JP3478807B2 - 平板型画像形成装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子放出素子の応
用である表示装置等の画像形成装置にかかわり、特に表
面伝導型放出素子を多数個備える電子放出素子を組み込
んだ画像形成装置の新規な製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子として熱電子放出素
子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られている。冷陰
極電子放出素子には電界放出型（以下ＦＥ型と略す）、
金属／絶縁層／金属型（以下ＭＩＭ型と略す）や表面伝
導型電子放出素子（以下ＳＣＥと略す）等がある。ＦＥ
型の例としてはＷ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａ
ｎ、“Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ”、Ａｄｖａｎｃ
ｅｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｌｅｃｒｏｎ
Ｐｈｙｓｉｃｓ、８，８９（１９５６）あるいはＣ．
Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，“ＰＨＹＳＩＣＡＬ Ｐｒｏｐｅｒ
ｔｉｅｓ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄ
ｅｎｉｕｍ ｃｏｎｃｓ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，
４７，５２４８（１９７６）等が知られている。ＭＩＭ
型の例としてはＣ．Ａ．Ｍｅａｄ、“Ｔｈｅ ｔｕｎｎ
ｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，６４６（１９６１）等が知
られている。

【０００３】ＳＣＥ型の例としては、Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎ
ｓｏｎ、Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈ
ｙｓ．，１０、（１９６５）等がある。

【０００４】ＳＣＥ型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、前記エリンシン等による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．Ｈａｅｔｗｅｌｌ 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巻、第１号、２２頁（１
９８３）］等が報告されている。

【０００５】これらの表面伝導型電子放出素子の典型的
な素子構成として前述のＭ．ハートウェルの素子構成を
図１６に示す。同図において１は絶縁性基板である。４
は電子放出部形成用薄膜で、Ｈ型形状のパターンに、ス
パッタで形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の
フォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部５が
形成される。４は電子放出部を含む薄膜と呼ぶことにす
る。尚、図中のＬ₁ は、０．５〜１ｍｍ、Ｗは、０．１
ｍｍで設定されている。

【０００６】従来、これらの表面伝導型電子放出素子に
おいては、電子放出を行う前に電子放出部形成用薄膜４
を予めフォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放
出部５を形成するのが一般的であった。即ち、フォーミ
ングとは前記電子放出部形成用薄膜４の両端に電圧を印
加通電し、電子放出部形成用薄膜を局所的に破壊、変形
もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子
放出部５を形成することである。尚、電子放出部５は電
子放出部形成用薄膜４の一部に亀裂が発生しその亀裂付
近から電子放出が行われる。前記フォーミング処理をし
た表面伝導型電子放出素子は、上述電子放出部を含む薄
膜４に電圧を印加し、素子に電流を流すことにより、上
述電子放出部５より電子を放出せしめるものである。し
かしながら、これら従来の表面伝導型電子放出素子にお
いては、実用化にあたっては、様々な問題があったが、
本出願人等は、後述する様な様々な改善を鋭意検討し、
実用化上の様々な問題点を解決してきた。

【０００７】上述の表面伝導型放出素子は、構造が単純
で製造の容易であることから、大面積にわたって多数素
子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を生
かせるようないろいろな応用が研究されている。例え
ば、荷電ビーム源、表示装置等があげられる。多数の表
面伝導型放出素子を配列形成した例としては、並列に表
面伝導型電子放出素子を配列し、個々の素子の両端を配
線にてそれぞれ結線した行を多数行配列した電子放出素
子があげられる。（例えば、本出願人の特開平１−０３
１３３２）また、特に表示装置等の画像形成装置におい
ては、近年、液晶を用いた平板型表示装置が、ＣＲＴに
替わって、普及してきたが、自発光型でないため、バッ
クライト等を持たなければならない等の問題点があり、
自発光型の表示装置の開発が、望まれてきた。表面伝導
型放出素子を多数配置した電子放出素子と電子放出素子
より放出された電子によって、可視光を発光せしめる蛍
光体とを組み合わせた表示装置である画像形成装置は、
大画面の装置でも比較的容易に製造でき、かつ表示品位
の優れた自発光型表示装置である。（例えば、本出願人
の米国特許５０６６８８３） 尚、従来、多数の表面伝導型電子放出素子より構成され
た電子放出素子より、電子放出をし、蛍光体を発光をさ
せる素子の選択は、上述の多数の表面伝導型電子放出素
子を並列に配置し結線した配線（行方向配線と呼ぶ）、
行配線と直交する方向に（列方向と呼ぶ）、該電子放出
素子と蛍光体間の空間に設置された制御電極（グリッド
と呼ぶ）と列方向配線への適当な駆動信号によるもので
ある。（例えば、本出願人の特開平１−３１３３２） しかし、当然のことながら、個々の表面伝導型電子放出
素子とグリッドとの位置合わせ、あるいは、均一なグリ
ッドと表面伝導型電子放出素子間の距離であることが、
必要であり、製造方法上の問題であった。これらの問題
を鑑みて、更に、本出願人は、これらグリッドに伴う製
造方法上の問題を解決するため、グリッドを表面伝導型
電子放出素子上に積層した新規な構成を提案してきた。
（例えば、本出願人の特開平３−２０９４１）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願
人は、提案してきた表面伝導型電子放出素子を複数設置
した電子放出素子と対抗した位置に蛍光体を配置した該
表面装置等の画像形成装置においても、特に、５０イン
チ以上の大面積の画像形成装置を製造する場合において
以下の様な問題点があった。 １）行方向配線及び列方向配線は絶縁層を介して同一基
板上に形成されていたため、行方向配線と列方向配線の
間の電気的な絶縁を画像形成装置全体にわたって保つこ
とが難しく、画像形成装置を生産する場合の歩留りがよ
くなかった。 ２）従来の本出願人が、提案してきた表面伝導型電子放
出素子を複数設置した電子放出素子及び電子放出素子と
対抗した位置に蛍光体を配置した該表面装置等の画像形
成装置においては、蛍光体を有するフェースプレートを
大気圧に対して支えるためにスペーサをある一定長さお
きに配置させる必要があったが、このスペーサは画素の
間に置かなくてはならないため、電子ビームをさえぎら
ない様にスペーサを配置することが難しかった。 ３）フェースプレートに対向する絶縁性基板上に形成さ
れた表面伝導型電子放出素子では、素子から放射される
電子ビームは両素子電極に印加された電圧による電界と
フェースプレートと素子間に印加される電圧による電界
の方向が９０°異なるために、蛍光面に到達する電子ビ
ームのパターンを絞ることができず、高精細な画像を得
ることが難しかった。 ４）表面伝導型電子放出素子は、構造が単純で製造も容
易であるが、個々の素子電極間の寸法が数ミクロンから
数十ミクロン程度であるため、例えばフォトリソグラフ
ィーといった方法によってパターンニングしなければな
らないが、従来のパターンニング方法では一挙に５０イ
ンチ以上の大面積にわたってパターンニングすることは
難しく、このため従来の製造方法を適用しようとする
と、製造装置を新たに開発しなければならない上に大が
かりな装置が必要になり、生産コストが高価になってし
まうという欠点があった。 ５）画像形成装置の表示面積と同じ大きさの基板上に電
子放出素子を多数個、一度に形成しなければならないの
で、不良素子が生じた場合、素子の交換ができないの
で、特に、画素数が大きくなった場合、画素に欠陥のな
い平板型画像形成装置を製造することが難しかった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも配
線の一部に底部より上部の方が幅が広いテーパ状の溝が
設けられている絶縁性基板と、前記絶縁性基板と対向し
て配置されたフェースプレートと、前記溝にはめ込まれ
前記絶縁性基板に対して前記フェースプレートを支持す
るスペーサ部材とを少なくとも有し、前記スペーサは少
なくとも前記溝に当接する部分に電極を有することを特
徴とする画像形成装置に関する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【００１１】本発明に係わる平板型画像形成装置に使用
される表面伝導型電子放出素子の構成、及び製法の特徴
は、次の様なものがあげられる。

【００１２】１）フォーミングとよばれる通電処理を行
う前の電子放出部形成用薄膜は、微粒子分散体を分散し
形成された微粒子からなる薄膜、あるいは、有機金属等
を加熱焼成し形成された微粒子からなる薄膜等、基本的
には、微粒子より構成される。

【００１３】２）フォーミングとよばれる通電処理後の
電子放出部を含む薄膜は、電子放出部、電子放出部を含
む薄膜とも基本的には、微粒子より構成される。

【００１４】まず、本発明に使用される表面伝導型電子
放出素子の基本的な構成について説明する。図１ａ，ｂ
は、それぞれ、基本的な表面伝導型電子放出素子の構成
を示す平面図及び断面図である。図１において１は絶縁
性基板、２と３は素子電極、４は電子放出部を含む薄
膜、５は電子放出部である。

【００１５】絶縁性基板１としては、石英ガラス、Ｎａ
等の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板
ガラスにスパッタ法等により形成したＳｉＯ₂ を積層し
たガラス基板等及びアルミナ等のセラミックス等が、あ
げられる。対向する素子電極２，３の材料としては導電
性を有するものであればどのようなものであっても構わ
ないが、例えばＮｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔ
ｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ，Ａ
ｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂ ，Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化
物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−Ｓ_n
Ｏ₂等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材
料等が挙げられる。素子電極間隔Ｌ１は、数百オングス
トロームより数百ミクロンであり、素子電極の製法の基
本となるフォトリソグラフィー技術、即ち、露光器の性
能とエッチング方法等、及び、素子電極間に印加する電
圧と電子放出し得る電界強度等により設定されるが、好
ましくは、数ミクロンより数十ミクロンである。素子電
極長さＷ１，素子電極２，３の膜厚ｄは、電極の抵抗
値、前述したＸ，Ｙ配線との結線、多数配置された電子
放出素子の配置上の問題より適宜設定され、通常は、素
子電極長さＷ１は、数ミクロンより数百ミクロンであ
り、素子電極２，３の膜厚ｄは、好ましくは数百オング
ストロームより数ミクロンである。

【００１６】絶縁性基板１上に設けられた対向する素子
電極２と素子電極３間及び素子電極２，３上に配置され
た電子放出部を含む薄膜４は、電子放出部５を含んでい
る。この素子の構成として図１ｂに示された場合だけで
なく、絶縁性基板１上に、電子放出部形成用薄膜４、対
抗する素子電極２，３の電極順に積層構成した場合もあ
る。また、対向する素子電極２と素子電極３間全てが、
製法によっては、電子放出部として機能する場合もあ
る。この電子放出部を含む薄膜４の膜厚は、数オングス
トロームより数千オングストローム好ましくは数十オン
グストロームより数百オングストロームであり、素子電
極２，３へのステップガバレージ、電子放出部５と素子
電極２，３間の抵抗値及び電子放出部５の導電性微粒子
の粒径、後述する通電処理条件等によって、適宜設定さ
れる。その抵抗値は、１０の３乗より１０の７乗オーム
／□のシート抵抗値を示す。電子放出部を含む薄膜４を
構成する材料の具体例を挙げるならばＰｄ，Ｒｕ，Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓ
ｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ₂ ，Ｉｎ
₂Ｏ₃ ，ＰｂＯ，Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化物、ＨｆＢ₂ ，Ｚ
ｒＢ₂ ，ＬａＢ₆ ，ＣｅＢ ₆ ，ＹＢ₄ ，ＧｄＢ₄ 等の硼
化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ
等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓ
ｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボン、ＡｇＭｇ，ＮｉＣｕ，
Ｐｂ，Ｓｎ等であり、微粒子膜からなる。なおここで述
べる微粒子膜とは、複数の微粒子が集合した膜であり、
その微細構造として、微粒子が個々に分散配置した状態
のみならず、微粒子が互いに隣接、あるいは重なり合っ
た状態（島状も含む）の膜をさす。電子放出部５は、数
オングストロームより数千オングストローム、好ましく
は１０オングストロームより２００オングストロームの
粒径の導電性微粒子多数個からなり、電子放出部を含む
薄膜４の膜厚及び後述する通電処理条件等の製法等に依
存しており、適宜設定される。電子放出部５を構成する
材料は、電子放出部５を含む薄膜４を構成する材料の限
度の一部あるいは全てと同様のものである。

【００１７】電子放出部５を有する電子放出素子の製造
方法としては様々な方法が考えられるが、その一例を図
２に示す。

【００１８】２は電子放出部形成用薄膜で例えば微粒子
膜が挙げられる。

【００１９】１）絶縁性基板１を洗剤、純水および有機
溶剤により十分に洗浄後、スパッタ法により素子電極材
料を堆積後、フォトリソグラフィー技術により該絶縁性
基板１の面上に素子電極２，３を形成する（図２
（ａ））。

【００２０】２）絶縁性基板１上に設けられた素子電極
２と素子電極３との間に、素子電極２と３を形成した絶
縁性基板上に有機金属溶液を塗布して放置することによ
り、有機金属薄膜を形成する。なお、有機金属溶液と
は、前記Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属を主
元素とする有機化合物の溶液である。この後、有機金属
薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によ
りパターニングし、電子放出部形成用薄膜４を形成する
（図２（ｂ））。尚、ここでは、有機金属溶液の塗布法
により説明したが、これに限る物でなく、真空蒸着法、
スパッタ法、化学的気相堆積法、分散塗布法、ディッピ
ング法、スピンナー法等によって形成される場合もあ
る。

【００２１】３）つづいて、フォーミングと呼ばれる通
電処理を素子電極２，３間に電圧を電源７によりパルス
状あるいは、高速の昇電圧による導電処理がおこなわれ
ると、電子放出部形成用薄膜４の部位に構造の変化した
電子放出部５が形成される（図２（ｃ））。この通電処
理により電子放出部形成用薄膜４を局所的に破壊、変形
もしくは変質せしめ、構造の変化した部位を電子放出部
５と呼ぶ。先に説明したように、電子放出部５は導電性
微粒子で構成されていることを本出願人らは観察してい
る。フォーミング処理の電圧波形を図３に示す。図３
中、Ｔ１及びＴ２は電圧波形のパルス幅とパルス間隔で
あり、Ｔ１を１マイクロ秒〜１０ミリ秒、Ｔ２を１０マ
イクロ秒〜１００ミリ秒とし、三角波の波高値（フォー
ミング時のピーク電圧）は４Ｖ〜１０Ｖ程度とし、フォ
ーミング処理は真空雰囲気下で数十秒間程度で適宜設定
した。

【００２２】以上説明した電子放出部を形成する際に、
素子の電極間に三角波パルスを印加してフォーミング処
理を行っているが、素子の電極間に印加する波形は三角
波に限定することはなく、矩形波など所望の波形を用い
ても良く、その波高値及びパルス幅・パルス間隔等につ
いても上述の値に限ることなく、電子放出部が良好に形
成されれば所望の値を選択することが出来る。

【００２３】上述のような素子構成と製造方法によって
作成された電子放出素子の基本特性について図４，図５
を用いて説明する。

【００２４】図４は、図１に示した構成を有する素子の
電子放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成
図である。図４において、１は絶縁性基板、２及び３は
素子電極、４は電子放出部を含む薄膜、５は電子放出部
を示す。また、８は素子に素子電圧Ｖｆを印加するため
の電源、９は素子電極２，３間の電子放出部を含む薄膜
４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、１０
は素子の電子放出部より放出される放出電流Ｉｅを捕捉
するためのアノード電極、１１はアノード電極１０に電
圧を印加するための高圧電源、１２は素子の電子放出部
５より放出される放出電流Ｉｅを測定するための電流計
である。電子放出素子の上記素子電流Ｉｆ、放出電流Ｉ
ｅの測定にあたっては、素子電極２，３に電源８と電流
計９とを接続し、該電子放出素子の上方に電源１１と電
流計１２とを接続したアノード電極１０を配置してい
る。また、本電子放出素子及びアノード電極１０は真空
装置内に設置され、その真空装置には不図示の排気ポン
プ及び真空計等の真空装置に必要な器具が具備されてお
り、所望の真空下で本素子の測定評価を行えるようにな
っている。

【００２５】なお、アノード電極の電圧は１ｋＶ〜１０
ｋＶ、アノード電極と電子放出素子との距離Ｈは３ｍｍ
〜８ｍｍの範囲で測定した。

【００２６】更に、本発明者等は、上述の本発明に使用
される表面伝導型電子放出素子の特性を鋭意検討した結
果、本発明の原理となる特性上の特徴を見いだした。図
４に示した測定評価装置により限定された放出電流Ｉｅ
および素子電流Ｉｆと素子電圧Ｖｆの関係の典型的な例
を図５に示す。なお、図５は著しくＩｆ，Ｉｅの大きさ
が異なるため任意単位で示されており、（放出電流Ｉｅ
は素子電流Ｉｆのおおよそ２０００分の１程度であ
る。）図５からも明らかなように、本電子放出素子は放
出電流Ｉｅに対する三つの特性を有する。

【００２７】まず第一に、本素子はある電圧（しきい値
電圧と呼ぶ、図５中のＶｔｈ）以上の素子電圧を印加す
ると急激に放出電流Ｉｅが増加し、一方しきい値電圧Ｖ
ｔｈ以下では放出電流Ｉｅがほとんど検出されない。す
なわち、放出電流Ｉｅに対する明確なしきい値電圧Ｖｔ
ｈを持った非線形素子である。第二に、放出電流Ｉｅが
素子電圧Ｖｆに依存するため、放出電流Ｉｅは素子電圧
Ｖｆで制御できる。第三に、アノード電極１０に捕捉さ
れる放出電荷は、素子電圧Ｖｆを印加する時間に依存す
る。すなわち、アノード電極１０に捕捉される電荷量
は、素子電圧Ｖｆを印加する時間により制御できる。以
上のような特性を有するため、電子放出素子は、多方面
への応用が期待できる。

【００２８】また、素子電流Ｉｆは素子電圧Ｖｆに対し
て単調増加する（ＭＩ特性と呼ぶ）特性の例を図５に示
したが、この他にも、素子電流Ｉｆが素子電圧Ｖｆに対
して電圧制御型負性抵抗（ＶＣＮＲ特性と呼ぶ）特性を
示す場合もある。なおこの場合も、本電子放出素子は上
述した三つの特性上の特徴を有する。

【００２９】なお、上述の基本的な製造方法に限ること
なく、基本的な素子構成の基本的な製造方法のうち一部
を変更してもよい。

【００３０】次に、本発明の主眼である電子放出素子及
び画像形成装置について、述べる。前述した表面伝導型
電子放出素子の基本的特性の３つの特徴によれば、表面
伝導型電子放出素子からの放出電子は、しきい値電圧以
上では、対抗する素子電極間に印加するパルス状電圧の
波高値と幅に制御される。一方、しきい値電圧以下で
は、放出されない。この特性によれば、多数の電子放出
素子を配置した場合においても、個々の素子に、上記パ
ルス状電圧を適宜印加すれば、任意の表面伝導型電子放
出素子を選択し、その電子放出量が、制御できる事とな
る。以下この原理に基づき構成した電子放出素子基板の
参考構成例について、図６を用いて説明する。

【００３１】１３は絶縁性基板、１４はＸ方向配線、１
５はＹ方向配線、１６は電子放出素子、１７はフェース
プレートである。

【００３２】同図において、絶縁性基板１３は、ガラス
基板等であり、その大きさ及びその厚みは、本発明の平
板型画像表示装置に設置される電子放出素子の個数及び
個々の素子の設計上の形状に依存し、更には、電子放出
素子の使用時容器の一部を絶縁性基板１３が構成する場
合には、その容器を真空に保持するための条件等に依存
して適宜設定される。ｎ本のＸ方向配線１４は、ＤＸ
１，ＤＸ２，．．ＤＸｎからなり、絶縁性基板１３上
に、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成し、所望
のパターンとした導電性金属等からなり、多数の表面伝
導型素子にほぼ均等な電圧が供給される様に、材料、膜
厚、配線幅が設定される。真空蒸着法、印刷法、スパッ
タ法等で形成し、所望のパターンとした導電性金属等か
らなり、多数の表面伝導型素子にできるだけほぼ均等な
電圧が供給される様に、材料、膜厚、配線幅等が設定さ
れる。これらｎ本のＸ方向配線１４とｍ本のＹ方向配線
１５は、別々の基板上に形成されているので、完全に電
気的に分離されて、マトリックス配線を構成する。（こ
のｍ，ｎは、共に正の整数）短冊状の絶縁性基板１８の
厚さは画素の大きさ、及び画素の間隔による。スペーサ
１９は、支えるフェースプレート１７の重さ等の設計上
のパラメータに依存して決定される。また、スペーサの
高さは絶縁性基板とフェースプレートの距離となるが、
フェースプレートに印加する加速電圧や電子放出素子の
形状等に依存して決定される。さらに、短冊状の絶縁性
基板１８の長手方向の長さは絶縁性基板１３のＹ方向の
長さとほぼ同等になるように決定されるが、Ｙ方向の配
線の電気的導通を保てるようにすれば、その長さよりも
短い複数本の短冊状の絶縁性基板１８をつなぎ合わせる
様にしても一向に構わない。

【００３３】また、Ｘ方向配線１４とＹ方向配線１５
は、それぞれ外部端子として引き出されている。

【００３４】更に、前述と同様にして、電子放出素子１
６の対向する電極（不図示）が、ｎ本のＸ方向配線ＤＸ
１，ＤＸ２・・・ＤＸｎ１４とｍ本のＹ方向配線ＤＹ
１，ＤＹ２，・・・ＤＹｍ１５と、真空蒸着法、印刷
法、スパッタ法等で形成された導電性金属等からなる結
線、或いはハンダづけや圧着法等によって電気的に接続
されている。尚、ｎ本のＸ方向配線１４とｍ本のＹ方向
配線１５と結線と対向する素子電極の導電性金属は、そ
の構成元素の一部あるいは全部が同一であっても、また
それぞれ異なってもよく、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，
Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属或いは合金
及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂ ，Ｐｄ−Ａｇ等の金属
或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃ −ＳｎＯ₂等の透明導体及びポリシリコン等の半
導体導体材料等により適宜選択される。

【００３５】また、前記Ｘ方向配線１４には、Ｘ方向に
配列する表面伝導型電子放出素子１６の行を任意に走査
するための走査信号を印加するための不図示の走査信号
発生手段と電気的に接続されている。一方、Ｙ方向配線
１５には、Ｙ方向に配列する電子放出素子１６の列の各
列を任意に変調するための変調信号を印加するための不
図示の変調信号発生手段と電気的に接続されている。更
に、電子放出素子の各素子に印加される駆動電圧は、当
該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧として
供給されるものである。

【００３６】つぎに、以上のようにして作製した電子放
出素子を用いた表示等に用いる画像形成装置について図
７と図８を用いて説明する。図７は、画像形成装置の斜
視図であり、図８は、断面図である。１３は、上述のよ
うにＸ方向配線１４の形成された絶縁性基板であり、設
計により、絶縁性基板の外側にリアプレート２２を配す
る場合もある。１８は上述のように電子放出素子１６と
Ｙ方向配線１５の形成された短冊状の基板、１７はガラ
ス基板２２の内面に蛍光膜１９とメタルバック２０等が
形成されたフェースプレート、２３は支持枠であり、リ
アプレート２１及びフェースプレート１７をフリットガ
ラス等で封着して、外囲器を構成する。外囲器を構成す
るに当ってはＸ方向配線１４が形成された絶縁性基板１
３に図１４（ｈ）のように複数本の溝部３４を形成し、
図１５に示すように絶縁性基板１３の溝部３４に短冊状
基板１８を順次差し込むことによってＸ方向配線１４と
短冊状基板１８に設けられた電極３２、３３、との電気
的な接触を良好に保持した状態で組立てることができ
る。

【００３７】外囲器は、上述の如く、フェースプレート
１７、支持枠２３、リアプレート２１で構成されている
が、リアプレート２１は主に基板１３の強度を補強する
目的で設けられるため、基板１３自体で十分な強度を持
つ場合は別体のリアプレート２１は不要であり、基板１
３に直接支持枠２３を封着し、フェースプレート１７、
支持枠２３、基板１３にて外囲器を構成しても良い。

【００３８】なお、短冊状基板１８は外囲器を組立てる
前に予め図２（Ｃ）のようにフォーミング処理を行い電
子放出部５を形成しておくことが電子放出素子の特性を
予め検査し得るので好ましいがフォーミング処理を予め
行うことなく、外囲器を組立てた後、完成された組立品
についてフォーミング処理を行い電子放出部５を形成す
るようにしてもよい。

【００３９】図９は、蛍光膜である。蛍光膜１９は、モ
ノクロームの場合は蛍光体のみから成るが、カラーの蛍
光膜の場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプ
あるいはブラックマトクリスなどと呼ばれる黒色導電体
２４と蛍光体２５とで構成される。ブラックストライ
プ、ブラックマトクリスが設けられる目的は、カラー表
示の場合必要となる三原色蛍光体の、各蛍光体２５間の
塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくするこ
とと、蛍光膜１９における外光反射によるコントラスト
の低下を抑制することである。ブラックストライプの材
料としては、通常良く用いられている黒鉛を主成分とす
る材料だけでなく、導電性があり、光の透過及び反射が
少ない材料であればこれに限るものではない。

【００４０】ガラス基板２２に蛍光体を塗布する方法は
モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法が用い
られる。

【００４１】また、蛍光膜１９の内面側には通常メタル
バック２０が設けられる。メタルバックの目的は、蛍光
体の発光のうち内面側への光をガラス基板２３側へ鏡面
反射することにより輝度を向上すること、電子ビーム加
速電圧を印刷するための電極として作用すること、外囲
器内で発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍
光体の保護等である。メタルバックは、蛍光膜作製後、
蛍光膜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Ａ１を真空蒸着等で堆積する
ことで作製できる。フェースプレート１７には、更に蛍
光膜１９の導伝性を高めるため、蛍光膜１９の外面側に
透明電極（不図示）を設けてもよい。前述の封着を行う
際、カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応
させなくてはいけないため、十分な位置合わせを行う必
要がある。

【００４２】外囲器は、不図示の排気管を通じ１０のマ
イナス６乗トール程度の真空度にされ、封止が行われ
る。尚、容器外端子Ｄｏｘ １ないしＤｏｘ ｎ，Ｄｏ
ｙ １ないしＤｏｙ ｍを通じ素子電極２，３間に電圧
を印加し、上述のフォーミングを行い、電子放出部５を
形成し電子放出素子を作製した。また、外周器の封止後
の真空度を維持するために、ゲッター処理を行う場合も
ある。これは、外囲器の封止を行う直前あるいは封止後
に、抵抗加熱あるいは高周波加熱等の加熱法により、外
囲器内の所定の位置（不図示）に配置されたゲッターを
加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常
Ｂａ等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、た
とえば１×１０マイナス５乗ないしは１×１０マイナス
７乗［Ｔｏｒｒ］の真空度を維持するものである。

【００４３】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ
１ないしＤｏｙ ｍを通じ、電圧を印加することによ
り、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバック
２０，あるいは透明電極（不図示）に数ｋＶ以上の高圧
を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜１９に衝突さ
せ、励気・発光させることで画像を表示するものであ
る。

【００４４】次に図１０〜図１２に基づき平板型画像表
示装置の実施例を説明する。なお、各図において前記の
図６〜図８の同一箇所は同一符号を使用する。

【００４５】この例では短冊状絶縁性基板１８は蛍光体
２５を有していて絶縁性基板１３に対向するフェースプ
レート１７を前記絶縁性基板１３に対して支持するため
の複数個のスペーサ部材を兼ねており、このスペーサ部
材にそれぞれの画素に対応した電子放出素子１６を設け
てある。このスペーサ部材を兼ねた短冊状絶縁性基板１
８並びにスペーサ部材と別個に設けた短冊状絶縁性基板
１８はいずれも片面のみならず両面に表面伝導型電子放
出素子１６を設けてもよく、片面に複数個以上の電子放
出素子１６を設けてもよい。またスペーサ部材は絶縁性
基板１３上に垂直方向から傾斜するように取付けること
もできる。なお、この短冊状の絶縁性基板１８は図１４
（ａ）〜（ｅ）に示すように方形の石英ガラス等の絶縁
性基板１３上に複数本のＹ方向配線１５及び電極２６を
形成し、複数個の電子放出素子１６を多数列に形成した
図１４（ｃ）（ｄ）に示すような絶縁性基板１３をダイ
シングソーによって図１４（ｅ）のように切断して製作
する。この短冊状の絶縁性基板１８の厚さは画素の大き
さ、及び、画素の間隔、支えるフェースプレート１７の
重さ等の設計上のパラメータに依存して決定される。ま
た、高さは絶縁性基板とフェースプレートの距離となる
が、フェースプレートに印加する加速電圧や電子放出素
子の形状等に依存して決定される。さらに、短冊状の絶
縁性基板１８の長手方向の長さは前記の図６〜図８の参
考例と同様に絶縁性基板１３のＹ方向の長さとほぼ同等
になるように決定されるが、Ｙ方向の配線の電気的導通
を保てるようにすれば、その長さよりも短い複数本の短
冊状の絶縁性基板１８をつなぎ合わせる様にしても一向
に構わない。

【００４６】また、Ｘ方向配線１４とＹ方向配線１５
は、それぞれ外部端子として引き出されている。

【００４７】この実施例に使用される各材料、部材は前
記の参考例と同様のものを使用することができ、技術手
段も同様の手段が採用できる。

【００４８】外囲器を構成するに当っては前記の図６〜
８の参考例と同様にＸ方向配線１４が形成された絶縁性
基板１３に図１４（ｈ）のように複数本の溝部３４を形
成し、図１４（ｊ）に示すように絶縁性基板１３の溝部
３４に短冊状基板１８を順次差し込むことによってＸ方
向配線１４と短冊状基板１８に設けられた電極２６との
電気的な接触を良好に保持した状態で組立てることがで
きる。

【００４９】なお、短冊状基板１８は前記図６〜図８の
参考例と同様に外囲器を組立てる前に予め図１４（ｆ）
（ｇ）のようにフォーミング処理を行い電子放出部５を
形成しておくことが電子放出素子の特性を予め検査し得
るので好ましいがフォーミング処理を予め行うことな
く、外囲器を組立てた後、完成された組立品についてフ
ォーミング処理を行い電子放出部５を形成するようにし
てもよい。

【００５０】以上のように完成した本発明の画像表示装
置においては、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ
１ないしＤｏｘｎ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｍを通じ、電
圧を印加することにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖ
を通じ、メタルバック２０、あるいは透明電極（不図
示）に数ｋＶ以上の興電圧を印加し、電子ビームを加速
し、蛍光膜１９に衝突させ、励起・発光させることで画
像を表示するものである。

【００５１】以上述べた構成は、表示等に用いられる好
適な画像形成装置を作製する上で必要な概略構成であ
り、例えば各部材の材料等、詳細な部分は上述内容に限
られるものではなく、画像装置の用途に適するよう適宜
選択する。

【００５２】また、本発明の思想によれば、表示に用い
られる好適な画像形成装置に限るものでなく、感光性ド
ラムと発光ダイオード等で構成された光プリンターの発
光ダイオード等の代替の発光源として、上述の画像形成
装置を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、２次元状の発光源だけでなく、ライン状の発光源と
しても応用できる。

【００５３】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。

【００５４】実施例１ 図１５は本発明の第１の実施例を表わす構成図で電子放
出素子の断面方向から見た図である。本構成に於てはス
ペーサを兼ねた短冊状の絶縁性基板１８の両面に表面伝
導型電子放出素子２８，２９および、Ｙ方向配線３０，
３１、Ｘ方向配線と電気的接触を得るための電極３２，
３３が形成されている。また、絶縁性基板１３に形成さ
れている溝部３４および、短冊状絶縁性基板１８のはめ
込み部３５には図示されているようなテーパ部が形成さ
れていて、外囲器を封着する時点でフェースプレート大
気圧によって受ける力によってＸ方向電極１４と電極３
２，３３の接触が保たれる構造に成っている。したがっ
てハンダ付けというような方法によらず電気的な接触を
良好に保つことができるので、画像形成装置の製造コス
トの低減や、歩留りの向上に大いに効果が認められる。

【００５５】実施例２ 本実施例も実施例１と同様にスペーサを兼ねた短冊状の
絶縁性基板の上になるべく多数個の電子放出素子を並べ
て、スペーサの数を減らすように工夫を行ったものであ
る。

【００５６】図１６は本発明の第２の実施例を表わす構
成図で電子放出素子の断面方向から見た図である。本構
成に於ては、電子放出素子は短冊状の絶縁性基板３６の
短辺の方向に表面伝導型の電子放出素子を複数個形成さ
れている。本実施例に於ては３個の電子放出素子を形成
した。フェースプレートの蛍光膜は前記の電子放出素子
のそれぞれに対応した蛍光体４０，４１，４２が配置さ
れている。フェースプレート上のメタルバック層２０と
短冊状絶縁性基板３６上の電極の間に加えられた電圧に
よって形成される電気力線の分布はほぼ楕円形状となる
のでそれぞれの電子放出素子から放出した電子線は図１
６の様にそれぞれに対応した蛍光体に到達するようにな
り、素子を独立にマトリクス駆動することによって、蛍
光体から発する光の強度を独立に制御することができ
る。

【００５７】実施例３ 本実施例では、スペーサを兼ねた短冊状の絶縁性基板の
たて方を前述の実施例とは変えたものである。前述の実
施例では短冊状の絶縁性基板はすべて絶縁性基板１３或
はリアプレート２１に対して垂直になるように構成され
ていた。本出願人らが表面伝導型の電子放出素子の電子
放出特性を調べた結果、素子電極２，３に電圧を加える
とき、加える電圧の局性によって放出される電子線の方
向が異なることを観察している。つまり、素子電極２を
３に対してマイナスとなるように電圧を印加したとする
と放出された電子が素子電極３の方向で斜め上方に放出
されることを観測している。本実施例は、この効果を積
極的に利用するもので、図１７の様に短冊状の基板を垂
直方向から傾けて電子線の集光特性を向上させたもので
ある。

【００５８】実施例４ 本実施例では、短冊状の絶縁性基板の形状が前述の実施
例とは異なるものである。前述の実施例では短冊状の絶
縁性基板はすべて長方形の形状をしていたが、本実施例
では、画像形成装置内部の真空の排気特性を向上させる
ため、更には、放出された電子線が短冊状の絶縁性基板
にかからない様にするために形状を変更している。図１
８ａは、短冊状絶縁性基板４４の上部に長方形の切り込
み４６をいれた構成図であり、図１８ｂは短冊状絶縁性
基板４５に長方形状の穴４７をあけた構成図である。ス
ペーサを介して隣同士のセル間で通気性が向上したた
め、均一にフォーミングできるようになるとともに、電
子放出素子から放出された電子が蛍光体に到達する前に
短冊状絶縁性基板にケラレることがなくなる。

【００５９】実施例５（参考例） 本参考例は、スペーサと別個に設けた短冊状の絶縁性基
板１８の上になるべく多数個の電子放出素子を並べて、
短冊状絶縁性基板の数を減らすように工夫を行ったもの
である。

【００６０】図１９は本発明の別の参考例を表わす構成
図で電子放出素子の断面方向から見た図である。本構成
に於ては短冊状の絶縁性基板１８の両面に表面伝導型電
子放出素子２８、２９および、Ｙ方向配線３０、３１、
Ｘ方向配線１４と電気的接触を得るための電極３２、３
３が形成されている。また、絶縁性基板１３に形成され
ている溝部３４および、短冊状絶縁性基板１８のはめ込
み部３５には図示されているようなテーパ部が形成され
ている。

【００６１】実施例６（参考例） 本参考例では、スペーサと別個に設けた短冊状の絶縁性
基板のたて方を前述の参考例とは変えたものである。前
述の参考例では短冊状の絶縁性基板はすべて絶縁性基板
１３或はリアプレート２１に対して垂直なるように構成
されていた。本出願人らが表面伝導型の電子放出素子の
電子放出特性を調べた結果、素子電極２、３に電圧を加
えるとき、加える電圧の局性によって放出される電子線
の方向が異なることを観測している。つまり、素子電極
２を３に対してマイナスになるように電圧を印加したと
する放出された電子は素子電極３の方向で斜め上方に放
出されることを観測している。本参考例は、この効果を
積極的に利用するもので、図２０の様に短冊状の基板を
垂直方向から傾けて電子線の集光特性を向上させたもの
である。

【００６２】実施例７ 電子放出素子の一部の平面図およびＡ−Ａ’断面図を図
１３に示す。ここで１８は基板、１５は図１０のＤＹｍ
に対応するＹ方向配線、２６は図１０のＤＸｎと電気的
接触をとるための電極、４は電子放出部を含む薄膜、
２，３は素子電極である。

【００６３】次に製造方法を図１４により工程順に従っ
て具体的に説明する。 工程−ａ 清浄化した厚さ３００ミクロン一辺の長さが２００ｍｍ
の正方形の石英ガラス上に厚さ０．５ミクロンのシリコ
ン酸化膜をスパッタ法で形成した基板１３上に、真空蒸
着により厚さ５０ÅのＣｒ、６０００ÅのＡｕを順次積
層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０ヘキスト社製）
をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、ホトマス
ク像を露光、現像して、レジストパターンを形成し、Ａ
ｕ／Ｃｒ堆積膜をウェットエッチングして、所望の形状
の配線１５，２６を形成する。 工程−ｂ その後、素子電極２，３と素子電極間ギャップとなるべ
きパターンをホトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１日
立化成社製）により形成し、真空蒸着法により、厚さ５
０ÅのＴｉ、厚さ１０００ÅのＮｉを順次積層した。ホ
トレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆
積膜をリフトオフし、素子電極間隔Ｌ１（図２(ａ)参
照）が３ミクロン、素子電極の幅Ｗ１（図２(ａ)参照）
が３００ミクロン、の素子電極２，３を形成した。 工程−ｃ 素子電極間ギャップＬ１およびこの近傍に開口を有する
マスクにより、真空蒸着法により堆積された膜厚１００
０ÅのＣｒ膜をパターニングし、そのうえに有機Ｐｄ
（ｃｃｐ４２３０奥野製薬（株）社製）をスピンナーに
より回転塗布し、３００℃で１０分間の加熱焼成処理を
した。こうして形成された主元素としてＰｄよりなる微
粒子からなる電子放出部形成用薄膜４の膜厚は１００オ
ングストローム、シート抵抗値は５×１０の４乗Ω／□
であった。なおここで述べる微粒子膜とは、上述したよ
うに、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造
として、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、
微粒子が互いに隣接、あるいは、重なり合った状態（島
状も含む）の膜をさし、その粒径とは、前記状態で粒子
形状が認識可能な微粒子についての径をいう。 工程−ｄ Ｃｒ膜および焼成後の電子放出部形成用薄膜４をエッチ
ャントによりエッチングして所望のパターンを形成し
た。 工程−ｅ 石英ガラス基板をダイシングソーによって、切断し、長
手方向が２００ｍｍ、幅が５ｍｍの短冊状の基板に分割
した。 工程−ｆ 以上の様にして作製された短冊状の基板を再度加熱して
基板に付着している水分を十分除去した後に、不図示の
真空容器の中に入れ、十分な真空度に達した後、電子放
出素子の素子電極２，３間に電圧を印加し、電子放出部
形成用薄膜４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５を作成した。フォーミング処理の
電圧波形を図３に示す。図３中、Ｔ１及びＴ２は電圧波
形のパルス幅とパルス間隔であり、本実施例ではＴ１を
１ミリ秒、Ｔ２を１０ミリ秒とし、三角波の波高値（フ
ォーミング時のピーク電圧）は５Ｖとし、フォーミング
処理は約１×１０マイナス６乗ｔｏｒｒの真空雰囲気下
で６０秒間行った。このように作成された電子放出部５
は、パラジウム元素を主成分とする微粒子が分散配置さ
れた状態となり、その微粒子の平均粒径は３０オングス
トロームであった。その後、更に通電を行って電子放出
素子１６を形成した。 工程−ｇ 更に図４の様な電子放出素子の検査装置の電子放出素子
の形成された短冊状の基板１８を保持した後、素子電極
２，３間に電源１１により１４Ｖを印加して素子電流Ｉ
ｆを流しながら、放出電子による電流Ｉｅを測定した。
この測定は短冊状の絶縁性基板１８上のすべての電子放
出素子について行った。この測定の結果、放出電流が
１．０マイクロアンペアに満たない素子が短冊状の絶縁
性基板１８の上に一つでもあった場合は、その短冊状絶
縁性基板１８を不良品として次の工程に流さないように
した。 工程−ｈ 一方、長さ５００ｍｍ、幅３００ｍｍの大面積の絶縁性
基板１３にダイシングソーによって幅３１０ミクロン、
深さ１ｍｍの溝部を多数形成した。 工程−ｉ 次に、スクリーン印刷法によって絶縁性基板１３上に厚
さ２ミクロン、幅１００ミクロンのＸ方向配線を形成し
た。 工程−ｊ ここで、工程−ｇによって選別された短冊状電子放出素
子を大面積基板の溝部に差し込むことによって順次なら
べていった。このとき、短冊状基板１８に設けられた電
極２６との電気的な接触を得るために少量のハンダ２７
を用いた。 工程−ｋ 以上のようにして多数の短冊状基板１８を組み込んだ絶
縁性基板１３をリアプレート２１上に固定した後、絶縁
性基板１３に対向するように、フェースプレート１７
（ガラス基板２２の内面に蛍光膜１９とメタルバック２
０が形成されて構成される）を支持枠２３を介し配置
し、フェースプレート１７、支持枠、絶縁性基板１３の
接合部にフリットガラスを塗布し、大気中あるいは窒素
雰囲気中で４００℃ないし５００℃で１０分以上焼成す
ることで封着した。またリアプレート２１への基板１３
の固定もフリットガラスで行った。（不図示） 蛍光膜１９は、モノクロームの場合は蛍光体のみから成
るが、本実施例では蛍光体はストライプ形状を採用し、
先にブラックストライブを形成し、その間隙部に各色蛍
光体を塗布し、蛍光膜１９を作製した。ブラックストラ
イブの材料として通常良く用いられている黒鉛を主成分
とする材料を用いたがガラス基板２２に蛍光体を塗布す
る方法はスラリー法を用いた。また、蛍光膜１９の内面
側には通常メタルバック２０が設けられる。メタルバッ
クは、蛍光膜作製後、蛍光膜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製した。フェースプレート１７に
は、更に蛍光膜１９の導伝性を高めるため、蛍光膜１９
の外側面に透明電極（不図示）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伝性が
得られたので省略した。前述の封着を行う際、カラーの
場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させなくては
いけないため、十分な位置合わせを行った。 工程−ｌ 次に１０のマイナス６乗トール程度の真空度で、不図示
の排気管のガスバーナーで熱することで溶着し外囲器の
封止を行った。 工程−ｍ 最後に封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理
を行った。これは、封止を行う直前に、高周波加熱等の
加熱法により、画像形成装置内の所定の位置（不図示）
に配置されたゲッターを加熱し、蒸着膜を形成処理し
た。ゲッターはＢａ等を主成分とした。

【００６４】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子に、容疑外端子Ｄｘ１ない
しＤｘｎ，Ｄｙ１ないしＤｙｍ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、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタル
バック２０に数ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを
加速し、蛍光膜１９に衝突させ、励起・発光させること
で画像を表示した。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば以下のような利点が得ら
れる。

【００６６】１）行方向配線及び列方向配線は別々の基
板上に形成されているため、行方向配線と列方向配線の
間の電気的な絶縁を画像形成装置全体にわたって保つこ
とが容易にでき、画像形成装置を生産する場合の歩留り
がよくなった。

【００６７】２）短冊状の基板の上に電子放出素子を形
成すればよく、画像表示装置と同じ大きさの基板の上に
電子放出素子をパターニングする必要がなくなり、従来
の製造装置によって容易に生産できるので、生産コスト
を安く抑えることができるようになった。

【００６８】３）電子放出素子が形成されている基板が
フェースプレートを支えるためのスペーサ部材を兼ねて
いるので、従来の画像形成装置のように電子放出素子か
ら出射した電子ビームがスペーサによってけられること
がない。

【００６９】４）リアパネルとは別々の基板状に電子放
出素子が形成されているので、電子放出素子の電子放出
の角度特性に応じて電子放出素子の形成された基板の向
きを設計することができるため、蛍光面に到達する電子
ビームのパターンを必要に応じて絞ったり、拡散させた
りすることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用される平面型表面伝導電子放出素
子の基本構成図。

【図２】本発明に使用される平面型表面伝導電子放出素
子の基本的な製法図。

【図３】表面伝導電子放出素子の通電処理の電圧波形。

【図４】表面伝導電子放出素子の基本的な測定評価装置
図。

【図５】表面伝導電子放出素子の基本的な特性図。

【図６】参考例の一例を示す画像形成装置の斜視図。

【図７】参考例の画像形成装置の斜視図。

【図８】図７の画像形成装置の横断面図。

【図９】蛍光膜の説明図。

【図１０】本発明の画像形成装置の他の例を示す斜視
図。

【図１１】本発明の画像形成装置の断面図。

【図１２】本発明の画像形成装置の斜視図。

【図１３】電子放出素子の平面図及びＡ−Ａ’断面図。

【図１４】画像形成装置の製法図。

【図１５】実施例１の画像形成装置の断面図。

【図１６】実施例２の画像形成装置の断面図。

【図１７】実施例３の画像形成装置の断面図。

【図１８】実施例４の画像形成装置の断面図。

【図１９】実施例５（参考例）の画像形成装置の断面
図。

【図２０】実施例６（参考例）の画像形成装置の断面
図。

【図２１】従来の表面伝導型電子放出素子の例。

【符号の説明】

１ 絶縁性基板 ２，３ 素子電極 ４ 電子放出部形成用薄膜 ５ 電子放出部 ８ 素子電圧印加電源 ９ 素子電流測定用電流計 １０ アノード電極 １１ アノード電圧印加電源 １２ 放出電流測定用電流計 １３ 絶縁性基板 １４ Ｘ方向配線 １５ Ｙ方向配線 １６ 電子放出素子 １７ フェースプレート １８ 短冊状絶縁性基板 １９ 蛍光膜 ２０ メタルバック ２１ リアプレート ２２ ガラス基板 ２３ 支持枠 ２４ 黒色導電体 ２５ 蛍光体 ２６ 電極 ２７ ハンダ ２８，２９ 電子放出部を含む薄膜 ３０，３１ Ｙ方向配線 ３２，３３ 電極 ３４ 溝部 ３５ 楔部 ３６ 短冊状絶縁性基板 ３７，３８，３９ 電子放出部を含む薄膜 ４０，４１，４２ 蛍光膜 ４３，４４，４５ 絶縁性基板 ４６ 長方形状の切り込み ４７ 長方形状の穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/12 H01J 9/24 - 9/26 H01J 29/87

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも配線の一部に底部より上部の
   方が幅が広いテーパ状の溝が設けられている絶縁性基板
   と、 前記絶縁性基板と対向して配置されたフェースプレート
   と、 前記溝にはめ込まれ前記絶縁性基板に対して前記フェー
   スプレートを支持するスペーサ部材とを少なくとも有
   し、 前記スペーサは少なくとも前記溝に当接する部分に電極
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像形成装置内に、前記配線と電気
   的に接続する複数の電子放出素子と、この電子放出素子
   に対応し、前記電子放出素子からの放出電子の照射を受
   け画像を形成する複数の蛍光体とを有する請求項１記載
   の画像形成装置。