JP2007227290A - 画像表示装置および映像受信表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁体と導電体を積層した間隔規定部材を有する画像表示装置において、導電性の異物による導電体の短絡に起因する放電を防止する。
【解決手段】スペーサ３が、絶縁体１０１と、少なくともメタルバック１１とリアプレート１とで挟まれる領域内においてその少なくとも一部が前記絶縁体に内包された複数の導体領域１０２と、を有し、複数の導体領域１０２が、絶縁体１０１内に互いに間隔をおいてリアプレート１とフェースプレート２とが対向する方向に配置された構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子放出素子と間隔規定部材を備えた平面型の画像表示装置に関する。

近年、いわゆるフラットパネルディスプレイと呼ばれる平面型の画像表示装置の研究開発が盛んに行われている。

一般に、電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置は、第１の基板（リアプレート）と第２の基板（フェースプレート）とを所定の距離を介して配向配置し、真空容器である表示パネルを構成してなる。第１の基板には、電子放出素子を複数個備えた電子源を載置し、第２の基板には、電子放出素子から放出された電子を加速するための加速電極（アノード）と電子の衝突により発光する蛍光体等の発光部材が配置される。通常、このような表示パネルは内部を真空雰囲気に保つため、スペーサと呼ばれる間隔規定部材が基板間に配置される。

特許文献１には、スペーサの表面に設けられた中間電極層のエッジ部分が原因で生じる放電を抑制するために導電体と絶縁体とを交互に積層し、更に、帯電による電子ビーム軌道の変動を防止するために、表面を半導電性膜で覆ったスペーサが開示されている。

特開平１０−２４１６０６号公報

本発明では、絶縁体と導電体を積層した間隔規定部材を有する画像表示装置において、導電性の異物による導電体の短絡に起因する放電を防止することを目的とする。

本発明の画像表示装置は、
複数の電子放出素子を備える第１の基板と、
アノードと、前記電子放出素子から放出された電子の入射により発光する蛍光体と、を備える第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を維持するための間隔規定部材と、
を具備する画像表示装置であって、
絶縁体と、少なくとも前記アノードと前記第１の基板とで挟まれる領域内においてその少なくとも一部が前記絶縁体に内包された複数の導体領域と、を有し、
該複数の導体領域が、前記絶縁体内に互いに間隔をおいて前記第１の基板と前記第２の基板とが対向する方向に配置されたことを特徴とする。

本発明においては、間隔規定部材が、絶縁体と、少なくとも前記アノードと前記第１の基板とで挟まれる領域内においてその少なくとも一部が前記絶縁体に内包された複数の導体領域と、を有している。さらに、該複数の導体領域が、前記絶縁体内に互いに間隔をおいて前記第１の基板と前記第２の基板とが対向する方向に配置されている。これにより、該間隔規定部材表面に導電性の異物が付着した場合でも、複数の導体領域間が短絡することがなく、放電が抑制される。

また、本発明において、上記間隔規定部材が複数の導体領域をつなぐ高抵抗膜を有し、該高抵抗膜が、前記絶縁体に覆われている構成にすることで、該高抵抗膜によって各導体領域の電位を設定することができる。これにより、経時的な間隔規定部材の表面の帯電による電位の変動を抑制して当該間隔規定部材内での放電を防止することができ、経時的な電子ビームのずれが抑制される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

本発明の画像表示装置は、電子放出素子から放出された電子の蛍光体への照射によって画像を形成する装置である。また、電子放出素子は、電界放出型電子放出素子、ＭＩＭ型素子、表面伝導型電子放出素子などを包含している。特に、表面伝導型電子放出素子は、構造が簡単で製造も容易であり、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点から、本発明に好ましく適用される。

本発明の実施の形態について、図１を用いて以下に具体的に説明する。

図１は、本発明に係る画像表示装置（表示パネル）の一部を切り欠いた斜視図である。図１中の１はリアプレート（第１の基板）、２はフェースプレート（第２の基板）、３はスペーサ（間隔規定部材）、４は側壁である。また、５は行方向（Ｘ方向）配線、６は列方向（Ｙ方向）配線、８は電子放出素子、９は電子源基板、１０は蛍光膜（蛍光体）、１１はメタルバック（アノード）である。Ｘ方向とは、行方向配線５が配置された方向であり、Ｙ方向とは、列方向配線６が配置された方向である。Ｚ方向とは、リアプレート１とフェースプレート２が対向する方向をいい、リアプレート１のフェースプレート２側の面の法線方向ともいうことができる。また、第１の基板と第２の基板とが対向する方向とは、第１の基板と第２の基板とを最短距離で結ぶ線の向く方向である。

図１に示されるように、本発明に係る画像表示装置は、リアプレート１と、フェースプレート２を間隔をあけて対向させ、両者間に板状の複数のスペーサ３を挟んだ構成である。そして、リアプレート１とフェースプレート２の周囲を側壁４で封止し、内部を真空雰囲気としたものとなっている。

本発明の特徴であるスペーサ３について、詳しく説明する。

図２（ａ）は図１に示す画像表示装置のＸＺ断面の一部を拡大した図である。図２（ａ）中の１０１は絶縁体、１０２は導電体（導体領域）である。

スペーサ３は、リアプレート１とフェースプレート２との間隔を維持するものであればよい。従って、スペーサ３が、直接、又は、リアプレート１上の行方向配線５もしくは列方向配線６やフェースプレート２上のメタルバック１１を介して、リアプレート１とフェースプレート２とを支えるように配置される。

リアプレート１とフェースプレート２の間には高電圧が印加される。これは電子を加速し蛍光体を発光させるためであり、５〜１５ｋＶ程度の電圧が印加される。

したがって、スペーサ３に求められる機能としては、フェースプレート２とリアプレート１の間に生じる電圧を絶縁する必要が挙げられる。ここで電界強度が１．０×１０⁷［Ｖ／ｍ］以上の強電界になると、スペーサ３の材料自体の絶縁耐圧（スペーサ３の内部の耐圧）が問題になる場合がある。

ところで、社団法人 電気学会発行 誘電体現象論には、絶縁体の厚さを薄くすると、該絶縁体の絶縁破壊のつよさ（（破壊電圧）／（絶縁体の厚さ））が向上する事が開示されている。即ち、放電電圧と絶縁体の厚さとの関係が、次の実験式に従うことが開示されている。

Ｖ＝Ａｄｎ
Ｖ：放電電圧、ｄ：絶縁体厚さ、Ａ：定数
ｎ＝０．３から１．０

ｎは材質、厚さの範囲などで変化する。

従って、スペーサ３を絶縁体１０１と導電体１０２が交互に積層された構造とすることで、スペーサ３が絶縁体のみから構成される場合に比べて絶縁体の実効的な厚さを抑えることができ、スペーサ３の内部の耐圧を向上させることができる。

図４に、絶縁体１０１と導電体１０２が交互に積層されたスペーサ３を用いた画像表示装置の断面の一部を示す。

ところで、画像表示装置を作製するときに、導電性の残渣が発生したり、画像表示装置の駆動中に、メタルバック１１の構造的に弱い部分が剥がれ落ち、導電性のゴミが発生することがある。

しかしながら、図４に示すようなスペーサ３を用いた画像表示装置では、次のような問題がある。即ち、導電体１０２が露出され、または導電性部材に覆われていると、導電性の残渣やゴミなどの導電性の異物１０４がスペーサ３の表面に付着することによって、導電体１０２同士が短絡し、それらが同電位になる場合がある。

本発明でスペーサ３の導電体１０２に求められている機能として、ある所望の電位になること（即ち電位規定）が挙げられる。その理由は、電子源からの電子ビーム軌道が所望のものとなるような電位分布を形成するために、導電体１０２の電位は所望の電位にならなければならないからである。ここで、図４のように導電体１０２同士が導電性の異物１０４により短絡してしまうと、上記の機能が満たせなくなってしまう。

特に、本発明のようなフェースプレート２とリアプレート１との間に形成される略平行電界下では、導電性の異物はフェースプレート２とリアプレート１との間を往復運動することが知られている（例えば、特開２００５−１１６３５９号公報を参照）。そのため、画像表示装置形成後に、混入した導電性の異物が往復運動の末にスペーサ３に付着する可能性が生じる。即ち、本発明のようなスペーサ３を有する画像表示装置を作製する上で、導電性の異物による導電体間の短絡を防ぐ必要が生じる。

そこで、本発明の画像表示装置では、スペーサ３が、絶縁体１０１と、絶縁体１０１に内包され、互いに間隔をおいてフェースプレート２とリアプレート１とが対向する方向に配置された複数の導電体１０２と、を有する構造とする。これにより、複数の導電体１０２間に挟まれた絶縁体１０１の厚さを減じることで、絶縁体１０１のみからなるスペーサに比べて、実効的に絶縁耐圧を増すことができる。ここで、複数の導電体１０２の数は、３から２０が実用上好ましく、プロセスの煩雑さ、歩留まり、コストの面から５から１０が一層好ましい。

スペーサ３のＸＺ断面形状は、図２（ａ）に示すような矩形に限られず、図２（ｂ）に示すような楕円形や、図２（ｃ）に示すような表面が波状（凹凸形状）であってもよい。

本発明に係る導体領域とは、導電性を有する部材の一連の領域をいい、図２（ａ）においては導電体１０２をいう。導電体１０２の形状としては、図２（ａ）などに示すような、スペーサのＸＺ断面において矩形であるものに限られず、図２（ｂ）に示すような楕円形状や、図２（ｃ）に示すような円形状であってもよい。尚、スペーサ３の断面形状と導電体１０２の断面形状は、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）の組み合わせに限られない。

図３は図１に示す画像表示装置のＹＺ断面を示す図である。尚、側壁４等は便宜上、省略した。図３に示すように、メタルバック１１とリアプレート１との間に挟まれる領域を画像表示領域とする。

上述したように、メタルバック１１を構成する部材は、画像表示装置を駆動中に、蛍光体や第１の基板に対する接着力が弱い部分が、クーロン力により、剥がれ落ちる場合がある。このため、画像表示領域内では、画像表示領域と側壁４との間の領域に比べて導電性の異物が多く存在するため、特に画像表示領域内では複数の導電体１０２は、スペーサ３表面に露出しないように、絶縁体に覆われる必要がある。

本発明の画像表示装置に用いられるスペーサ３の形態としては、下記の構成が挙げられる。
（ｉ）図２（ａ）に示すように、導電体１０２が絶縁体１０１で内包された構成。
（ｉｉ）図５に示すように、絶縁膜１０３を導電体１０２の露出部だけに形成した構成。
（ｉｉｉ）図６に示すように、導電体１０２と絶縁体１０１とが交互に配置された構造体の側面全体に絶縁膜１０３を形成した構成。
（ｉｖ）図７に示すように、導電体１０２と絶縁体１０１とが交互に配置された構造体の側面全体に高抵抗膜１０５を形成し、更にその上に絶縁膜１０３を形成した構造。

いずれも導電性の異物がスペーサ３の表面に付着しても導電体１０２が短絡しないような構成となっている。

図２（ａ）において、絶縁体１０１を挟んで隣り合う導電体１０２間の距離をｄ１、導電体１０２の厚さをｄ２、導電体１０２からスペーサ３の表面までの距離をｄ３、スペーサ３のＸ方向の幅をＷ、スペーサ３のＺ方向の高さをｈとする。このとき、各部材の好ましい寸法は以下の通りである。

ｄ１は２０μｍ以上２００μｍ以下、ｄ２は１μｍ以上１００μｍ以下、ｄ３は５μｍ以上３０μｍ以下、Ｗは３０μｍ以上２００μｍ以下、ｈは１００μｍ以上１０００μｍ以下である。更に、プロセスの煩雑さ、歩留まり、コストの面から、各部材のより好ましい寸法は以下の通りである。ｄ１は３０μｍ以上８０μｍ以下、ｄ２は５μｍ以上２０μｍ以下、ｄ３は１０μｍ以上３０μｍ以下、Ｗは５０μｍ以上１００μｍ以下、ｈは３００μｍ以上８００μｍ以下である。また、絶縁体１０１と絶縁膜１０３の体積抵抗率としては、絶縁体１０１を介して、或いは導電性の異物を介して、導電体１０２の電位が変動しないように、実用的に、１．０×１０⁸［Ω・ｍ］以上とすることが好ましい。ここで、体積抵抗率は、試料に２つの端子を接触させて計測を行う、いわゆる２端子法により算出するものとする。

また、スペーサ３同士が対向する方向（Ｘ方向）において、スペーサ３の導電体１０２がスペーサ３中に占める割合が５０％以上であることが、放電の抑制の面から好ましい。言い換えると、ｄ３が、導電体１０２のＸ方向の幅（Ｗ−２×ｄ３）の５０％未満であることが好ましい。

また、各導電体１０２は電位規定されることが必要である。ここで電位規定とは所望の電位になることであり、静電容量分割・抵抗分割のいずれかで決まるような電位分布も含む。更に、各導電体１０２に積極的に電位を与えると効果的である。なぜならば、スペーサ表面には、フェースプレート２からの反射電子が照射され、表面が帯電する。その際に、各導電体１０２の電位変化を押さえ、絶縁体１０１の帯電を抑制できるからである。更に電位を適当に制御することで、いわゆる電子レンズ効果でビーム収束を適正化し、小径ビームスポットを実現することができる。電位の規定方法としては、図７に示したように、導電体１０２と絶縁体１０１からなる積層構造体の表面に高抵抗膜１０５を設ける方法が挙げられる。この際には短絡防止を行うために、更に外側に絶縁膜１０３が設けられる。また、その他の電位の規定方法として、スペーサ３同士が対向する面（側面）であって画像表示領域外の部分やスペーサ３の長手方向（図２においてはＹ方向）の端部に設けた抵抗膜に電位を供給する方法を適用することもできる。

次に本発明に用いる、スペーサの作製方法について説明する。

スペーサ３は、別体で形成した後、フェーススプレート２又はリアプレート１に固定することができる。この時、スペーサ３を、画像表示領域外で、不図示の固定部材により固定することができる。

スペーサ３を製造する方法としては、導電性ペーストと絶縁性ペーストを交互に塗布し積層状態とし、スペーサ間となる領域をサンドブラストで除去する方法や、印刷法などの方法が適用できる。また、板状の絶縁性の部材にイオンを打ち込み、導電体を形成する方法も適用できる。

またスペーサ３は、フェースプレート２又はリアプレート１上に直接形成してもよい。これにより、フェースプレート２上又はリアプレート１上の部材と、スペーサ３とのアライメントをスペーサ３の形成時に行うことができる。即ち、３種の部材（フェースプレート／リアプレート／スペーサ）全てをアライメントする必要が無くなる（２種の部材のアライメントですむ）。このような方法としては、例えば、フェースプレート２又はリアプレート１の表面上に、導電性ペーストと絶縁性ペーストを交互に塗布しスペーサ間となる領域をサンドブラストで除去する方法を好適に用いることができる。

絶縁体１０１に用いられる材料としては、リアプレート１とフェースプレート２との間隔を維持できるものであり、且つ、耐電圧性能が満たされれば特に限定されず、例えば、ポリイミド、セラミック、ガラス等を挙げることができる。また、プロセスやコストの点から、酸化鉛や酸化ビスマス系の材料を好適に用いることができる。中でも環境への影響が比較的少ないことから、酸化ビスマス系の材料を特に好適に用いることができる。

導電体１０２に用いられる材料としては、銀、金、銅、アルミニウム等の金属が好適であるが、絶縁体に比べて十分大きな導電率を持つ材料であれば、その限りではない。例えばシリコン、ゲルマニウム等のＩＶ族半導体、ガリウム砒素等の化合物半導体、酸化錫等の酸化物半導体等、絶縁体と導電率比がおおよそ１０倍以上であれば導電体１０２として用いることができる。中でも銀は、印刷プロセスとの相性がよく、ローコストで精度よく形成できることから、より好適である。

図７に示す構造の高抵抗膜１０５に用いられる材料としては、高電界に耐えうる物性（抵抗値、温度特性等）を満たす一般的な材料であればよい。例えば、シリコン、ゲルマニウム等の４族半導体、ガリウム砒素等の化合物半導体、酸化錫等の酸化物半導体を挙げることができる。或いは上記各種半導体に微量の不純物を加えた不純物半導体をアモルファス状態、多結晶状態、或いは単結晶状態に成膜したもの及び炭素材料等を挙げることができる。

次に、本発明で用いられるリアプレート１について説明する。

リアプレート１上には、行方向配線５、列方向配線６、電極間絶縁体（不図示）及び電子放出素子８を形成した電子源基板９が固定されている。電子源基板９はリアプレート１と兼ねても良い。

図示される電子放出素子８は、一対の電極間に電子放出部を有する導電性膜が該電極に接続された表面伝導型電子放出素子である。本例は、この表面伝導型電子放出素子をＮ×Ｍ個配置し、それぞれ等間隔で形成したＭ本の行方向配線５とＮ本の列方向配線６でマトリクス配線したマルチ電子ビーム源を有するものとなっている。また、本例においては、行方向配線５が電極間絶縁体を介して列方向配線６上に位置しているが、列方向配線６を行方向配線５の上になるように配置してもよい。行方向配線５には引出端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍを介して走査信号を印加し、列方向配線６には引出端子Ｄｙ１〜Ｄｙｎを介して変調信号（画像信号）を印加することができる。また、引出端子を設けずに、行方向配線５と列方向配線６に直接、画像信号を印加してもよい。

行方向配線５及び列方向配線６の構成材料としては、十分な導電性を有する材料であればよく、金、銀、銅などの金属を好ましく適用することができる。これらの配線を形成する方法としては、例えば、金属とガラスペーストと混合させた塗布材料を用いたスクリーン印刷法や、めっき浴材料を用いて金属を析出させるめっき法などを好ましく適用することができる。

次に、本発明の画像表示装置に用いるフェースプレート２について説明する。

フェースプレート２のリアプレート１側の面には、蛍光膜１０が形成されている。カラーの画像を表示できる画像表示装置においては、蛍光膜１０は異なる発光色の蛍光体を用いることができ、典型的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、の３原色の蛍光体で構成することができる。

本願発明においては、電子放出素子８から放出された電子、及びフェースプレート２に入射されて再放出された二次電子が、スペーサ３の表面に照射されて、スペーサ３の表面に帯電が生じる場合がある。スペーサ３の表面の帯電が進むと、スペーサ３の表面の電位が変動する。この時、１つの（１列の）電子放出素子８を挟むようにスペーサ３を配置することで、スペーサ３の表面の電位が、電子放出素子８を中心にほぼ対称に変動することになる。従って、フェースプレート２とリアプレート１との間の等電位面は、電子放出素子８を中心にほぼ対称となり、電子ビームのずれを抑制することができる。また各色の蛍光体の間にスペーサ３を設けることで、ハレーションを防ぐことができる。ハレーションとは、電子源から照射されフェースプレート２に着弾した電子の一部が、反射電子としてフェースプレート２より再放出し、周辺の蛍光体に照射することを言う。

上記蛍光膜１０の表面には、フェースプレート２に設けられた導電性部材であるメタルバック（加速電極）１１が設けられている。このメタルバック１１は、電子放出素子８から放出される電子を加速して引き上げるためのもので、高圧端子Ｈｖから高電圧が印加され、前記行方向配線５に比して高電位に規定されるものとなっている。電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置の場合、通常、電子放出素子８（行方向配線５または列方向配線６）とメタルバック１１間には電位差が形成される。この電位差は、高輝度の画像を表示するために大きいほうが好ましいが、大きくなるほど電子放出素子８とメタルバック１１との間で電界強度が強くなり、放電が発生しやすくなる。一方、電界強度を緩和するためには、電子放出素子８とメタルバック１１との間隔を広げることもできる。しかしながら、電子放出素子８とメタルバック１１との間隔を実質的に保持するスペーサの高さを高くする必要があり、コストが高くなる。したがって、電子放出素子８とメタルバック１１間に印加する電位差は、輝度とコストの観点から、１０ｋＶから１５ｋＶが実用的に好ましい。そしてスペーサ３のＺ方向の高さｈは、耐圧とコストの観点から、１００μｍから１０００μｍが実用的に好ましい。また、本発明は、１．０×１０⁷Ｖ／ｍ以上の電界強度に対応する場合に放電を抑制できる点で特に有効である。

蛍光膜１０及びメタルバック１１は、予めフェースプレート２上に形成しても良いが、フェースプレート２にスペーサ３を形成した後、これらを形成する方法が好適である。サンドブラストでスペーサ３を形成する場合、蛍光体の熱プロセスによる劣化を防ぐことができるからである。

蛍光膜１０は、さまざまな手法により設けることができるが、典型的には、印刷法で設けることができる。

メタルバック１１に用いる材料としては、導電体であればよく、典型的にはＡｌを用いることができる。メタルバック１１は、さまざまな手法により設けることができるが、典型的には、蒸着法により形成される。

また、図２（ａ）などを用いて説明した本発明の画像表示装置を用いて、映像受信表示装置を構成することができる。

図１２は、本発明の画像表示装置を用いた映像受信表示装置の概略構成を示す図である。図１２において、６１は映像情報受信装置、６２は画像信号生成回路、６３は駆動回路、６４は本発明の画像表示装置を示す。まず、映像情報受信装置６１で選局して受信された映像信号を画像信号生成回路６２に入力し、画像信号を生成する。映像情報受信装置６１としては、例えば、無線放送、有線放送、インターネットを介した映像放送等を選局し受信できるチューナーのような受信機を挙げることが出来る。また、映像情報受信装置６１に音響装置等を接続し、更に画像信号生成回路６２、駆動回路６３、および画像表示装置６４を含めてテレビセットを構成することが出来る。画像信号生成回路６２では、映像情報から画像表示装置６４の各画素に対応した画像信号を生成し、駆動回路６３に入力する。そして、入力された画像信号に基づいて駆動回路６３で画像表示装置６４に印加する電圧を制御し、画像表示装置６４に画像を表示させる。

以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。

［実施例１］
本実施例では、図２（ａ）に示すスペーサ３を用いた画像表示装置を作製した。

以下、本実施例の画像表示装置の作製方法を説明する。

（フェースプレート及びスペーサ作製）
図８を用い、フェースプレート２及びスペーサ３の製法を説明する。

（工程ａ）
フェースプレート２として青板ガラスを用意し、表面を洗浄した。

（工程ｂ）
洗浄した青板ガラスの表面に酸化ビスマス系の絶縁性ペースト８１（ノリタケ製「ＮＰ７７５３」）を、焼成後の膜厚が４０μｍになるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させた。

（工程ｃ）
乾燥させた絶縁性ペースト８１上に銀の導電性ペースト８２（ノリタケ製「ＮＰ４７３２」）を、焼成後の膜厚が１０μｍになるようにスクリーン印刷法にて形成し、１２０℃で１０分乾燥させた。形成したパターンは、後述するサンドブラスト時に、導電体１０２を形成する部分のみ作製した（図８−ａ）。次いで、酸化ビスマス系の絶縁性ペースト８１（ノリタケ製「ＮＰ７７５３」）を、焼成後の膜厚が４０μｍになるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させた。

（工程ｄ）
工程ｃを、以後６回繰り返した（図８−ｂ）。

（工程ｅ）
ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を用いて、サンドブラスト用のマスク８３を形成し（図８−ｃ）、サンドブラストにより、不必要な絶縁性ペースト８１を除去した。次いで、ドライフィルムレジストを剥離液にて剥離し、洗浄を行い、５７０℃で１０分焼成した。

（工程ｆ）
ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２蛍光体を分散したペーストを用い、スクリーン印刷法にて蛍光膜１０をスペーサ３の間に形成した。尚、本実施例ではカラーディスプレイを作製すべく、ＲＧＢの３色をストライプ状に塗り分けた。蛍光膜１０の膜厚は１５μｍとした。

（工程ｇ）
アクリルエマルジョンを蛍光膜１０上にスプレーコート法にて塗布、乾燥した後に、アルミニウムの膜をマスク蒸着法にて形成し、メタルバック１１とした。アルミニウムの膜厚は１００ｎｍとした（図８−ｄ）。

以上の工程を経て作製されたスペーサ３は、ｄ１が４０μｍ、ｄ２が１０μｍ、ｄ３が１０μｍ、Ｗが８０μｍ、ｈが３９０μｍ、Ｐが１６０μｍであった。

また、絶縁体１０１に用いた材料を、テストパターンに塗布して、乾燥、焼成し、抵抗値を測定したところ、体積抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω・ｍであった。

（リアプレートの作製）
表面伝導型電子放出素子を、基板を兼ねるリアプレート１上に１００×３００個形成し、マトリクス状に配線して電子源を形成し、これを用いて画像表示装置を作製した。以下に図９ａ〜ｄを参照して、作製手順を説明する。行方向配線５のピッチは４８０μｍ，列方向配線６のピッチは１６０μｍとした。

洗浄した青板ガラスの表面に、厚さ０．５μｍのＳｉＯ₂層をスパッタリングにより形成し、リアプレート１とした。リアプレート１上にスパッタ成膜法とフォトリソグラフィー法を用いて表面伝導型電子放出素子の第１の電極９１と第２の電極９２を形成した。材質は厚さ５ｎｍのＴｉ、１００ｎｍのＮｉを積層したものである。第１の電極９１と第２の電極９２との間隔は２μｍとした（図９−ａ）。

Ａｇペーストを所定の形状に印刷し、焼成することにより列方向配線６を形成した。該配線は画像表示領域の外部まで延長し、引出端子Ｄｙ１〜Ｄｙｎに接続した。列方向配線６の幅は８０μｍ、厚さは約１０μｍとした（図９−ｂ）。

ＰｂＯを主成分とし、ガラスバインダーを混合したペーストを用い、同じく印刷法により絶縁体９３を形成する。これは、列方向配線６と後述の行方向配線５を絶縁するもので、列方向配線６と交差し、厚さ約２０μｍとなるように形成した。尚、第１の電極９１の部分には切り欠きを設けて、行方向配線５と第１の電極９１の接続をとるようにした。

行方向配線５を上記絶縁体９３上に形成した（図９−ｃ）。方法は列方向配線６の場合と同じで、行方向配線５の幅は２４０μｍ、厚さは約１０μｍとした。

続いて、行方向配線５と列方向配線６を設けたリアプレート１上に、スパッタリング法によりＣｒ膜を形成し、フォトリソグラフィー法により、導電性膜９４の形状に対応する開口部をＣｒ膜に形成した。続いて、有機Ｐｄ化合物の溶液（奥野製薬製「ｃｃｐ−４２３０」）を塗布して、大気中３００℃、１２分間の焼成を行って、ＰｄＯ微粒子膜を形成した。そして、上記Ｃｒ膜をウェットエッチングにより除去して、リフトオフにより所定の形状の導電性膜９４とした（図９−ｄ）。

リアプレート１上に更に、ＰｂＯを主成分とし、ガラスバインダーを混合したペーストを塗布した。尚、塗布領域は、第１の電極９１、第２の電極９２、行方向配線５、列方向配線６および導電性膜９４が形成された領域（電子源領域）以外であって、図１の側壁４の内側に相当する領域である。

図１に示すように、リアプレート１とフェースプレート２との間の隙間を形成する側壁４とリアプレート１とをフリットガラスを用いて接合した。不図示のゲッターの固定もフリットガラスを用いて同時に行った。

〔組立工程〕
前記リアプレート１と接合した側壁４を上記のフェースプレート２とフリットガラスを用いて接合し、画像表示装置となる真空容器を完成した。高電圧導入端子及び排気管の接合も同時に行った。高電圧導入端子はＡｇの棒である。

尚、電子源の各電子放出素子８と、フェースプレート２の蛍光膜１０の位置が正確に対応するように、注意深く位置合わせを行った。

上記真空容器を、不図示の排気管を介して真空排気装置に接続し、真空容器内を排気し、容器内の圧力が１０^-4Ｐａ以下となったところで、フォーミング処理を行った。

フォーミング処理は、Ｘ方向の各行毎に、行方向配線５に図１０に模式的に示すような波高値の漸増するパルス電圧を印加して行った。パルス間隔Ｔ１は１０ｓｅｃ．とし、パルス幅Ｔ２は１ｍｓｅｃ．とした。尚、図には示されていないが、フォーミング用のパルスの間に波高値０．１Ｖの矩形波パルスを挿入して電流値を測定して、電子放出素子の抵抗値を同時に測定する。１素子あたりの抵抗値が１ＭΩを越えたところで、その行のフォーミング処理を終了し、次の行の処理に移る。これを繰り返して、全ての行についてフォーミング処理を完了した。

上記真空容器を２００℃に保持しながらイオンポンプにより排気し、圧力を１０^-5Ｐａ以下まで下げ、アセトンを真空容器内に導入した。圧力は、１．３×１０^-2Ｐａとなるように導入量を調整した。続いて、行方向配線５に波高値１６Ｖの矩形波パルス電圧を印加した。パルス幅は１００μｓｅｃ．とし、１パルス毎に１２５μｓｅｃ間隔でパルスを加える行方向配線５を隣の行に切り替え、順次行方向の各配線５にパルスを印加することを繰り返した。この結果各行には１０ｍｓｅｃ．間隔でパルスが印加されたことになる。この活性化処理の結果、各電子放出素子８の電子放出部近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形成され、素子電流（第１の電極９１と第２の電極９２の間を流れる電流）Ｉｆが大きくなる。

安定化工程として、真空容器内を再度排気した。排気は、真空容器を２００℃に保持しながら、イオンポンプを用いて１０時間継続した。この工程は真空容器内に残留した有機物質分子を除去し、前記炭素を主成分とする堆積膜のこれ以上の堆積を防いで、電子放出特性を安定させるためのものである。

真空容器を室温に戻した後、上記活性化処理と同様の方法で、行方向配線５にパルス電圧を印加した。更に、上記の高電圧導入端子を通じて、メタルバック１１に５ｋＶの電圧を印加すると蛍光膜１０が発光した。尚、この時、列方向配線６は接地されている。目視により、発光しない部分或いは非常に暗い部分がないことを確認し、行方向配線５及びメタルバック１１への電圧の印加をやめ、排気管を加熱溶着して封止する。続いて、高周波加熱によりゲッター処理を行い、画像表示装置を完成する。

以上のようにして製造された画像表示装置のメタルバック１１に１０ｋＶの電圧を印加して画像を表示させたところ、輝度が高く、且つ放電による画像の欠陥の無い良好な画像を表示することができた。また、上記の画像表示装置のメタルバック１１に印加する電圧を上昇させたところ、１５ｋＶにて放電が生じ画像欠陥が生じた。

［実施例２］
本実施例では、図５に示すスペーサを用いた画像表示装置を作製した。

但し本実施例ではスペーサを除いて実施例１と同様なものを使用したため、以下ではフェースプレート及びスペーサの作製のみの説明を行う。

〔フェースプレート及びスペーサの作製〕
図１１−ａから図１１−ｄを用い、フェースプレート２及びスペーサ３の製法を説明する。

（工程ａ）
フェースプレート２として青板ガラスを用意し、表面を洗浄した。

（工程ｂ）
洗浄した青板ガラスの表面に酸化ビスマス系の絶縁性ペースト８１（ノリタケ製「ＮＰ７７５３」）を、焼成後の膜厚が４０μｍになるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させた。

（工程ｃ）
乾燥させた絶縁性ペースト８１上に銀の導電性ペースト８２（ノリタケ製「ＮＰ４７３２」）を、焼成後の膜厚が１０μｍになるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させた（図１１−ａ）。次いで、酸化ビスマス系の絶縁性ペースト８１（ノリタケ製「ＮＰ７７５３」）を、焼成後の膜厚が４０μｍになるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させた。

（工程ｄ）
工程ｃを、以後６回繰り返した。

（工程ｅ）
ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を用いて、サンドブラスト用のマスク８３を形成し（図１１−ｂ）、サンドブラストにより、不必要な絶縁性ペーストを除去した（図１１−ｃ）。次いでドライフィルムレジストを剥離液にて剥離し、洗浄を行った。

（工程ｆ）
導電体１０２に対して濡れ性が良く、絶縁体１０１に対して濡れ性が悪い絶縁性ペーストを用い、ディッピング法にて絶縁膜１０３を導電体１０２の端部のみに形成した。この絶縁性ペーストの組成としては、酸化ビスマス系の低融点ガラスフリットを含有した材料を用いた。５７０℃で１０分焼成した。

（工程ｇ）
ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２蛍光体を分散したペーストを用い、スクリーン印刷法にて蛍光膜１０をスペーサ３の間に形成した。尚、本実施例ではカラーディスプレイを作製すべく、ＲＧＢの３色をストライプ状に塗り分けた。蛍光膜１０の膜厚は１５μｍとした。

（工程ｈ）
アクリルエマルジョンを蛍光膜１０上にスプレーコート法にて塗布、乾燥した後に、アルミニウムの膜をマスク蒸着法にて形成し、メタルバック１１とした。アルミニウムの膜厚は１００ｎｍとした（図１１−ｄ）。

以上の工程を経て作製されたスペーサ３は、ｄ１が４０μｍ、ｄ２が１０μｍ、ｄ３が２０μｍ、Ｗが８０μｍ、ｈが３９０μｍ、Ｐが１６０μｍであった。

また、絶縁膜１０３に用いた材料を、テストパターンに塗布して、乾燥、焼成し、抵抗値を測定したところ、体積抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω・ｍであった。

本実施例によれば、導電体１０２のパターニングに、スペーサ３のパターニングに用いるＤＦＲをマスクに使用できるためにアライメントが容易になる。

以上のようにして製造されたスペーサを用いた画像表示装置のメタルバック１１に１０ｋＶの電圧を印加して画像を表示させたところ、輝度が高く、且つ放電による画像の欠陥の無い良好な画像を表示することができた。また、上記の画像表示装置のメタルバック１１に印加する電圧を上昇させたところ、１５ｋＶにて放電が生じ画像欠陥が生じた。

［実施例３］
本実施例では、図６に示すスペーサを用いた画像表示装置を作製した。

但し本実施例ではスペーサを除いて実施例１と同様なものを使用したため、以下ではフェースプレート及びスペーサの作製のみの説明を行う。

〔フェースプレート及びスペーサの作製〕
（工程ａ）〜（工程ｅ）
実施例２の工程ａから工程ｅと同様の作業を行った。

（工程ｆ）
濡れ性が導電体１０２及び絶縁体１０１のどちらにも良い絶縁性ペーストを用い、ディッピング法にて絶縁膜１０３を、導電体と絶縁体とが積層した構造体の側面に一様に形成した。

（工程ｇ）
実施例２の工程ｇと同様の作業を行った。

以上の工程を経て作製されたスペーサ３は、実施例２のスペーサ３と同じ寸法であった。

また、絶縁膜１０３に用いた材料を、テストパターンに塗布して、乾燥、焼成し、抵抗値を測定したところ、体積抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω・ｍであった。

本実施例によれば、絶縁膜１０３は側壁に一様に形成されておればよいので、プロセスが簡易になる。

以上のようにして製造されたスペーサを用いた画像表示装置のメタルバック１１に１０ｋＶの電圧を印加して画像を表示させたところ、輝度が高く、且つ放電による画像の欠陥の無い良好な画像を表示することができた。また、上記の画像表示装置のメタルバック１１に印加する電圧を上昇させたところ、１５ｋＶにて放電が生じ画像欠陥が生じた。

［実施例４］
本実施例では、図７に示すスペーサを用いた画像表示装置を作製した。

但し本実施例ではスペーサを除いて実施例１と同様なものを使用したため、以下ではフェースプレート及びスペーサの作製のみの説明を行う。

〔フェースプレート及びスペーサの作製〕
（工程ａ）〜（工程ｅ）
実施例２の工程ａから工程ｅと同様の作業を行った。

（工程ｆ）
酸化スズを主成分とする導電性超微粒子が有機溶媒に分散された溶液を、ディッピング法にて、導電体と絶縁体とが積層した構造体の側面に一様に塗布し、３８０℃で１０分焼成した。これにより高抵抗膜１０４を形成した。高抵抗膜１０４の厚さは３０ｎｍ、シート抵抗は１０¹³Ω／□であった。

（工程ｇ）
絶縁性ペーストを用い、ディッピング法にて絶縁膜１０３を、高抵抗膜１０４上に一様に形成した。

（工程ｈ）〜（工程ｉ）
実施例２の工程ｇおよび工程ｉと同様の作業を行った。

以上の工程を経て作製されたスペーサ３は、実施例２のスペーサ３と同じ寸法であった。

また、絶縁膜１０３に用いた材料を、テストパターンに塗布して、乾燥、焼成し、体積抵抗率を測定したところ、１．０×１０¹⁰Ω・ｍであった。

以上のようにして製造されたスペーサを用いた画像表示装置のメタルバック１１に１０ｋＶの電圧を印加して画像を表示させたところ、輝度が高く、且つ導電性の異物による画像の欠陥の無い良好な画像を表示することができた。また、画像を長時間表示させても、電子ビームのずれによる画像の欠陥が生じにくかった。また、上記の画像表示装置のメタルバック１１に印加する電圧を上昇させたところ、１５ｋＶにて放電が生じ画像欠陥が生じた。

［実施例５］
本実施例では、スペーサ３の絶縁体１０１の体積抵抗率を変えたことを除いて実施例１と同様に、図１に示す画像表示装置を作製した。

以下、実施例１とは異なる点について説明する。

本実施例では、実施例１の工程（ｂ）〜工程（ｄ）の絶縁性ペースト８１として、酸化鉛を含有したガラスフリットを用いた。絶縁性ペースト８１をテストパターンに塗布して、乾燥、焼成し、体積抵抗率を測定したところ、１．０×１０⁸Ω・ｍであった。

上記の絶縁性ペースト８１を用いて、実施例１と同様の手法にて作製した画像表示装置のメタルバック１１に１０ｋＶの電圧を印加して画像を表示させたところ、輝度が高く、且つ放電による画像の欠陥の無い良好な画像を表示することができた。また、上記の画像表示装置のメタルバック１１に印加する電圧を上昇させたところ、１４ｋＶにて放電が生じ画像欠陥が生じた。

［実施例６］
本実施例では、スペーサ３の絶縁体１０１の体積抵抗率を変えたことを除いて実施例１と同様に、図２（ａ）に示す画像表示装置を作製した。

以下、実施例１とは異なる点について説明する。

本実施例では、実施例１の工程（ｂ）〜工程（ｄ）の絶縁性ペースト８１として、酸化鉛を含有したガラスフリットを用いた。絶縁性ペースト８１をテストパターンに塗布し、乾燥、焼成して、体積抵抗率を測定したところ、１．０×１０⁶Ω・ｍであった。

上記の絶縁性ペースト８１を用いて、実施例１と同様の手法にて作製した画像表示装置のメタルバック１１に１０ｋＶの電圧を印加して画像を表示させたところ、輝度が高く、且つ放電による画像の欠陥の無い良好な画像を表示することができた。また、上記の画像表示装置のメタルバック１１に印加する電圧を上昇させたところ、１１ｋＶにて放電が生じ画像欠陥が生じた。

［比較例１］
本比較例では、スペーサ３をガラス部材からなる板状のスペーサに換えたことを除いて実施例１と同様に、図１に示す画像表示装置を作製した。

以下、実施例１とは異なる点について説明する。

実施例１の工程ａの後、洗浄した青板ガラスの表面に酸化ビスマス系の絶縁性ペーストを、焼成後の膜厚が３９０μｍとなるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させた。その後、実施例１の工程ｅ〜工程ｇを行った。

以上の工程を経て作製されたスペーサ３は、幅が９０μｍ、ｈが３９０μｍ、Ｐが１６０μｍであった。

以上のようにして製造された画像表示装置のメタルバック１１に電圧を印加し、徐々に電圧を上昇させたところ、２ｋＶで放電が生じ画像欠陥が生じた。

［比較例２］
本比較例では、スペーサ３の表面の絶縁膜１０３を設ける工程（ｆ）を省略したことを除いて実施例２と同様に、図１に示す画像表示装置を作製した。

以上のようにして製造された画像表示装置のメタルバック１１に電圧を印加し、徐々に電圧を上昇させたところ、５ｋＶで放電が生じ画像欠陥が生じた。

本発明の画像表示装置の表示パネルの一部を切り欠いた斜視図である。 図１の表示パネルのＸＺ断面図である。 図１の表示パネルのＹＺ断面図である。 従来のスペーサにおける短絡の様子を示す図である。 本発明のスペーサの他の実施形態を示す図である。 本発明のスペーサの他の実施形態を示す図である。 本発明のスペーサの他の実施形態を示す図である。 本発明に係るスペーサの作製工程を示す図である。 本発明に係るスペーサの作製工程を示す図である。 本発明に係るスペーサの作製工程を示す図である。 本発明に係るスペーサの作製工程を示す図である。 本発明に係るリアプレート上の電子源の作製工程を示す図である。 本発明に係るリアプレート上の電子源の作製工程を示す図である。 本発明に係るリアプレート上の電子源の作製工程を示す図である。 本発明に係るリアプレート上の電子源の作製工程を示す図である。 本発明の実施例において電子放出素子のフォーミング工程に用いた電圧波形を示す図である。 本発明に係る他の実施形態のスペーサの作製工程を示す図である。 本発明に係る他の実施形態のスペーサの作製工程を示す図である。 本発明に係る他の実施形態のスペーサの作製工程を示す図である。 本発明に係る他の実施形態のスペーサの作製工程を示す図である。 本発明の映像受信表示装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ リアプレート
２ フェースプレート
３ スペーサ
４ 側壁
５ 行方向配線
６ 列方向配線
８ 電子放出素子
９ 電子源基板
１０ 蛍光膜
１１ メタルバック
６１ 映像情報受信装置
６２ 画像信号生成回路
６３ 駆動回路
６４ 画像表示装置
８１ 絶縁性ペースト
８２ 導電性ペースト
８３ マスク
９１ 第１の電極
９２ 第２の電極
９３ 層間絶縁体
９４ 導電性膜
１０１ 絶縁体
１０２ 導電体
１０３ 絶縁膜
１０４ 導電性の異物
１０５ 高抵抗膜

Claims (6)

1. 複数の電子放出素子を備える第１の基板と、
   アノードと、前記電子放出素子から放出された電子の入射により発光する蛍光体と、を備える第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を維持するための間隔規定部材と、
   を具備する画像表示装置であって、
   前記間隔規定部材が、絶縁体と、少なくとも前記アノードと前記第１の基板とで挟まれる領域内においてその少なくとも一部が前記絶縁体に内包された複数の導体領域と、を有し、
   該複数の導体領域が、前記絶縁体内に互いに間隔をおいて前記第１の基板と前記第２の基板とが対向する方向に配置されたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記間隔規定部材が、前記複数の導体領域をつなぐ高抵抗膜を有し、該高抵抗膜が、前記絶縁体に覆われている請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記間隔規定部材が、前記電子放出素子を挟むように配置される請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記絶縁体の体積抵抗率が、１．０×１０⁸［Ω・ｍ］以上である請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示装置。
5. 前記アノードの電位と、前記複数の電子放出素子の電位との差を、前記アノードと前記複数の電子放出素子との最短距離で除した電界強度が、１．０×１０⁷［Ｖ／ｍ］以上である請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
6. 映像受信表示装置において、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置と、
   映像信号を選択して受信する受信回路と、
   該受信回路で受信する映像信号から、前記画像表示装置に出力する画像信号を生成する出力回路と、
   を有することを特徴とする映像受信表示装置。

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