JP2004111143A

JP2004111143A - 電子線装置、これを用いた画像表示装置

Info

Publication number: JP2004111143A
Application number: JP2002270132A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Ueda; 上田　和幸; Kenji Niihori; 新堀　憲二
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-04-08
Also published as: US20040051443A1; US6828722B2

Abstract

【課題】スペーサと電位規定板の電子通過穴との距離を規定する。
【解決手段】電子が放出される領域を有する第１基板１０１５と、放出された電子が照射される領域を有する第２基板１０１７と、第１基板と第２基板との間に耐大気圧構造のために配置されたスペーサ１０２０とを有し、基板間に、第１基板から照射された電子が通過する開口部を有する電位規定板１０２１を少なくとも１枚設け、電位規定板は一方の主面にスペーサと嵌合する凹部１０２２を有し、凹部にスペーサが嵌合された状態で電位規定板の他方の主面が第１基板又は／及び第２基板と当接されている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子が放出される領域を有する第１基板と、放出された電子が照射される領域を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に耐大気圧構造のために配置されたスペーサとを有する電子線装置、及びこれを用いた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極素子では、例えば表面伝導型電子放出素子や、電界放出型（ＦＥ型）素子や、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）放出素子などが知られている。
【０００３】
表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型電子放出素子としては、例えば、Ｍ．　Ｉ．　Ｅｌｉｎｓｏｎにより”Ｒａｄｉｏ　Ｅｎｇ．　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｐｈｙｓ”　１０，　１２９０，　（１９６５）に開示された、ＳｎＯ_２薄膜を用いるものや、Ｇ．　Ｄｉｔｔｍｅｒにより”Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ”　９，３１７　（１９７２）に開示された、Ａｕ薄膜を用いるものや、Ｍ．　Ｈａｒｔｗｅｌｌ　ａｎｄ　Ｃ．　Ｇ．　Ｆｏｎｓｔａｄにより”ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．　ＥＤ　Ｃｏｎｆ．”　５１９　（１９７５）に開示された、Ｉｎ_２Ｏ_３／ＳｎＯ_２薄膜を用いるものや、荒木久などにより「真空」第２６巻第１号２２　（１９８３）に開示された、カーボン薄膜を用いるものなどが知られている。
【０００４】
この表面伝導型電子放出素子は、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、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点がある。そこで、例えば本出願人により特開昭６４−３１３３２号公報に開示されているように、多数の素子を配列して駆動するための方法が提案されている。また、表面伝導型電子放出素子の応用としては、例えば、画像表示装置や画像記録装置などの画像形成装置や、荷電ビーム源等が研究されている。特に、画像表示装置への応用としては、例えば本出願人により米国特許第５，０６６，８８３号や特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７号公報に開示されているように、表面伝導型電子放出素子と、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る画像表示装置が提案されている。表面伝導型電子放出素子と蛍光体とを組み合わせて用いる画像表示装置は、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、視野角が広い点で優れている。
【０００５】
一方、ＦＥ型素子を多数ならべて駆動する方法は、例えば本出願人により米国特許４，９０４，８９５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．Ｍｅｙｅｒの”Ｒｅｃｅｎｔ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎ　Ｍｉｃｒｏ−ｔｉｐｓ　Ｄｉｓｐｌａｙ　ａｔ　ＬＥＴＩ”，　Ｔｅｃｈ．　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　４ｔｈ　Ｉｎｔ．　Ｖａｃｕｕｍ　Ｍｉｃｒｏ　ｅｌｅ−ｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｎｆ．　Ｎａｇａｈａｍａ，　ｐｐ．６〜９　（１９９１）により報告された平板型表示装置が知られている。
【０００６】
また、ＭＩＭ型素子を多数並べて画像表示装置に応用した例は、例えば本出願人により特開平３−５５７３８号公報に開示されている。
【０００７】
さらに、近年ではカーボンナノチューブを電子放出素子として用いることも検討されている。
【０００８】
上記のような電子放出素子を用いた画像形成装置のうちで、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。
【０００９】
図１１は平面型画像表示装置の一例を示す斜視図であり、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。この図１１に示すように、電子源となる冷陰極素子（ここでは例として表面伝導型電子放出素子を示している）３１１２が複数マトリクス状に形成された基板３１１１が積層されたリアプレート３１１５と、枠をなす側壁３１１６と、蛍光膜３１１８およびアノード電極（メタルバック）３１１９が形成されたフェースプレート３１１７とにより、表示パネルの内部を真空に維持するための外囲器（気密容器）が形成されている。なお冷陰極素子３１１２はマトリクス状に配された配線３１１３と配線３１１４に接続される。
【００１０】
この気密容器の内部は、１．３３×１０^−４Ｐａ（１０^−６Ｔｏｒｒ）程度の真空に保持されており、画像表示装置の表示面積が大きくなるにしたがい、気密容器内部と外部の気圧差によるリアプレート３１１５およびフェースプレート３１１７の変形あるいは破壊を防止する手段が求められる。リアプレート３１１５およびフェースプレート３１１７を厚くして変形や破壊を防止する方法は、画像表示装置の重量を増加させるのみならず、斜め方向から見たときに画像のゆがみや視差を生ずる。そこで、図１１に示すように、比較的薄いガラス板からなり大気圧を支えるための構造支持体であるスペーサ（リブと呼ばれる場合もある）３１２０が設けられている。このスペーサ３１２０により、リアプレート３１１５とフェースプレート３１１７との間、正確には、マルチビーム電子源が形成された基板３１１１とメタルバック３１１９との間は、通常、数ｍｍ以下に保たれ、前述したように気密容器内部は高真空に保たれる。
【００１１】
スペーサ３１２０は、構造的に必要な本数が効率的に配置される。その際、スペーサ３１２０を画像表示領域（メタルバック３１１９が形成された領域およびその領域のリアプレート３１１５上への正射影領域）よりも短い長さに形成すると、スペーサ３１２０の数およびその設置工数を増やさざるを得ない。そのため、画像表示領域と同等か、長いスペーサ３１２０を設けることが好ましい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した画像表示装置においては以下のような課題があった。
【００１３】
リアプレート３１１５上の基板３１１１の電子放出素子より、フェースプレート３１１７に向け照射された、電子ビームはフェースプレート３１１７に衝突した後、一部の電子は２次電子として反射され、基板３１１１およびスペーサ３１２０に向け放射される。基板３１１１に衝突した２次電子により、基板３１１１が過度に帯電すると、放電を発生し、画像に悪影響を及ぼす。また、スペーサ３１２０に衝突した２次電子により、スペーサ３１２０が過度に帯電すると、スペーサ近傍の電子ビームの軌道に影響を与え、フェースプレート３１１７の照射位置が変化するため、スペーサ近傍の画像の均一性が低下して、画質に悪影響を及ぼす。
【００１４】
上記の２次電子が起こす問題を解消するために、リアプレート３１１５とフェースプレート３１１７の間に、両プレート（基板）と平行で、かつ電子ビームの通過する位置と、スペーサの配置された部分に貫通孔を持つ、金属からなる電位規定板を配置するこが有効であることが知られている。しかしこの電位規定板をリアプレート３１１５とフェースプレート３１１７の間で全面にわたって、等間隔を保つことは非常に、困難であり、スペーサと電位規定板を正確な位置で固定する必要があり、コストがかかっていた。
【００１５】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、簡易で安価に電子規定板と、スペーサを、第１基板であるリアプレートと第２基板であるフェースプレートの間に配置でき、第２基板より反射された電子が第１基板およびスペーサに帯電する量を減じ、安定した画像を保つことができる電子線装置およびこれを用いた画像表示装置、電子線装置の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、電子が放出される領域を有する第１基板と、放出された電子が照射される領域を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に耐大気圧構造のために配置されたスペーサとを有する電子線装置において、
前記第１基板と前記第２基板との間に、前記第１基板から照射された電子が通過する開口部を有する電位規定板を少なくとも１枚設け、
前記電位規定板は一方の主面に前記スペーサと嵌合する凹部を有し、該凹部に前記スペーサが嵌合された状態で前記電位規定板の他方の主面の一部が前記第１基板又は前記第２基板と当接されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明の画像表示装置は、本発明の電子線装置の前記放出された電子が照射される領域に、電子の衝突により画像が形成される画像形成部材が設けられているものである。
【００１８】
上記本発明によれば、前記電位規定板を第１基板および第２基板間に配置し、耐大気圧構造のために配置されたスペーサを介して第１基板と第２基板とを接合するとき、電位規定板の一方の主面に設けられた凹部（Ｕ字状、コの字状又はＶ字状の溝等）にスペーサを挿入してスペーサを電位規定板に配置することにより、スペーサの間隔は、電位規定板の凹部の間隔に一意に定まるため、電位規定板の電子ビーム貫通孔（開口部）と、スペーサの配置が、高精度で高価な位置決め装置などを用いる必要がない。
【００１９】
その結果、簡易で安価に電子規定板と、スペーサを、第１基板と第２基板の間に配置でき、第２基板より反射された電子が第１基板およびスペーサに帯電する量を減じ、安定した画像を保つことができる電子線装置およびこれを用いた画像表示装置を提供することができる。
【００２０】
また、電位規定板の他方の主面の、第１基板又は第２の基板と当接する部分に凸部を形成することで、電位規定板の電子ビームが通過するために設けられた貫通孔のある部分は電位規定板の凸部の高さにより規定される。よって前記電位規定板全面にわたり電位規定板と第１基板又は第２基板との間隔を一意に一定に保つことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は本発明における画像表示装置の一つの実施形態の斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いたものである。図中、符号１０１５は第１基板であるリアプレート、符号１０１６は枠としての側壁、符号１０１７は第２基板であるフェースプレートを示しており、リアプレート１０１５と側壁１０１６とフェースプレート１０１７によって、表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器（外囲器）が形成されている。
【００２３】
また、上記気密容器の内部は１．３３×１０^−４Ｐａ（１０^−６Ｔｏｒｒ）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１０２０が設けられている。
【００２４】
リアプレート１０１５には基板１０１１が固定され、この基板１０１１上には冷陰極素子（ここでは例として表面伝導型電子放出素子を示している）１０１２が、Ｎ×Ｍ個形成されている。なお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。冷陰極素子１０１２は、行方向配線１０１３と列方向配線１０１４により単純マトリクス配線されている。
【００２５】
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。各色の蛍光体は、たとえば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材（不図示）が設けられている。
【００２６】
蛍光膜１０１８のリアプレート１０１５側の面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１０１９が設けられている。
【００２７】
スペーサ１０２０は、薄板状の絶縁性部材の表面に高抵抗膜を成膜しかつフェースプレート１０１７の内側および基板１０１１の表面（行方向配線１０１３）に対向したスペーサの当接面に電極（不図示）が形成されている。
【００２８】
基板１０１１又はフェースプレート１０１７とスペーサ１０２０の間には、電位規定板となるグリッド１０２１が挟まれている。
【００２９】
グリッド１０２１は、薄い金属板であり、スペーサと当接する部分に、スペーサ１０２０の幅と、ほぼ同等のグリッド溝部１０２２が配置されている。このグリッド溝はここでは略Ｕ字状の断面を有し、グリッドの一方の主面に凹部を形成するとともに他方の主面に凸部を形成している。なおこの凸部は後述する図１０に示すように形成されていなくてもよい。グリッド溝の形状は特に限定されず、スペーサと嵌合可能な形状であればよい、例えばコの字状、Ｖ字状（この場合はスペーサ端部が台形状又は尖った形状とすることが望ましい）等であってもよい。また、図９（ａ）に示すように、グリッド１０２１の凸部１０２４ｂは凹部１０２４ａの直下（真下）に設けることが、スペーサの直下に凸部１０２４ｂが配置され基板に当接されるので、グリッドの強度を考慮すると望ましいが、図９（ｂ）に示すように、凹部１０２４ａの位置と凸部１０２４ｂの位置がずれていてもよい。グリッドの凸部と凹部はプレス加工等により一体に形成することができる。またグリッド溝部の凸部先端（行方向配線１０１３と接する部分）には穴が開いていても良い。
【００３０】
グリッド１０２１は基板１０１１又はフェースプレート１０１７に固定されており、グリッド溝部１０２２の凸部は、基板１０１１の行方向配線１０１３またはフェースプレート１０１７の当接する部分に配置され、基板１０１１の行方向配線１０１３に当接する場合には、グリッド溝部１０２２の幅は、行方向配線１０１３の幅と同等とする。
【００３１】
スペーサ１０２０は、グリッド溝部１０２２に嵌合しており、導電性接着剤で接着固定されている。また、グリッド１０２１の冷陰極素子１０１２位置に相当する部分には、グリッド開口部１０２３が配置されている。
【００３２】
グリッド開口部１０２３は、冷陰極素子１０１２から放出される電子ビームを、遮蔽しない位置に設けられている。
【００３３】
図２は図１のＹＺ断面図を示したものである。なお図２において、基板１０１１は省略されて示されている（図３、４においても同様である。）。図２に示すように、スペーサ１０２０は、薄板状の絶縁性部材（基材）１０２０ａの表面に高抵抗膜１０２０ｂが成膜され、フェースプレート１０１７の内側およびグリッド１０２１との当接面に導電性膜（低抵抗膜）１０２０ｃが形成されたものである。
【００３４】
この薄板状のスペーサ１０２０は、行方向（Ｘ方向）に沿って配置され、グリッドを介してリアプレート１０１５上に固定されている。尚、スペーサは画像形成領域（蛍光体及びメタルバックの形成領域）よりも長いスペーサを用いることも可能である。
【００３５】
グリッド１０２１は、グリッド溝部１０２２において、スペーサ１０２０の導電性膜（低抵抗膜）１０２０ｃと嵌合し、基板１０１１の行方向（Ｘ方向）配線上に作られた行方向配線絶縁層（不図示）に挟まれている。
【００３６】
グリット溝部１０２２はスペーサ１０２０とほぼ等幅の溝で、スペーサ１０２０と嵌合又は、導電性接着剤（不図示）で固定され一体化している。これにより、グリット１０２１と嵌合するスペーサ導電性膜（低抵抗膜）１０２０ｃは同電位となる。
【００３７】
上記のように基板に位置決めされ、グリッド溝部１０２２を行方向配線絶縁層（不図示）に接着剤１０３０で固定されたグリッド１０２１は、グリッド開口部１０２３が冷陰極素子１０１２の直上に位置するように、加工されている。
【００３８】
また、グリッド開口部１０２３の開口形状は、冷陰極素子１０１２から、蛍光膜１０１８に放出される電子ビームを、妨げないような開口面積を有している。
【００３９】
図３は図１のＸＺ断面図を示したものである。図３に示すように、フェースプレート１０１７は接着剤１０３１により側壁１０１６に接合され、基板１０１１を搭載したリアプレート１０１５は接着剤１０３２により側壁１０１６に接合されて、気密容器が構成されている。
【００４０】
フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５の間にはスペーサ１０２０とグリット１０２１が挟まれており、スペーサ１０２０の一方の端面は、フェースプレート１０１７の内面に設けられているメタルバック１０１９と接触している。
【００４１】
スペーサ１０２０の他方の端面は、グリッド１０２１のグリッド溝部１０２２と嵌合している。グリッド溝部１０２２はリアプレート１０１５の内面に設けられた行方向配線１０１３上にある行方向配線絶縁層（不図示）と接触しており、接着剤１０３０で固定されている。
（気密容器組立）
次に、この気密容器の組立手順について、図３と同一断面の組立説明図である図４を参照して説明する。
【００４２】
まず基板１０１１の上に列方向配線（不図示）、行方向配線１０１３等を形成し、行方向配線１０１３上に行方向配線絶縁層（不図示）を作成する。基板１０１１をリアプレート１０１５に接着剤（不図示）で固定する。次に側壁１０１６をリアプレート１０１５内面に接着剤１０３２で接合する。
【００４３】
その後、グリッド１０２１のグリッド溝部１０２２に、側壁１０１６とほぼ同等の高さを有する、スペーサ１０２０をグリッド溝部１０２２に嵌合させて、導電性接着剤（不図示）で接合する。グリッド溝部１０２２はスペーサ１０２０間隔と等ピッチで形成されている。
【００４４】
また、スペーサ間隔は行方向配線１０１３ピッチの倍数である。
【００４５】
さらに、基板１０１１にグリッド１０２１を接合する。この時、グリット１０２１のグリッド溝部１０２２と、行方向配線１０１３を一致させ、接着剤１０３０で接合する。
【００４６】
次に蛍光膜１０１８（図１参照）とメタルバック１０１９が形成されているフェースプレート１０１７の内面に、接着剤１０３１を塗布する。図１に示すように、接着剤１０３１は、フェースプレート１０１７の、リアプレート１０１５に固定された側壁１０１６に当接する部分に塗布される。
【００４７】
次に接着剤１０３１を塗布したフェースプレート１０１７を、側壁１０１６とスペーサ１０２０とグリッド１０２１を固定したリアプレート１０１５にアライメントし、接着剤１０３１を軟化させてからリアプレート１０１５とフェースプレート１０１７を接合し、外囲器を形成する。
【００４８】
この時スペーサ１０２０のフェースプレート１０１７に対向した端面は、メタルバック１０１９と接触し、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５間の、耐大気圧支持機能を持つ。
【００４９】
さらに、グリッド１０２１はフェースプレート１０１７とリアプレート１０１５の中間に位置し、グリッド１０２１の電位を、フェースプレート１０１７の電位値と、リアプレート１０１５の電位値の任意電位値を供給することで、電位規定を可能にする。
【００５０】
なお、リアプレート側にグリッドを設け、グリッドに行方向配線１０１３の電位と同じ電位を与えるには、グリッドと行方向配線１０１３とを（行方向配線絶縁層を介さずに）導電性接着剤等で電気的に接続すればよく、またフェースプレート側にグリッドを設け、グリッドにメタルバック１０１９の電位と同じ電位を与えるには、グリッドとメタルバック１０１９とを電気的に接続すればよい。グリッドを任意の電位とするには、リアプレート側又は／及びフェースプレート側に電源配線を設けてグリッドと接続し、この電源配線と接続される電気接続用端子を設けて外部から所定の電圧を与えればよい。
【００５１】
以上述べてきたように、グリッド１０２１のグリッド溝部１０２２にスペーサ１０２０を接着させ、その後、フェースプレート１０１７と、リアプレート１０１５で挟んで外囲器の耐大気圧支持構造を形成することにより、スペーサ１０２０のアライメントとグリッド１０２１のアライメントが簡易化され、さらにフェースプレート１０１７、リアプレート１０１５とのアライメントを、スペーサ１０２０、グリッド１０２１が接合されているので、同時に行うことができる。
【００５２】
さらに、グリッド開口部１０２３のフェースプレート１０１７または、リアプレート１０１５からの距離を、同時に規定することが可能となる。
【００５３】
また、リアプレート１０１５から、フェースプレート１０１７に電子ビームを照射し、蛍光膜１０１８を発光させる際、電子ビーム中の一部の電子は、メタルバック１０１９で反射され、二次電子として、リアプレート１０１５表面に帯電し、不意の放電により、冷陰極素子１０１２を破壊することがあるが、二次電子の大部分をグリッド１０２１で吸収し、不意の放電を大幅に抑制することができた。
【００５４】
本実施形態では、リアプレート１０１５側に、グリッド１０２１を、フェースプレート１０１７側に、スペーサ１０２０が接合しているが、フェースプレート１０１７側にグリッド１０２１を、リアプレート１０１５側にスペーサ１０２０が接合する構成としても同様の効果が得られる。
【００５５】
さらに、スペーサ１０２０のフェースプレート１０１７側端部、リアプレート１０１５側端部の両方に、グリッド１０２１を接合することも可能であり、この場合不意の放電の抑制効果がさらに大きくなる。
【００５６】
グリッド１０２１の材質は４２６合金（４２％Ｎｉ、６％Ｃｏ残りＦｅ：ｗｔ％）または４８Ｎｉ合金（４８％Ｎｉ、残りＦｅ：ｗｔ％）等のフェースプレート１０１７、リアプレート１０１５のガラス材と線膨張率が近いものが望ましい。また、フェースプレート１０１７、リアプレート１０１５と熱膨張率が近いセラミックス、ガラス等に導電性表面処理を施したものでもよい。
【００５７】
（画像表示装置）
以上説明した画像表示装置（表示パネル）について具体的に説明する。
【００５８】
図１に示す表示パネルでは、基板１０１１上に冷陰極素子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。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以上，ｍ＝１０００以上に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により単純マトリクス配線されている。この基板１０１１、冷陰極素子１０１２、行方向配線１０１３、列方向配線１０１４によって、いわゆるマルチ電子ビーム源が構成される。
【００５９】
本発明の画像表示装置に用いられるマルチ電子ビーム源は、冷陰極素子１０１２を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰極素子１０１２の材料や形状あるいは製法に制限はない。したがって、例えば表面伝導型電子放出素子やＦＥ型素子、ＭＩＭ型素子、あるいはカーボンナノチューブを用いた電子放出素子などの冷陰極素子１０１２を用いることができる。ここでは、冷陰極素子１０１２として表面伝導型電子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。
【００６０】
図５は、図１に示す表示パネルに用いられたマルチ電子ビーム源の平面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ’に沿った断面図である。図５に示すように、基板１０１１上には表面伝導型電子放出素子１０１２が配列され、表面伝導型電子放出素子１０１２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（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【００６１】
なお、このような構造のマルチ電子ビーム源は、基板１０１１上に予め、行方向配線電極１０１３と、列方向配線電極１０１４と、電極間絶縁層（不図示）と、表面伝導型電子放出素子１０１２の素子電極１１０２，１１０３および導電性薄膜１１０４を形成し、導電性薄膜１１０４の間隙部に薄膜１１１３を設け、この間隙部を電子放出部１１０５とするものである。そして、行方向配線電極１０１３および列方向配線電極１０１４を介して各表面伝導型電子放出素子１０１２に給電して、通電フォーミング処理および通電活性化処理を行うことにより製造されている。
【００６２】
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。蛍光膜１０１８のリアプレート１０１５側の面には、メタルバック１０１９が設けられている。具体的には、フェースプレート基板１０１７上に蛍光膜１０１８を形成した後、蛍光膜１０１８表面を平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着することによりメタルバック１０１９が形成されている。本実施形態はカラー表示装置であるため、蛍光膜１０１８として、ＣＲＴに用いられる赤、緑、青の３原色の蛍光体が塗り分けられている。メタルバック１０１９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、負イオンの衝突から蛍光膜１０１８を保護し、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用し、蛍光膜１０１８を励起した電子の導電路として作用するなどの役割を果たす。
【００６３】
なお、蛍光膜１０１８として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は用いなくてよい。
【００６４】
本実施形態は、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が固定された構成であるが、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、マルチ電子ビーム源の基板１０１１自体を気密容器のリアプレートとして用いてもよい。
【００６５】
また、本実施形態では用いていないが、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。
【００６６】
図１乃至図３に示したスペーサ１０２０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ことが望ましい。そこで、本実施形態のスペーサ１０２０は、絶縁牲の基材１０２０ａの表面に帯電防止を目的とした高抵抗膜１０２０ｂが成膜され、フェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９）および基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）との当接面およびこれに接する側面部に低抵抗膜（導電性膜）１０２０ｃが成膜されたものであり、スペーサ１０２０は必要に応じた数だけ、必要な間隔をおいて配置されている。高抵抗膜１０２０ｂは、基材１０２０ａの表面のうち、少なくとも気密容器内（真空中）に露出する面に成膜されている。なお、スペーサへの帯電が特に問題にならない場合には絶縁性の基板のみでスペーサを構成してもよい。
【００６７】
スペーサ１０２０の基材１０２０ａ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用いられる。なお、基材１０２０ａは、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。
【００６８】
また、高抵抗膜１０２０ｂとしては、既に述べたように帯電防止効果の維持およびリーク電流による消費電力抑制を考慮して、そのシート抵抗（面積抵抗率）が１０^５［Ω／□］から１０^１２［Ω／□］の範囲のものであることが好ましい。
【００６９】
また、低抵抗膜１０２０ｃは、高抵抗膜１０２０ｂに比べ十分に低い抵抗値を有していればよく、その材料は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、あるいは合金、およびＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ_２，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Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２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。
【００７０】
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、気密容器の電気接続用端子Ｄ_ｘ１〜Ｄ_ｘｍおよびＤ_ｙ１〜Ｄ_ｙｎおよびＨｖが設けられている。電気接続用端子Ｄ_ｘ１〜Ｄ_ｘｍはマルチ電子ビーム源の行方向配線１０１３と、電気接続用端子Ｄ_ｙ１〜Ｄ_ｙｎはマルチ電子ビーム源の列方向配線１０１４と、電気接続用端子Ｈｖはフェースプレート１０１７のメタルバック１０１９と、それぞれ電気的に接続されている。
【００７１】
また、気密容器内部を真空に排気するため、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１．３３×１０^−５Ｐａ（１０^−７Ｔｏｒｒ）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、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１．３３×１０^−３〜１０^−５Ｐａ（１０^−５〜１０^−７Ｔｏｒｒ）の真空度に維持される。
【００７２】
以上説明した表示パネルを用いて、容器外端子Ｄ_ｘ１〜Ｄ_ｘｍ、Ｄ_ｙ１〜Ｄ_ｙｎを通じて表面伝導電子放出素子１０１２に電圧を印加し、表面伝導型電子放出素子１０１２から電子を放出させる。それと同時に容器外端子Ｈｖを通じてメタルバック１０１９に数百［Ｖ］〜数［ｋＶ］の高圧を印加して、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。
【００７３】
通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導型電子放出素子１０１２への印加電圧は１２〜１６［Ｖ］程度、メタルバック１０１９と表面伝導型電子放出素子１０１２との距離ｄは０．１〜８［ｍｍ］程度、メタルバック１０１９と表面伝導型電子放出素子１０１２間の電圧０．１〜１０［ｋＶ］程度である。
［その他の実施の形態］
本発明は、表面伝導電子放出素子に限られず、冷陰極型電子放出素子のうち、その他の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、本出願人により特開昭６３−２７４０４７号公報に開示された、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の電子放出素子がある。
【００７４】
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表示装置に対しても適用できる。例えば、本出願人により特開平２−２５７５５１号公報等に開示された、グリッドを用いて表面伝導型電子放出素子の選択を行う画像表示装置において、電子源とグリッドとの間などに前記したような支持部材（スペーサ）を設けることができる。
【００７５】
本発明の思想によれば、画像表示装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成された光プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源として用いることもできる。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、電子が照射する領域に配置する画像形成部材としては、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。
【００７６】
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、蛍光体等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電子線装置としての形態もとりうる。
【００７７】
【実施例】
上述の実施の形態で説明した画像表示装置についてより詳しく説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本明細書中の画像領域もしくは画像形成領域とは、電子が放出する領域と放出電子が照射される領域とで挟まれる空間をいう。
【００７８】
［第１の実施例］
図１に示した表示パネルを作製する、本実施例の方法について、図１，２，５を参照して説明する。
（電子源の作製）
まず、図１に示すように、基板１０１１上に、行方向配線１０１３と、列方向配線１０１４と、電極間絶縁層（不図示）と、表面伝導型電子放出素子１０１２の素子電極および導電性薄膜を形成する。
【００７９】
（スペーサの作製）
次に、表示パネルの耐大気圧構造支持体であるスペーサ１０２０（図１参照）を、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材（３００ｍｍ×２ｍｍ×０．２ｍｍ）を基材１０２０ａとして作製する。スペーサ１０２０の基材１０２０ａは、加熱延伸法によって断面２ｍｍ×０．２ｍｍの細長い四角柱状に成形し必要に応じて切断する。
【００８０】
（スペーサの高抵抗膜と導電性膜の成膜）
スペーサ１０２０の基材１０２０ａの表面のうち、気密容器の画像形成領域内にかかる４つの側面（３００ｍｍ×１．９８ｍｍ、３００ｍｍ×０．２ｍｍの各表裏面）に高抵抗膜１０２０ｂを成膜する。そして、フェースプレート１０１７およびリアプレート１０１５に当接する２つの端面（３００ｍｍ×０．２ｍｍの２面）と、広い方の２つの側面（３００ｍｍ×２ｍｍ）の、前記した２つの端面から０．１ｍｍの範囲で、スペーサ１０２０の長手方向（図１のＸ方向）の両端部から１０ｍｍを除いた領域（２８０ｍｍ×０．１ｍｍ）とに、導電性膜（低抵抗膜約１［Ω／□］）１０２０ｃを形成する。
【００８１】
一例としては、高抵抗膜１０２０ｂとしては、ＣｒおよびＡｌのターゲットを同時に高周波電源でスパッタリングすることにより、Ｃｒ−Ａｌ窒化膜（厚さ２００ｎｍ、約１０^９［Ω／□］）を形成する。導電性膜１０２０ｃは、スペーサ１０２０に成膜された高抵抗膜１０２０ｂとフェースプレート１０１７、高抵抗膜１０２０ｂとリアプレート１０１５の電気的接続を確保する目的のほかに、スペーサ１０２０周辺の電場を抑制し電子放出素子１０１２からの電子線の軌道制御を行う。
【００８２】
（グリッドの作製）
次に表示パネルの二次電子遮蔽体であるグリッド１０２１（図１参照）を、４２６合金板（３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．０５ｍｍ）から作成する。
【００８３】
まず、４２６合金板にスペーサ１０２０間隔と同等のグリッド溝部１０２２となる凸加工部（内幅０．２０３〜０．２０６ｍｍ×深さ０．２ｍｍ）をプレス加工、エッチング加工等により成型する。この凸加工部によりグリッドの一方の主面にはスペーサと嵌合する凹部が形成され、他方の主面にはリアプレート１０１５と当接する凸部が形成されることになる。凸加工部の深さは、０．２ｍｍとしたが、より浅いほうが、凸加工部周辺の電子線の軌道に与える影響が少ないため、より望ましい。その後、凸加工以外の平面部に表面伝導型電子放出素子１０１２のピッチ間隔０．６ｍｍと同等なピッチ０．６ｍｍを持つグリッド開口部１０２３となる、φ０．０２〜０．５０ｍｍの円形あるいは、楕円穴をエッチング加工、レーザー加工または、プレス加工で作成する。ここでは、表面伝導型電子放出素子１０１２に対応して、グリッド開口部１０２３となる穴を１対１で作成したが、スペーサ１０２０の長手方向と平行に連続したスリットでも良い。穴加工後、アニール処理により、表面を酸化膜で覆う。最後に必要に応じてフェースプレート画像領域よりも広い周辺部分は、レーザー加工等で切断する。
【００８４】
ここでは、４２６合金を基材として用いたが、フェースプレート１０１７、リアプレート１０１５と熱膨張率が近いセラミックス、ガラス等に、上記グリッドと同様の凸形状及び、穴を持つものに、導電性表面処理を施したものでもよい。
【００８５】
（側壁組立）
ソーダライムガラスから作製した側壁１０１６（外形３５０×３５０×１．９ｍｍ、幅１０ｍｍ）を絶縁性接着剤１０３２（日本電気硝子製；ＬＳ３０８１）でリアプレート１０１５に接合する。このときの焼成温度の一例は４５０℃である。
【００８６】
（スペーサ組立）
まず、グリッド１０２１のグリッド溝部１０２２に、スペーサ１０２０の端部（３００ｍｍ×０．２ｍｍ）を嵌合させる。これによりスペーサ端部の低抵抗膜が接触し、グリッド１０２１とスペーサ１０２０の嵌合部は電気的に接続される。このとき必要に応じて、嵌合部に導電性接着剤たとえば、アレムコプロダクツ製、パイロダクト（商品名）等を用いて接合するとスペーサ１０２０と、グリッド１０２１の接合強度が増す。
【００８７】
次に、グリッド溝部１０２２のリアプレート１０１５に当接する外面側に、絶縁性接着剤（例えば東亞合成製のアロンセラミックＤ（商品名）など）を塗布する。その後、スペーサ１０２０と、行方向配線１０１３と一致するようにアライメントして加熱硬化（２００℃）して固定する。固定後グリッド１０２１を外部電源に接続できるように、リアプレート１０１５上のグリッド給電用配線（不図示）に半田付けまたは、無機導電性接着剤により電気的に接続する。ここでは、グリッド溝部１０２２のリアプレート１０１５に当接する部分を、絶縁性接着剤塗布したが、これは絶縁性のものならばよく、また、行方向配線１０１３上に絶縁層を形成しても良い。
【００８８】
接着剤１０３１は、フェースプレート１０１７の内面の、側壁１０１６上面と当接する部分に塗布する（図３参照）。
【００８９】
（リアプレートとフェースプレートの封着）
その後、図４に示すように、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５を対向させ、アライメントした後、４５０℃まで加熱して接合する。この際、軟化した接着剤１０３０とスペーサ１０２０が接触し接続される。
【００９０】
（電子源プロセスおよび封止）
以上のようにして完成した気密容器内を、排気管を介して真空ポンプにより排気し、十分な真空度にする。その後、容器外端子Ｄ_Ｘ１〜Ｄ_ｘｍとＤ_Ｙ１〜Ｄ_Ｙｎを通じ、行方向配線電極１０１３および列方向配線電極１０１４を介して、各表面電子放出素子に給電して、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。
【００９１】
次に、１．３３×１０^−４Ｐａ（１×１０^−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）の封着を行った。
【００９２】
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。
【００９３】
（画像形成）
以上のようにして完成した、図１に示す表示パネルを、駆動装置に組み込む。そして、走査信号および変調信号を、不図示の信号発生手段から容器外端子Ｄ_Ｘ１〜Ｄ_ｘｍとＤ_Ｙ１〜Ｄ_Ｙｎを介して、各冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１０１２にそれぞれ印加することにより、電子を放出させる。
【００９４】
また、高電圧を、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック１０１９に印加することにより、放出電子ビームを加速して、蛍光膜１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光体を励起・発光させることにより、画像を表示する。
【００９５】
なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは、３〜１０［ｋＶ］、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］、グリッド１０２１の印加電圧は、０．０１４〜０．５ｋＶとする。
【００９６】
上記の表示パネルは、リアプレート１０１５から、フェースプレート１０１７に電子ビームを照射し、蛍光膜１０１８を発光させる際、電子ビーム中の一部の電子は、メタルバック１０１９で反射され、反射電子として、リアプレート１０１５表面に帯電によりし発生する不意の放電を、反射電子をグリッド１０２１で吸収することで、リアプレート１０１５の帯電を防ぎ、大幅に抑制することができた。
【００９７】
その結果、放電がなく、鮮明で色再現性の良いカラー画像表示が得られた。また、グリッドに略Ｕ字型の断面部を形成することで凹部と凸部を設け、凸部分で基板（リアプレートまたはフェースプレート）と当接し、また、凹部分でスペーサを嵌合させることで、基板とグリッドとの距離を規定するとともに、スペーサと電子通過穴との距離を規定できるため、グリッド、スペーサの基板とに対するミスアライメントによる電子ビーム軌道への影響を低減でき、良好な画像を得ることができた。
【００９８】
［第２の実施例］
本発明の第２の実施例について、図１、図７を参照して説明する。本実施例は、スペーサ１０２０のフェースプレート１０１７側端面に、グリッド１０２１を嵌合した構成である。第１の実施例と同様な構成および工程については説明を省略する。
【００９９】
（グリッドの作製）
次に表示パネルの反射電子遮蔽体であるグリッド１０２１（図７参照）を、４８Ｎｉ合金板（３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．０５ｍｍ）から作成する。
【０１００】
まず、４８Ｎｉ合金板にスペーサ１０２０間隔と同等のグリッド溝部１０２２となる凸加工部（内幅０．２０３〜０．２０６ｍｍ×深さ０．２ｍｍ〜１ｍｍ）をプレス加工、エッチング加工等により成型する。凸加工部の深さは、０．２ｍｍ〜１ｍｍとしたが、より深いほうが、グリッド１０２１とフェースプレート１０１７の間隔が広くなるため、グリッド１０２１やその近傍がフェースプレート１０１７の反射電子による帯電を起こした場合でも、放電が起こりにくく、より望ましい。その後、凸加工以外の平面部に表面伝導型電子放出素子１０１２のピッチ間隔０．６ｍｍと同等なピッチ０．６ｍｍを持つグリッド開口部１０２３となる、φ０．２５〜０．５５ｍｍの円形あるいは、楕円穴をエッチング加工、レーザー加工または、プレス加工で作成する。ここでは、表面伝導型電子放出素子１０１２に対応して、グリッド開口部１０２３となる穴を１対１で作成したが、スペーサ１０２０の長手方向と平行に連続したスリットでも良い。また穴加工後、画像領域よりも広い周辺部分は、必要に応じてレーザー加工等で、切断し、最後に酸化処理により、表面を黒い酸化膜で覆う。
【０１０１】
ここでは、４８Ｎｉ合金を基材として用いたが、フェースプレート１０１７、リアプレート１０１５と熱膨張率が近いセラミックス、ガラス等に、上記グリッドと同様の凸形状及び、穴を持つものに、導電性表面処理を施したものでもよい。
【０１０２】
（スペーサ組立）
まず、グリッド１０２１のグリッド溝部１０２２に、スペーサ１０２０の端部（３００ｍｍ×０．２ｍｍ）を嵌合させる。このとき必要に応じて、導電性接着剤（たとえば、アレムコプロダクツ製、パイロダクト（商品名）、等）ハンダ溶接（旭硝子製、セラソルザー（商品名）等を用いて接合してもよい。
【０１０３】
次に、グリッド溝部１０２２のフェースプレート１０１７に当接する外面側に、導電性接着剤（たとえば、アレムコプロダクツ製、パイロダクト（商品名）、導電性フリット等）を塗布する。その後、フェースプレート１０１７に加熱硬化（パイロダクト；約２００℃、導電性フリット；約３８０℃）して固定する。この時、グリッド１０２１の一部と、高圧端子Ｈｖを電気的に接続する。
【０１０４】
接着剤１０３０は、フェースプレート１０１７の内面の、側壁１０１６上面と当接する部分に塗布する（図７参照）。
【０１０５】
（リアプレートとフェースプレートの封着）
その後、図７に示すように、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５を対向させ、スペーサ１０２０と、行方向配線１０１３と一致するようにアライメントした後、４５０℃まで加熱して接合する。この際、軟化した接着剤とスペーサ１０２０が接触し接続される。
【０１０６】
（画像形成）
以上のようにして完成した、図１に示す表示パネルを、駆動装置に組み込む。そして、走査信号および変調信号を、不図示の信号発生手段から容器外端子Ｄ_Ｘ１〜Ｄ_ｘｍとＤ_Ｙ１〜Ｄ_Ｙｎを介して、各冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１０１２にそれぞれ印加することにより、電子を放出させる。
【０１０７】
また、高電圧を、高圧端子Ｈｖを通じてグリッド１０２１に印加することにより、放出電子ビームを加速して、蛍光膜１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光体を励起・発光させることにより、画像を表示する。
【０１０８】
なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは、３〜１０［ｋＶ］、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１５［Ｖ］とする。
【０１０９】
上記の表示パネルは、リアプレート１０１５から、フェースプレート１０１７に電子ビームを照射し、蛍光膜１０１８を発光させる際、電子ビーム中の一部の電子は、メタルバック１０１９で反射され、反射電子として、リアプレート１０１５表面に到達し、リアプレートを帯電させることにより発生する不意の放電を、反射電子をグリッド１０２１で吸収することによって、リアプレート１０１５の帯電を防ぎ、大幅に抑制することができた。その結果、放電がなく、鮮明で色再現性の良いカラー画像表示が得られた。
【０１１０】
本実施例においては、フェースプレート１０１７とグリット１０２１の接合を導電性接着剤により、電気的に接続し、同電位としたが、絶縁性接着剤を用いてもよく、その場合は、フェースプレート１０１７の電位と、グリッド１０２１の電位に差をつけることで、蛍光体１０１８に当たる電子軌道が広がる範囲を、所望の範囲にすることができる。また、グリッドに略Ｕ字型の断面部を形成することで凹部と凸部を設け、凸部分で基板（リアプレートまたはフェースプレート）と当接し、また、凹部分でスペーサを嵌合させることで、基板とグリッドとの距離を規定するとともに、スペーサと電子通過穴との距離を規定できるため、グリッド、スペーサの基板とに対するミスアライメントによる電子ビーム軌道への影響を低減でき、良好な画像を得ることができた。
【０１１１】
［第３の実施例］
本発明の第３の実施例について、図１、図８を参照して説明する。本実施例は、スペーサ１０２０のフェースプレート１０１７側端面、およびリアプレート１０１５側端面の両端部に、グリッド１０２１を嵌合した構成である。第１の実施例と同様な構成および工程については説明を省略する。
【０１１２】
（グリッドの作製）
表示パネルの二次電子遮蔽体であるグリッド１０２１（図８参照）を、４８Ｎｉ合金板（３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．０５ｍｍ）から作成する。
【０１１３】
グリッド１０２１はフェースプレート１０１７側グリッド１０２１ａおよびリアプレート１０１５側グリッド１０２１ｂの２枚を作成する。
【０１１４】
まず、４８Ｎｉ合金板にスペーサ１０２０間隔と同等のグリッド溝部１０２２となる凸加工（１０２１ａ；内幅０．２０３〜０．２０６ｍｍ×深さ０．２〜１．０ｍｍ、１０２１ｂ；内幅０．２０３〜０．２０６ｍｍ×深さ０．１〜０．２ｍｍ）をプレス加工、エッチング加工により２枚とも成型する。その後、凸加工以外の平面部に表面伝導型電子放出素子１０１２のピッチ間隔と同等なピッチを持つグリッド開口部１０２３となる、穴をエッチング加工、レーザー加工または、プレス加工で２枚のグリッド１０２１に作成する。この際それぞれのグリッド１０２１に加工する穴径は、グリッド１０２１ａはφ０．２５〜０．５５ｍｍ、グリッド１０２１ｂはφ０．０２〜０．５０ｍｍである。
【０１１５】
その後、画像領域よりも広い部分は、必要に応じて切断する。
【０１１６】
（スペーサ組立）
まず、グリッド１０２１ａ、１０２１ｂのグリッド溝部１０２２に、スペーサ１０２０の両端部（３００×０．２）を嵌合させる。スペーサ１０２０のフェースプレート側端面にグリッド１０２１ａを、リアプレート側端面にグリッド１０２１ｂを嵌合させる。また、グリッド１０２１ａとグリッド１０２１ｂの穴の中心線は同一になるように勘合する。
【０１１７】
このとき必要に応じて、導電性接着剤（たとえば、アレムコプロダクツ製、パイロダクト（商品名）等）を用いて接合してもよい。
【０１１８】
次に、リアプレート１０１５側グリッド１０２１ｂのグリッド溝部１０２２のリアプレート１０１５に当接する外面側に、接着剤（例えば東亞合成製のアロンセラミックＤ（商品名）など）を塗布する。その後、スペーサ１０２０と、行方向配線１０１３と一致するようにアライメントして加熱硬化（２００℃）して固定する。
【０１１９】
接着剤１０３１は、フェースプレート１０１７の内面の、側壁１０１６上面と当接する部分に塗布する（図１参照）。
【０１２０】
（リアプレートとフェースプレートの封着）
その後、図８に示すように、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５を対向させ、スペーサ１０２０と、行方向配線１０１３と一致するようにアライメントした後、４５０℃まで加熱して接合する。この際、軟化した接着剤とフェースプレート１０１７側グリッド１０２１ａが接触し接続される。
【０１２１】
以降、リアプレートとフェースプレートの封着、電子源プロセスおよび封止の各工程は、第１実施例と同様である。
【０１２２】
（画像形成）
以上のようにして完成した、図１に示す表示パネルを、駆動装置に組み込む。そして、走査信号および変調信号を、不図示の信号発生手段から容器外端子Ｄ_Ｘ１〜Ｄ_ｘｍとＤ_Ｙ１〜Ｄ_Ｙｎを介して、各冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１０１２にそれぞれ印加することにより、電子を放出させる。
【０１２３】
また、高電圧を、高圧端子Ｈｖを通じてグリッド１０２１ａに、グリッド１０２１ｂに低電圧を印加することにより、放出電子ビームを加速して、蛍光膜１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光体を励起・発光させることにより、画像を表示する。
【０１２４】
なお、グリッド１０２１ａへの印加電圧Ｖａは、８〜１５［ｋＶ］、グリッド１０２１ｂへの印加電圧は０．０１５〜０．５ｋｖ、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１５［Ｖ］とする。
【０１２５】
上記の表示パネルは、リアプレート１０１５から、フェースプレート１０１７に電子ビームを照射し、蛍光膜１０１８を発光させる際、電子ビーム中の一部の電子は、メタルバック１０１９で反射され、反射電子として、リアプレート１０１５表面に到達し、リアプレートを帯電帯電させることによって発生する不意の放電を、反射電子をグリッド１０２１で吸収することで、リアプレート１０１５の帯電を防ぎ、大幅に抑制することができた。その結果、放電がなく、鮮明で色再現性の良いカラー画像表示が得られた。
【０１２６】
本実施例においては、フェースプレート１０１７とグリット１０２１ａの接合を導電性接着剤により、電気的に接続し、同電位としたが、絶縁性接着剤を用いてもよく、その場合は、フェースプレート１０１７の電位≧グリッド１０２１ａの電位＞グリッド１０２１ｂとそれぞれ制御して差をつけることで、蛍光体１０１８に当たる電子軌道が広がる範囲を、実施例２よりも所望の範囲にすることができる。また、グリッドに略Ｕ字型の断面部を形成することで凹部と凸部を設け、凸部分で基板（リアプレートまたはフェースプレート）と当接し、また、凹部分でスペーサを嵌合させることで、基板とグリッドとの距離を規定するとともに、スペーサと電子通過穴との距離を規定できるため、グリッド、スペーサの基板とに対するミスアライメントによる電子ビーム軌道への影響を低減でき、良好な画像を得ることができた。
【０１２７】
［第４の実施例］
本発明の第４の実施例について、図１、図１０を参照して説明する。本実施例は、第１の実施例のグリッド１０２１構造を変えたものである。第１の実施例と同様な構成および工程については説明を省略する。
【０１２８】
（グリッドの作製）
次に表示パネルの二次電子遮蔽体であるグリッド１０２１（図１０参照）を、５０Ｎｉ合金板（３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．２ｍｍ）から作成する。
【０１２９】
まず、５０Ｎｉ合金板にスペーサ１０２０間隔と同等のグリッド溝部１０２２となる溝加工部（内幅０．２０３〜０．２０６ｍｍ×深さ０．１ｍｍ）をエッチング加工、レーザー加工等により、スペーサ１０２０当接面のみ形成する。溝加工部の深さは、０．１ｍｍとしたが、より深いほうが、スペーサ１０２０と嵌合が強固になり、より望ましい。その後、グリッド１０２１のリアプレート１０１８のＸ方向配線１０１３に当接する部分に絶縁層１２０１を形成する。絶縁層１２０１は例えば東亞合成（株）アロンセラミックＤ等の絶縁性物質で形成されており、スペーサ１０２０の位置するＸ方向配線１０１３以外のＸ方向配線１０１３にも形成されていても良い。その後、溝加工部以外の平面部に表面伝導型電子放出素子１０１２のピッチ間隔０．６ｍｍと同等なピッチ０．６ｍｍを持つグリッド開口部１０２３となる、φ０．０２〜０．５０ｍｍの円形あるいは、楕円穴をエッチング加工、レーザー加工または、プレス加工で作成する。ここでは、表面伝導型電子放出素子１０１２に対応して、グリッド開口部１０２３となる穴を１対１で作成したが、スペーサ１０２０の長手方向と平行に連続したスリットでも良い。また穴加工後、アニール処理により、表面を酸化膜で覆う。最後に必要に応じてフェースプレート画像領域よりも広い周辺部分は、レーザー加工等で切断する。
【０１３０】
ここでは、グリッドとして５０Ｎｉ合金を基材として用いたが、フェースプレート１０１７、リアプレート１０１５と熱膨張率が近いセラミックス、ガラス等に、上記グリッドと同様の凸形状及び、穴を持つものに、導電性表面処理を施したものでもよい。
【０１３１】
（画像形成）
以上のようにして完成した、図１に示す表示パネルを、駆動装置に組み込む。そして、走査信号および変調信号を、不図示の信号発生手段から容器外端子Ｄ_Ｘ１〜Ｄ_ｘｍとＤ_Ｙ１〜Ｄ_Ｙｎを介して、各冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１０１２にそれぞれ印加することにより、電子を放出させる。
【０１３２】
また、高電圧を、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック１０１９に印加することにより、放出電子ビームを加速して、蛍光膜１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光体を励起・発光させることにより、画像を表示する。
【０１３３】
なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは、３〜１０［ｋＶ］、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］、グリッド１０２１の印加電圧は、０．０１４〜０．５ｋＶとする。
【０１３４】
上記の表示パネルは、リアプレート１０１５から、フェースプレート１０１７に電子ビームを照射し、蛍光膜１０１８を発光させる際、電子ビーム中の一部の電子は、メタルバック１０１９で反射され、反射電子として、リアプレート１０１５表面に到達し、リアプレートを帯電させることにより発生する不意の放電を、反射電子をグリッド１０２１で吸収することで、リアプレート１０１５の帯電を防ぎ、大幅に抑制することができた。
【０１３５】
その結果、放電がなく、鮮明で色再現性の良いカラー画像表示が得られた。また、グリッドに凹部を設け、この凹部でスペーサを嵌合させ、また凹部下で基板（リアプレートまたはフェースプレート）と当接することで、基板とグリッドとの距離を規定するとともに、スペーサと電子通過穴との距離を規定できるため、グリッド、スペーサの基板とに対するミスアライメントによる電子ビーム軌道への影響を低減でき、良好な画像を得ることができた。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電位規定板、スペーサの基板に対するミスアライメントによる電子ビーム軌道への影響を低減でき、良好な画像を得ることができる。また、装置内での不慮の放電を低減するとともに、放電によるフェースプレート、リアプレートへのダメージを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像表示装置に係わる表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図２】図１のＹ―Ｚ模式的断面図である。
【図３】図１のＸ−Ｚ模式的断面図である。
【図４】図１に示す表示パネルの組立工程の説明図である。
【図５】図１に示す表示パネルのマルチビーム電子源の基板の平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例の画像表示装置に係わる表示パネルの断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例の画像表示装置に係わる表示パネルの断面図である。
【図９】スペーサの溝部の断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例の画像表示装置に係わる表示パネルの断面図である。
【図１１】従来の画像表示装置に係わる表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【符号の説明】
１０１１　基板
１０１２　冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）
１０１３　行方向配線
１０１４　列方向配線
１０１５　リアプレート（第１基板）
１０１６　側壁（枠）
１０１７　フェースプレート（第２基板）
１０１８　蛍光膜（蛍光体）
１０１９　メタルバック
１０２０　スペーサ（構造支持体）
１０２０ａ　基材
１０２０ｂ　高抵抗膜
１０２０ｃ　低抵抗膜（導電性膜、金属膜）
１０２１　グリッド
１０２２　グリッド溝部
１０２３　グリッド開口部
１０３０　接着剤
１０３１　接着剤
１０３２　接着剤
１１０２，１１０３　素子電極
１１０４　導電性薄膜
１１０５　電子放出部
１１１３　薄膜
１２０１　絶縁層
Ｄ_ｘ１〜Ｄ_ｘｍ，Ｄ_ｙ１〜Ｄ_ｙｎ，Ｈｖ　電気接続用端子

Claims

電子が放出される領域を有する第１基板と、放出された電子が照射される領域を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に耐大気圧構造のために配置されたスペーサとを有する電子線装置において、
前記第１基板と前記第２基板との間に、前記第１基板から照射された電子が通過する開口部を有する電位規定板を少なくとも１枚設け、
前記電位規定板は一方の主面に前記スペーサと嵌合する凹部を有し、該凹部に前記スペーサが嵌合された状態で前記電位規定板の他方の主面の一部が前記第１基板又は前記第２基板と当接されていることを特徴とする電子線装置。
前記電位規定板を少なくとも２枚設け、一枚の電位規定板は前記第１基板に当接され、他の一枚の電位規定板は前記第２基板に当接されている請求項１に記載の電子線装置。
前記電位規定板の他方の主面の、前記第１基板又は前記第２基板との当接部に凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線装置。
前記電位規定板の前記凸部は前記凹部の直下に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電子線装置。
前記凸部及び前記凹部は前記電位規定板にＵ字状又はコの字状断面部を形成することで一体に設けられる請求項４に記載の電子線装置。
前記電位規定板の前記凸部が前記第１基板の当接部に、絶縁物を介して当接されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の電子線装置。
前記第１基板、前記第２基板、前記スペーサ及び、前記第１基板と前記第２基板とを固定するための枠とから外囲器を構成し、前記電位規定板は該外囲器の外の電位供給源と電気的に接続していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子線装置。
前記電位規定板は金属板であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電子線装置。
前記スペーサは絶縁性基板からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電子線装置。
前記スペーサは絶縁性基板の表面に高抵抗膜が形成された基板からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電子線装置。
前記高抵抗膜は、シート抵抗が１０^５〜１０^１２オーム／□であることを特徴とする請求項１０に記載の電子線装置。
前記電子が放出される領域には冷陰極素子が設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子線装置。
前記冷陰極素子が表面伝導型電子放出素子であることを特徴とする請求項１２に記載の電子線装置。
前記スペーサの、前記電位規定板と嵌合する部分に前記高抵抗膜よりも抵抗の小さい低抵抗膜が形成されている請求項１０又は１１に記載の電子線装置。
前記電位規定板の他方の主面が前記第１基板又は前記第２基板と当接され、該他方の主面が当接されていない前記第２基板又は第１基板と前記スペーサが当接され、前記スペーサの少なくとも当接する部分に前記高抵抗膜よりも抵抗の小さい低抵抗膜が形成されている請求項１０又は１１に記載の電子線装置。
前記低抵抗膜は金属であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の電子線装置。
前記スペーサは、前記冷陰極素子を駆動するための配線上に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の電子線装置。
請求項１から１７のいずれか１項に記載の電子線装置の前記放出された電子が照射される領域には、電子の衝突により画像が形成される画像形成部材が設けられている画像表示装置。