JP3302341B2 - 帯電緩和膜及び電子線装置及び画像形成装置及び画像形成装置の製造方法 - Google Patents
帯電緩和膜及び電子線装置及び画像形成装置及び画像形成装置の製造方法Info
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- Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願に係る発明は、帯電を緩
和できる膜に関する。特には、電子が当たった時に生じ
うる帯電の影響を緩和できる膜に関する。また、電子線
装置に関する。また、該電子線装置で用いる部材に関す
る。また特に画像形成装置に関する。また、前記膜や装
置や部材の製造方法に関する。
和できる膜に関する。特には、電子が当たった時に生じ
うる帯電の影響を緩和できる膜に関する。また、電子線
装置に関する。また、該電子線装置で用いる部材に関す
る。また特に画像形成装置に関する。また、前記膜や装
置や部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】奥行きの薄い平面型ディスプレイは省ス
ペースかつ軽量であることから、ブラウン管型ディスプ
レイに置き変わるものとして注目される。現在平面型デ
ィスプレイには液晶型、プラズマ発光型、マルチ電子源
を用いたものがある。プラズマ発光型及びマルチ電子源
ディスプレイは視野角が大きく、画質がブラウン管並み
であるために高品位な画像の表示が可能である。
ペースかつ軽量であることから、ブラウン管型ディスプ
レイに置き変わるものとして注目される。現在平面型デ
ィスプレイには液晶型、プラズマ発光型、マルチ電子源
を用いたものがある。プラズマ発光型及びマルチ電子源
ディスプレイは視野角が大きく、画質がブラウン管並み
であるために高品位な画像の表示が可能である。
【０００３】図１４は多数の微小な電子源を使用したデ
ィスプレイの断面膜式図であり、５１がガラスからなる
リアプレート５２上に形成された電子源、５４は蛍光体
等が形成されたガラスからなるフェースプレートであ
る。電子源は高密度化が可能な円錐状あるいは針状の先
端から電子を電界放出させる電界放出型電子放出素子あ
るいは表面伝導型電子放出素子などの冷陰極型電子放出
素子が開発されている。この図１４は電子源を駆動する
ための配線は省略してある。ディスプレイの表示面積が
大きくなるにしたがい、内部の真空と外部の大気圧差に
よる基板の変形を抑えるためリアプレート及びフェース
プレートを厚くする必要がある。これはディスプレイの
重量を増加させるのみならず、斜めから見た時に画像の
ひずみをもたらす。そこで、比較的薄いガラス板を使用
して大気圧を支えるためリアプレートとフェースプレー
トとの間はスペーサあるいはリブと呼ばれる構造支持体
が用いられる。電子源が形成されたリアプレートと蛍光
体が形成されたフェースプレートとの間は通常サブミリ
ないし数ミリに保たれ、前述したように内部は高真空に
保持されている。
ィスプレイの断面膜式図であり、５１がガラスからなる
リアプレート５２上に形成された電子源、５４は蛍光体
等が形成されたガラスからなるフェースプレートであ
る。電子源は高密度化が可能な円錐状あるいは針状の先
端から電子を電界放出させる電界放出型電子放出素子あ
るいは表面伝導型電子放出素子などの冷陰極型電子放出
素子が開発されている。この図１４は電子源を駆動する
ための配線は省略してある。ディスプレイの表示面積が
大きくなるにしたがい、内部の真空と外部の大気圧差に
よる基板の変形を抑えるためリアプレート及びフェース
プレートを厚くする必要がある。これはディスプレイの
重量を増加させるのみならず、斜めから見た時に画像の
ひずみをもたらす。そこで、比較的薄いガラス板を使用
して大気圧を支えるためリアプレートとフェースプレー
トとの間はスペーサあるいはリブと呼ばれる構造支持体
が用いられる。電子源が形成されたリアプレートと蛍光
体が形成されたフェースプレートとの間は通常サブミリ
ないし数ミリに保たれ、前述したように内部は高真空に
保持されている。
【０００４】電子源からの放出電子を加速するために電
子源と蛍光体との間には数百Ｖ以上の高電圧が不図示の
アノード電極（メタルバック）に印加されている。すな
わち、蛍光体と電子源との間には電界強度にして１ｋＶ
／ｍｍを越える強電界が印加されるため、スペーサ部で
の放電が懸念される。また、スペーサは近傍電子源から
放出された電子の一部が当たることにより、あるいは放
出電子によりイオン化した正イオンがスペーサに付着す
ることにより帯電を引き起こす。スペーサの帯電により
電子源から放出された電子はその軌道を曲げられ、蛍光
体上の正規な位置とは異なる場所に到達し、表示画像を
前面ガラスを介して見た時、スペーサ近傍の画像がゆが
んで表示される。
子源と蛍光体との間には数百Ｖ以上の高電圧が不図示の
アノード電極（メタルバック）に印加されている。すな
わち、蛍光体と電子源との間には電界強度にして１ｋＶ
／ｍｍを越える強電界が印加されるため、スペーサ部で
の放電が懸念される。また、スペーサは近傍電子源から
放出された電子の一部が当たることにより、あるいは放
出電子によりイオン化した正イオンがスペーサに付着す
ることにより帯電を引き起こす。スペーサの帯電により
電子源から放出された電子はその軌道を曲げられ、蛍光
体上の正規な位置とは異なる場所に到達し、表示画像を
前面ガラスを介して見た時、スペーサ近傍の画像がゆが
んで表示される。
【０００５】こ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６
１−１２４０３１号公報）。そこでは絶縁性のスペーサ
の表面に高抵抗薄膜を形成することにより、スペーサ表
面に微小電流が流れるようにしている。ここで用いられ
ている帯電緩和膜は酸化スズ、あるいは酸化スズと酸化
インジウム混晶薄膜や金属膜である。
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６
１−１２４０３１号公報）。そこでは絶縁性のスペーサ
の表面に高抵抗薄膜を形成することにより、スペーサ表
面に微小電流が流れるようにしている。ここで用いられ
ている帯電緩和膜は酸化スズ、あるいは酸化スズと酸化
インジウム混晶薄膜や金属膜である。
【０００６】上記従来例に使用された酸化スズ等の薄膜
はガスセンサに応用されるほど酸素等のガスに敏感なた
め雰囲気でその抵抗値が変化しやすい。また、これらの
材料や金属膜は比抵抗が小さいために高抵抗化するには
島状に成膜したり、極めて薄膜化する必要がある。
はガスセンサに応用されるほど酸素等のガスに敏感なた
め雰囲気でその抵抗値が変化しやすい。また、これらの
材料や金属膜は比抵抗が小さいために高抵抗化するには
島状に成膜したり、極めて薄膜化する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本願に係る発明は、帯
電を好適に抑制すること、帯電を好適に低減すること、
の少なくともいずれかを実現でき、帯電による影響を緩
和できる帯電緩和膜を実現することを目的とする。また
本願は、再現性の高い膜を実現すること、安定な膜を実
現すること、特には熱工程での抵抗値の変化しにくい膜
を実現すること、の少なくともいずれかを目的とする発
明も含む。また電子線装置において用いる部材、特には
スペーサにおいて、帯電による影響を緩和できる部材を
実現することを目的とする発明も含む。また、そのよう
な部材を用いた電子線装置、特には画像形成装置を実現
することを目的とする発明も含む。
電を好適に抑制すること、帯電を好適に低減すること、
の少なくともいずれかを実現でき、帯電による影響を緩
和できる帯電緩和膜を実現することを目的とする。また
本願は、再現性の高い膜を実現すること、安定な膜を実
現すること、特には熱工程での抵抗値の変化しにくい膜
を実現すること、の少なくともいずれかを目的とする発
明も含む。また電子線装置において用いる部材、特には
スペーサにおいて、帯電による影響を緩和できる部材を
実現することを目的とする発明も含む。また、そのよう
な部材を用いた電子線装置、特には画像形成装置を実現
することを目的とする発明も含む。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願に係る帯電緩和膜の
発明の一つは以下のように構成される。
発明の一つは以下のように構成される。
【０００９】遷移金属または遷移金属の窒化物と、窒化
ゲルマニウムとを有する帯電緩和膜。 この膜によれ
ば、帯電が生じることによる影響を抑制できる。特に、
前記遷移金属が、クロム、チタン、タンタル、モリブデ
ン、タングステンの少なくとも一種であると好適であ
る。
ゲルマニウムとを有する帯電緩和膜。 この膜によれ
ば、帯電が生じることによる影響を抑制できる。特に、
前記遷移金属が、クロム、チタン、タンタル、モリブデ
ン、タングステンの少なくとも一種であると好適であ
る。
【００１０】また、更に窒化アルミニウムを有するとよ
く、前記遷移金属が、クロム、チタン、タンタル、モリ
ブデン、タングステンの少なくとも一種であると好適で
ある。
く、前記遷移金属が、クロム、チタン、タンタル、モリ
ブデン、タングステンの少なくとも一種であると好適で
ある。
【００１１】また、前記帯電緩和膜の有するゲルマニウ
ムの窒化率が５０％以上であると好適である。
ムの窒化率が５０％以上であると好適である。
【００１２】また、前記帯電緩和膜のアルミニウムの表
面窒化率が３５％以上であると好適である。ここで、ア
ルミニウムの表面窒化率とは、窒化アルミニウムを構成
する窒素の原子濃度をアルミニウムの原子濃度で割った
ものである。
面窒化率が３５％以上であると好適である。ここで、ア
ルミニウムの表面窒化率とは、窒化アルミニウムを構成
する窒素の原子濃度をアルミニウムの原子濃度で割った
ものである。
【００１３】また、膜厚が１０ｎｍ以上１μｍ以下であ
ると好適である。
ると好適である。
【００１４】また、抵抗温度係数の絶対値が１％以下で
あると好適である。特に、前記抵抗温度係数が負である
と好適である。
あると好適である。特に、前記抵抗温度係数が負である
と好適である。
【００１５】また本願に係る電子線装置の発明の一つは
以下のように構成される。
以下のように構成される。
【００１６】外囲器内に、電子源と、該電子源に対向す
る対向部材と、該電子源と対向部材との間に設けられる
第１の部材とを有する電子線装置であって、前記第１の
部材は基材と該基材上に設けられた先に記載の帯電緩和
膜とを有していることを特徴とする電子線装置。この構
成においては、前記第１の部材が帯電することによる影
響を抑制できるので、好適である。
る対向部材と、該電子源と対向部材との間に設けられる
第１の部材とを有する電子線装置であって、前記第１の
部材は基材と該基材上に設けられた先に記載の帯電緩和
膜とを有していることを特徴とする電子線装置。この構
成においては、前記第１の部材が帯電することによる影
響を抑制できるので、好適である。
【００１７】ここで、前記基材は絶縁性を有するもので
あるとよい。
あるとよい。
【００１８】また前記第１の部材は、前記電子源と対向
部材の間の間隔を維持するスペーサとして好適に用いる
ことができる。
部材の間の間隔を維持するスペーサとして好適に用いる
ことができる。
【００１９】また、前記第１の部材の前記電子源側の端
部と前記対向部材側の端部との間に印加される電圧をＶ
ａとした時の、前記帯電緩和膜の比抵抗が１０-7×Ｖａ
Ωｍ以上１０5 Ωｍ以下であるとよい。
部と前記対向部材側の端部との間に印加される電圧をＶ
ａとした時の、前記帯電緩和膜の比抵抗が１０-7×Ｖａ
Ωｍ以上１０5 Ωｍ以下であるとよい。
【００２０】また、前記基材はＮａを含有する基材であ
り、前記基材と前記帯電緩和膜の間にＮａブロック層を
有するとよい。前記基材と前記帯電緩和膜の間に、酸化
珪素層、酸化ジルコニウム層、酸化アルミニウム層の少
なくともいずれかを有するようにするとよい。
り、前記基材と前記帯電緩和膜の間にＮａブロック層を
有するとよい。前記基材と前記帯電緩和膜の間に、酸化
珪素層、酸化ジルコニウム層、酸化アルミニウム層の少
なくともいずれかを有するようにするとよい。
【００２１】本願に係る画像形成装置の発明の一つは以
下のように構成される。
下のように構成される。
【００２２】外囲器内に、電子源と、該電子源に対向し
て設けられた電子照射により画像を形成する画像形成部
材と、該電子源と画像形成部材との間に設けられる第１
の部材とを有する画像形成装置であって、前記第１の部
材は基材と該基材上に設けられた先に記載の帯電緩和膜
とを有していることを特徴とする画像形成装置。
て設けられた電子照射により画像を形成する画像形成部
材と、該電子源と画像形成部材との間に設けられる第１
の部材とを有する画像形成装置であって、前記第１の部
材は基材と該基材上に設けられた先に記載の帯電緩和膜
とを有していることを特徴とする画像形成装置。
【００２３】この構成によれば、第１の部材が帯電する
ことによる影響を抑制できるため、好適な画像形成が可
能となる。
ことによる影響を抑制できるため、好適な画像形成が可
能となる。
【００２４】ここで、前記第１の部材は、前記外囲器内
に配置された電極に接続されているとよく、特には、前
記第１の部材は、前記外囲器内に配置され、それぞれ異
なる電位が与えられる複数の電極に接続されているとよ
い。また、前記第１の部材は、前記外囲器内に配置され
た電極に接続される端部に、該端部に沿って設けられる
電極を有していると好適である。
に配置された電極に接続されているとよく、特には、前
記第１の部材は、前記外囲器内に配置され、それぞれ異
なる電位が与えられる複数の電極に接続されているとよ
い。また、前記第１の部材は、前記外囲器内に配置され
た電極に接続される端部に、該端部に沿って設けられる
電極を有していると好適である。
【００２５】また、前記第１の部材は、前記電子源に設
けられた電極と前記画像形成部材に設けられた電極とに
接続されているとよい。画像形成部材に設けられた電極
としては、例えば、電子源からの電子を加速する電位が
与えられる加速電極を好適に用いることができる。
けられた電極と前記画像形成部材に設けられた電極とに
接続されているとよい。画像形成部材に設けられた電極
としては、例えば、電子源からの電子を加速する電位が
与えられる加速電極を好適に用いることができる。
【００２６】第１の部材を電子源に設けられた電極に接
続する構成において、該電子源に設けられた電極として
は、前記電子源が有する電子放出素子を駆動する電位を
与える電極を好適に用いることができる。電子放出素子
を駆動する電位を与えるための電極とは、例えば配線で
あったりする。
続する構成において、該電子源に設けられた電極として
は、前記電子源が有する電子放出素子を駆動する電位を
与える電極を好適に用いることができる。電子放出素子
を駆動する電位を与えるための電極とは、例えば配線で
あったりする。
【００２７】ここで、前記電子源は、冷陰極型の電子放
出素子を有するものであると好適である。特に、表面伝
導型の電子放出素子を有するものを好適に用いることが
できる。
出素子を有するものであると好適である。特に、表面伝
導型の電子放出素子を有するものを好適に用いることが
できる。
【００２８】また、本願は発明として、先に述べた帯電
緩和膜を設けた部材の発明を含んでいる。
緩和膜を設けた部材の発明を含んでいる。
【００２９】また、本願に係る画像形成装置の製造方法
の発明の一つは以下のように構成される。
の発明の一つは以下のように構成される。
【００３０】外囲器内に、電子源と、該電子源に対向し
て設けられ電子照射により画像を形成する画像形成部材
と、該電子源と画像形成部材との間に設けられる第１の
部材とを有する画像形成装置の製造方法であって、基材
上に先に記載の帯電緩和膜を形成するステップと、該第
１の部材を前記外囲器内に配置後該外囲器の封着を行う
工程とを有することを特徴とする画像形成装置の製造方
法。
て設けられ電子照射により画像を形成する画像形成部材
と、該電子源と画像形成部材との間に設けられる第１の
部材とを有する画像形成装置の製造方法であって、基材
上に先に記載の帯電緩和膜を形成するステップと、該第
１の部材を前記外囲器内に配置後該外囲器の封着を行う
工程とを有することを特徴とする画像形成装置の製造方
法。
【００３１】ここで前記封着は、前記第１の部材の酸化
を抑制する雰囲気で行うと第１の部材の酸化を抑制する
ことができる。前記酸化を抑制する雰囲気は、窒素雰囲
気であったりする。
を抑制する雰囲気で行うと第１の部材の酸化を抑制する
ことができる。前記酸化を抑制する雰囲気は、窒素雰囲
気であったりする。
【００３２】
【発明の実施の形態】（実施例１） 以下に詳述される帯電緩和膜は、電子放出素子を用いた
画像形成装置のスペーサ表面に適用されるのが本発明に
おいて好ましい態様であるが、該画像形成装置と同様
に、容器内に電子放出素子を内包する装置で、上述同様
の問題を生じるような場合においては、該容器内面ある
いは容器内に配置された部材表面に適用することで、上
述した帯電による放出電子の軌道への悪影響を低減で
き、あるいは、装置の製造時の熱工程による該帯電緩和
膜の特性変化を低減することができるといった同様の効
果を得ることができる。
画像形成装置のスペーサ表面に適用されるのが本発明に
おいて好ましい態様であるが、該画像形成装置と同様
に、容器内に電子放出素子を内包する装置で、上述同様
の問題を生じるような場合においては、該容器内面ある
いは容器内に配置された部材表面に適用することで、上
述した帯電による放出電子の軌道への悪影響を低減で
き、あるいは、装置の製造時の熱工程による該帯電緩和
膜の特性変化を低減することができるといった同様の効
果を得ることができる。
【００３３】帯電緩和膜は絶縁性基材の表面を導電性膜
で被覆することにより、絶縁性基材表面に蓄積した電荷
を除去するものであり、通常、帯電緩和膜の表面抵抗
（シート抵抗Ｒｓ）１０14Ω／□以下であれば帯電を緩
和できるが、１０12Ω／□以下であることが望ましい。
さらに、十分な帯電防止効果を得るためにはより低い抵
抗値であればよ１０11Ω／□以下であることが好まし
く、より低抵抗であれば除電効果が向上する。
で被覆することにより、絶縁性基材表面に蓄積した電荷
を除去するものであり、通常、帯電緩和膜の表面抵抗
（シート抵抗Ｒｓ）１０14Ω／□以下であれば帯電を緩
和できるが、１０12Ω／□以下であることが望ましい。
さらに、十分な帯電防止効果を得るためにはより低い抵
抗値であればよ１０11Ω／□以下であることが好まし
く、より低抵抗であれば除電効果が向上する。
【００３４】帯電緩和膜を上記ディスプレイのスペーサ
に適応した場合においては、スペーサの表面抵抗値Ｒｓ
は帯電防止及び消費電力からその望ましい範囲に設定さ
れる。シート抵抗の下限はスペーサにおける消費電力に
より制限される。低抵抗であるほどスペーサに蓄積する
電荷を速やかに除去することが可能となるが、スペーサ
で消費される電力が大きくなる。スペーサに使用する帯
電緩和膜としては比抵抗が小さい金属膜よりは半導電性
の材料であることが好ましい。その理由は比抵抗が小さ
い材料を用いた場合、表面抵抗Ｒｓを所望の値にするた
めには帯電緩和膜の厚みを極めて薄くしなければならな
いからである。薄膜材料の表面エネルギー及び基板との
密着性や基板温度によっても異なるが、一般的に１０ｎ
ｍより小さい薄膜は島状となり、抵抗が不安定で成膜再
現性に乏しい。
に適応した場合においては、スペーサの表面抵抗値Ｒｓ
は帯電防止及び消費電力からその望ましい範囲に設定さ
れる。シート抵抗の下限はスペーサにおける消費電力に
より制限される。低抵抗であるほどスペーサに蓄積する
電荷を速やかに除去することが可能となるが、スペーサ
で消費される電力が大きくなる。スペーサに使用する帯
電緩和膜としては比抵抗が小さい金属膜よりは半導電性
の材料であることが好ましい。その理由は比抵抗が小さ
い材料を用いた場合、表面抵抗Ｒｓを所望の値にするた
めには帯電緩和膜の厚みを極めて薄くしなければならな
いからである。薄膜材料の表面エネルギー及び基板との
密着性や基板温度によっても異なるが、一般的に１０ｎ
ｍより小さい薄膜は島状となり、抵抗が不安定で成膜再
現性に乏しい。
【００３５】したがって、比抵抗値が金属導電体より大
きく、絶縁体よりは小さい範囲にある半導電性材料が好
ましいのであるが、これらは抵抗温度係数が負の材料が
多い。抵抗温度係数が負であると、スペーサ表面で消費
される電力による温度上昇で抵抗値が減少し、さらに発
熱し温度が上昇しつづけ、過大な電流が流れる、いわゆ
る熱暴走を引き起こす。しかし、発熱量すなわち消費電
力と放熱がバランスした状況では熱暴走は発生しない。
また、帯電緩和膜材料の抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対
値が小さければ熱暴走しにくい。
きく、絶縁体よりは小さい範囲にある半導電性材料が好
ましいのであるが、これらは抵抗温度係数が負の材料が
多い。抵抗温度係数が負であると、スペーサ表面で消費
される電力による温度上昇で抵抗値が減少し、さらに発
熱し温度が上昇しつづけ、過大な電流が流れる、いわゆ
る熱暴走を引き起こす。しかし、発熱量すなわち消費電
力と放熱がバランスした状況では熱暴走は発生しない。
また、帯電緩和膜材料の抵抗温度係数（ＴＣＲ）の絶対
値が小さければ熱暴走しにくい。
【００３６】ＴＣＲが−１％の帯電緩和膜を用いた条件
でスペーサ１平方ｃｍ当たの消費電力がおよそ０．１Ｗ
を越えるようになるとスペーサに流れる電流が増加しつ
づけ、熱暴走状態となることが実験で認められた。これ
はもちろんスペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧
Ｖａ及び帯電緩和膜の抵抗温度係数により左右される
が、以上の条件から、消費電力が１平方ｃｍあたり０．
１Ｗを越えないＲｓの値は１０×Ｖａ2 ／ｈ2 Ω／□以
上である。なお、ｈは該スペーサが配置される部材間距
離で、上記ディスプレイにおいては、フェースプレート
とリアプレート間の距離である。すなわち、平面型ディ
スプレイで代表される画像形成装置のｈは１ｃｍ以下に
設定されるので、スペーサ上に形成した帯電緩和膜のシ
ート抵抗Ｒｓは１０×Ｖａ2 Ω／□から１０11Ω／□の
範囲に設定されることが望ましい。
でスペーサ１平方ｃｍ当たの消費電力がおよそ０．１Ｗ
を越えるようになるとスペーサに流れる電流が増加しつ
づけ、熱暴走状態となることが実験で認められた。これ
はもちろんスペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧
Ｖａ及び帯電緩和膜の抵抗温度係数により左右される
が、以上の条件から、消費電力が１平方ｃｍあたり０．
１Ｗを越えないＲｓの値は１０×Ｖａ2 ／ｈ2 Ω／□以
上である。なお、ｈは該スペーサが配置される部材間距
離で、上記ディスプレイにおいては、フェースプレート
とリアプレート間の距離である。すなわち、平面型ディ
スプレイで代表される画像形成装置のｈは１ｃｍ以下に
設定されるので、スペーサ上に形成した帯電緩和膜のシ
ート抵抗Ｒｓは１０×Ｖａ2 Ω／□から１０11Ω／□の
範囲に設定されることが望ましい。
【００３７】上述したように絶縁性基材上に形成された
帯電緩和膜の厚みｔは１０ｎｍ以上が望ましい。一方膜
厚ｔが１μｍを超えると膜応力が大きくなって膜はがれ
の危険性が高まり、また成膜時間が長くなるため生産性
が悪い。したがって、膜厚は１０ｎｍ〜１μｍ、さらに
好適には２０〜５００ｎｍであることが望ましい。
帯電緩和膜の厚みｔは１０ｎｍ以上が望ましい。一方膜
厚ｔが１μｍを超えると膜応力が大きくなって膜はがれ
の危険性が高まり、また成膜時間が長くなるため生産性
が悪い。したがって、膜厚は１０ｎｍ〜１μｍ、さらに
好適には２０〜５００ｎｍであることが望ましい。
【００３８】比抵抗ρはシート抵抗Ｒｓと膜厚ｔの積で
あり、以上に述べたＲｓとｔの好ましい範囲から、帯電
緩和膜の比抵抗ρは１０-7×Ｖａ2 Ωｍ〜１０5 Ωｍで
あることが望ましい。さらにシート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（２×１０-7）Ｖ
ａ2 Ωｍ〜５×１０4 Ωｍとするのがよい。
あり、以上に述べたＲｓとｔの好ましい範囲から、帯電
緩和膜の比抵抗ρは１０-7×Ｖａ2 Ωｍ〜１０5 Ωｍで
あることが望ましい。さらにシート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（２×１０-7）Ｖ
ａ2 Ωｍ〜５×１０4 Ωｍとするのがよい。
【００３９】ディスプレイにおける電子の加速電圧Ｖａ
は１００Ｖ以上であり、ＣＲＴに通常用いられる高速電
子用蛍光体を平面型ディスプレイに用いた場合に十分な
輝度を得るためには１ｋＶ以上の電圧を要する。Ｖａ＝
１ｋＶの条件においては、帯電緩和膜の比抵抗は０．１
Ωｍ〜１０5 Ωｍが好ましい範囲である。
は１００Ｖ以上であり、ＣＲＴに通常用いられる高速電
子用蛍光体を平面型ディスプレイに用いた場合に十分な
輝度を得るためには１ｋＶ以上の電圧を要する。Ｖａ＝
１ｋＶの条件においては、帯電緩和膜の比抵抗は０．１
Ωｍ〜１０5 Ωｍが好ましい範囲である。
【００４０】以上に述べた帯電緩和膜の特性を実現する
材料を鋭意検討した結果、特に、ゲルマニウムと遷移金
属との窒素化合物が、帯電緩和膜として極めて優れてい
ることを見いだした。遷移金属はＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ等の中でもから選ばれるものであり、これ
らを単独で使用してもよいが、２種以上の遷移金属を合
わせて用いることも可能である。遷移金属またはその窒
化物は良導電体であり、窒化ゲルマニウムは絶縁体であ
る。よって、上記の窒素化合物膜は遷移金属とゲルマニ
ウムとの組成を調整することにより、良導電体から絶縁
体まで広い範囲に比抵抗値を制御できる。すなわち、ス
ペーサ用帯電緩和膜として望ましい上述した比抵抗値を
遷移金属組成を変えることにより実現することができ
る。
材料を鋭意検討した結果、特に、ゲルマニウムと遷移金
属との窒素化合物が、帯電緩和膜として極めて優れてい
ることを見いだした。遷移金属はＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ等の中でもから選ばれるものであり、これ
らを単独で使用してもよいが、２種以上の遷移金属を合
わせて用いることも可能である。遷移金属またはその窒
化物は良導電体であり、窒化ゲルマニウムは絶縁体であ
る。よって、上記の窒素化合物膜は遷移金属とゲルマニ
ウムとの組成を調整することにより、良導電体から絶縁
体まで広い範囲に比抵抗値を制御できる。すなわち、ス
ペーサ用帯電緩和膜として望ましい上述した比抵抗値を
遷移金属組成を変えることにより実現することができ
る。
【００４１】ここで、ゲルマニウムとＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ
の窒化化合物では金属組成（遷移金属／ゲルマニウム）
に対して比抵抗が変化する。上述した好ましい比抵抗が
駆られる遷移金属比率はＣｒの場合およそ３ａｔ．％〜
５０ａｔ．％、Ｔｉは３０ａｔ．％〜６８ａｔ．％、Ｔ
ａは３５ａｔ．％〜８０ａｔ．％である。また、遷移金
属がＭｏの場合Ｍｏの原子比（Ｍｏ／Ｇｅ）はおよそ３
ａｔ．％〜５０ａｔ．％、Ｗの場合にはおよそ３〜６０
ａｔ．％である。
の窒化化合物では金属組成（遷移金属／ゲルマニウム）
に対して比抵抗が変化する。上述した好ましい比抵抗が
駆られる遷移金属比率はＣｒの場合およそ３ａｔ．％〜
５０ａｔ．％、Ｔｉは３０ａｔ．％〜６８ａｔ．％、Ｔ
ａは３５ａｔ．％〜８０ａｔ．％である。また、遷移金
属がＭｏの場合Ｍｏの原子比（Ｍｏ／Ｇｅ）はおよそ３
ａｔ．％〜５０ａｔ．％、Ｗの場合にはおよそ３〜６０
ａｔ．％である。
【００４２】さらに後述する画像形成装置作製の工程に
おいてとりわけ、上述の遷移金属とゲルマニウムとの窒
素化合物の帯電緩和膜は、抵抗値の変化が少なく安定な
材料であることがわかった。かつ、その抵抗温度係数は
負であるが絶対値は１％より小さく熱暴走しにくい材料
である。さらに、窒化物は二次電子放出率が小さいこと
から、電子の照射により帯電しにくく、電子線を利用し
たディスプレイに適した材料である。
おいてとりわけ、上述の遷移金属とゲルマニウムとの窒
素化合物の帯電緩和膜は、抵抗値の変化が少なく安定な
材料であることがわかった。かつ、その抵抗温度係数は
負であるが絶対値は１％より小さく熱暴走しにくい材料
である。さらに、窒化物は二次電子放出率が小さいこと
から、電子の照射により帯電しにくく、電子線を利用し
たディスプレイに適した材料である。
【００４３】本発明の帯電緩和膜である上述の遷移金属
とゲルマニウムの窒素化合物膜はスパッタ法、反応性ス
パッタ法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング
法、イオンアシスト蒸着法、ＣＶＤ法等の薄膜形成手段
により絶縁性基材上に形成することができる。例えばス
パッタ法の場合は、ゲルマニウム及び遷移金属のターゲ
ットを窒素あるいはアンモニアの少なくとも一方を含む
ガス中でスパッタすることにより、スパッタ金属原子を
窒化し、上述の遷移金属とゲルマニウムとの窒素化合物
膜が得られる。あらかじめ組成を調整したゲルマニウム
と遷移金属の合金ターゲットを用いることも可能であ
る。ガス圧、窒素分圧、成膜速度等のスパッタ条件を調
整することにより、窒化膜中の窒素量が変化するが、十
分窒化させた方が膜の安定性がよい。
とゲルマニウムの窒素化合物膜はスパッタ法、反応性ス
パッタ法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング
法、イオンアシスト蒸着法、ＣＶＤ法等の薄膜形成手段
により絶縁性基材上に形成することができる。例えばス
パッタ法の場合は、ゲルマニウム及び遷移金属のターゲ
ットを窒素あるいはアンモニアの少なくとも一方を含む
ガス中でスパッタすることにより、スパッタ金属原子を
窒化し、上述の遷移金属とゲルマニウムとの窒素化合物
膜が得られる。あらかじめ組成を調整したゲルマニウム
と遷移金属の合金ターゲットを用いることも可能であ
る。ガス圧、窒素分圧、成膜速度等のスパッタ条件を調
整することにより、窒化膜中の窒素量が変化するが、十
分窒化させた方が膜の安定性がよい。
【００４４】窒化物の抵抗値は窒化膜中の窒素濃度や欠
陥によっても変化するものであるが、欠陥に起因する導
電性は熱工程で欠陥が緩和されると変化してしまう。し
たがって、十分窒化されており、欠陥の少ない窒化膜の
方が抵抗値の安定性に優れたものとなりやすい。本発明
でスペーサに用いられる帯電緩和膜はゲルマニウムは窒
化物を形成し、導電性は遷移金属元素により付与される
ために安定性がよいのである。抵抗値が安定な窒素化合
物膜を得ることができるという点でゲルマニウム原子の
５０ａｔ．％以上が窒化物であることが好ましく、特
に、６０％以上が好ましい。
陥によっても変化するものであるが、欠陥に起因する導
電性は熱工程で欠陥が緩和されると変化してしまう。し
たがって、十分窒化されており、欠陥の少ない窒化膜の
方が抵抗値の安定性に優れたものとなりやすい。本発明
でスペーサに用いられる帯電緩和膜はゲルマニウムは窒
化物を形成し、導電性は遷移金属元素により付与される
ために安定性がよいのである。抵抗値が安定な窒素化合
物膜を得ることができるという点でゲルマニウム原子の
５０ａｔ．％以上が窒化物であることが好ましく、特
に、６０％以上が好ましい。
【００４５】酸化を抑制する場合は、スペーサ表面の窒
素化合物膜が酸化されない雰囲気で画像形成装置を製造
するとよい。化学量論比より少ない窒素含有量の窒化物
は酸化されやすく、また本発明で用いられる窒素化合物
膜は多結晶であるが、結晶配向がよい方が酸化されにく
い傾向がある。帯電に影響する二次電子放出率は表面の
数十ｎｍの材質により支配される。
素化合物膜が酸化されない雰囲気で画像形成装置を製造
するとよい。化学量論比より少ない窒素含有量の窒化物
は酸化されやすく、また本発明で用いられる窒素化合物
膜は多結晶であるが、結晶配向がよい方が酸化されにく
い傾向がある。帯電に影響する二次電子放出率は表面の
数十ｎｍの材質により支配される。
【００４６】高いエネルギーの窒素イオンを薄膜の堆積
表面に入射させる作製条件、例えば基体に負のバイアス
を印加しながらスパッタ蒸着する条件において、窒化物
中の窒素含有量（窒化率）を高くすることができる。こ
の作製条件は結晶配向性がよくなる傾向があり、窒化率
の向上は帯電緩和膜の性能向上をもたらすものである。
本発明において、窒化率とはゲルマニウム元素に対し、
窒化物となっているそれらの原子濃度比であり、ＸＰＳ
（Ｘ線光電子分光装置）により測定した値である。
表面に入射させる作製条件、例えば基体に負のバイアス
を印加しながらスパッタ蒸着する条件において、窒化物
中の窒素含有量（窒化率）を高くすることができる。こ
の作製条件は結晶配向性がよくなる傾向があり、窒化率
の向上は帯電緩和膜の性能向上をもたらすものである。
本発明において、窒化率とはゲルマニウム元素に対し、
窒化物となっているそれらの原子濃度比であり、ＸＰＳ
（Ｘ線光電子分光装置）により測定した値である。
【００４７】ただし、窒化膜の表面が酸化され、酸化層
が形成されても表面酸化層の二次電子放出率が低い場
合、あるいは低二次電子放出率材料で被覆されていても
帯電防止効果が発揮される。
が形成されても表面酸化層の二次電子放出率が低い場
合、あるいは低二次電子放出率材料で被覆されていても
帯電防止効果が発揮される。
【００４８】以上、帯電緩和膜をディスプレイ用スペー
サに用いた場合を説明したが、上述の窒素化合物は高融
点材料でかつ硬度が高い性質を有するので、ディスプレ
イのスペーサ用途のみならず前述したように、容器内に
電子放出素子を内包する装置の、容器内面あるいは容器
内に配置された部材表面に被覆し、他は以上のスペーサ
の仕様と同様に用いるならば有用性が高い材料である。
サに用いた場合を説明したが、上述の窒素化合物は高融
点材料でかつ硬度が高い性質を有するので、ディスプレ
イのスペーサ用途のみならず前述したように、容器内に
電子放出素子を内包する装置の、容器内面あるいは容器
内に配置された部材表面に被覆し、他は以上のスペーサ
の仕様と同様に用いるならば有用性が高い材料である。
【００４９】ここで本発明において用いられる電子放出
素子としては、熱電子型と冷陰極型の２種類が知られて
いる。冷陰極型電子放出素子には既に説明した電界放出
型（以下ＦＥ型と略す）、表面伝導型電子放出素子や、
金属／絶縁層／金属型（以下ＭＩＭ型と略す）等があ
る。本発明における電子放出素子の方式は特に限定され
ないが、特に冷陰極型が好適に用いられる。
素子としては、熱電子型と冷陰極型の２種類が知られて
いる。冷陰極型電子放出素子には既に説明した電界放出
型（以下ＦＥ型と略す）、表面伝導型電子放出素子や、
金属／絶縁層／金属型（以下ＭＩＭ型と略す）等があ
る。本発明における電子放出素子の方式は特に限定され
ないが、特に冷陰極型が好適に用いられる。
【００５０】表面伝導型電子放出素子の例としては、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｐｙｓ．、１０、（１９６５）等がある。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、前記エリンソン等によるＳｎＯ2 薄
膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍ
ｅｒ：“Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”、９、３
１７（１９７２）］、Ｉｎ2 Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜による
もの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎ
ｓｔａｄ：“ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎ
ｆ．”、５１９（１９７５）］、カーボン薄膜によるも
の［荒木久他：真空、第２６卷、第１号、２２頁（１９
８３）］等が報告されている。また、後述する実施形態
で説明するような電子放出部等に微粒子膜を用いたもの
もある。ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ，“ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ．”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，４７，５２４８（１９７６）等が知られている。
ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、“Ｔｈｅ ｔ
ｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅ
ｒ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９
６１）等が知られている。
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ、ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｐｙｓ．、１０、（１９６５）等がある。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、前記エリンソン等によるＳｎＯ2 薄
膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍ
ｅｒ：“Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”、９、３
１７（１９７２）］、Ｉｎ2 Ｏ3 ／ＳｎＯ2 薄膜による
もの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎ
ｓｔａｄ：“ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎ
ｆ．”、５１９（１９７５）］、カーボン薄膜によるも
の［荒木久他：真空、第２６卷、第１号、２２頁（１９
８３）］等が報告されている。また、後述する実施形態
で説明するような電子放出部等に微粒子膜を用いたもの
もある。ＦＥ型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ＆
Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ、“Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ”、Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ、８、８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．Ｓ
ｐｉｎｄｔ，“ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅ
ｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍ ｃｏｎｅｓ．”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，４７，５２４８（１９７６）等が知られている。
ＭＩＭ型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、“Ｔｈｅ ｔ
ｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅ
ｒ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９
６１）等が知られている。
【００５１】本発明の画像形成装置は、以下のような形
態を有するものであってもよい。
態を有するものであってもよい。
【００５２】（１）画像形成装置は、入力信号に応じて
電子放出素子から放出された電子を画像形成部材に照射
して画像を形成するものである。特に、前記画像形成部
材が蛍光体である画像表示装置を構成することができ
る。
電子放出素子から放出された電子を画像形成部材に照射
して画像を形成するものである。特に、前記画像形成部
材が蛍光体である画像表示装置を構成することができ
る。
【００５３】（２）前記電子放出素子は、複数の行方向
配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線された複数
の冷陰極素子を有する単純マトリクス状配置をとること
ができる。
配線と複数の列方向配線とでマトリクス配線された複数
の冷陰極素子を有する単純マトリクス状配置をとること
ができる。
【００５４】（３）前記電子放出素子は、並列に配置し
た複数の冷陰極素子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
からの電子を制御するはしご状配置をとることができ
る。
た複数の冷陰極素子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
からの電子を制御するはしご状配置をとることができ
る。
【００５５】（４）また、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、画像形成部材とし
ては、以下の実施例で用いる発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。
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、画像形成部材とし
ては、以下の実施例で用いる発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。
【００５６】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。したがって、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
とりうる。
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。したがって、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
とりうる。
【００５７】以下、本発明の帯電緩和膜及びその帯電緩
和膜を用いたスペーサを備えた画像形成装置について図
面を用いて具体的に述べる。
和膜を用いたスペーサを備えた画像形成装置について図
面を用いて具体的に述べる。
【００５８】図１はスペーサ１０を中心とした画像形成
装置の断面模式図である。同図において、１は電子源、
２はリアプレート、３は側壁、７はフェースプレートで
あり、リアプレート２、側壁３、フェースプレート７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
（外囲器８）を形成している。
装置の断面模式図である。同図において、１は電子源、
２はリアプレート、３は側壁、７はフェースプレートで
あり、リアプレート２、側壁３、フェースプレート７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
（外囲器８）を形成している。
【００５９】スペーサ１０は絶縁性基材１０ａの表面に
本発明に係る帯電緩和膜１０ｃが形成されている。スペ
ーサ１０は外囲器８内を真空にすることにより大気圧を
受けて、真空外囲器８が破損あるいは変形するのを避け
るために設けられる。スペーサ１０の材質、形状、配
置、配置本数は外囲器８の形状ならびに熱膨張係数等、
外囲器の受ける大気圧、熱等を考慮して決定される。ス
ペーサの形状には、平板型、十字型、Ｌ字型等があり、
また図１５（ａ）、（ｂ）のように基板に各電子源また
は複数の電子源に対応して穴を開けた形状でもよく、適
宜設定される。スペーサ１０の利用は、画像形成装置が
大型化するにしたがって効果が顕著になる。
本発明に係る帯電緩和膜１０ｃが形成されている。スペ
ーサ１０は外囲器８内を真空にすることにより大気圧を
受けて、真空外囲器８が破損あるいは変形するのを避け
るために設けられる。スペーサ１０の材質、形状、配
置、配置本数は外囲器８の形状ならびに熱膨張係数等、
外囲器の受ける大気圧、熱等を考慮して決定される。ス
ペーサの形状には、平板型、十字型、Ｌ字型等があり、
また図１５（ａ）、（ｂ）のように基板に各電子源また
は複数の電子源に対応して穴を開けた形状でもよく、適
宜設定される。スペーサ１０の利用は、画像形成装置が
大型化するにしたがって効果が顕著になる。
【００６０】絶縁性基材１０ａはフェースプレート７及
びリアプレート２にかかる大気圧を支持する必要からガ
ラス、セラミックス等の機械的強度が高く耐熱性の高い
材料が適する。フェースプレート、リアプレートの材質
としてガラスを用いた場合、画像形成装置作製工程中の
熱応力を抑えるために、スペーサ絶縁性基材１０ａはで
きるだけこれらの材質と同じものか、同様の熱膨張係数
の材料であることが望ましい。
びリアプレート２にかかる大気圧を支持する必要からガ
ラス、セラミックス等の機械的強度が高く耐熱性の高い
材料が適する。フェースプレート、リアプレートの材質
としてガラスを用いた場合、画像形成装置作製工程中の
熱応力を抑えるために、スペーサ絶縁性基材１０ａはで
きるだけこれらの材質と同じものか、同様の熱膨張係数
の材料であることが望ましい。
【００６１】絶縁性基材１０ａにソーダガラス等アルカ
リイオンを含むガラスを使用した場合、例えばＮａイオ
ンにより帯電緩和膜の導電性等を変化させるおそれがあ
るが、窒化Ｓｉ、酸化Ａｌ等のＮａブロック層１０ｂを
絶縁性基材１０ａと帯電緩和膜１０ｃの中間に形成する
ことでＮａ等アルカリイオンの帯電緩和膜１０ｃへの侵
入を抑制することができる。
リイオンを含むガラスを使用した場合、例えばＮａイオ
ンにより帯電緩和膜の導電性等を変化させるおそれがあ
るが、窒化Ｓｉ、酸化Ａｌ等のＮａブロック層１０ｂを
絶縁性基材１０ａと帯電緩和膜１０ｃの中間に形成する
ことでＮａ等アルカリイオンの帯電緩和膜１０ｃへの侵
入を抑制することができる。
【００６２】帯電緩和膜１０ｃはゲルマニウムと遷移金
属との窒化化合物膜であり、例えば遷移金属として、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｔａを用いた。
属との窒化化合物膜であり、例えば遷移金属として、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｔａを用いた。
【００６３】スペーサ１０はメタルバック６及び電子源
を駆動するためのＸ方向配線９（詳しくは後述する）と
電気的に接続することにより、スペーサ１０の両端には
ほぼ加速電圧Ｖａが印加される。本例ではスペーサは配
線上と接続されているが別途形成した電極に接続させて
もよい。さらに、フェースプレート７とリアプレート２
との間に電子ビームの整形あるいは基板絶縁部の帯電防
止を目的とした中間電極板（グリッド電極等）を設置し
た構成においては、スペーサが中間電極板等を貫通して
もよいし、中間電極板等を介して別々に接続してもよ
い。
を駆動するためのＸ方向配線９（詳しくは後述する）と
電気的に接続することにより、スペーサ１０の両端には
ほぼ加速電圧Ｖａが印加される。本例ではスペーサは配
線上と接続されているが別途形成した電極に接続させて
もよい。さらに、フェースプレート７とリアプレート２
との間に電子ビームの整形あるいは基板絶縁部の帯電防
止を目的とした中間電極板（グリッド電極等）を設置し
た構成においては、スペーサが中間電極板等を貫通して
もよいし、中間電極板等を介して別々に接続してもよ
い。
【００６４】Ａｌ、Ａｕ等良導電性である電極１１をス
ペーサの両端に形成すると、帯電緩和膜とフェースプレ
ート上の電極及びリアプレート上の電極との電気的接続
の向上に効果がある。
ペーサの両端に形成すると、帯電緩和膜とフェースプレ
ート上の電極及びリアプレート上の電極との電気的接続
の向上に効果がある。
【００６５】次に、上記スペーサ１０を用いた画像形成
装置の基本構成について説明する。
装置の基本構成について説明する。
【００６６】図２は、上記スペーサを用いた表示パネル
の斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を
切り欠いて示している。
の斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を
切り欠いて示している。
【００６７】図２において、図１と同様に、２はリアプ
レート、３は側壁、７はフェースプレートであり、リア
プレート２、側壁３、フェースプレート７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（外囲器
８）を形成している。気密容器を組み立てるに当たって
は、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させる
ため封着する必要があるが、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４
００〜５００度で１０分以上焼成することにより封着す
るが、窒素等非酸化雰囲気中で行った方がスペーサ表面
に形成した窒素化合物膜が酸化しないために好ましい。
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。
レート、３は側壁、７はフェースプレートであり、リア
プレート２、側壁３、フェースプレート７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（外囲器
８）を形成している。気密容器を組み立てるに当たって
は、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させる
ため封着する必要があるが、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４
００〜５００度で１０分以上焼成することにより封着す
るが、窒素等非酸化雰囲気中で行った方がスペーサ表面
に形成した窒素化合物膜が酸化しないために好ましい。
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。
【００６８】リアプレート２には、基板１３が固定され
ているが、該基板上には冷陰極型電子放出素子１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画像形成
装置においては、Ｎ＝３０００、Ｍ＝１０００以上の数
を設定することが望ましい。）。前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極
型電子放出素子は、Ｍ本のＸ方向配線９とＮ本のＹ方向
配線１２により単純マトリクス配線されている。前記、
冷陰極型電子放出素子１、Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１
２、基板１３によって構成される部分をマルチ電子ビー
ム源と呼ぶ。なお、マルチ電子ビーム源の製造方法や構
造については、後で詳しく述べる。
ているが、該基板上には冷陰極型電子放出素子１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画像形成
装置においては、Ｎ＝３０００、Ｍ＝１０００以上の数
を設定することが望ましい。）。前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極
型電子放出素子は、Ｍ本のＸ方向配線９とＮ本のＹ方向
配線１２により単純マトリクス配線されている。前記、
冷陰極型電子放出素子１、Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１
２、基板１３によって構成される部分をマルチ電子ビー
ム源と呼ぶ。なお、マルチ電子ビーム源の製造方法や構
造については、後で詳しく述べる。
【００６９】本実施形態例においては、気密容器のリア
プレート２にマルチ電子ビーム源の基板１３を固定する
構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１３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１３自体を用いて
もよい。
プレート２にマルチ電子ビーム源の基板１３を固定する
構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１３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１３自体を用いて
もよい。
【００７０】また、フェースプレート７の下面には、蛍
光膜５が形成されている。本実施形態例はカラー画像形
成装置であるため、蛍光膜５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４（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
の間には黒色体５ｂが設けてある。黒色体５ｂ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などであ
る。黒色体５ｂ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
もよい。または黒色体５ｂを導電性としてもよい。
光膜５が形成されている。本実施形態例はカラー画像形
成装置であるため、蛍光膜５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４（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
の間には黒色体５ｂが設けてある。黒色体５ｂ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などであ
る。黒色体５ｂ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
もよい。または黒色体５ｂを導電性としてもよい。
【００７１】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図４（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４（ｂ）に示すようなデルタ状配列
や、それ以外の配列であってもよい。
図４（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４（ｂ）に示すようなデルタ状配列
や、それ以外の配列であってもよい。
【００７２】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５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。
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜５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。
【００７３】また、蛍光膜５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６を設けてあ
る。メタルバック６を設けた目的は、蛍光膜５が発する
光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させることや、
負イオンの衝突から蛍光膜５を保護することや、電子ビ
ーム加速電圧を印加するための電極として作用させるこ
とや、蛍光膜５を励起した電子の導電路として作用させ
ることなどである。メタルバック６は、蛍光膜５をフェ
ースプレート基板４上に形成した後、蛍光膜表面を平滑
化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法により形成
した。なお、蛍光膜５に低加速電圧用の蛍光体材料を用
いた場合には、メタルバック６は用いない場合がある。
は、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック６を設けてあ
る。メタルバック６を設けた目的は、蛍光膜５が発する
光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させることや、
負イオンの衝突から蛍光膜５を保護することや、電子ビ
ーム加速電圧を印加するための電極として作用させるこ
とや、蛍光膜５を励起した電子の導電路として作用させ
ることなどである。メタルバック６は、蛍光膜５をフェ
ースプレート基板４上に形成した後、蛍光膜表面を平滑
化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法により形成
した。なお、蛍光膜５に低加速電圧用の蛍光体材料を用
いた場合には、メタルバック６は用いない場合がある。
【００７４】また、本実施形態例では用いなかったが、
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上等を目的とし
て、フェースプレート基板４と蛍光膜５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。
加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上等を目的とし
て、フェースプレート基板４と蛍光膜５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。
【００７５】また、Ｄx1〜Ｄxm及びＤy1〜Ｄyn及びＨｖ
は、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接
続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電子ビーム源のＸ方向配線と、Ｄy1
〜Ｄynはマルチ電子ビーム源のＹ方向配線と、Ｈｖはフ
ェースプレートのメタルバック６と電気的に接続してい
る。
は、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接
続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Ｄx1〜Ｄxmはマルチ電子ビーム源のＸ方向配線と、Ｄy1
〜Ｄynはマルチ電子ビーム源のＹ方向配線と、Ｈｖはフ
ェースプレートのメタルバック６と電気的に接続してい
る。
【００７６】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０-5［Ｐａ］程度の圧
力まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密容
器内の圧力を維持するために、封止の直前あるいは封止
後の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１０-3ないしは１０-5［Ｐａ］の圧
力に維持される。
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１０-5［Ｐａ］程度の圧
力まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密容
器内の圧力を維持するために、封止の直前あるいは封止
後の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１０-3ないしは１０-5［Ｐａ］の圧
力に維持される。
【００７７】次に、前記実施形態例の表示パネルに用い
たマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本
発明の画像形成装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷
陰極型電子放出素子を単純マトリクス配線した電子源で
あれば、冷陰極型電子放出素子の材料や形状あるいは製
法に制限はない。したがって、例えば表面伝導型電子放
出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極型電子
放出素子を用いることができる。
たマルチ電子ビーム源の製造方法について説明する。本
発明の画像形成装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷
陰極型電子放出素子を単純マトリクス配線した電子源で
あれば、冷陰極型電子放出素子の材料や形状あるいは製
法に制限はない。したがって、例えば表面伝導型電子放
出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極型電子
放出素子を用いることができる。
【００７８】ただし、表示画面が大きくてしかも安価な
画像形成装置が求められる状況のもとでは、これらの冷
陰極型電子放出素子の中でもでも、表面伝導型電子放出
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に
は不利な要因となる。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。その点、表面伝導型電子放出素子は、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、本発明者らは、表面伝導型電子放
出素子の中でもでも、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。
したがって、高輝度で大画面の画像形成装置のマルチ電
子ビーム源に用いるには、最も好適であると言える。そ
こで、上記実施形態例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
導型電子放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝
導型電子放出素子について基本的な構成と製法及び特性
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成について述べる。
画像形成装置が求められる状況のもとでは、これらの冷
陰極型電子放出素子の中でもでも、表面伝導型電子放出
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に
は不利な要因となる。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。その点、表面伝導型電子放出素子は、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、本発明者らは、表面伝導型電子放
出素子の中でもでも、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。
したがって、高輝度で大画面の画像形成装置のマルチ電
子ビーム源に用いるには、最も好適であると言える。そ
こで、上記実施形態例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
導型電子放出素子を用いた。そこで、まず好適な表面伝
導型電子放出素子について基本的な構成と製法及び特性
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成について述べる。
【００７９】 ［表面伝導型電子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
表面伝導型電子放出素子の代表的な構成には、平面型と
垂直型の２種類が挙げられる。
表面伝導型電子放出素子の代表的な構成には、平面型と
垂直型の２種類が挙げられる。
【００８０】（平面型の表面伝導型電子放出素子） まず最初に、平面型の表面伝導型電子放出素子の素子構
成と製法について説明する。
成と製法について説明する。
【００８１】図５（ａ）は、平面型の表面伝導型電子放
出素子の構成を説明するための平面図、図５（ｂ）は図
５（ａ）の断面図である。図中、１３は基板、１４と１
５は素子電極、１６は導電性薄膜、１７は通電フォーミ
ング処理により形成した電子放出部、１８は通電活性化
処理により形成した薄膜である。
出素子の構成を説明するための平面図、図５（ｂ）は図
５（ａ）の断面図である。図中、１３は基板、１４と１
５は素子電極、１６は導電性薄膜、１７は通電フォーミ
ング処理により形成した電子放出部、１８は通電活性化
処理により形成した薄膜である。
【００８２】基板１３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ックス基板、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、等を用いることができる。
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ックス基板、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、等を用いることができる。
【００８３】また、基板１３上に基板面と平行に対向し
て設けられた素子電極１４と１５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、Ａ
ｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ等をはじ
めとする金属、あるいはこれらの金属の合金、あるいは
Ｉｎ2 Ｏ3 −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、等の中でも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
着などの成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
いて形成してもさしつかえない。
て設けられた素子電極１４と１５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、Ａ
ｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ等をはじ
めとする金属、あるいはこれらの金属の合金、あるいは
Ｉｎ2 Ｏ3 −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、等の中でも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
着などの成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
いて形成してもさしつかえない。
【００８４】素子電極１４と１５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
には、電極間隔Ｌは通常は数十ｎｍから数十μｍの範囲
から適当な数値を選んで設計されるが、中でも画像形成
装置に応用するために好ましいのは数μｍより数十μｍ
の範囲である。また、素子電極の厚さｄについては、通
常は数十ｎｍから数μｍの範囲から適当な数値が選ばれ
る。
出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。一般的に
には、電極間隔Ｌは通常は数十ｎｍから数十μｍの範囲
から適当な数値を選んで設計されるが、中でも画像形成
装置に応用するために好ましいのは数μｍより数十μｍ
の範囲である。また、素子電極の厚さｄについては、通
常は数十ｎｍから数μｍの範囲から適当な数値が選ばれ
る。
【００８５】また、導電性薄膜１６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。
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。
【００８６】微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数ｎｍ
の１／１０から数百ｎｍの範囲に含まれるものである
が、中でも好ましいのは１ｎｍから２０ｎｍ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。すなわち、素子電
極１４あるいは１５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、等である。具体的には、数ｎ
ｍの１／１０から数百ｎｍの範囲の中でもで設定する
が、中でも好ましいのは１ｎｍから５０ｎｍの間であ
る。
の１／１０から数百ｎｍの範囲に含まれるものである
が、中でも好ましいのは１ｎｍから２０ｎｍ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。すなわち、素子電
極１４あるいは１５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、等である。具体的には、数ｎ
ｍの１／１０から数百ｎｍの範囲の中でもで設定する
が、中でも好ましいのは１ｎｍから５０ｎｍの間であ
る。
【００８７】また、微粒子膜を形成するのに用いられう
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、等をはじめとする金属や、ＰｄＯ、Ｓｎ
Ｏ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、Ｓｂ2 Ｏ3 、等をはじめと
する酸化物や、ＨｆＢ2 、ＺｒＢ2 、ＬａＢ6 、Ｃｅ
Ｂ6 、ＹＢ4 、ＧｄＢ4 、等をはじめとする硼化物や、
ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ、等を
はじめとする炭化物や、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、等を
はじめとする窒化物や、Ｓｉ、Ｇｅ、等をはじめとする
半導体や、カーボン、等が挙げられ、これらの中でもか
ら適宜選択される。
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、等をはじめとする金属や、ＰｄＯ、Ｓｎ
Ｏ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、Ｓｂ2 Ｏ3 、等をはじめと
する酸化物や、ＨｆＢ2 、ＺｒＢ2 、ＬａＢ6 、Ｃｅ
Ｂ6 、ＹＢ4 、ＧｄＢ4 、等をはじめとする硼化物や、
ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ、等を
はじめとする炭化物や、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、等を
はじめとする窒化物や、Ｓｉ、Ｇｅ、等をはじめとする
半導体や、カーボン、等が挙げられ、これらの中でもか
ら適宜選択される。
【００８８】以上述べたように、導電性薄膜１６を微粒
子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、１０
3 〜１０7 ［オーム／ｓｑ］の範囲に含まれるよう設定
した。
子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、１０
3 〜１０7 ［オーム／ｓｑ］の範囲に含まれるよう設定
した。
【００８９】なお、導電性薄膜１６と素子電極１４及び
１５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５の例においては、下から、基板、
素子電極、導電性薄膜の順序で積層したが、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
してもさしつかえない。
１５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５の例においては、下から、基板、
素子電極、導電性薄膜の順序で積層したが、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
してもさしつかえない。
【００９０】また、電子放出部１７は、導電性薄膜１６
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１６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ｎ
ｍの１／１０から数十ｎｍ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なため、図５においては模
式的に示した。
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１６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ｎ
ｍの１／１０から数十ｎｍ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なため、図５においては模
式的に示した。
【００９１】また、薄膜１８は、炭素もしくは炭素化合
物よりなる薄膜で、電子放出部１７及びその近傍を被覆
している。薄膜１８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。
物よりなる薄膜で、電子放出部１７及びその近傍を被覆
している。薄膜１８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。
【００９２】薄膜１８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５０ｎｍ以下とするが、３
０ｎｍ以下とするのがさらに好ましい。
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５０ｎｍ以下とするが、３
０ｎｍ以下とするのがさらに好ましい。
【００９３】なお、実際の薄膜１８の位置や形状を精密
に図示するのは困難なため、図５においては模式的に示
した。
に図示するのは困難なため、図５においては模式的に示
した。
【００９４】以上、好ましい素子の基本構成を述べた
が、実施形態例においては以下のような素子を用いた。
が、実施形態例においては以下のような素子を用いた。
【００９５】すなわち、基板１３には青板ガラスを用
い、素子電極１４と１５にはＮｉ薄膜を用いた。素子電
極の厚さｄは１００ｎｍ、電極間隔Ｌは２μｍとした。
い、素子電極１４と１５にはＮｉ薄膜を用いた。素子電
極の厚さｄは１００ｎｍ、電極間隔Ｌは２μｍとした。
【００９６】微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰ
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１０ｎｍ、幅Ｗは１０
ｎｍとした。
ｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１０ｎｍ、幅Ｗは１０
ｎｍとした。
【００９７】次に、好適な平面型の表面伝導型電子放出
素子の製造方法について説明する。
素子の製造方法について説明する。
【００９８】図６（ａ）〜（ｄ）は、表面伝導型電子放
出素子の製造工程を説明するための断面図で、各構成部
材において図５の構成部材と同一なものは同一符号を付
する。
出素子の製造工程を説明するための断面図で、各構成部
材において図５の構成部材と同一なものは同一符号を付
する。
【００９９】１）まず、図６（ａ）に示すように、基板
１３上に素子電極１４及び１５を形成する。形成するに
当たっては、あらかじめ基板１３を洗剤、純水、有機溶
剤を用いて十分に洗浄後、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、一対の素子電極１４，１５
を形成する。
１３上に素子電極１４及び１５を形成する。形成するに
当たっては、あらかじめ基板１３を洗剤、純水、有機溶
剤を用いて十分に洗浄後、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、一対の素子電極１４，１５
を形成する。
【０１００】２）次に、図６（ｂ）に示すように、導電
性薄膜１６を形成する。形成するに当たっては、まず素
子電極１４，１５が形成された基板１３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。具体的には、本実施形態例で
は主要元素とてＰｄを用いた。また、実施形態例では塗
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。
性薄膜１６を形成する。形成するに当たっては、まず素
子電極１４，１５が形成された基板１３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。具体的には、本実施形態例で
は主要元素とてＰｄを用いた。また、実施形態例では塗
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。
【０１０１】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、本実施形態例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。
膜方法としては、本実施形態例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。
【０１０２】３）次に、図６（ｃ）に示すように、フォ
ーミング用電源１９から素子電極１４と素子電極１５と
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１７を形成する。
ーミング用電源１９から素子電極１４と素子電極１５と
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１７を形成する。
【０１０３】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１６に通電を行って、その一部を適宜
に破壊、変形、もしくは変質せしめ、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うち電子放出を行うのに好適な
構造に変化した部分（すなわち電子放出部１７）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１７が形成される前と比較すると、形成された後
は素子電極１４と素子電極１５の間で計測される電気抵
抗は大幅に増加する。
られた導電性薄膜１６に通電を行って、その一部を適宜
に破壊、変形、もしくは変質せしめ、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うち電子放出を行うのに好適な
構造に変化した部分（すなわち電子放出部１７）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１７が形成される前と比較すると、形成された後
は素子電極１４と素子電極１５の間で計測される電気抵
抗は大幅に増加する。
【０１０４】通電方法をより詳しく説明するために、図
７に、フォーミング用電源１９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、
本実施形態例の場合には同図に示したようにパルス幅Ｔ
１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１７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２０で計
測した。
７に、フォーミング用電源１９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、
本実施形態例の場合には同図に示したようにパルス幅Ｔ
１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１７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２０で計
測した。
【０１０５】実施形態例においては、例えば１０-3Ｐａ
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Ｔ２を１０ミリ秒とし、波高値Ｖpf
を１パルスごとに０．１Ｖ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．
１Ｖに設定した。そして、素子電極１４と素子電極１５
の間の電気抵抗が１×１０6 オームになった段階、すな
わちモニターパルス印加時に電流計２０で計測される電
流が１×１０-7Ａ以下になった段階で、フォーミング処
理に関わる通電を終了した。
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Ｔ２を１０ミリ秒とし、波高値Ｖpf
を１パルスごとに０．１Ｖ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．
１Ｖに設定した。そして、素子電極１４と素子電極１５
の間の電気抵抗が１×１０6 オームになった段階、すな
わちモニターパルス印加時に電流計２０で計測される電
流が１×１０-7Ａ以下になった段階で、フォーミング処
理に関わる通電を終了した。
【０１０６】なお、上記の方法は、本実施形態例の表面
伝導型電子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
表面伝導型電子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。
伝導型電子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
表面伝導型電子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。
【０１０７】４）次に、図６（ｄ）に示すように、活性
化用電源２１から素子電極１４と素子電極１５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。
化用電源２１から素子電極１４と素子電極１５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。
【０１０８】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１７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
積せしめる処理のことである。図６（ｄ）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１８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。
グ処理により形成された電子放出部１７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
積せしめる処理のことである。図６（ｄ）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１８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。
【０１０９】具体的には、１０-1ないし１０-4Ｐａ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１
８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５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下
である。
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１
８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５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下
である。
【０１１０】通電方法をより詳しく説明するために、図
８（ａ）に、活性化用電源２１から印加する適宜の電圧
波形の一例を示す。本実施形態例においては、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１４Ｖ、パルス幅
Ｔ３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、本実施形態例の表面伝導型電
子放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型電
子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。
８（ａ）に、活性化用電源２１から印加する適宜の電圧
波形の一例を示す。本実施形態例においては、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１４Ｖ、パルス幅
Ｔ３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、本実施形態例の表面伝導型電
子放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型電
子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。
【０１１１】図６（ｄ）に示す２２は該表面伝導型電子
放出素子から放出された放出電流Ｉｅを捕捉するための
アノード電極で、直流高電圧電源２３及び電流計２４が
接続されている。なお、基板１３を、表示パネルの中で
も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２２として用いる。
放出素子から放出された放出電流Ｉｅを捕捉するための
アノード電極で、直流高電圧電源２３及び電流計２４が
接続されている。なお、基板１３を、表示パネルの中で
も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２２として用いる。
【０１１２】活性化用電源２１から電圧を印加する間、
電流計２４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２１の動作を制御
する。電流計２４で計測された放出電流Ｉｅの一例を図
８（ｂ）に示すが、活性化電源２１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は増
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２１からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終
了する。
電流計２４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２１の動作を制御
する。電流計２４で計測された放出電流Ｉｅの一例を図
８（ｂ）に示すが、活性化電源２１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は増
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２１からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終
了する。
【０１１３】なお、上述の通電条件は、本実施形態例の
表面伝導型電子放出素子に関する好ましい条件であり、
表面伝導型電子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。
表面伝導型電子放出素子に関する好ましい条件であり、
表面伝導型電子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。
【０１１４】以上のようにして、図６（ｅ）に示す平面
型の表面伝導型電子放出素子を製造した。
型の表面伝導型電子放出素子を製造した。
【０１１５】（垂直型の表面伝導型電子放出素子） 図９は電子放出部もしくはその周辺を微粒子膜から形成
した表面伝導型電子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電子放出素子である。
図９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２５は基板、２６と２７は素子電
極、２８は段差形成部材、２９は微粒子膜を用いた導電
性薄膜、３０は通電フォーミング処理により形成した電
子放出部、３１は通電活性化処理により形成した薄膜で
ある。
した表面伝導型電子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電子放出素子である。
図９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２５は基板、２６と２７は素子電
極、２８は段差形成部材、２９は微粒子膜を用いた導電
性薄膜、３０は通電フォーミング処理により形成した電
子放出部、３１は通電活性化処理により形成した薄膜で
ある。
【０１１６】垂直型が先に説明した平面型と異なる点
は、片方の素子電極２６が段差形成部材２８上に設けら
れており、導電性薄膜２９が段差形成部材２８の側面を
被覆している点にある。したがって、前記図５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２８の段差高Ｌｓとして設定される。なお、基板２
５、素子電極２６及び２７、微粒子膜を用いた導電性薄
膜２９、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２８には、例えばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性の
材料を用いる。
は、片方の素子電極２６が段差形成部材２８上に設けら
れており、導電性薄膜２９が段差形成部材２８の側面を
被覆している点にある。したがって、前記図５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２８の段差高Ｌｓとして設定される。なお、基板２
５、素子電極２６及び２７、微粒子膜を用いた導電性薄
膜２９、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２８には、例えばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性の
材料を用いる。
【０１１７】 ［画像形成装置に用いた表面伝導型電子放出素子の特
性］ 以上、平面型と垂直型の表面伝導型電子放出素子につい
て素子構成と製法を説明したが、次に画像形成装置に用
いた素子の特性について述べる。
性］ 以上、平面型と垂直型の表面伝導型電子放出素子につい
て素子構成と製法を説明したが、次に画像形成装置に用
いた素子の特性について述べる。
【０１１８】図１０に、画像形成装置に用いた素子の
（放出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、及び
（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う
え、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメ
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。
（放出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、及び
（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う
え、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメ
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。
【０１１９】画像形成装置に用いた素子は、放出電流Ｉ
ｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。
ｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。
【０１２０】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。すなわ
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。
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。すなわ
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。
【０１２１】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Ｉ
ｅの大きさを制御できる。
圧Ｖｆに依存して変化するため、電圧Ｖｆで放出電流Ｉ
ｅの大きさを制御できる。
【０１２２】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。
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。
【０１２３】以上のような特性を有するため、表面伝導
型電子放出素子の画像形成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して設
けた画像形成装置において、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。
すなわち、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。駆動する素子
を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査
して表示を行うことが可能である。
型電子放出素子の画像形成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して設
けた画像形成装置において、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。
すなわち、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。駆動する素子
を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査
して表示を行うことが可能である。
【０１２４】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、諧調表示を行うことが可能である。
することにより、発光輝度を制御することができるた
め、諧調表示を行うことが可能である。
【０１２５】 ［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。
源の構造］ 次に、上述の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。
【０１２６】図１１に示すのは、前記図５の表示パネル
に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上に
は、前記図５で示したものと同様な表面伝導型電子放出
素子が配列され、これらの素子はＸ方向配線電極９とＹ
方向配線電極１２により単純マトリクス状に配線されて
いる。Ｘ方向配線電極９とＹ方向配線電極１２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。図１１のＡ−Ａ′に
沿った断面図を図１２に示す。
に用いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板上に
は、前記図５で示したものと同様な表面伝導型電子放出
素子が配列され、これらの素子はＸ方向配線電極９とＹ
方向配線電極１２により単純マトリクス状に配線されて
いる。Ｘ方向配線電極９とＹ方向配線電極１２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。図１１のＡ−Ａ′に
沿った断面図を図１２に示す。
【０１２７】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板上にＸ方向配線電極９、Ｙ方向配線電極
１２、電極間絶縁層（不図示）、及び表面伝導型電子放
出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、Ｘ方向配
線電極９及びＹ方向配線電極１２を介して各素子に給電
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
り製造した。
あらかじめ基板上にＸ方向配線電極９、Ｙ方向配線電極
１２、電極間絶縁層（不図示）、及び表面伝導型電子放
出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、Ｘ方向配
線電極９及びＹ方向配線電極１２を介して各素子に給電
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
り製造した。
【０１２８】以下、本実施例のスペーサについて図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【０１２９】以下、図１を用いて説明する。本実施例で
は、まず、未フォーミングの複数の表面伝導型電子源１
をリアプレート２に形成した。リアプレート２として清
浄化した青板ガラスを用い、これに図１２に示した表面
伝導型電子放出素子を１６０個×７２０個マトリクス状
に形成した。素子電極１４，１５はＮｉスパッタ膜であ
り、Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１２はスクリーン印刷法
により形成したＡｇ配線である。導電性薄膜１６はＰｄ
アミン錯体溶液を焼成したＰｄＯ微粒子膜である。
は、まず、未フォーミングの複数の表面伝導型電子源１
をリアプレート２に形成した。リアプレート２として清
浄化した青板ガラスを用い、これに図１２に示した表面
伝導型電子放出素子を１６０個×７２０個マトリクス状
に形成した。素子電極１４，１５はＮｉスパッタ膜であ
り、Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１２はスクリーン印刷法
により形成したＡｇ配線である。導電性薄膜１６はＰｄ
アミン錯体溶液を焼成したＰｄＯ微粒子膜である。
【０１３０】画像形成部材であるところの蛍光膜５は図
４（ａ）に示すように、各蛍光体５ａがＹ方向にのびる
ストライプ形状を採用し、黒色体５ｂとしては各色蛍光
体５ａ間だけでなく、Ｘ方向にも設けることでＹ方向の
画素間を分離しかつスペーサ１０を設置するための部分
を加えた形状を用いた。先に黒色体（導電体）５ｂを形
成し、その間隙部に各色蛍光体５ａを塗布して蛍光膜５
を作成した。ブラックストライプ（黒色体５ｂ）の材料
として通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材料
を用いた。ガラス基板４に蛍光体５ａを塗布する方法は
スラリー法を用いた。
４（ａ）に示すように、各蛍光体５ａがＹ方向にのびる
ストライプ形状を採用し、黒色体５ｂとしては各色蛍光
体５ａ間だけでなく、Ｘ方向にも設けることでＹ方向の
画素間を分離しかつスペーサ１０を設置するための部分
を加えた形状を用いた。先に黒色体（導電体）５ｂを形
成し、その間隙部に各色蛍光体５ａを塗布して蛍光膜５
を作成した。ブラックストライプ（黒色体５ｂ）の材料
として通常よく用いられている黒鉛を主成分とする材料
を用いた。ガラス基板４に蛍光体５ａを塗布する方法は
スラリー法を用いた。
【０１３１】また、蛍光膜５より内面側（電子源側）に
設けられるメタルバック６は、蛍光膜５の作成後、蛍光
膜５の内面側表面の平滑化処理（通常フィルミングと呼
ばれる）を行い、その後、Ａｌを真空蒸着することで作
成した。フェースプレート７には、さらに蛍光膜５の導
電性を高めるため、蛍光膜５より外面側（ガラス基板と
蛍光膜の間）に透明電極が設けられる場合もあるが、本
実施例ではメタルバックのみで十分な導電性が得られた
ので省略した。
設けられるメタルバック６は、蛍光膜５の作成後、蛍光
膜５の内面側表面の平滑化処理（通常フィルミングと呼
ばれる）を行い、その後、Ａｌを真空蒸着することで作
成した。フェースプレート７には、さらに蛍光膜５の導
電性を高めるため、蛍光膜５より外面側（ガラス基板と
蛍光膜の間）に透明電極が設けられる場合もあるが、本
実施例ではメタルバックのみで十分な導電性が得られた
ので省略した。
【０１３２】スペーサ１０は清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材１０ａ（高さ３．８ｍｍ、板厚
２００μｍ、長さ２０ｍｍ）上に、Ｎａブロック層１０
ｂとして窒化シリコン膜を０．５μｍ成膜し、その上に
ＣｒとＧｅの窒化膜１０ｃを真空成膜法により形成し成
膜した。
ラスからなる絶縁性基材１０ａ（高さ３．８ｍｍ、板厚
２００μｍ、長さ２０ｍｍ）上に、Ｎａブロック層１０
ｂとして窒化シリコン膜を０．５μｍ成膜し、その上に
ＣｒとＧｅの窒化膜１０ｃを真空成膜法により形成し成
膜した。
【０１３３】本実施例で用いたＣｒとＧｅ窒化膜はスパ
ッタリング装置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中で
ＣｒとＧｅのターゲットを同時スパッタすることにより
成膜した。
ッタリング装置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中で
ＣｒとＧｅのターゲットを同時スパッタすることにより
成膜した。
【０１３４】スパッタ装置については図１３のようにな
っている。図１３において、４１はスパッタチャンバー
もしくは成膜室、４２はスペーサ部材、４３，４４はそ
れぞれＣｒ、Ｇｅのターゲット、４５，４７はターゲッ
ト４３，４４にそれぞれ高周波電圧を印加するための高
周波電源、４６，４８はマッチングボックス、４９，５
０にアルゴン、窒素を導入するための導入管である。
っている。図１３において、４１はスパッタチャンバー
もしくは成膜室、４２はスペーサ部材、４３，４４はそ
れぞれＣｒ、Ｇｅのターゲット、４５，４７はターゲッ
ト４３，４４にそれぞれ高周波電圧を印加するための高
周波電源、４６，４８はマッチングボックス、４９，５
０にアルゴン、窒素を導入するための導入管である。
【０１３５】スパッタチャンバーの背圧は、２×１０-5
Ｐａであった。スパッタ時には窒素分圧が３０％になる
ように、アルゴンと窒素の混合ガスを流した。スパッタ
ガス全圧は０．４５Ｐａであった。Ｃｒターゲットに１
３Ｗ、Ｇｅターゲットに１５０Ｗの高周波電圧を投入
し、スパッタ時間を調整することにより、ＣｒとＧｅの
窒化膜を作製した。
Ｐａであった。スパッタ時には窒素分圧が３０％になる
ように、アルゴンと窒素の混合ガスを流した。スパッタ
ガス全圧は０．４５Ｐａであった。Ｃｒターゲットに１
３Ｗ、Ｇｅターゲットに１５０Ｗの高周波電圧を投入
し、スパッタ時間を調整することにより、ＣｒとＧｅの
窒化膜を作製した。
【０１３６】作製したＣｒとＧｅの窒化膜は、膜厚が４
５ｎｍ、成膜後（ａｓ ｄｅｐｏ）の比抵抗が２．５Ω
ｍのもの、膜厚が２００ｎｍ、成膜後（ａｓ ｄｅｐ
ｏ）の比抵抗は３．５×１０3 Ωｍのもの、膜厚が８０
ｎｍ、成膜後（ａｓ ｄｅｐｏ）の比抵抗は５．２×１
０6 Ωｍのものの３種類である。
５ｎｍ、成膜後（ａｓ ｄｅｐｏ）の比抵抗が２．５Ω
ｍのもの、膜厚が２００ｎｍ、成膜後（ａｓ ｄｅｐ
ｏ）の比抵抗は３．５×１０3 Ωｍのもの、膜厚が８０
ｎｍ、成膜後（ａｓ ｄｅｐｏ）の比抵抗は５．２×１
０6 Ωｍのものの３種類である。
【０１３７】なお、本明細書中のスペーサ（対大気圧支
持体）の抵抗値は以下の方法により測定した。
持体）の抵抗値は以下の方法により測定した。
【０１３８】スペーサの両端（フェースプレート側の端
部とリアプレート側の端部）もしくはその端部近傍に電
極を接触させ、ディスプレイ内に設置した時と同一の方
向に電界が印加されるように直流電圧Ｖｉ（１００Ｖ）
を印加した。雰囲気は１×１０のマイナス５乗torrより
も低い圧力下で、遮光し、温度は２０度で行った。スペ
ーサの両端に接触させる電極として、電解研磨により鏡
面仕上げを行ったステンレス基板を用いて、スペーサを
一対の該ステンレス基板の間に挟んで測定を行うか、も
しくはプローブ電極を用い、スペーサの両端もしくはそ
の近傍にプローブ電極を接触させて行った。スペーサを
表示装置内に組み込んだ後の測定においては、スペーサ
端部は表示装置のパネルに当接するので、スペーサの端
部と導通する導電部材である配線もしくはメタルバック
の、スペーサ端部近傍にプローブを接触させた。配線も
しくはメタルバックはスペーサの抵抗値に比べて十分に
抵抗が低いので、スペーサの端部に直接測定用電極を接
触させなくても問題はなかった。
部とリアプレート側の端部）もしくはその端部近傍に電
極を接触させ、ディスプレイ内に設置した時と同一の方
向に電界が印加されるように直流電圧Ｖｉ（１００Ｖ）
を印加した。雰囲気は１×１０のマイナス５乗torrより
も低い圧力下で、遮光し、温度は２０度で行った。スペ
ーサの両端に接触させる電極として、電解研磨により鏡
面仕上げを行ったステンレス基板を用いて、スペーサを
一対の該ステンレス基板の間に挟んで測定を行うか、も
しくはプローブ電極を用い、スペーサの両端もしくはそ
の近傍にプローブ電極を接触させて行った。スペーサを
表示装置内に組み込んだ後の測定においては、スペーサ
端部は表示装置のパネルに当接するので、スペーサの端
部と導通する導電部材である配線もしくはメタルバック
の、スペーサ端部近傍にプローブを接触させた。配線も
しくはメタルバックはスペーサの抵抗値に比べて十分に
抵抗が低いので、スペーサの端部に直接測定用電極を接
触させなくても問題はなかった。
【０１３９】測定電極間に流れる電流Ｉｉを検出し、以
下に示す一般式によりスペーサの抵抗値Ｒｉを得る。
下に示す一般式によりスペーサの抵抗値Ｒｉを得る。
【０１４０】 Ｒｉ＝Ｖｉ／Ｉｉ[Ω] ・・・・・ 前記のスペーサ抵抗Ｒｉをもとにシート抵抗Ｒｓｉ、体
積抵抗ρｉは、以下に示す一般式、により算出し
た。
積抵抗ρｉは、以下に示す一般式、により算出し
た。
【０１４１】 Ｒｓｉ＝Ｒｉ×ｗ／ｄ[Ω／□] ・・・・・ ρｉ＝Ｒｉ×ｓ／ｄ[Ω／□] ・・・・・ ただし、ｓはスペーサに流れる電流パスの断面積（ｃｍ
2）であり、高抵抗膜が表面を被覆している場合は高抵
抗膜の断面積に一致する。さらにｄはスペーサの電流パ
スの経路長（ｃｍ）を示し、スペーサの接合位置に電極
が形成されている場合は、スペーサ電極間距離に一致す
る。
2）であり、高抵抗膜が表面を被覆している場合は高抵
抗膜の断面積に一致する。さらにｄはスペーサの電流パ
スの経路長（ｃｍ）を示し、スペーサの接合位置に電極
が形成されている場合は、スペーサ電極間距離に一致す
る。
【０１４２】さらに、ｗは電流パス経路の幅（ｃｍ）で
あり、高抵抗膜の膜厚がｔ（ｃｍ）のときｓ／ｔに一致
する。
あり、高抵抗膜の膜厚がｔ（ｃｍ）のときｓ／ｔに一致
する。
【０１４３】前述の測定電圧は、測定部材の放電耐圧以
下の範囲で、必要に応じて、アノード印加電圧程度（例
えば数ｋＶ）まで昇圧して測定することにより、実使用
状態に近い条件で測定可能となる。
下の範囲で、必要に応じて、アノード印加電圧程度（例
えば数ｋＶ）まで昇圧して測定することにより、実使用
状態に近い条件で測定可能となる。
【０１４４】また、スペーサ１０は、Ｘ方向配線９及び
メタルバック６との電気的接続を確実にするためにその
接続部にＡｌによる電極１１を設けた。この電極１１は
Ｘ方向配線からフェースプレートに向かって５０μｍ、
メタルバックからリアプレートに向かって３００μｍの
範囲で外囲器８内に露出するスペーサ１０の４面を完全
に被覆した。ただし、電極１１がなくても十分な電気的
接続がとれる場合には電極１１を配さなくてもよい。Ｃ
ｒとＧｅ窒化膜１０ｃによる帯電緩和膜１０ｃを成膜し
たスペーサ１０を、等間隔でフェースプレート７のＸ方
向配線９上に固定した。
メタルバック６との電気的接続を確実にするためにその
接続部にＡｌによる電極１１を設けた。この電極１１は
Ｘ方向配線からフェースプレートに向かって５０μｍ、
メタルバックからリアプレートに向かって３００μｍの
範囲で外囲器８内に露出するスペーサ１０の４面を完全
に被覆した。ただし、電極１１がなくても十分な電気的
接続がとれる場合には電極１１を配さなくてもよい。Ｃ
ｒとＧｅ窒化膜１０ｃによる帯電緩和膜１０ｃを成膜し
たスペーサ１０を、等間隔でフェースプレート７のＸ方
向配線９上に固定した。
【０１４５】その後、電子源１の３．８ｍｍ上方にフェ
ースプレート７を支持枠３を介し配置し、リアプレート
２、フェースプレート７、支持枠３及びスペーサ１０の
接合部を固定した。
ースプレート７を支持枠３を介し配置し、リアプレート
２、フェースプレート７、支持枠３及びスペーサ１０の
接合部を固定した。
【０１４６】リアプレート２と支持枠３の接合部及びフ
ェースプレート７と支持枠３の接合部はフリットガラス
を塗布し（スペーサとフェースプレートとの接合部には
導電性フリットを用いた）、スペーサ表面のゲルマニウ
ムと遷移金属との窒化膜が酸化されないように窒素中で
４３０℃で１０分以上焼成することで封着した。
ェースプレート７と支持枠３の接合部はフリットガラス
を塗布し（スペーサとフェースプレートとの接合部には
導電性フリットを用いた）、スペーサ表面のゲルマニウ
ムと遷移金属との窒化膜が酸化されないように窒素中で
４３０℃で１０分以上焼成することで封着した。
【０１４７】スペーサ１０はフェースプレート７側では
黒色体５ｂ（線幅３００μｍ）上に、Ａｕを被覆したシ
リカ球を含有した導電性フリットガラスを用いることに
より、帯電緩和膜とフェースプレートとの導通を確保し
た。なお、メタルバックとスペーサとが当接する領域に
おいてはメタルバックの一部を除去した。
黒色体５ｂ（線幅３００μｍ）上に、Ａｕを被覆したシ
リカ球を含有した導電性フリットガラスを用いることに
より、帯電緩和膜とフェースプレートとの導通を確保し
た。なお、メタルバックとスペーサとが当接する領域に
おいてはメタルバックの一部を除去した。
【０１４８】以上のようにして完成した外囲器８内の雰
囲気を排気管を通じ真空ポンプにて排気し、十分低い圧
力に達した後、容器外端子Ｄx1〜ＤxmとＤy1〜Ｄynを通
じ電子放出素子１の素子電極１４，１５間に電圧を印加
し、導電性薄膜１６を通電処理（フォーミング処理）す
ることにより電子放出部１７を形成した。フォーミング
処理は、図７に示した波形の電圧を印加することにより
行った。
囲気を排気管を通じ真空ポンプにて排気し、十分低い圧
力に達した後、容器外端子Ｄx1〜ＤxmとＤy1〜Ｄynを通
じ電子放出素子１の素子電極１４，１５間に電圧を印加
し、導電性薄膜１６を通電処理（フォーミング処理）す
ることにより電子放出部１７を形成した。フォーミング
処理は、図７に示した波形の電圧を印加することにより
行った。
【０１４９】次に排気管を通してアセトンを０．１３３
Ｐａとなるように真空容器に導入し、容器外端子Ｄx1〜
ＤxmとＤy1〜Ｄynに電圧パルスを定期的に印加すること
により、炭素、あるいは炭素化合物を堆積する通電活性
化処理を行った。通電活性化は図８に示すような波形を
印加することにより行った。
Ｐａとなるように真空容器に導入し、容器外端子Ｄx1〜
ＤxmとＤy1〜Ｄynに電圧パルスを定期的に印加すること
により、炭素、あるいは炭素化合物を堆積する通電活性
化処理を行った。通電活性化は図８に示すような波形を
印加することにより行った。
【０１５０】次に、容器全体を２００℃に加熱しつつ１
０時間真空排気した後、１０-4Ｐａ程度の圧力で、排気
管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器８の封止
を行った。
０時間真空排気した後、１０-4Ｐａ程度の圧力で、排気
管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器８の封止
を行った。
【０１５１】最後に、封止後の圧力を維持するために、
ゲッター処理を行った。
ゲッター処理を行った。
【０１５２】以上のように完成した画像形成装置におい
て、各電子放出素子１には、容器外端子Ｄx1〜Ｄxm、Ｄ
y1〜Ｄynを通じ走査信号及び変調信号を不図示の信号発
生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出さ
せ、メタルバック６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５
に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させることで画
像を表示した。なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは
１ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖ
ｆは１４Ｖとした。
て、各電子放出素子１には、容器外端子Ｄx1〜Ｄxm、Ｄ
y1〜Ｄynを通じ走査信号及び変調信号を不図示の信号発
生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出さ
せ、メタルバック６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５
に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させることで画
像を表示した。なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは
１ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖ
ｆは１４Ｖとした。
【０１５３】スペーサ１０について帯電緩和膜１０ｃの
抵抗値を、組み込み前、フェースプレートへの封着後、
リアプレート、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。このことはＣｒとＧｅ窒化膜が非
常に安定であり、帯電緩和膜として適していることを示
している。
抵抗値を、組み込み前、フェースプレートへの封着後、
リアプレート、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。このことはＣｒとＧｅ窒化膜が非
常に安定であり、帯電緩和膜として適していることを示
している。
【０１５４】比抵抗３．５×１０3 Ωｍのスペーサにつ
いてはスペーサに近い位置にある電子放出素子１からの
放出電子による発光スポットも含め、二次元状に等間隔
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。このことはスペーサ１０を設置
しても電子軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生
せず、スペーサ１０の帯電も起こっていないことを示し
ている。また、本材料の抵抗温度係数は−０．８％であ
り、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱暴走は見られなかった。
いてはスペーサに近い位置にある電子放出素子１からの
放出電子による発光スポットも含め、二次元状に等間隔
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。このことはスペーサ１０を設置
しても電子軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生
せず、スペーサ１０の帯電も起こっていないことを示し
ている。また、本材料の抵抗温度係数は−０．８％であ
り、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱暴走は見られなかった。
【０１５５】比抵抗２．５ΩｍのスペーサについてはＶ
ａ＝２ｋＶでの消費電力がほぼ１Ｗに達するものの２ｋ
Ｖまで印加できた。また、比抵抗が５．２×１０6 Ωｍ
と大きいスペーサについては、熱暴走はないものの、帯
電防止の効果が弱く、電子ビームがスペーサに引き寄せ
られたために画像は表示できたが、スペーサ近傍の画像
に乱れを生じた。
ａ＝２ｋＶでの消費電力がほぼ１Ｗに達するものの２ｋ
Ｖまで印加できた。また、比抵抗が５．２×１０6 Ωｍ
と大きいスペーサについては、熱暴走はないものの、帯
電防止の効果が弱く、電子ビームがスペーサに引き寄せ
られたために画像は表示できたが、スペーサ近傍の画像
に乱れを生じた。
【０１５６】本実施例に用いたスペーサの窒化率（窒化
ゲルマニウムを構成するゲルマニウムの原子濃度／ゲル
マニウムの原子濃度）をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析機
構）により測定した結果、７０，６５，５８％であっ
た。
ゲルマニウムを構成するゲルマニウムの原子濃度／ゲル
マニウムの原子濃度）をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析機
構）により測定した結果、７０，６５，５８％であっ
た。
【０１５７】（比較例１） 比較例として前記と同様な方法で導電性膜にＣｒとＧｅ
窒化膜の代わりにＳｎＯ2 を用いた（ａｓ ｄｅｐｏ抵
抗値 ６．７×１０8 Ω、膜厚５ｎｍ）。スパッタ装置
としては図１３に示した装置を用い、金属ターゲットの
代わりにＳｎＯ2 ターゲットを用いてスパッタを行っ
た。スパッタガスはアルゴンで全圧は０．５Ｐａ、投入
電圧は５００Ｗで５分成膜を行った。
窒化膜の代わりにＳｎＯ2 を用いた（ａｓ ｄｅｐｏ抵
抗値 ６．７×１０8 Ω、膜厚５ｎｍ）。スパッタ装置
としては図１３に示した装置を用い、金属ターゲットの
代わりにＳｎＯ2 ターゲットを用いてスパッタを行っ
た。スパッタガスはアルゴンで全圧は０．５Ｐａ、投入
電圧は５００Ｗで５分成膜を行った。
【０１５８】各組立工程において導電性膜１０ｃの抵抗
値が大きく変動した。全組立工程通過後には比抵抗は
９．２×１０-2Ωｍ、抵抗値で１．８×１０6 Ωにな
り、Ｖａを１ｋＶまで印加することができなかった。す
なわち、ディスプレイ作製工程で抵抗が大きく変化し、
かつその変化量が一定でないため、工程終了後の抵抗の
バラツキが大きくなり制御性に乏しい。また、このＳｎ
Ｏ2 の比抵抗値では膜厚を１ｎｍ以下と極めて薄くしな
ければならず、さらに抵抗の制御性は難しい。
値が大きく変動した。全組立工程通過後には比抵抗は
９．２×１０-2Ωｍ、抵抗値で１．８×１０6 Ωにな
り、Ｖａを１ｋＶまで印加することができなかった。す
なわち、ディスプレイ作製工程で抵抗が大きく変化し、
かつその変化量が一定でないため、工程終了後の抵抗の
バラツキが大きくなり制御性に乏しい。また、このＳｎ
Ｏ2 の比抵抗値では膜厚を１ｎｍ以下と極めて薄くしな
ければならず、さらに抵抗の制御性は難しい。
【０１５９】（実施例２） 実施例１と異なるのはスペーサ１０のＣｒとＧｅ窒化膜
１０ｃの代わりとしてＴａとＧｅの窒化化合物膜を用い
た。本実施例で用いたＴａとＧｅ窒化膜はスパッタリン
グ装置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＴａとＧ
ｅのターゲットを同時スパッタすることにより成膜し
た。スパッタ装置は図１３の装置を用いた。スパッタチ
ャンバーの背圧は、２×１０-5Ｐａであった。スパッタ
時には窒素分圧が３０％となるように、アルゴンと窒素
の混合ガスを流した。スパッタガス全圧は０．４５Ｐａ
であった。Ｔａターゲットに１５０Ｗ、Ｇｅターゲット
に１５０Ｗの高周波電圧を投入し、スパッタ時間を調整
することにより、ＴａとＧｅの窒化膜を作製した。
１０ｃの代わりとしてＴａとＧｅの窒化化合物膜を用い
た。本実施例で用いたＴａとＧｅ窒化膜はスパッタリン
グ装置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＴａとＧ
ｅのターゲットを同時スパッタすることにより成膜し
た。スパッタ装置は図１３の装置を用いた。スパッタチ
ャンバーの背圧は、２×１０-5Ｐａであった。スパッタ
時には窒素分圧が３０％となるように、アルゴンと窒素
の混合ガスを流した。スパッタガス全圧は０．４５Ｐａ
であった。Ｔａターゲットに１５０Ｗ、Ｇｅターゲット
に１５０Ｗの高周波電圧を投入し、スパッタ時間を調整
することにより、ＴａとＧｅの窒化膜を作製した。
【０１６０】作製したＴａとＧｅの窒化膜１０ｃの膜厚
はおよそ２００ｎｍ、比抵抗は８．４×１０3 Ωｍであ
った。また、抵抗温度係数は−０．６％であった。
はおよそ２００ｎｍ、比抵抗は８．４×１０3 Ωｍであ
った。また、抵抗温度係数は−０．６％であった。
【０１６１】上記スペーサ１０を用いた画像形成装置を
作製し、実施例１と同様の評価を行った。なお、高圧端
子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１
４，１５間への印加電圧Ｖｆは１４Ｖとした。
作製し、実施例１と同様の評価を行った。なお、高圧端
子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１
４，１５間への印加電圧Ｖｆは１４Ｖとした。
【０１６２】スペーサの抵抗値を、組み込み前（ａｓ
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。
【０１６３】また、スペーサ１０のリアプレート近傍か
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
このときスペーサ１０に近い位置にある電子放出素子１
からの放出電子による発光スポットも含め、二次元状に
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。このことはスペーサ１０
を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界の乱れ
は発生せず、スペーサ１０の帯電も起こっていないこと
を示している。
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
このときスペーサ１０に近い位置にある電子放出素子１
からの放出電子による発光スポットも含め、二次元状に
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。このことはスペーサ１０
を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界の乱れ
は発生せず、スペーサ１０の帯電も起こっていないこと
を示している。
【０１６４】（実施例３） 実施例１のＣｒとＧｅ窒化膜に代わり、ＴｉとＧｅ窒化
膜を用いた。本実施例で用いたＴｉとＧｅ窒化膜はスパ
ッタリング装置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中で
ＴｉとＧｅのターゲットを同時スパッタすることにより
成膜した。スパッタ装置は図１３の装置を用いた。スパ
ッタチャンバーの背圧は、２×１０-5Ｐａであった。ス
パッタ時には窒素分圧が３０％になるように、アルゴン
と窒素の混合ガスを流した。スパッタガス全圧は０．４
５Ｐａであった。Ｔｉターゲットに１２０Ｗ、Ｇｅター
ゲットに１５０Ｗの高周波電圧を投入し、スパッタ時間
を調整することにより、ＴｉとＧｅの窒化膜を作製し
た。
膜を用いた。本実施例で用いたＴｉとＧｅ窒化膜はスパ
ッタリング装置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中で
ＴｉとＧｅのターゲットを同時スパッタすることにより
成膜した。スパッタ装置は図１３の装置を用いた。スパ
ッタチャンバーの背圧は、２×１０-5Ｐａであった。ス
パッタ時には窒素分圧が３０％になるように、アルゴン
と窒素の混合ガスを流した。スパッタガス全圧は０．４
５Ｐａであった。Ｔｉターゲットに１２０Ｗ、Ｇｅター
ゲットに１５０Ｗの高周波電圧を投入し、スパッタ時間
を調整することにより、ＴｉとＧｅの窒化膜を作製し
た。
【０１６５】作製したＴｉとＧｅの窒化膜１０ｃは、膜
厚がおよそ６０ｎｍ、比抵抗が７．４×１０3 Ωｍのも
のと、膜厚がおよそ８０ｎｍ、比抵抗が２．２×１０5
Ωｍのものの２種である。また、抵抗温度係数は−０．
８％であった。
厚がおよそ６０ｎｍ、比抵抗が７．４×１０3 Ωｍのも
のと、膜厚がおよそ８０ｎｍ、比抵抗が２．２×１０5
Ωｍのものの２種である。また、抵抗温度係数は−０．
８％であった。
【０１６６】上記スペーサ１０を用いた画像形成装置に
おいて、各電子放出素子１には、容器外端子Ｄx1〜Ｄx
m、Ｄy1〜Ｄynを通じ、走査信号及び変調信号を不図示
の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を
放出させ、メタルバック６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５に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させるこ
とで画像を表示した。
おいて、各電子放出素子１には、容器外端子Ｄx1〜Ｄx
m、Ｄy1〜Ｄynを通じ、走査信号及び変調信号を不図示
の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を
放出させ、メタルバック６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５に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させるこ
とで画像を表示した。
【０１６７】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
【０１６８】スペーサの抵抗値は、組み込み前（ａｓ
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じて増加したものの極端
な抵抗値の変動が見られなかった。
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じて増加したものの極端
な抵抗値の変動が見られなかった。
【０１６９】スペーサ１０についてリアプレート近傍か
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
比抵抗が７．４×１０3 Ωｍのスペーサに対してはスペ
ーサに近い位置にある電子放出素子１からの放出電子に
よる発光スポットも含め、二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。このことはスペーサ１０を設置しても電子
軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生せず、スペ
ーサ１０の帯電も起こっていないことを示している。一
方、比抵抗が大きいスペーサ（比抵抗が２．２×１０5
Ωｍ）ではスペーサ近傍の電子ビームが曲げられわずか
に画像の乱れが観察された。
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
比抵抗が７．４×１０3 Ωｍのスペーサに対してはスペ
ーサに近い位置にある電子放出素子１からの放出電子に
よる発光スポットも含め、二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。このことはスペーサ１０を設置しても電子
軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生せず、スペ
ーサ１０の帯電も起こっていないことを示している。一
方、比抵抗が大きいスペーサ（比抵抗が２．２×１０5
Ωｍ）ではスペーサ近傍の電子ビームが曲げられわずか
に画像の乱れが観察された。
【０１７０】（実施例４） 実施例１と異なるのはスペーサ１０のＣｒとＧｅ窒化膜
１０ｃの代わりとしてＭｏとＧｅの化合物膜を用いた。
本実施例で用いたＭｏとＧｅ窒化膜はスパッタリング装
置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＭｏとＧｅの
ターゲットを同時スパッタすることにより成膜した。ス
パッタ装置は図１３の装置を用いた。スパッタチャンバ
ーの背圧は、２×１０-5Ｐａであった。スパッタ時には
窒素分圧が３０％になるように、アルゴンと窒素の混合
ガスを流した。スパッタガス全圧は０．４５Ｐａであっ
た。Ｍｏターゲットに１５Ｗ、Ｇｅターゲットに１５０
Ｗの高周波電圧を投入し、スパッタ時間を調整すること
により、ＭｏとＧｅの窒化膜を作製した。
１０ｃの代わりとしてＭｏとＧｅの化合物膜を用いた。
本実施例で用いたＭｏとＧｅ窒化膜はスパッタリング装
置を用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＭｏとＧｅの
ターゲットを同時スパッタすることにより成膜した。ス
パッタ装置は図１３の装置を用いた。スパッタチャンバ
ーの背圧は、２×１０-5Ｐａであった。スパッタ時には
窒素分圧が３０％になるように、アルゴンと窒素の混合
ガスを流した。スパッタガス全圧は０．４５Ｐａであっ
た。Ｍｏターゲットに１５Ｗ、Ｇｅターゲットに１５０
Ｗの高周波電圧を投入し、スパッタ時間を調整すること
により、ＭｏとＧｅの窒化膜を作製した。
【０１７１】作製したＭｏとＧｅの窒化膜１０ｃは、膜
厚がおよそ２００ｎｍ、比抵抗が６．４×１０3 Ωｍで
ある。また、抵抗温度係数は−０．６％であった。
厚がおよそ２００ｎｍ、比抵抗が６．４×１０3 Ωｍで
ある。また、抵抗温度係数は−０．６％であった。
【０１７２】以上のスペーサ１０を使用した画像形成装
置を実施例１と同様に作製し、実施例１と同様に画像の
評価を行った。
置を実施例１と同様に作製し、実施例１と同様に画像の
評価を行った。
【０１７３】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
【０１７４】スペーサの抵抗値を、組み込み前（ａｓ
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。
【０１７５】また、スペーサ１０についてリアプレート
近傍からフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値
を測定したところ全組立工程を通過した後も場所による
抵抗値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持って
いた。このときスペーサ１０に近い位置にある電子放出
素子１からの放出電子による発光スポットも含め、二次
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。このことはスペー
サ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界
の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こっていな
いことを示している。
近傍からフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値
を測定したところ全組立工程を通過した後も場所による
抵抗値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持って
いた。このときスペーサ１０に近い位置にある電子放出
素子１からの放出電子による発光スポットも含め、二次
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。このことはスペー
サ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界
の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こっていな
いことを示している。
【０１７６】（実施例５） 実施例１と異なるのはスペーサ１０のＣｒとＧｅ窒化膜
１０ｃの代わりとしてＷとＧｅの化合物膜を用いた。本
実施例で用いたＷとＧｅ窒化膜はスパッタリング装置を
用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＷとＧｅのターゲ
ットを同時スパッタすることにより成膜した。スパッタ
装置は図１３の装置を用いた。スパッタチャンバーの背
圧は、２×１０-5Ｐａであった。スパッタ時には窒素分
圧が３０％になるように、アルゴンと窒素の混合ガスを
流した。スパッタガス全圧は０．４５Ｐａであった。Ｗ
ターゲットに１２Ｗ、Ｇｅターゲットに１５０Ｗの高周
波電圧を投入し、スパッタ時間を調整することにより、
ＷとＧｅの窒化膜を作製した。
１０ｃの代わりとしてＷとＧｅの化合物膜を用いた。本
実施例で用いたＷとＧｅ窒化膜はスパッタリング装置を
用いてアルゴンと窒素混合雰囲気中でＷとＧｅのターゲ
ットを同時スパッタすることにより成膜した。スパッタ
装置は図１３の装置を用いた。スパッタチャンバーの背
圧は、２×１０-5Ｐａであった。スパッタ時には窒素分
圧が３０％になるように、アルゴンと窒素の混合ガスを
流した。スパッタガス全圧は０．４５Ｐａであった。Ｗ
ターゲットに１２Ｗ、Ｇｅターゲットに１５０Ｗの高周
波電圧を投入し、スパッタ時間を調整することにより、
ＷとＧｅの窒化膜を作製した。
【０１７７】作製したＷとＧｅの窒化膜１０ｃは、膜厚
がおよそ２００ｎｍ、比抵抗が５．０×１０3 Ωｍであ
る。また、抵抗温度係数は−０．４％であった。
がおよそ２００ｎｍ、比抵抗が５．０×１０3 Ωｍであ
る。また、抵抗温度係数は−０．４％であった。
【０１７８】以上のスペーサ１０を使用した画像形成装
置を実施例１と同様に作製し、実施例１と同様に画像の
評価を行った。
置を実施例１と同様に作製し、実施例１と同様に画像の
評価を行った。
【０１７９】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
【０１８０】スペーサの抵抗値を、組み込み前（ａｓ
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。
ｄｅｐｏ）、フェースプレートへの封着後、リアプレー
トへの封着後、真空排気後、素子電極通電処理後等各工
程で計測したところ全行程を通じてほとんど抵抗値の変
動が見られなかった。
【０１８１】また、スペーサ１０についてリアプレート
近傍からフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値
を測定したところ全組立工程を通過した後も場所による
抵抗値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持って
いた。このときスペーサ１０に近い位置にある電子放出
素子１からの放出電子による発光スポットも含め、二次
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。このことはスペー
サ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界
の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こっていな
いことを示している。
近傍からフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値
を測定したところ全組立工程を通過した後も場所による
抵抗値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持って
いた。このときスペーサ１０に近い位置にある電子放出
素子１からの放出電子による発光スポットも含め、二次
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。このことはスペー
サ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電界
の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こっていな
いことを示している。
【０１８２】（実施例６） 本実施例では電子放出素子として冷陰極型電子放出素子
の一種である電界放出素子を用いた。
の一種である電界放出素子を用いた。
【０１８３】図１６は本実施例の画像形成装置のスペー
サと電子源部分を中心とした断面模式図である。図１６
において、６２はリアプレート、６３はフェースプレー
ト、６１は陰極、６６はゲート電極、６７はゲート／陰
極間の絶縁層、６８は収束電極、６４は蛍光体、６９は
収束電極／ゲート電極間の絶縁層、７０は陰極配線であ
る。６５はスペーサであり、絶縁性基体にタングステン
とゲルマニウム（Ｇｅ）窒素化合物膜がスパッタ法で被
覆されている。
サと電子源部分を中心とした断面模式図である。図１６
において、６２はリアプレート、６３はフェースプレー
ト、６１は陰極、６６はゲート電極、６７はゲート／陰
極間の絶縁層、６８は収束電極、６４は蛍光体、６９は
収束電極／ゲート電極間の絶縁層、７０は陰極配線であ
る。６５はスペーサであり、絶縁性基体にタングステン
とゲルマニウム（Ｇｅ）窒素化合物膜がスパッタ法で被
覆されている。
【０１８４】電子放出素子は、陰極６１の先端とゲート
電極６６間に大きな電界を印加し、陰極６１の先端より
電子を放出するものである。ゲート電極６６は、複数の
陰極からの放出電子が通過できるように、電子通過口が
設けられている。さらに、ゲート電極口を通過した電子
は、収束電極６８によって収束され、フェースプレート
６３に設けられた陽極の電界で加速され、陰極に対応す
る蛍光体の絵素に衝突し、発光表示するものである。な
お、複数のゲート電極６８と複数の陰極配線７０は、単
純マトリクス状に配置され、入力された入力信号によっ
て、該当する陰極が選択され、選択された陰極より電子
が放出される。
電極６６間に大きな電界を印加し、陰極６１の先端より
電子を放出するものである。ゲート電極６６は、複数の
陰極からの放出電子が通過できるように、電子通過口が
設けられている。さらに、ゲート電極口を通過した電子
は、収束電極６８によって収束され、フェースプレート
６３に設けられた陽極の電界で加速され、陰極に対応す
る蛍光体の絵素に衝突し、発光表示するものである。な
お、複数のゲート電極６８と複数の陰極配線７０は、単
純マトリクス状に配置され、入力された入力信号によっ
て、該当する陰極が選択され、選択された陰極より電子
が放出される。
【０１８５】陰極、ゲート電極、収束電極、陰極配線等
は公知の方法により作製され、陰極材料はＭｏである。
スペーサ基体は長さ２０ｍｍ、幅３．８ｍｍ、厚み０．
２ｍｍの青板ガラスであり、その表面に実施例５と同様
の方法によりタングステンとゲルマニウムの窒素化合物
膜を２００ｎｍの厚み形成した。スペーサ６５は収束電
極６８に導電性フリットにより接着した。スペーサ６５
の収束電極あるいは蛍光体との接触部には接触抵抗を低
くするためにアルミニウムの蒸着膜がそれぞれ１００μ
ｍの領域に形成されている。
は公知の方法により作製され、陰極材料はＭｏである。
スペーサ基体は長さ２０ｍｍ、幅３．８ｍｍ、厚み０．
２ｍｍの青板ガラスであり、その表面に実施例５と同様
の方法によりタングステンとゲルマニウムの窒素化合物
膜を２００ｎｍの厚み形成した。スペーサ６５は収束電
極６８に導電性フリットにより接着した。スペーサ６５
の収束電極あるいは蛍光体との接触部には接触抵抗を低
くするためにアルミニウムの蒸着膜がそれぞれ１００μ
ｍの領域に形成されている。
【０１８６】本実施例におけるタングステンとゲルマニ
ウムの窒素化合物膜の成膜後の比抵抗は７．９×１０3
Ωｍであり、スペーサの抵抗値は３．７×１０9 Ωであ
った。
ウムの窒素化合物膜の成膜後の比抵抗は７．９×１０3
Ωｍであり、スペーサの抵抗値は３．７×１０9 Ωであ
った。
【０１８７】このスペーサを接着したリアプレート６２
と蛍光体６４を形成したフェースプレート６３を位置合
わせをし不図示の支持枠を介してフリットガラスにより
窒素雰囲気中で封着し、気密容器を作製した。この気密
容器内を排気管より真空排気しつつ、２５０℃、１０時
間のベーキング処理をした。その後、１０-5Ｐａまで排
気し、排気管のガスバーナーで溶着することにより気密
容器を封止した。最後に封止後の真空度を維持するた
め、高周波加熱法でゲッター処理を行った。
と蛍光体６４を形成したフェースプレート６３を位置合
わせをし不図示の支持枠を介してフリットガラスにより
窒素雰囲気中で封着し、気密容器を作製した。この気密
容器内を排気管より真空排気しつつ、２５０℃、１０時
間のベーキング処理をした。その後、１０-5Ｐａまで排
気し、排気管のガスバーナーで溶着することにより気密
容器を封止した。最後に封止後の真空度を維持するた
め、高周波加熱法でゲッター処理を行った。
【０１８８】以上のように作製した画像形成装置におい
て、陰極６１に容器外端子を通じ、不図示の信号発生手
段により信号を印加することにより電子放出させ、フェ
ースプレートに形成されている透明電極に印加された高
電圧により蛍光体６４に電子を照射することで、画像を
表示した。
て、陰極６１に容器外端子を通じ、不図示の信号発生手
段により信号を印加することにより電子放出させ、フェ
ースプレートに形成されている透明電極に印加された高
電圧により蛍光体６４に電子を照射することで、画像を
表示した。
【０１８９】スペーサの抵抗値は画像形成装置の作製工
程後で４．２×１０9 Ωと安定であり、スペーサ近傍の
電子ビームのずれも認められなかった。
程後で４．２×１０9 Ωと安定であり、スペーサ近傍の
電子ビームのずれも認められなかった。
【０１９０】以上説明した帯電緩和膜によれば、酸素等
の雰囲気でも抵抗値の変動が小さく、高抵抗化する場合
でも島状としたり極めて薄膜化する必要がないので、安
定性、再現性の優れた帯電緩和膜を形成することができ
る。また、高融点で、硬度が高いので安定性に優れる長
所も有している。さらに、窒化ゲルマニウムは絶縁体
で、遷移金属窒化物は良導電体なので、組成を調整する
ことで任意の比抵抗値を得ることができる。本発明の帯
電緩和膜は本願の実施形態等で述べた装置の他、ＣＲ
Ｔ、あるいは放電管等の電子管等に用いることができ、
その他にも電荷の帯電が問題となる用途に広く用いるこ
とができる。
の雰囲気でも抵抗値の変動が小さく、高抵抗化する場合
でも島状としたり極めて薄膜化する必要がないので、安
定性、再現性の優れた帯電緩和膜を形成することができ
る。また、高融点で、硬度が高いので安定性に優れる長
所も有している。さらに、窒化ゲルマニウムは絶縁体
で、遷移金属窒化物は良導電体なので、組成を調整する
ことで任意の比抵抗値を得ることができる。本発明の帯
電緩和膜は本願の実施形態等で述べた装置の他、ＣＲ
Ｔ、あるいは放電管等の電子管等に用いることができ、
その他にも電荷の帯電が問題となる用途に広く用いるこ
とができる。
【０１９１】また本発明の画像形成装置によれば、素子
基板とフェースプレート間に配置された絶縁性部材表面
に、遷移金属と、ゲルマニウムとの窒化化合物膜を帯電
緩和膜として用いることで、組立工程中に抵抗値の変化
がほとんど起こらず、安定した抵抗値を得ることができ
る。これによりスペーサ近傍でのビームの電位の乱れは
抑止され、ビームが蛍光体に衝突する位置と、本来発光
するべき蛍光体との位置ずれの発生が防止され、輝度損
失を防ぐことができ鮮明な画像表示が可能となった。
基板とフェースプレート間に配置された絶縁性部材表面
に、遷移金属と、ゲルマニウムとの窒化化合物膜を帯電
緩和膜として用いることで、組立工程中に抵抗値の変化
がほとんど起こらず、安定した抵抗値を得ることができ
る。これによりスペーサ近傍でのビームの電位の乱れは
抑止され、ビームが蛍光体に衝突する位置と、本来発光
するべき蛍光体との位置ずれの発生が防止され、輝度損
失を防ぐことができ鮮明な画像表示が可能となった。
【０１９２】（実施例７） 以下ではさらにＡｌを加えた帯電緩和膜（帯電防止膜と
もいう）を用いた例を説明する。
もいう）を用いた例を説明する。
【０１９３】［膜表面組成の較正方法について］ スペーサの表面窒化率などの膜表面組成を求める際に
は、以下の装置を使用して較正を行った。１０-8Ｐａ以
下の真空度を保った同一真空室内に、薄膜形成機構及び
ＲＨＥＥＤ（反射高速電子回折パターン計測機構）とＸ
ＰＳ（Ｘ線光電子分光分析機構）を備えた装置を使用し
て、まず薄膜形成機構により窒化アルミニウム薄膜を成
膜し、ＲＨＥＥＤ法によりＡｌＮが形成されたことを確
認後、ＸＰＳ測定を行った。この時のＡｌ２ｐスペクト
ル及び Ｎｌｓスペクトルのピーク面積比を用いて、ア
ルミニウムとゲルマニウムの遷移金属合金窒化膜の表面
組成を較正した。
は、以下の装置を使用して較正を行った。１０-8Ｐａ以
下の真空度を保った同一真空室内に、薄膜形成機構及び
ＲＨＥＥＤ（反射高速電子回折パターン計測機構）とＸ
ＰＳ（Ｘ線光電子分光分析機構）を備えた装置を使用し
て、まず薄膜形成機構により窒化アルミニウム薄膜を成
膜し、ＲＨＥＥＤ法によりＡｌＮが形成されたことを確
認後、ＸＰＳ測定を行った。この時のＡｌ２ｐスペクト
ル及び Ｎｌｓスペクトルのピーク面積比を用いて、ア
ルミニウムとゲルマニウムの遷移金属合金窒化膜の表面
組成を較正した。
【０１９４】実施例７−１１においては帯電防止膜１０
ｃはアルミニウムとゲルマニウムの遷移金属合金窒化膜
であり、例えば遷移金属としてＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｗを用いた。
ｃはアルミニウムとゲルマニウムの遷移金属合金窒化膜
であり、例えば遷移金属としてＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｗを用いた。
【０１９５】 Ｃｒ／（Ａｌ＋Ｇｅ）の比率は５ａｔ．％〜１８ａｔ．％（原子％）、 Ｔｉ／（Ａｌ＋Ｇｅ）の比率は２４ａｔ．％〜４０ａｔ．％（原子％）、 Ｔａ／（Ａｌ＋Ｇｅ）の比率は３６ａｔ．％〜５０ａｔ．％（原子％）、 Ｍｏ／（Ａｌ＋Ｇｅ）の比率は３ａｔ．％〜１８ａｔ．％（原子％）、 Ｗ／（Ａｌ＋Ｇｅ）の比率は３ａｔ．％〜２０ａｔ．％（原子％）、 とするのが好ましい。
【０１９６】以下、本実施例の具体的な構成について説
明する。
明する。
【０１９７】スペーサ１０は清浄化したソーダライムガ
ラスからなる平板絶縁性基材１０ａ（高さ３．８ｍｍ、
板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）上に、Ｎａブロック層
１０ｂとして窒化シリコン膜を０．５μｍ成膜し、その
上にＣｒとＡｌとＧｅの合金窒化膜１０ｃを真空成膜法
により形成し成膜した。
ラスからなる平板絶縁性基材１０ａ（高さ３．８ｍｍ、
板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）上に、Ｎａブロック層
１０ｂとして窒化シリコン膜を０．５μｍ成膜し、その
上にＣｒとＡｌとＧｅの合金窒化膜１０ｃを真空成膜法
により形成し成膜した。
【０１９８】本実施例で用いたＣｒとＡｌとＧｅの合金
窒化膜１０ｃは、スパッタリング装置を用いて、アルゴ
ンと窒素混合雰囲気中で、ＣｒとＡｌとＧｅのターゲッ
トを同時スパッタすることにより成膜した。それぞれの
ターゲットにかける電力を変化することにより組成の調
節を行い、最適の抵抗値を得た。
窒化膜１０ｃは、スパッタリング装置を用いて、アルゴ
ンと窒素混合雰囲気中で、ＣｒとＡｌとＧｅのターゲッ
トを同時スパッタすることにより成膜した。それぞれの
ターゲットにかける電力を変化することにより組成の調
節を行い、最適の抵抗値を得た。
【０１９９】詳述すると、各ガス圧と各電力は、Ａｒ＝
２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2 ＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｃｒ＝１
８Ｗ、Ａｌ＝６００Ｗ、Ｇｅ＝４５Ｗ、であり、基板は
室温でアースに接地されている。
２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2 ＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｃｒ＝１
８Ｗ、Ａｌ＝６００Ｗ、Ｇｅ＝４５Ｗ、であり、基板は
室温でアースに接地されている。
【０２００】スパッタ装置については図１７のようにな
っている。図１７において、４１は成膜室、４２はスペ
ーサ部材、４３，４４，１７０１はそれぞれＣｒ、Ａ
ｌ、Ｇｅのターゲット、４５，４７，１７０３はターゲ
ット４３，４４，１７０１にそれぞれ高周波電圧を印加
するための高周波電源、４６，４８，１７０２はインピ
ーダンスの整合用マッチングボックス、４９，５０はア
ルゴン、窒素を導入するための導入管である。成膜室４
１にアルゴンと窒素を上記の分圧で導入し、ターゲット
４３，４４，１７０１と、スペーサ部材４２間に高周波
電圧を印加して、放電を起こしスパッタを行った。
っている。図１７において、４１は成膜室、４２はスペ
ーサ部材、４３，４４，１７０１はそれぞれＣｒ、Ａ
ｌ、Ｇｅのターゲット、４５，４７，１７０３はターゲ
ット４３，４４，１７０１にそれぞれ高周波電圧を印加
するための高周波電源、４６，４８，１７０２はインピ
ーダンスの整合用マッチングボックス、４９，５０はア
ルゴン、窒素を導入するための導入管である。成膜室４
１にアルゴンと窒素を上記の分圧で導入し、ターゲット
４３，４４，１７０１と、スペーサ部材４２間に高周波
電圧を印加して、放電を起こしスパッタを行った。
【０２０１】作製したＣｒとＡｌとＧｅの合金窒化膜
は、膜厚が２００ｎｍ、比抵抗が２．４×１０3 Ωｍで
あり、Ｃｒ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組成比７ａｔ．％（原子
％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比１８ａｔ．％（原子％）であ
る。
は、膜厚が２００ｎｍ、比抵抗が２．４×１０3 Ωｍで
あり、Ｃｒ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組成比７ａｔ．％（原子
％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比１８ａｔ．％（原子％）であ
る。
【０２０２】以上のようにして、実施例１と同様に製造
した画像形成装置において、各電子放出素子１には、容
器外端子Ｄx1〜Ｄxm、Ｄy1〜Ｄynを通じ、走査信号及び
変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加する
ことにより電子を放出させ、メタルバック６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５に電子を衝突させ、蛍光体を
励起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧端
子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１
４，１５間への印加電圧Ｖｆは１４Ｖとした。
した画像形成装置において、各電子放出素子１には、容
器外端子Ｄx1〜Ｄxm、Ｄy1〜Ｄynを通じ、走査信号及び
変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加する
ことにより電子を放出させ、メタルバック６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５に電子を衝突させ、蛍光体を
励起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧端
子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１
４，１５間への印加電圧Ｖｆは１４Ｖとした。
【０２０３】この時、スペーサに近い位置にある電子放
出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、二
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。このことはスペ
ーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電
界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こってい
ないことを示している。また、本材料の抵抗温度係数は
−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱暴走は見
られなかった。
出素子１からの放出電子による発光スポットも含め、二
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。このことはスペ
ーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすような電
界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こってい
ないことを示している。また、本材料の抵抗温度係数は
−０．５％であり、Ｖａ＝５ｋＶにおいても熱暴走は見
られなかった。
【０２０４】また、スペーサ１０について帯電防止膜１
０ｃの抵抗値は、組み込み前で１．１×１０9 Ω、フェ
ースプレート７、リアプレート２、封着後で、１．０×
１０9 Ω、真空排気後で１．３×１０9 Ω、素子電極通
電処理後で１．４×１０9 Ωであった。このことはＣｒ
とＡｌとＧｅの合金窒化膜が非常に安定であり、帯電防
止膜として適していることを示している。
０ｃの抵抗値は、組み込み前で１．１×１０9 Ω、フェ
ースプレート７、リアプレート２、封着後で、１．０×
１０9 Ω、真空排気後で１．３×１０9 Ω、素子電極通
電処理後で１．４×１０9 Ωであった。このことはＣｒ
とＡｌとＧｅの合金窒化膜が非常に安定であり、帯電防
止膜として適していることを示している。
【０２０５】また、このスペーサ１０をとりはずして、
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したとこ
ろ、Ｃｒ、Ｇｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化
物と酸化物が混在しており、窒化物として存在する割合
（［窒化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／
［アルミニウムの原子濃度］）が５１〜５５％であっ
た。
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したとこ
ろ、Ｃｒ、Ｇｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化
物と酸化物が混在しており、窒化物として存在する割合
（［窒化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／
［アルミニウムの原子濃度］）が５１〜５５％であっ
た。
【０２０６】（比較例２） 比較例として前記と同様な方法で、導電膜にＣｒとＡｌ
とＧｅの合金窒化膜の代わりに、ＳｎＯ2 を用いたとこ
ろ、各組立工程において導電膜１０ｃの抵抗値が大きく
変動した。全組立工程通過後には、比抵抗は９．５Ωｃ
ｍ、抵抗値で４．１×１０6 Ωになり、Ｖａを１ｋＶま
で印加することができなかった。すなわち、ディスプレ
イ作製工程で抵抗が大きく変化し、かつその変化量が一
定でないため、工程終了後の抵抗のバラツキが大きくな
り、制御性に乏しい。また、このＳｎＯ2 の比抵抗値で
は膜厚を１ｎｍ以下と極めて薄くしなければならず、さ
らに抵抗の制御性は難しい。
とＧｅの合金窒化膜の代わりに、ＳｎＯ2 を用いたとこ
ろ、各組立工程において導電膜１０ｃの抵抗値が大きく
変動した。全組立工程通過後には、比抵抗は９．５Ωｃ
ｍ、抵抗値で４．１×１０6 Ωになり、Ｖａを１ｋＶま
で印加することができなかった。すなわち、ディスプレ
イ作製工程で抵抗が大きく変化し、かつその変化量が一
定でないため、工程終了後の抵抗のバラツキが大きくな
り、制御性に乏しい。また、このＳｎＯ2 の比抵抗値で
は膜厚を１ｎｍ以下と極めて薄くしなければならず、さ
らに抵抗の制御性は難しい。
【０２０７】製造方法は実施例１のスパッタリング装置
で酸素とアルゴン混合雰囲気中で、ＳｎＯ2 のターゲッ
トをスパッタすることにより成膜した。詳述すると、Ａ
ｒ０．８ｍＴｏｒｒ／Ｏ2 ０．２ｍＴｏｒｒ、ＳｎＯ2
＝１００Ｗ、基板は室温でアースに接地されている。膜
厚は２．２ｎｍである。抵抗値は組み込み前で２．７×
１０9 Ω、フェースプレート、リアプレート封着後で
４．４×１０5 Ω、真空排気後で１．８×１０6 Ω、素
子電極通電処理後で４．１×１０6 Ωであった。
で酸素とアルゴン混合雰囲気中で、ＳｎＯ2 のターゲッ
トをスパッタすることにより成膜した。詳述すると、Ａ
ｒ０．８ｍＴｏｒｒ／Ｏ2 ０．２ｍＴｏｒｒ、ＳｎＯ2
＝１００Ｗ、基板は室温でアースに接地されている。膜
厚は２．２ｎｍである。抵抗値は組み込み前で２．７×
１０9 Ω、フェースプレート、リアプレート封着後で
４．４×１０5 Ω、真空排気後で１．８×１０6 Ω、素
子電極通電処理後で４．１×１０6 Ωであった。
【０２０８】（実施例８） 実施例７と異なるのは、スペーサ１０のＣｒとＡｌとＧ
ｅの合金窒化膜１０ｃの代わりとして、ＴａとＡｌとＧ
ｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法については実施例７
と同様で、そのガス圧と各電力は、Ａｒ＝２．４ｍＴｏ
ｒｒ／Ｎ2 ＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｔａ＝２００Ｗ、Ａｌ
＝５００Ｗ、Ｇｅ＝５０Ｗである。この時のＴａとＡｌ
とＧｅの合金窒化膜１０ｃは膜厚がおよそ２３０ｎｍで
あり、比抵抗が５．２×１０3 Ωｍである。また、抵抗
温度係数は−０．３％であり、Ｔａ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組
成比４１ａｔ．％（原子％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比２６ａ
ｔ．％（原子％）である。
ｅの合金窒化膜１０ｃの代わりとして、ＴａとＡｌとＧ
ｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法については実施例７
と同様で、そのガス圧と各電力は、Ａｒ＝２．４ｍＴｏ
ｒｒ／Ｎ2 ＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｔａ＝２００Ｗ、Ａｌ
＝５００Ｗ、Ｇｅ＝５０Ｗである。この時のＴａとＡｌ
とＧｅの合金窒化膜１０ｃは膜厚がおよそ２３０ｎｍで
あり、比抵抗が５．２×１０3 Ωｍである。また、抵抗
温度係数は−０．３％であり、Ｔａ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組
成比４１ａｔ．％（原子％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比２６ａ
ｔ．％（原子％）である。
【０２０９】上記スペーサ１０を用いた画像形成装置を
作製し、実施例７と同様の評価を行った。
作製し、実施例７と同様の評価を行った。
【０２１０】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
【０２１１】スペーサ抵抗値を組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等、各工程で計測したところ全
行程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。
すなわち、抵抗値は組み込み前は２．１×１０9 Ω、フ
ェースプレート・リアプレートへの封着後は１．６×１
０9 Ω、真空排気後は２．３×１０9 Ω、素子電極通電
処理後は２．５×１０9 Ωであった。
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等、各工程で計測したところ全
行程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。
すなわち、抵抗値は組み込み前は２．１×１０9 Ω、フ
ェースプレート・リアプレートへの封着後は１．６×１
０9 Ω、真空排気後は２．３×１０9 Ω、素子電極通電
処理後は２．５×１０9 Ωであった。
【０２１２】また、スペーサ１０のリアプレート２近傍
からフェースプレート７近傍まで、各微少部分の抵抗値
を測定したところ、全組立工程を通過した後も、場所に
よる抵抗値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持
っていた。
からフェースプレート７近傍まで、各微少部分の抵抗値
を測定したところ、全組立工程を通過した後も、場所に
よる抵抗値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持
っていた。
【０２１３】また、このときスペーサ１０に近い位置に
ある電子放出素子１からの放出電子による発光スポット
も含め、二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
のことはスペーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電
も起こっていないことを示している。
ある電子放出素子１からの放出電子による発光スポット
も含め、二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
のことはスペーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及
ぼすような電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電
も起こっていないことを示している。
【０２１４】また、このスペーサをとりはずしてＸＰＳ
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｔ
ａとＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸
化物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）が５３〜５７％であった。
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｔ
ａとＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸
化物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）が５３〜５７％であった。
【０２１５】（実施例９） 実施例７のＣｒとＡｌとＧｅの合金窒化膜に代わり、Ｔ
ｉとＡｌとＧｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法につい
ては実施例７と同様で、Ａｒ＝２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2
＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｔｉ＝１２０Ｗ、Ａｌ＝４００
Ｗ、Ｇｅ＝１００Ｗ（ＲＦ）である。この時のＴｉとＡ
ｌとＧｅの合金窒化膜１０ｃは膜厚がおよそ１９０ｎｍ
であり、比抵抗が４．７×１０3 Ωｍである。また、抵
抗温度係数は−０．５％であり、Ｔｉ／（Ａｌ＋Ｇｅ）
組成比３１ａｔ．％（原子％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比６３
ａｔ．％（原子％）である。
ｉとＡｌとＧｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法につい
ては実施例７と同様で、Ａｒ＝２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2
＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｔｉ＝１２０Ｗ、Ａｌ＝４００
Ｗ、Ｇｅ＝１００Ｗ（ＲＦ）である。この時のＴｉとＡ
ｌとＧｅの合金窒化膜１０ｃは膜厚がおよそ１９０ｎｍ
であり、比抵抗が４．７×１０3 Ωｍである。また、抵
抗温度係数は−０．５％であり、Ｔｉ／（Ａｌ＋Ｇｅ）
組成比３１ａｔ．％（原子％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比６３
ａｔ．％（原子％）である。
【０２１６】上記スペーサ１０を用いた画像形成装置を
作製し、実施例１と同様の評価を行った。
作製し、実施例１と同様の評価を行った。
【０２１７】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
【０２１８】スペーサ抵抗値を組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全行
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。抵
抗値は組み込み前は２．４×１０9 Ω、フェースプレー
ト・リアプレートへの封着後は１．９×１０9 Ω、真空
排気後は２．５×１０9 Ω、素子電極通電処理後は２．
７×１０9 Ωであった。
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全行
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。抵
抗値は組み込み前は２．４×１０9 Ω、フェースプレー
ト・リアプレートへの封着後は１．９×１０9 Ω、真空
排気後は２．５×１０9 Ω、素子電極通電処理後は２．
７×１０9 Ωであった。
【０２１９】また、スペーサ１０のリアプレート２近傍
からフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測
定したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗
値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持ってい
た。
からフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測
定したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗
値の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持ってい
た。
【０２２０】このときスペーサ１０に近い位置にある電
子放出素子１からの放出電子による発光スポットも含
め、二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。このこと
はスペーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こ
っていないことを示している。
子放出素子１からの放出電子による発光スポットも含
め、二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。このこと
はスペーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こ
っていないことを示している。
【０２２１】また、このスペーサをとりはずしてＸＰＳ
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｔ
ｉとＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸
化物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）が４９〜５４％であった。
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｔ
ｉとＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸
化物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）が４９〜５４％であった。
【０２２２】（実施例１０） 実施例７のＣｒとＡｌとＧｅの合金窒化膜に代わり、Ｍ
ｏとＡｌとＧｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法につい
ては実施例７と同様で、Ａｒ＝２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2
＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｍｏ＝１０Ｗ、Ａｌ＝５００Ｗ、
Ｇｅ＝２５Ｗ（ＲＦ）である。この時のＭｏとＡｌとＧ
ｅの合金窒化膜１０ｃは膜厚がおよそ２５０ｎｍであ
り、比抵抗が５．３×１０3 Ωｍである。また、抵抗温
度係数は−０．３％であり、Ｍｏ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組成
比６ａｔ．％（原子％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比１３ａｔ．
％（原子％）である。
ｏとＡｌとＧｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法につい
ては実施例７と同様で、Ａｒ＝２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2
＝０．６ｍＴｏｒｒ、Ｍｏ＝１０Ｗ、Ａｌ＝５００Ｗ、
Ｇｅ＝２５Ｗ（ＲＦ）である。この時のＭｏとＡｌとＧ
ｅの合金窒化膜１０ｃは膜厚がおよそ２５０ｎｍであ
り、比抵抗が５．３×１０3 Ωｍである。また、抵抗温
度係数は−０．３％であり、Ｍｏ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組成
比６ａｔ．％（原子％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比１３ａｔ．
％（原子％）である。
【０２２３】上記スペーサ１０を用いた画像形成装置を
作製し、実施例７と同様の評価を行った。
作製し、実施例７と同様の評価を行った。
【０２２４】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
【０２２５】スペーサ抵抗値を組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全行
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。す
なわち、抵抗値は組み込み前は２．０×１０9 Ω、フェ
ースプレート・リアプレートへの封着後は１．４×１０
9 Ω、真空排気後は１．９×１０9 Ω、素子電極通電処
理後は２．４×１０9Ωであった。
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全行
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。す
なわち、抵抗値は組み込み前は２．０×１０9 Ω、フェ
ースプレート・リアプレートへの封着後は１．４×１０
9 Ω、真空排気後は１．９×１０9 Ω、素子電極通電処
理後は２．４×１０9Ωであった。
【０２２６】また、スペーサ１０のリアプレート近傍か
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
【０２２７】このときスペーサ１０に近い位置にある電
子放出素子１からの放出電子による発光スポットも含
め、二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。このこと
はスペーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こ
っていないことを示している。
子放出素子１からの放出電子による発光スポットも含
め、二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。このこと
はスペーサ１０を設置しても電子軌道に影響を及ぼすよ
うな電界の乱れは発生せず、スペーサ１０の帯電も起こ
っていないことを示している。
【０２２８】また、このスペーサをとりはずしてＸＰＳ
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｍ
ｏとＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸
化物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）が５６〜６１％であった。
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｍ
ｏとＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸
化物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）が５６〜６１％であった。
【０２２９】（実施例１１） 実施例７のＣｒとＡｌとＧｅの合金窒化膜に代わり、Ｗ
とＡｌとＧｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法について
は実施例７と同様で、Ａｒ＝２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2 ＝
０．６ｍＴｏｒｒ、Ｗ＝１８Ｗ、Ａｌ＝２００Ｗ、Ｇｅ
＝２００Ｗ（ＲＦ）である。
とＡｌとＧｅの合金窒化膜を用いた。成膜方法について
は実施例７と同様で、Ａｒ＝２．４ｍＴｏｒｒ／Ｎ2 ＝
０．６ｍＴｏｒｒ、Ｗ＝１８Ｗ、Ａｌ＝２００Ｗ、Ｇｅ
＝２００Ｗ（ＲＦ）である。
【０２３０】この時のＷとＡｌとＧｅの合金窒化膜１０
ｃは膜厚がおよそ２１０ｎｍであり、比抵抗が６．２×
１０3 Ωｍである。また、抵抗温度係数は−０．５％で
あり、Ｗ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組成比１１ａｔ．％（原子
％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比１８０ａｔ．％（原子％）であ
る。
ｃは膜厚がおよそ２１０ｎｍであり、比抵抗が６．２×
１０3 Ωｍである。また、抵抗温度係数は−０．５％で
あり、Ｗ／（Ａｌ＋Ｇｅ）組成比１１ａｔ．％（原子
％）、Ｇｅ／Ａｌ組成比１８０ａｔ．％（原子％）であ
る。
【０２３１】上記スペーサ１０を用いた画像形成装置を
作製し、実施例７と同様の評価を行った。
作製し、実施例７と同様の評価を行った。
【０２３２】なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは１
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
ｋＶ〜５ｋＶ、素子電極１４，１５間への印加電圧Ｖｆ
は１４Ｖとした。
【０２３３】スペーサ抵抗値を組み込み前、フェースプ
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全行
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。抵
抗値は組み込み前は２．８×１０9 Ω、フェースプレー
ト・リアプレートへの封着後は２．２×１０9 Ω、真空
排気後は２．９×１０9 Ω、素子電極通電処理後は３．
４×１０9 Ωであった。
レートへの封着後、リアプレートへの封着後、真空排気
後、素子電極通電処理後等各工程で計測したところ全行
程を通じてほとんど抵抗値の変動が見られなかった。抵
抗値は組み込み前は２．８×１０9 Ω、フェースプレー
ト・リアプレートへの封着後は２．２×１０9 Ω、真空
排気後は２．９×１０9 Ω、素子電極通電処理後は３．
４×１０9 Ωであった。
【０２３４】また、スペーサ１０のリアプレート近傍か
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
らフェースプレート近傍まで各微少部分の抵抗値を測定
したところ全組立工程を通過した後も場所による抵抗値
の違いは生じず、膜全体が均一な抵抗値を持っていた。
【０２３５】このときスペーサ１０に近い位置にある電
子放出素子１からの放出電子による発光スポットも含
め、二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。
子放出素子１からの放出電子による発光スポットも含
め、二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。
【０２３６】このことはスペーサ１０を設置しても電子
軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生せず、スペ
ーサ１０の帯電も起こっていないことを示している。
軌道に影響を及ぼすような電界の乱れは発生せず、スペ
ーサ１０の帯電も起こっていないことを示している。
【０２３７】また、このスペーサをとりはずしてＸＰＳ
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｗ
とＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸化
物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒化
アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミニ
ウムの原子濃度］）が５８〜６２％であった。
（Ｘ線光電子分光装置）により表面分析したところ、Ｗ
とＧｅは表面では酸化物であるが、Ａｌは窒化物と酸化
物が混在しており、窒化物として存在する割合（［窒化
アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミニ
ウムの原子濃度］）が５８〜６２％であった。
【０２３８】以上説明したように、Ａｌを含む帯電防止
膜によっても、製造工程での抵抗値の変動が小さく、高
抵抗化する場合でも島状としたり極めて薄膜化する必要
がなく、熱暴走もしにくく、安定性、再現性の優れた帯
電防止膜を形成することができる。また、高融点で、硬
度が高いので安定性に優れる長所も有している。さら
に、窒化アルミニウムと窒化ゲルマニウムは絶縁体で、
遷移金属窒化物は良導電体なので、組成を調整すること
で任意の比抵抗値を得ることができる。本発明の帯電防
止膜は上述の実施形態等で述べた装置の他、ＣＲＴ、あ
るいは放電管等の電子管等に用いることができ、その他
にも電荷の帯電が問題となる用途に広く用いることがで
きる。
膜によっても、製造工程での抵抗値の変動が小さく、高
抵抗化する場合でも島状としたり極めて薄膜化する必要
がなく、熱暴走もしにくく、安定性、再現性の優れた帯
電防止膜を形成することができる。また、高融点で、硬
度が高いので安定性に優れる長所も有している。さら
に、窒化アルミニウムと窒化ゲルマニウムは絶縁体で、
遷移金属窒化物は良導電体なので、組成を調整すること
で任意の比抵抗値を得ることができる。本発明の帯電防
止膜は上述の実施形態等で述べた装置の他、ＣＲＴ、あ
るいは放電管等の電子管等に用いることができ、その他
にも電荷の帯電が問題となる用途に広く用いることがで
きる。
【０２３９】また、本発明の画像形成装置によれば、素
子基板とフェースプレート間に配置された絶縁性部材表
面に、アルミニウムとゲルマニウムと遷移金属との合金
窒化膜を帯電防止膜として用いると、組立工程中に抵抗
値の変化がほとんど起こらず、安定した値が得られた。
これによりスペーサ近傍でのビームの電位の乱れは抑止
され、ビームが蛍光体に衝突する位置と、本来発光すべ
き蛍光体との位置ずれの発生が防止され、輝度損失を防
ぐことができ鮮明な画像表示が可能となった。
子基板とフェースプレート間に配置された絶縁性部材表
面に、アルミニウムとゲルマニウムと遷移金属との合金
窒化膜を帯電防止膜として用いると、組立工程中に抵抗
値の変化がほとんど起こらず、安定した値が得られた。
これによりスペーサ近傍でのビームの電位の乱れは抑止
され、ビームが蛍光体に衝突する位置と、本来発光すべ
き蛍光体との位置ずれの発生が防止され、輝度損失を防
ぐことができ鮮明な画像表示が可能となった。
【０２４０】さらに、アルミニウムとゲルマニウムと遷
移金属との合金窒化膜を帯電防止膜として用いる場合、
表面のアルミニウムの窒化率が高いほど帯電を抑制で
き、大気中で封着を行っても３５％以上の窒化率（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）を維持することが可能となった。
移金属との合金窒化膜を帯電防止膜として用いる場合、
表面のアルミニウムの窒化率が高いほど帯電を抑制で
き、大気中で封着を行っても３５％以上の窒化率（［窒
化アルミニウムを構成する窒素の原子濃度］／［アルミ
ニウムの原子濃度］）を維持することが可能となった。
【０２４１】（実施例１２） 以上の実施例では、遷移金属を含むゲルマニウムの窒化
物を用いた構成を示したが本願はそれに限るものではな
く、他のゲルマニウムの化合物を用いることができる。
この実施例では、ゲルマニウムの酸化物を用いた例を示
す。さらに実施例では、帯電を好適に低減するために、
ゲルマニウム化合物の膜（第２層）と、金属、特には遷
移金属を含む膜（第１層）とを積層して設けている。該
第１層としては酸化物が好ましく、遷移金属としては、
鉄、コバルト、銅、ルテニウムが好ましい。すなわち、
第１層としては、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化
ルテニウム、またはこれらと他の遷移金属との混合物が
好ましい。また抵抗温度計数を好適に制御するという面
からは、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化ルテニウ
ム、及びこれらと酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化
ニオブ、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングス
テン、酸化ルテニウム、酸化イットリウムの混合物が好
ましい。
物を用いた構成を示したが本願はそれに限るものではな
く、他のゲルマニウムの化合物を用いることができる。
この実施例では、ゲルマニウムの酸化物を用いた例を示
す。さらに実施例では、帯電を好適に低減するために、
ゲルマニウム化合物の膜（第２層）と、金属、特には遷
移金属を含む膜（第１層）とを積層して設けている。該
第１層としては酸化物が好ましく、遷移金属としては、
鉄、コバルト、銅、ルテニウムが好ましい。すなわち、
第１層としては、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化
ルテニウム、またはこれらと他の遷移金属との混合物が
好ましい。また抵抗温度計数を好適に制御するという面
からは、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化ルテニウ
ム、及びこれらと酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化
ニオブ、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングス
テン、酸化ルテニウム、酸化イットリウムの混合物が好
ましい。
【０２４２】このような積層構成、特には導電性を制御
するための第１層をゲルマニウムの化合物層と合わせて
用いる構成を採用することにより、ゲルマニウムの化合
物層の仕様範囲を広げても好適な帯電抑制構造を実現す
ることができる。
するための第１層をゲルマニウムの化合物層と合わせて
用いる構成を採用することにより、ゲルマニウムの化合
物層の仕様範囲を広げても好適な帯電抑制構造を実現す
ることができる。
【０２４３】本実施例の構成において、第１層、第２層
の膜は、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法でも成膜で
きるが、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法、
ポッティング法等の、簡便な薄膜形成手段により、特に
は絶縁部材上に形成することができる。例えば、金属酸
化物の微粒子、好ましくは２００ミクロン以下の微粒子
の分散液、または、金属アルコキシド、有機酸金属塩、
及びそれらの誘導体などのゾルの溶液を、まず用途に合
わせて混合し、塗布し、乾燥後に４００度から１０００
度で焼成し、目的の帯電緩和膜を得ることができる。溶
液の安定性を重視する場合は、金属アルコキシドと、有
機酸金属塩は混合して用いない方がよい。
の膜は、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法でも成膜で
きるが、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法、
ポッティング法等の、簡便な薄膜形成手段により、特に
は絶縁部材上に形成することができる。例えば、金属酸
化物の微粒子、好ましくは２００ミクロン以下の微粒子
の分散液、または、金属アルコキシド、有機酸金属塩、
及びそれらの誘導体などのゾルの溶液を、まず用途に合
わせて混合し、塗布し、乾燥後に４００度から１０００
度で焼成し、目的の帯電緩和膜を得ることができる。溶
液の安定性を重視する場合は、金属アルコキシドと、有
機酸金属塩は混合して用いない方がよい。
【０２４４】以下本実施例で用いるスペーサの構成を詳
細に述べる。
細に述べる。
【０２４５】スペーサ１０は清浄化したソーダライムガ
ラスからなる絶縁性基材１０ａ（高さ２．８ｍｍ、板厚
２００μｍ、長さ４０ｍｍ）上に帯電防止膜１０ｃとし
て第１層の酸化イットリウムと酸化銅の混合物（ディッ
ピング法で成膜）、及び第２層の酸化ゲルマニウム（ス
プレー法で成膜）の膜を成膜した。
ラスからなる絶縁性基材１０ａ（高さ２．８ｍｍ、板厚
２００μｍ、長さ４０ｍｍ）上に帯電防止膜１０ｃとし
て第１層の酸化イットリウムと酸化銅の混合物（ディッ
ピング法で成膜）、及び第２層の酸化ゲルマニウム（ス
プレー法で成膜）の膜を成膜した。
【０２４６】本実施例で用いた酸化イットリウム及び酸
化銅の膜は（株）高純度化学研究所のコート剤ＳＹＭ−
Ｙ０１及びＳＹＭ−ＣＵ０４の混合物を用いて成膜し
た。まずＳＹＭ−Ｙ０１とＳＹＭ−ＣＵ０４の混合物を
ディッピング（引き上げ速度：２ｍｍ／ｓｅｃ）により
スペーサ上に塗布し、１２０℃で乾燥、４５０℃で焼成
することにより第１層（膜厚１００ｎｍ）を成膜した
後、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2 ；ＳＹＭ−ＧＥ０３を
使用）からなる膜をスプレー法により１０ｎｍ成膜し
た。
化銅の膜は（株）高純度化学研究所のコート剤ＳＹＭ−
Ｙ０１及びＳＹＭ−ＣＵ０４の混合物を用いて成膜し
た。まずＳＹＭ−Ｙ０１とＳＹＭ−ＣＵ０４の混合物を
ディッピング（引き上げ速度：２ｍｍ／ｓｅｃ）により
スペーサ上に塗布し、１２０℃で乾燥、４５０℃で焼成
することにより第１層（膜厚１００ｎｍ）を成膜した
後、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2 ；ＳＹＭ−ＧＥ０３を
使用）からなる膜をスプレー法により１０ｎｍ成膜し
た。
【０２４７】本実施例のスペーサは上記駆動条件におい
て電子放出素子１からの放出電子による発光スポットの
スペーサ近傍のずれはほとんどなく、テレビジョン画像
として問題のない範囲であった。
て電子放出素子１からの放出電子による発光スポットの
スペーサ近傍のずれはほとんどなく、テレビジョン画像
として問題のない範囲であった。
【０２４８】本実施例の帯電緩和膜の比抵抗値は、成膜
後は７．２×１０3 Ωｍ、組立工程後は８．５×１０3
Ωｍ、真空排気後は８．３×１０3 Ωｍ、抵抗温度係数
は−０．６％であった。
後は７．２×１０3 Ωｍ、組立工程後は８．５×１０3
Ωｍ、真空排気後は８．３×１０3 Ωｍ、抵抗温度係数
は−０．６％であった。
【０２４９】
【発明の効果】以上実施例を挙げて説明してきたよう
に、ゲルマニウムの化合物を用いることにより、帯電し
にくい、また、帯電を低減しやすい、帯電緩和膜を実現
することができる。また再現性が好適な膜を実現するこ
とができる。また安定性がよい膜を実現することができ
る。それにより電子線装置においては、帯電の影響の少
ない構成を実現することができる。
に、ゲルマニウムの化合物を用いることにより、帯電し
にくい、また、帯電を低減しやすい、帯電緩和膜を実現
することができる。また再現性が好適な膜を実現するこ
とができる。また安定性がよい膜を実現することができ
る。それにより電子線装置においては、帯電の影響の少
ない構成を実現することができる。
【図１】本発明の画像形成装置のスペーサ近傍の概略断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の実施形態例である画像形成装置の、表
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図３】本発明で用いたスペーサの断面模式図である。
【図４】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。
例示した平面図である。
【図５】マルチ電子ビーム源の基板の平面図及び断面図
である。
である。
【図６】平面型表面伝導型電子放出素子の形成工程図で
ある。
ある。
【図７】電子ビーム源のフォーミング形成印加パルス波
形図である。
形図である。
【図８】通電活性化工程の印加パルス波形図である。
【図９】垂直型表面伝導型電子放出素子の断面図であ
る。
る。
【図１０】表面伝導型電子放出素子の電流電圧特性の模
式図である。
式図である。
【図１１】単純マトリクスの配線図である。
【図１２】平面型表面伝導型電子放出素子の断面図であ
る。
る。
【図１３】スパッタ装置の概略的構成図である。
【図１４】多数の微小な電子源を使用したディスプレイ
の断面模式図である。
の断面模式図である。
【図１５】本発明で用いるスペーサの他の形態を示す斜
視図である。
視図である。
【図１６】実施例６の画像形成装置のスペーサと電子源
部分を中心とした断面模式図である。
部分を中心とした断面模式図である。
【図１７】実施例７〜１１で用いるスパッタ装置の概略
的構成図である。
的構成図である。
１ 電子源（電子放出素子） ２ リアプレート ３ 側壁（支持枠） ４ ガラス基板 ５ 蛍光膜 ６ メタルバック ７ フェースプレート ８ 外囲器 ９ Ｘ方向配線 １０ スペーサ １０ａ 絶縁性基材 １０ｂ Ｎａブロック層 １０ｃ 帯電緩和膜 １１ 良導電性の電極 １２ Ｙ方向配線 １３ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−180821（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−508846（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 29/87 H01J 31/12 H05F 1/02
Claims (31)
- 【請求項１】 遷移金属または遷移金属の窒化物と、窒
化ゲルマニウムとを有する帯電緩和膜。 - 【請求項２】 更に窒化アルミニウムを有する請求項１
に記載の帯電緩和膜。 - 【請求項３】 前記遷移金属が、クロム、チタン、タン
タル、モリブデン、タングステンの少なくとも一種であ
る請求項１又は２に記載の帯電緩和膜。 - 【請求項４】 前記帯電緩和膜の有するゲルマニウムの
窒化率が５０％以上である請求項１に記載の帯電緩和
膜。 - 【請求項５】 前記帯電緩和膜のアルミニウムの表面窒
化率が３５％以上である請求項２に記載の帯電緩和膜。 - 【請求項６】 膜厚が１０ｎｍ以上１μｍ以下である請
求項１乃至５のいずれかに記載の帯電緩和膜。 - 【請求項７】 抵抗温度係数の絶対値が１％以下である
請求項１乃至６のいずれかに記載の帯電緩和膜。 - 【請求項８】 前記抵抗温度係数が負である請求項７に
記載の帯電緩和膜。 - 【請求項９】 外囲器内に、電子源と、該電子源に対向
する対向部材と、該電子源と対向部材との間に設けられ
る第１の部材とを有する電子線装置であって、前記第１
の部材は基材と該基材上に設けられた帯電緩和膜とを備
え、前記帯電緩和膜は請求項１乃至請求項８のいずれか
に記載の帯電緩和膜であることを特徴とする電子線装
置。 - 【請求項１０】 前記基材は絶縁性を有する請求項９に
記載の電子線装置。 - 【請求項１１】 前記第１の部材は、前記電子源と対向
部材の間の間隔を維持するスペーサである請求項９又は
１０に記載の電子線装置。 - 【請求項１２】 前記第１の部材の前記電子源側の端部
と前記対向部材側の端部との間に印加される電圧をＶａ
とした時の、前記帯電緩和膜の比抵抗が１０-7×ＶａΩ
ｍ以上１０5 Ωｍ以下である請求項９乃至１１のいずれ
かに記載の電子線装置。 - 【請求項１３】 前記基材はＮａを含有する基材であ
り、前記基材と前記帯電緩和膜の間にＮａブロック層を
有する請求項９乃至１２のいずれかに記載の電子線装
置。 - 【請求項１４】 前記基材と前記帯電緩和膜の間に、酸
化珪素層、酸化ジルコニウム層、酸化アルミニウム層の
少なくともいずれかを有する請求項９乃至１３のいずれ
かに記載の電子線装置。 - 【請求項１５】 外囲器内に、電子源と、該電子源に対
向して設けられ電子照射により画像を形成する画像形成
部材と、該電子源と画像形成部材との間に設けられる第
１の部材とを有する画像形成装置であって、前記第１の
部材は基材と該基材上に設けられた帯電緩和膜とを備
え、前記帯電緩和膜は請求項１乃至請求項８のいずれか
に記載の帯電緩和膜であることを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項１６】 前記基材は絶縁性を有する請求項１５
に記載の画像形成装置。 - 【請求項１７】 前記第１の部材は、前記電子源と画像
形成部材の間の間隔を維持するスペーサである請求項１
５又は１６に記載の画像形成装置。 - 【請求項１８】 前記第１の部材の前記電子源側の端部
と前記画像形成部材側の端部との間に印加される電圧を
Ｖａとした時の、前記帯電緩和膜の比抵抗が１０-7×Ｖ
ａΩｍ以上１０5 Ωｍ以下である請求項１５乃至１７の
いずれかに記載の画像形成装置。 - 【請求項１９】 前記第１の部材は、前記外囲器内に配
置された電極に接続されている請求項１５乃至１８のい
ずれかに記載の画像形成装置。 - 【請求項２０】 前記第１の部材は、前記外囲器内に配
置され、それぞれ異なる電位が与えられる複数の電極に
接続されている請求項１５乃至１９のいずれかに記載の
画像形成装置。 - 【請求項２１】 前記第１の部材は、前記外囲器内に配
置された電極に接続される端部に、該端部に沿って設け
られる電極を有している請求項１９又は２０に記載の画
像形成装置。 - 【請求項２２】 前記第１の部材は、前記電子源に設け
られた電極と前記画像形成部材に設けられた電極とに接
続されている請求項１５乃至２１のいずれかに記載の画
像形成装置。 - 【請求項２３】 前記電子源に設けられた電極は、前記
電子源が有する電子放出素子を駆動する電位を与える電
極である請求項２２に記載の画像形成装置。 - 【請求項２４】 前記画像形成部材に設けられた電極
は、前記電子源からの電子を加速する電位が与えられる
電極である請求項２２又は２３に記載の画像形成装置。 - 【請求項２５】 前記基材はＮａを含有する基材であ
り、前記基材と前記帯電緩和膜の間にＮａブロック層を
有する請求項１５乃至２４のいずれかに記載の画像形成
装置。 - 【請求項２６】 前記基材と前記帯電緩和膜の間に、酸
化珪素層、酸化ジルコニウム層、酸化アルミニウム層の
少なくともいずれかを有する請求項１５乃至２５のいず
れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項２７】 前記電子源は、冷陰極型の電子放出素
子を有する請求項１５乃至２６のいずれかに記載の画像
形成装置。 - 【請求項２８】 前記電子源は、表面伝導型の電子放出
素子を有する請求項１５乃至２７のいずれかに記載の画
像形成装置。 - 【請求項２９】 外囲器内に、電子源と、該電子源に対
向して設けられ電子照射により画像を形成する画像形成
部材と、該電子源と画像形成部材との間に設けられる第
１の部材とを有する画像形成装置の製造方法であって、
基材上に請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の帯電
緩和膜を形成するステップと、該第１の部材を前記外囲
器内に配置後該外囲器の封着を行う工程とを有すること
を特徴とする画像形成装置の製造方法。 - 【請求項３０】 前記封着は、前記第１の部材の酸化を
抑制する雰囲気で行う請求項２９に記載の画像形成装置
の製造方法。 - 【請求項３１】 前記酸化を抑制する雰囲気は、窒素雰
囲気である請求項３０に記載の画像形成装置の製造方
法。
Priority Applications (6)
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| US09/343,226 US6777868B1 (en) | 1998-07-02 | 1999-06-30 | Electrification moderating film, electron beam system, image forming system, member with the electrification moderating film, and manufacturing method of image forming system |
| KR10-1999-0026446A KR100374266B1 (ko) | 1998-07-02 | 1999-07-02 | 대전 완화막, 전자 빔 장치, 화상 형성 장치, 대전 완화막을 갖는 부재, 및 화상 형성 장치의 제조 방법 |
| EP99112810A EP0969491B1 (en) | 1998-07-02 | 1999-07-02 | Electrification moderating film, electron beam system, image forming system, member with the electrification moderating film, and manufacturing method of image forming system |
| DE69922445T DE69922445T2 (de) | 1998-07-02 | 1999-07-02 | Elektrifizierungsmoderierender Film und dieses Film enthaltendes Element, elektronenstrahlsystem, System zur Bilderzeugung und Verfahren zur Herstellung |
| KR10-2002-0046407A KR100429746B1 (ko) | 1998-07-02 | 2002-08-06 | 대전 완화막, 전자 빔 장치, 화상 형성 장치, 대전완화막을 갖는 부재, 및 화상 형성 장치의 제조 방법 |
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| JP10-187918 | 1998-07-02 | ||
| JP26050798 | 1998-09-14 | ||
| JP30120398 | 1998-10-22 | ||
| JP10-260507 | 1998-10-22 | ||
| JP10-301203 | 1998-10-22 | ||
| JP18386799A JP3302341B2 (ja) | 1998-07-02 | 1999-06-29 | 帯電緩和膜及び電子線装置及び画像形成装置及び画像形成装置の製造方法 |
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