いる。

【０１３５】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１７（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１６と
同一である。

【０１３６】１）まず、図１７（ａ）に示すように、基
板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。

【０１３７】２）次に、図１７（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、例えば、ＳｉＯ₂をスパッタ法で積層すればよい
が、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。

【０１３８】３）次に、図１７（ｃ）に示すように、絶
縁層の上に素子電極１２０２を形成する。

【０１３９】４）次に、図１７（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、
素子電極１２０３を露出させる。

【０１４０】５）次に、図１７（ｅ）に示すように、微
粒子膜を用いた導電性薄膜１２０４を形成する。これを
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。

【０１４１】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１３
（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）。

【０１４２】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１３（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）。

【０１４３】以上のようにして、図１７（ｆ）に示す垂
直型の表面伝導型放出素子を製造することができる。

【０１４４】（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１８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
であるから、２本のグラフは、各々任意単位で図示し
た。なお、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。

【０１４５】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。即
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。

【０１４６】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。

【０１４７】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。

【０１４８】以上のような特性を有するので、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る。例
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。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。

【０１４９】また、駆動する素子を順次切り替えて行く
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。また、第二の特性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。

【０１５０】（多数素子を単純マトリクス配線したマル
チ電子ビーム源の構造）次に、上述の表面伝導型放出素
子を基板上に配列して、単純マトリクス配線したマルチ
電子ビーム源の構造について述べる。図１９に示すの
は、図７の表示パネルに用いた平面図である。基板上に
は、図９で示した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１０１３と列
方向配線電極１０１４により単純マトリクス状に配線さ
れている。行方向配線電極１０１３と列方向配線電極１
０１４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、電気的な絶縁が保たれている。

【０１５１】図１９のＢ−Ｂ’線に沿った断面が図２０
に示されている。なお、このような構造のマルチ電子源
は、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（図示せず）、および、
表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を、それぞ
れ、形成した後、行方向配線電極１０１３および列方向
配線電極１０１４を介して、各素子に給電して、通電フ
ォーミング処理と通電活性化処理を行うことにより製造
できる。

【０１５２】（第２の実施の形態）図２１および図２２
は本発明に係わる第２の実施の形態を説明するための図
であり、図２１は、スペーサブロック２０１にスペーサ
２０をセットした状態の上面図であり、２１００１はス
ペーサの電極形成面の一つ（上端面）、２１００２はス
ペーサの電極形成面の他の一つ（下端面）を示す。図２
２は図２１のＡ−Ａ‘断面図を示す。

【０１５３】この実施の形態の特徴は、スペーサ２０と
スペーサブロック２０１を積み上げることにあり、スペ
ーサ両端の上下の端縁１０２に、同時に、スペーサ電極
を形成する点である。ここで、２０２はスペーサブロッ
ク２０１の両側に形成された上面の突起部、２０３は、
同じく下面の突起部を示す。また、図２２において、最
上段には、電極形成時に、更にブロックを配置している
状態を示している。

【０１５４】この実施の形態においては、スペーサ２０
のサイズは３５０ｍｍ×１．６ｍｍ×０．３ｍｍ、ブロ
ック１０１の外寸サイズは４００ｍｍ×２．８ｍｍ×３
ｍｍとし、上下の突起部２０２、２０３の高さは、それ
ぞれ０．２ｍｍとした。スペーサの膜形成面からのブロ
ック端部の突出長ｃは０．６ｍｍである。また、スペー
サブロック２０１は、切削性ガラスを切削加工して形成
した。

【０１５５】また、ここでは、前述のスペーサブロック
２０１で挟持された状態で、スパッタ法を用いて、スペ
ーサ２０の、露出する上下端縁に、スペーサ電極（Ａｌ
電極）を形成した。即ち、複数のスペーサ２０を、図２
２に示した状態で、スペーサブロック２０１と共に、ス
パッタ装置（図示せず）に設置し、アルゴン雰囲気中で
高周波スパッタすることにより、０．３μmの厚みで、
Ａｌ電極を形成するのである。なお、ここで、突起部２
０２、２０３は、スペーサ両端の側面部に、電極が形成
されないように機能している。

【０１５６】この事例で作製したスペーサを、既に、第
１の実施の形態で説明したような、同様の画像表示装置
に適用したところ、高品位の画像形成が可能となった。

【０１５７】（その他の実施の形態）なお、本発明は、
ＳＣＥ以外の冷陰極型電子放出素子の内、いずれの電子
放出素子に対しても適用できる。具体例としては、本出
願人による特開昭６３−２７４０４７号公報に記載され
たような、対向する一対の電極を、電子源を成す基板面
に沿って構成した電界放出型電子放出素子を挙げること
ができる。

【０１５８】また、本発明は、単純マトリクス型以外の
電子源を用いた画像形成装置に対しても適用できる。例
えば、本出願人による特開平２−２５７５５１号公報な
どに記載されたような、制御電極を用いてＳＣＥの選択
を行う画像形成装置において、電子源と制御電極間など
に、上記のような支持部材を用いた場合である。

【０１５９】また、本発明の技術的思想によれば、その
対象は、表示用として好適な画像形成装置に限るもので
なく、感光性ドラムと発光ダイオードなどで構成された
光プリンターの、発光ダイオードの代替の発光源とし
て、上述のような、画像形成装置にも、拡げることがで
きる。また、この際、上述の、ｍ本の行方向配線とｎ本
の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状の発光
源だけでなく、２次元状の発光源としても応用できる。

【０１６０】また、本発明の技術的思想によれば、例え
ば、電子顕微鏡などのように、電子源からの放出電子の
被照射部材が、画像形成部材以外の部材である場合につ
いても、本発明の対象を拡げることができる。即ち、本
発明は、被照射部材を特定しない電子線発生装置として
の形態も採り得る。

【０１６１】以上説明したように、本発明を適用したス
ペーサにおいては、スペーサ電極を、高い形成精度で、
作成することができ、電子軌道の乱れを防止し、高品質
な画像形成が可能となった。

【０１６２】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明によると、
好適なスペーサを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を説明するスペーサと、これを挟
むスペーサブロックの断面図である。

【図２】同じく、別の形態でのスペーサと、これを挟む
スペーサブロックの断面図である。

【図３】本発明に係わる第１の実施の形態を示すスペー
サとスペーサブロックの組み合わせ状態の斜視図であ
る。

【図４】同じく、電極形成後のスペーサの断面図であ
る。

【図５】同じく、スペーサの端縁への、電極形成時の治
具の上面図である。

【図６】同じく、縦断断面図である。

【図７】本発明に係わる第１の実施の形態での、スペー
サを用いた電子線発生装置、画像形成装置を説明する斜
視図である。

【図８】同じく、マルチ電子ビーム源の基板の平面図で
ある。

【図９】同じく、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１０】同じく、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１１】同じく、別の蛍光体配列を例示した平面図で
ある。

【図１２】本発明に係わる第１の実施の形態での、表示
パネルのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図１３】本発明に係わる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１４】同じく、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１５】同じく、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）を示す図である。

【図１６】本発明に係わる垂直型の表面伝導型放出素子
の断面図である。

【図１７】同じく、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１８】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１９】図７の表示パネルに用いた平面図である。

【図２０】図１９のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。

【図２１】本発明に係わる第２の実施の形態での、スペ
ーサとスペーサブロックとの組み合わせ状態を示す上面
図である。

【図２２】同じく、スペーサとスペーサブロックの断面
図である。

【図２３】従来知られた表面伝導型放出素子の一例を示
す断面図である。

【図２４】従来知られたＦＥ型素子の一例を示す断面図
である。

【図２５】従来知られたＭＩＭ型素子の一例を示す断面
図である。

【図２６】従来例における表示パネルの断面図である。

【符号の説明】１１、１０１スペーサブロック２０スペーサ１０２スペーサ電極形成面１０３枠部１０４押し当て部材１０５ゴム板１０６送りネジ１０６ａハンドル部１０７伝達部１０８マスク板１０９スペーサ側面部１１０スペーサ電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩谷泰史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5C012 AA05 BB07 5C032 AA01 CC10 5C036 EE08 EE09 EE14 EF01 EF06 EF09 EG01 EH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線発生装置において用いるスペーサ
の製造方法であって、スペーサ基体を挟持した状態で該スペーサ基体の膜形成
面に膜形成のための材料を付与する付与工程を有してお
り、前記膜形成面が前記挟持のための挟持部材の端部よりも
突出しない状態で前記材料の付与を行うことを特徴とす
るスペーサの製造方法。
【請求項２】前記材料の付与によって形成される膜が
電極であることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ
の製造方法。
【請求項３】前記電子線発生装置は、電子放出素子を
配置した第１プレートと、該電子放出素子が放出した電
子を加速する加速電位が印加される加速電極が配置され
た第２プレートとを有するものであることを特徴とする
請求項１もしくは２に記載のスペーサの製造方法。
【請求項４】前記膜形成面は、前記電子線発生装置が
構成されたときに、前記第１プレートもしくは第２プレ
ートと相対する面であることを特徴とする請求項３に記
載のスペーサの製造方法。
【請求項５】複数の前記スペーサ基体を、各スペーサ
基体の間に前記挟持部材を配置した状態で保持し、前記
材料の付与を行うことを特徴とする請求項１から４のい
ずれか１項に記載のスペーサの製造方法。
【請求項６】前記材料の付与時に、前記挟持部材の端
部が前記膜形成面よりも突出しており、かつ、前記突出
した端部の角部が丸みを有することを特徴とする請求項
１から５のいずれか１項に記載のスペーサの製造方法。
【請求項７】前記材料の付与時に、前記挟持部材の端
部が前記膜形成面よりも突出しており、かつ、前記スペ
ーサ基体を挟持する一対の前記挟持部材の端部が構成す
る開口部が、前記膜形成面から前記開口外に向けて徐々
に挟持方向の開口幅が広がる部分を有することを特徴と
する請求項１から６のいずれか１項に記載のスペーサの
製造方法。
【請求項８】前記スペーサは導電性を有しており、か
つ異なる２つの電極と電気的に接続するものであり、該
異なる２つの電極には互いに異なる電位が与えられるこ
とを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の
スペーサの製造方法。
【請求項９】前記スペーサ基体は絶縁性基体から構成
されており、前記スペーサは前記付与工程によって形成
される前記膜と、該膜以外の導電性膜とを有することを
特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のスペ
ーサの製造方法。
【請求項１０】前記挟持部材は、前記材料を付与する
際に該挟持部材の端部が前記膜形成面よりも５μｍ以上
突出するように設定された形状を有することを特徴とす
る請求項１から９のいずれか１項に記載のスペーサの製
造方法。
【請求項１１】前記挟持部材の端部が前記膜形成面よ
りも突出する長さが１０ｍｍ以下であることを特徴とす
る請求項１から１０のいずれか１項に記載のスペーサの
製造方法。
【請求項１２】前記材料の付与はスパッタ法により行
うものであり、前記挟持部材の端部が前記膜形成面より
も突出する長さが１０ｍｍ以下であることを特徴とする
請求項１１に記載のスペーサの製造方法。
【請求項１３】前記材料の付与は電子ビーム蒸着法に
より行うものであり、前記挟持部材の端部が前記膜形成
面よりも突出する長さが８ｍｍ以下であることを特徴と
する請求項１１に記載のスペーサの製造方法。
【請求項１４】電子放出素子と、請求項１から１３の
いずれか１項に記載の製造方法で製造されたスペーサを
有することを特徴とする電子線発生装置。
【請求項１５】電子放出素子と、該電子放出素子が放
出する電子を加速する加速電極と、前記電子放出素子が
放出した電子が照射されることにより発光する蛍光体
と、請求項１から１３のいずれか１項に記載の製造方法
によって製造されたスペーサとを有することを特徴とす
る画像形成装置。