JP3507392B2 - 電子線装置 - 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、電子放出素子を備
えた第１の基板と電子放出素子から放出された電子が照
射される第２の基板とが対向配置され、第１の基板と第
２の基板との間にスペーサを有する電子線装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】平面型表示装置は、薄型でかつ軽量であ
ることから、ブラウン管型表示装置に置き換わるものと
して注目されている。特に、電子放出素子と電子ビーム
の照射により発光する蛍光体とを組み合わせて用いた表
示装置は、従来の他の方式の表示装置よりも優れた特性
が期待されている。例えば、近年普及してきた液晶表示
装置と比較しても、自発光型であるためバックライトを
必要としない点や、視野角が広い点が優れているといえ
る。

【０００３】従来から、電子放出素子として熱陰極素子
と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極
素子では、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型素
子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型放出
素子（以下ＭＩＭ型と記す）、などが知られている。

【０００４】表面伝導型放出素子としては、例えば、M.
I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys., 10, 1290(1
965)や、後述する他の例が知られている。

【０００５】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより
電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面
伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎ
Ｏ₂薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの［G.
Dittmer: "Thin Solid Films", 9, 317(1972)］や、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜によるもの［M. Hartwell and C.
G. Fonstad: "IEEE Trans. ED Conf.", 519(1975)］
や、カーボン薄膜によるもの［荒木久 他：真空、第２
６巻、第１号、２２（１９８３）］等が報告されてい
る。

【０００６】これらの表面伝導型放出素子の素子構成の
典型的な例として、図３０に前述のM. Hartwellらによ
る素子の平面図を示す。同図において、基板３００１に
は、金属酸化物よりなる導電性薄膜３００４が、Ｈ型形
の平面形状に、スパッタで形成されている。導電性薄膜
３００４には、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電
処理を施すことにより、電子放出部３００５が形成され
る。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］，幅Ｗは、
０．１［ｍｍ］に設定されている。尚、図示の便宜か
ら、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に
矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実
際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけ
ではない。

【０００７】上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較し
て低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒー
タを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単
純であり、微細な素子を作成可能である。また、基板上
に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融な
どの問題が発生しにくい。また、熱陰極素子がヒータの
加熱により動作するため応答速度が遅いのとは異なり、
冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もあ
る。

【０００８】このため、冷陰極素子を応用するための研
究が盛んに行われてきている。

【０００９】例えば、表面伝導型放出素子は、冷陰極素
子の中でも特に構造が単純で製造も容易であることか
ら、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点があ
る。そこで、例えば本願出願人による特開昭６４−３１
３３２号公報において開示されるように、多数の素子を
配列して駆動するための方法が研究されている。

【００１０】また、表面伝導型放出素子の応用について
は、例えば画像表示装置、画像記録装置などの画像形成
装置や、荷電ビーム源等の電子線装置が研究されてい
る。

【００１１】特に、画像表示装置への応用としては、例
えば本願出願人による米国特許５，０６６，８８３号や
特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７
号公報において開示されているように、表面伝導型放出
素子と電子の衝突により発光する蛍光体とを組み合わせ
て用いた画像表示装置が研究されている。

【００１２】図３１は、平面型の画像表示装置をなす表
示パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示す
ためにパネルの一部を切り欠いて示している。図中、３
１１５はリアプレート、３１１６は側壁、３１１７はフ
ェースプレートであり、リアプレート３１１５、側壁３
１１６およびフュースプレート３１１７により、表示パ
ネルの内部を真空に維持するための外囲器（気密容器）
を形成している。

【００１３】リアプレート３１１５には基板３１１１が
固定されているが、この基板３１１１上には冷陰極素子
３１１２が、Ｎ×Ｍ個マトリックス状に形成されてい
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。）また、前記Ｎ×Ｍ
個の冷陰極素子３１１２は、図３１に示すとおり、Ｍ本
の行方向配線３１１３とＮ本の列方向配線３１１４によ
り配線されている。これら基板３１１１、冷陰極素子３
１１２、行方向配線３１１３および列方向配線３１１４
によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。
また、行方向配線３１１３と列方向配線３１１４の少な
くとも交差する部分には、両配線間に絶縁層(不図示)が
形成されており、電気的な絶縁が保たれている。

【００１４】フェースプレート３１１７の下面には、蛍
光体からなる蛍光膜３１１８が形成されており、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図
示）が塗り分けられている。また、蛍光膜３１１８をな
す上記各色蛍光体の間には黒色体（不図示）が設けてあ
り、さらに蛍光膜３１１８のリアプレート３１１５側の
面には、Ａｌ等からなるメタルバック３１１９が形成さ
れている。

【００１５】Ｄx1〜ＤxMおよびＤy1〜ＤyNおよび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行方向配線３１１３
と、Ｄy1〜ＤyNはマルチ電子ビーム源の列方向配線３１
１４と、Ｈｖはメタルバック３１１９と各々電気的に接
続している。

【００１６】また、上記気密容器の内部は１．３×１０
^-3［Ｐａ］（１０^-6［Ｔｏｒｒ］）程度の真空に保持さ
れており、画像表示装置の表示面積が大きくなるにした
がい、気密容器内部と外部の気圧差によるリアプレート
３１１５およびフェースプレート３１１７の変形あるい
は破壊を防止する手段が必要となる。リアプレート３１
１５およびフェースプレート３１１６を厚くすることに
よる方法は、画像表示装置の重量を増加させるのみなら
ず、斜め方向から見たときに画像のゆがみや視差を生ず
る。これに対し、図３１においては、比較的薄いガラス
板からなり大気圧を支えるための構造支持体（スペーサ
あるいはリブと呼ばれる）３１２０が設けられている。
このようにして、マルチビーム電子源が形成された基板
３１１１と蛍光膜３１１８が形成されたフェースプレー
ト３１１６間は通常サブミリないし数ミリに保たれ、前
述したように気密容器内部は高真空に保持されている。

【００１７】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄx1〜ＤxM、Ｄy1〜ＤyNを通じて各
冷陰極素子３１１２に電圧を印加すると、各冷陰極素子
３１１２から電子が放出される。それと同時にメタルバ
ック３１１９に容器外端子Ｈｖを通じて数百［Ｖ］〜数
［ｋＶ］の高圧を印加して、上記放出された電子を加速
し、フェースプレート３１１７の内面に衝突させる。こ
れにより、蛍光膜３１１８をなす各色の蛍光体が励起さ
れて発光し、画像が表示される。

【００１８】上記表示パネル内に設置されたスペーサ３
１２０は、以下の理由により、フェースプレート３１１
７とリアプレート３１１５間に印加される高電圧に耐え
るだけの高い絶縁性とともに高い帯電抑制性が要求され
る。

【００１９】第１に、スペーサ３１２０の近傍の冷陰極
素子３１１２から放出された電子の一部がスペーサ３１
２０に当たることにより、あるいはフェースプレート３
１１７に到達し反射した電子の一部がスペーサ３１２０
に当たることにより２次電子の放出が起こり、スペーサ
３１２０の帯電を引き起こすおそれがある。これまでに
本出願人が得た知見では、スペーサ３１２０の表面に正
帯電が生じる場合がほとんどであった。このスペーサ３
１２０の帯電により、冷陰極素子３１１２から放出され
た電子はその軌道を曲げられ、フェースプレート３１１
７に設けられた蛍光体上の正規な位置とは異なる場所に
到達し、スペーサ近傍の画像がゆがんで表示されてしま
う。

【００２０】第２に、冷陰極素子３１１２から放出され
た電子を加速するために、マルチ電子ビーム源とフェー
スプレート３１１７との間には数百Ｖ以上の高電圧（即
ち、１ｋＶ／ｍｍ以上の高電界）が印加されるため、ス
ペーサ３１２０の表面での沿面放電が懸念される。特に
上記のようにスペーサ３１２０が帯電している場合は、
放電が誘発されるおそれがある。

【００２１】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
の表面に帯電防止膜として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防止膜は酸化スズ、あるいは
酸化スズと酸化インジウム混晶薄膜や島状の金属膜であ
る。

【００２２】また、本出願人による上記提案において
は、高抵抗膜が被覆されたスペーサをマルチ電子ビーム
源及びフェースプレートと電気的に良好に接続するため
に、これらとの接続部に低抵抗膜を形成する構成も開示
されている。更に、上記高抵抗膜及び上記低抵抗膜が被
覆されたスペーサを、導電性を有するフリットガラスを
用いて、マルチ電子ビーム源及びフェースプレートと電
気的に接続するとともに、機械的に固定する構成も開示
されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した画像表示
装置の表示パネルにおいては、表示パネルの表示面積や
リアプレート及びフェースプレートの厚みに応じて、ス
ペーサを複数個配置するが、スペーサ表面への帯電を防
止するためにスペーサ表面に複数種類の膜を形成する場
合、成膜工程が増えるし、また、膜間に酸化膜等を生じ
させることなく電気的導通が良好となるように成膜する
必要がある。

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】 本発明の目的は、スペーサ表面に複数種
類の膜を形成する場合でも、膜間の電気的導通を確保
し、かつ、工程の増加を最小限に抑えることである。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、真空容器内に設けられた、複数の電子放出素
子を備えた第１の基板と、前記真空容器内に前記第１の
基板と対向配置された、前記電子放出素子から放出され
た電子を加速する電極を備えた第２の基板と、前記真空
容器の耐大気圧構造として前記第１の基板または前記第
２の基板のいずれか一方の基板上に設置され、前記第１
の基板と前記第２の基板とで直接、または前記第１の基
板と前記第２の基板との間の中間部材を介して間接的に
挟まれた、前記第１の基板と前記第２の基板との対向方
向と垂直な方向に長手方向を有する少なくとも１つのス
ペーサとを有し、前記スペーサの表面には、前記第１の
基板及び前記電極の少なくとも一方と電気的に接続され
前記スペーサの表面よりも帯電しにくい高抵抗膜と、少
なくとも前記電気的に接続された領域において前記高抵
抗膜と積層され前記高抵抗膜よりもシート抵抗値が小さ
い低抵抗膜とが形成され、前記高抵抗膜と前記低抵抗膜
とは、同一の金属元素を含み、かつ、異なる組成を有
し、前記低抵抗膜が前記高抵抗膜によって覆われている
ことを特徴とする電子線装置を提供するものである。

【００４３】 上記の発明によれば、スペーサの表面に
高抵抗膜及び低抵抗膜が形成されるが、高抵抗膜により
スペーサ表面の帯電が除去され、低抵抗膜により、高抵
抗膜と第１の基板や電極との電気的接続が良好となり、
また、スペーサの近傍の電子放出素子から放出された電
子の軌道が制御される。ここで、高抵抗膜と低抵抗膜と
は、同一の元素を含み、かつ、異なる組成を有するの
で、低抵抗膜と高抵抗膜との境界部における連続性が良
好に保たれるとともに、所望の低抵抗膜及び高抵抗膜を
同一の成膜装置を用いて連続して形成することが可能と
なる。特に、気相成膜法によってこれらの膜を形成する
場合、同一のチャンバー内で真空雰囲気を破ることなく
形成することができるので、低抵抗膜と高抵抗膜との積
層部の間に不要な酸化膜が形成されることはない。

【００４４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、参考形態とともに、図面を参照して説明する。

【００４５】 （第１の参考形態） 図１は、本発明の画像表示装置の表示パネルの第１の参
考形態の外観斜視図であり、その内部構造を示すために
表示パネルの一部を切り欠いて示している。

【００４６】図１に示すように、表示パネルの内部を真
空に維持するための外囲器（気密容器）は、リアプレー
ト１０１５、側壁１０１６及びフェースプレート１０１
７により形成されている。また、気密容器内部には、耐
大気圧構造として、スペーサ１０２０が設置されてい
る。なお、本図は概念図であり、実際のスペーサの長手
方向（Ｘ方向）の長さはその高さ（Ｚ方向の長さ）の１
００倍以上である。

【００４７】リアプレート１０１５上には、マトリクス
状に配列されたＭ×Ｎ個の冷陰極素子１０１２が設けら
れた基板１０１１が固定されている。これら冷陰極素子
１０１２は、Ｍ本の行方向（Ｘ方向）配線１３とＮ本の
列方向（Ｙ方向）配線１０１４とにより結線されてい
る。

【００４８】フェースプレート１０１７のリアプレート
１０１５側の面には、蛍光膜１０１８及びメタルバック
１０１９が形成されている。蛍光膜１０１８は、カラー
表示装置用の表示パネルの場合には、赤、緑、青の３原
色の蛍光体が所定のパターンで塗り分けられており、モ
ノクローム表示装置用の表示パネルの場合には、単色の
蛍光体材料が蛍光膜として用いられる。メタルバック１
０１９は、主として、電子加速電圧を印加するための電
極として設けられる。

【００４９】スペーサ１０２０は、図２に示すように、
薄板状の絶縁性基体２１の表面に高抵抗膜２２を成膜
し、かつ、フェースプレート１０１７の内側（メタルバ
ック１０１９）及び基板１０１１の表面（行方向配線１
０１３）に面した当接面２３に低抵抗膜２５を成膜した
部材からなる。高抵抗膜２２は、低抵抗膜２５を介して
メタルバック１０１９及び行方向配線１０１３と電気的
に接続されている。また、図１に示すように、スペーサ
１０２０は、行方向（Ｘ方向）と平行に配置され、基板
１０１１の冷陰極素子１０１２が設けられた領域とフェ
ースプレート１０１７の蛍光膜１０１８が設けられた領
域とに挟まれた領域（電子線放出領域）の外側の領域ま
で両端部が延在して、外囲器内の所定の位置に固定され
ている。

【００５０】また、上記電子線放出領域の外側の領域に
おいて、スペーサ１０２０の両端部には自立機構として
のブロック１０２１が固定されており、スペーサ１０２
０はこのブロック１０２１で支持されて自立している。
スペーサ１０２０は、後述する組立工程における外囲器
の形成後は、フェースプレート１０１７とリアプレート
１０１５との押圧力によってある程度の力で保持される
ので、ブロック１０２１は、少なくとも外囲器を形成す
るするまでスペーサ１０２０を基板面に対して垂直に自
立させることができるものであればよい。

【００５１】従って、外囲器を形成するまでの間のスペ
ーサ１０２０の位置ずれを防止するためにはブロック１
０２１は基板１０１１に固定するのが好ましいが、外囲
器を形成するが終了するまでの間にスペーサ１０２０の
位置ずれを生じさせないことができれば、ブロック１０
２１は必ずしも基板１０１１に固定しなくてもよい。ま
た、スペーサを１０２０を固定する場合、基板１０１１
ではなくフェースプレート１０１７側に固定してもよ
い。

【００５２】ここで、スペーサ１０２０の固定部の構造
について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、
図１に示すスペーサの固定部近傍の斜視図であり、図４
は、図１に示すスペーサの固定部近傍の側面図（ａ）及
び平面図（ｂ）である。

【００５３】図３及び図４に示すように、スペーサ１０
２０は、両端部において、電子線放出領域の外側の領域
が先細りのテーパ形状となっており、この部分が基板１
０１１及びメタルバック１０１９と接触しない非接触部
１０２３となっている。一方、ブロック１０２１は、そ
の側面に、スペーサ１０２０の長手方向端部が挿入され
る溝部１０２２が形成されており、ブロック１０２１が
基板１０１１に固定される前に、スペーサ１０２０がそ
の長手方向端部を溝部１０２２に挿入させてブロック１
０２１と接着剤で固定されている。また、ブロック１０
２１の高さは、スペーサ１０２０の高さよりも低くなっ
ている。

【００５４】 次に、図１に示す表示パネルの作製手順
について説明する。なお、電子源基板１０１１の作製手
順については後述するので、ここでは、各部品の組み立
て手順を中心に説明する。

【００５５】（１）スペーサ１０２０をブロック１０２
１と接着固定する。

【００５６】この際、後述する真空排気のときにスペー
サ１０２０がフェースプレート１０１７及びリアプレー
ト１０１５に対して斜めに接地しないように十分な位置
合わせ及び角度合わせが必要である。また、ブロック１
０２１がスペーサ１０２０を基板１０１１上に接地した
際の自立機構として有効に機能するためには、スペーサ
１０２０の底面及びスペーサ１０２０の両端部に固定さ
れる２つのブロック１０２１の底面が同一平面上にある
ことが好ましい。このためには、図５に示すような、同
一平面上の基準面１０３１を有する治具を用い、この治
具の基準面１０３１上にブロック１０２１及びスペーサ
１０２０を載置した状態でブロック１０２１とスペーサ
１０２０とを接着固定すれば、容易に行うことができ
る。

【００５７】（２）スペーサ１０２０を基板１０１１上
に位置決めする。

【００５８】スペーサ１０２０の位置決めは、上記電子
線放出領域内あるいはその領域外で位置決め治具（不図
示）を用いて行う。スペーサ１０２０にはブロック１０
２１が固定されているので、スペーサ１０２０はブロッ
ク１０２１で支持されて自立した状態を維持する。この
状態ではスペーサ１０２０は単に基板１０１１上に置か
れているだけなので、後述する外囲器を形成する工程が
終了するまでスペーサ１０２０の位置ずれを生じさせな
いことができればブロック１０２１を基板１０１１に固
定する必要はないが、位置ずれが生じるおそれがある場
合には、接着剤等によりブロック１０２１を基板１０１
１に固定してもよい。

【００５９】（３）外囲器を形成する。

【００６０】フェースプレート１０１７及びリアプレー
ト１０１５を互いに十分位置合わせを行い、フェースプ
レート１０１７、側壁１０１６及びリアプレート１０１
５の接合部をフリットガラスを用いて加熱封着し、外囲
器を形成する。これにより、スペーサ１０２０の上下端
面がそれぞれメタルバック１０１９及び基板１０１１と
密着し、スペーサ１０２０がメタルバック１０１９と基
板１０１１との押圧力により両者間に完全にではないが
ある程度の力で保持される。

【００６１】（４）外囲器の真空排気及び封止を行う。

【００６２】外囲器を形成したら、不図示の排気管を通
じて外囲器内を排気し、十分な真空度に達した後、排気
管を封止する。すなわち、外囲器内の真空排気の後、ス
ペーサ１０２０は外囲器に外部から加わる大気圧によっ
て外囲器内の所定の位置に固く固定される。そして、排
気管の封止後、詳しくは後述するが基板１０１１に形成
された各配線を介して電圧を印加し、冷陰極素子１０１
２を形成する。

【００６３】ここで、例えば図６に示すようにスペーサ
１０２０が弓なりに反って長手方向中央部が盛り上がっ
てしまっている場合（実際には反り量は数μｍ〜数百μ
ｍ程度であるが、図６では、説明を容易にするために、
スペーサ１０２０の形状が誇張して描かれている）に
は、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５
との封着の際に、スペーサ１０２０は高さが最も高い部
分からフェースプレート１０１７に押圧され、その形状
が矯正される。仮に、反りが矯正されない状態でスペー
サ１０２０を保持すると、スペーサ１０２０の固定が不
安定となるばかりでなく、高抵抗膜２２のメタルバック
１０１９及び行方向配線１０１３との電気的接続も不十
分となってしまう。

【００６４】スペーサ１０２０の形状の矯正に伴い、ス
ペーサ１０２０の両端部に固定されているブロック１０
２１も変位しようとする（図６に示した例ではリアプレ
ート１０１５から浮き上がろうとする）。この際、ブロ
ック１０２１の高さはスペーサ１０２０の高さよりも低
いので、ブロック１０２１のある程度の変位が許容さ
れ、結果的に、スペーサ１０２０の形状を矯正しつつ、
表示パネルを作製することができる。

【００６５】 一方、ブロック１０２１の変位の許容範
囲を超える程度までスペーサ１０２０が反っている場合
には、スペーサ１０２０とブロック１０２１との固定部
での両者の相対位置あるいは相対角度が変化しなけれ
ば、スペーサ１０２０を安定かつ電気的接続も良好に固
定することはできない。しかし、本形態では、上述した
ようにスペーサ１０２０の両端部は非接触部１０２３と
なっており、スペーサ１０２０は、非接触部１０２３が
他の部分に比べて変形し易い構造となっている。従っ
て、ブロック１０２１の変位の許容範囲を超える程度ま
でスペーサ１０２０が反っている場合でも、非接触部１
０２３はその弾性変形の範囲内において破壊することな
く変形することが可能である。

【００６６】その結果、真空排気の際にブロック１０２
１とスペーサ１０２０との固定部に生じる応力が非接触
部１０２３で分散され、これによりスペーサ１０２０の
破壊が防止されるので、表示パネル組立工程におけるス
ペーサ１０２０及びパネルの歩留まりを向上させること
ができる。これは、スペーサ１０２０が、反りが生じ易
い長尺のものである場合に特に有効となる。なお、スペ
ーサ１０２０の反りが大きい場合には、外囲器の形成工
程でもスペーサ１０２０の形状はある程度矯正される
が、その際にも、スペーサ１０２０の非接触部１０２３
は有効に機能する。

【００６７】また、ブロック１０２１は電子線放出領域
外に設置されるので、ブロック１０２１が、冷陰極素子
１０１２（図１参照）の特性や冷陰極素子１０１２から
放出された電子の軌道に影響を与えることはない。しか
も、冷陰極素子１０１２の配列にはブロック１０２１を
設置するスペースを考慮することもないので、冷陰極素
子１０１２を密に配列することができ、高精細な画像表
示が可能となる。

【００６８】ブロック１０２１としては、ガラス、セラ
ミックあるいはプラスチックなど、様々な材料を用いる
ことができるが、表示パネルを作製する工程で加熱され
る場合は、その熱に耐え得るだけの耐熱性を有し、か
つ、基板１０１１、フェースプレート１０１７及びスペ
ーサ１０２０と熱膨張率の近い材料を用いることが好ま
しい。

【００６９】ブロック１０２１とスペーサ１０２０とを
接着する接着剤、及び、ブロック１０２１を基板１０１
１に接着する場合に用いる接着剤についても、上記の熱
に耐えられるだけの耐熱性を有し、かつ、基板１０１
１、フェースプレート１０１７及びスペーサ１０２０と
熱膨張率の近い材料を用いることが好ましい。

【００７０】ここではブロック１０２１をスペーサ１０
２０の両端部に固定した例を示したが、スペーサ１０２
０を自立させることができれば、ブロック１０２１は必
ずしもスペーサ１０２０の両端部に固定しなくてもよ
く、一方の端部だけに固定してもよい。スペーサ１０２
０の一方の端部だけにブロック１０２１を固定する場合
は、非接触部１０２３はブロック１０２１が固定される
側の端部だけに設ければよい。ただし、スペーサ１０２
０が長尺の場合など特に、スペーサ１０２０の位置決め
をより正確に行うためには、スペーサ１０２０の両端部
にブロック１０２１を固定するのが好ましい。

【００７１】 また、本参考形態では、スペーサ１０２
０を１本ずつブロック１０２１で支持する例を示した
が、図７に示すような、複数の溝部１０７２が等ピッチ
で形成された長尺のブロック１０７１を用い、１つのブ
ロック１０７１で複数のスペーサ１０２０を支持しても
よい。これにより、スペーサ１０２０を基板１０１１上
に設置する際に、複数のスペーサ１０２０が一体として
取り扱うことができるので、スペーサ１０２０の取り扱
い及び位置決めが容易になる。なお、この場合でもブロ
ック１０７１は、スペーサ１０２０の一方の端部だけに
固定してもよいし、両端部に固定してもよい。

【００７２】 さらに、本参考形態ではスペーサ１０２
０の非接触部１０２３をテーパ形状とした例について説
明したが、非接触部１０２３は、メタルバック１０１９
及び基板１０１１と接触しない形状であればテーパ形状
に限定されるものではない。

【００７３】例えば、図８に示すスペーサ１０２０’
は、両端部の幅を他の部分よりも狭くし、この部分を非
接触部１０２３’としている。このようなスペーサ１０
２０は、曲げに対する発生応力が小さいので、より破壊
しにくくなる。また、図９に示すスペーサ１０２０”
は、両端の角部をＲ処理（丸め処理）し、この部分を非
接触部１０２３”としている。これにより、スペーサ１
０２０”の反りが矯正される際に角部がメタルバック１
０１９あるいは基板１０１１に当たっても、角部はＲ処
理されているのでスペーサ１０２０”は欠けにくくな
る。スペーサ１０２０”がガラス材料やセラミック材料
からなる場合、欠けにくさの観点からは、角部の曲率半
径は１０μｍ以上であることが好ましい。

【００７４】ここで、角部がＲ処理されたスペーサと
は、加工対象となる角部を有したものを加工して曲率半
径を大きくしたものに限らず、スペーサ（基材）の形成
時から所望の曲率を有するように形成したものも含む。

【００７５】以上、スペーサに非接触部を設けること
で、スペーサとブロックとの固定部に発生する応力を緩
和する構造とした例を示したが、この非接触部は、図
４、図８及び図９に示したようにリアプレート側及びフ
ェースプレート側の双方と接触しない構造である必要は
なく、表示パネルの組み立て上、上述した応力をスペー
サが破壊されない程度に十分に緩和できるものであれ
ば、リアプレート側及びフェースプレート側のいずれか
一方とは接触する構造であってもよい。

【００７６】 （第２の参考形態）図１０は、本発明の
第２の参考形態を示すスペーサの支持部の斜視図であ
り、図１１は、図１０に示すスペーサの支持部の側面図
である。

【００７７】 本参考形態も、図３等を用いて説明した
第１の参考形態と同様に、電子線放出領域外に設置され
たブロック１１２１によりスペーサ１１２０を支持して
位置決めし、外囲器の真空排気により外囲器内に固定す
るものであるが、スペーサ１１２０はブロック１１２１
と固定せず、両端部を溝部１１２２に挿入しただけであ
る点が第１の参考形態と異なる。

【００７８】 すなわち、表示パネルの組み立て工程に
おいては、まず、ブロック１１２１を基板１１１１に固
定し、次いで、スペーサ１１２０の端部をブロック１１
２１の溝部１１２２に挿入する。このとき、スペーサ１
１２０とブロック１１２１とは固定しない。その後、第
１の参考形態と同様にして、外囲器の形成、真空排気、
冷陰極素子の形成を行う。

【００７９】 本参考形態では、スペーサ１１２０はブ
ロック１１２１に対して固定されていないので、外囲器
形成時にフェースプレート１１１７と当接されるとき、
あるいは外囲器の真空排気時に、ブロック１１２１に規
制されることなく、その弾性変形の範囲内において破壊
することなく変形することが可能である。すなわち、ス
ペーサ１１２０が基板１１１１及びフェースプレート１
１１７に対して相対的に有している反りが矯正されると
きに発生する応力を、スペーサ１１２０の端部だけでな
く全体に分散させることができる。その結果、スペーサ
１１２０の破壊をより防止することができる。

【００８０】 このように、スペーサ１１２０はブロッ
ク１１２１と固定されてはいないので、本参考形態では
スペーサ１１２０の端部に第１の参考形態と同様な非接
触部を設ける必要はなく、スペーサ１１２０の形状を、
単純な矩形の薄帯板とすることができる。ただし、スペ
ーサ１１２０の反りの矯正時のスペーサ１１２０の角部
の欠けを防止するにためには、角部にＲ処理を施すこと
が好ましい。

【００８１】 （第３の参考形態）本参考形 態は、ブロックを構成する材料が上述した参考
形態と異なる。ブロックの形状及びスペーサの形状は第
２の参考形態と同様であるので、以下に、第２の参考形
態で用いた図１０及び図１１を参照して本形態を説明す
る。

【００８２】 本参考形態では、ブロック１１２１はア
クリル樹脂などの樹脂材料で構成される。スペーサ１１
２０は、一端部または両端部がブロック１１２１の溝部
１１２２に挿入され、エポキシ系の接着剤でブロック１
１２１と固定される。アクリル系の樹脂やエポキシ系の
接着剤は、スペーサ１１２０の基体を構成するガラス基
板やセラミック基板よりも柔らかい素材である。すなわ
ち、表示パネルの組み立て時に生じる、ブロック１１２
１とスペーサ１１２０との相対位置あるいは相対角度の
変化による応力を、ブロック１１２１で分散させること
ができ、これによりスペーサ１１２０の破壊を防止する
ことができる。また、外囲器作製時の加熱温度によって
は、アクリル系樹脂やエポキシ系接着剤は更に柔らかく
なり、あるいは分解・蒸発する成分が生じるため、更に
応力を分散させる効果を得ることができる。

【００８３】 ここでは、単純な矩形の薄帯状のスペー
サ１１２０を例に挙げて説明したが、第１の参考実施形
態と同様に、スペーサに非接触部を設けることで、表示
パネルの組み立て時に生じる応力を、ブロック１１２１
だけでなくスペーサ１１２０の非接触部にも分散させる
ことができ、スペーサ１１２０の破壊防止効果がより向
上する。

【００８４】 （第４の参考形態） 図１２は、本発明の第４の参考形態を示すスペーサの固
定部の側面図である。

【００８５】 本参考形態も、第１の参考形態や第３の
参考形態のようにスペーサ１１７０の一端部または両端
部にブロック１１７１を固定したものであるが、スペー
サ１１７０の端部の形状やブロック１１７１の材料によ
ってではなく、スペーサ１１７０とブロック１１７１と
の位置関係を規定することによって、表示パネルの組み
立て時にスペーサ１１７０とブロック１１７１との固定
部に発生する応力を緩和している。

【００８６】 すなわち、図１２において、ブロック１
１７１に、ブロック１１７１の基板１１６１との設置面
と平行となる仮想の第１の軸１１８１を設定する一方、
スペーサ１１７０には、その長手方向に沿った仮想の第
２の軸１１８２を設定する。この場合に、フェースプレ
ート１１６７とリアプレートとを、スペーサ１１７０を
間に挟んで組み立てた状態で、第１の軸１１８１と第２
の軸１１８２とが実質的に平行になるように、スペーサ
１１７０とブロック１１７１とが固定されている。その
他、ブロック１１７１の高さがスペーサ１１７０の高さ
よりも低いこと、ブロック１１７１が基板１１６１では
なくフェースプレート１１６７側に設置されてもよいこ
となどは第１の参考形態と同様である。

【００８７】 上記の第１の第１の軸１１８１と第２の
軸１１８２とが実質的に平行になるようにスペーサ１１
７０とブロック１１７１とを固定する方法としては、例
えば以下に示す方法が挙げられる。図１３は、本発明の
第４の参考形態によるスペーサの固定方法の一例を説明
する図である。まず、平面台２００１の上にブロック１
１７１を置き、スペーサ１１７０の端部がブロック１１
７１の溝部（不図示）に嵌合するようにスペーサ１１７
０を設置する。そして、スペーサ１１７０の端部に、矢
印ａで示すように平面台２００１のブロック設置面と垂
直な向きの荷重をかけ、スペーサ１１７０を平面台２０
０１に押し付ける。これにより、第１の軸１１８１と第
２の軸１１８２とが平行になる。この状態を保ちなが
ら、ブロック１１７１とスペーサ１１７０とを適当な接
着剤で固定する。上記のような荷重をかける最も簡単な
方法は、スペーサ１１７０の上に重りを載せることであ
る。

【００８８】このようにスペーサ１１７０とブロック１
１７１とを固定することにより、表示パネルの組み立て
時に、スペーサ１１７０とブロック１１７１との固定部
に発生する応力を最小限に抑え、結果的に、スペーサ１
１７０の破壊を防止することができる。

【００８９】一方、図１４に示すように、第１の軸１１
８１と第２の軸１１８２とが実質的に平行とならないよ
うにスペーサ１１７０とブロック１１７１とが固定され
ていると、スペーサ１１７０は、表示パネル組み立て時
にブロック１１７１との固定部に発生する応力（特に引
っ張り応力）によって、破断してしまう。

【００９０】 なお、第１の参考形態で説明した図５に
おいては、スペーサ１０２０に反りが生じていない場合
を示しているが、このように反りが生じていない場合に
は、基準面１０３１上でスペーサ１０２０とブロック１
０２１とを位置合わせして固定することで、本形態のよ
うに、第１の軸と第２の軸とを実質的に平行とすること
ができる。一方、図６に示したようにスペーサ１０２０
に反りが生じている場合には、スペーサ１０２０のブロ
ック１０２１との固定部近傍でのスペーサ１０２０の軸
が上記の第１の軸と平行になるようにスペーサ１０２０
とブロック１０２１とを固定すればよい。

【００９１】 （第５の参考形態） 本参考形態は、上述した第１〜第３の参考形態に適用可
能なものであり、スペーサを構成する絶縁性基体が、基
板及びフェースプレートに比べ、小さい熱膨張率のもの
を用いる。これにより、表示パネル作製工程中に加熱を
行う場合、スペーサがフェースプレートや基板よりも大
きく熱膨張することがなくなる。その結果、スペーサ
の、フェースプレートや基板との相対的な熱膨張差によ
る撓みが発生せず、スペーサの撓みによる位置ずれを防
止することができる。一方、絶縁性基体と、基板及びフ
ェースプレートとの熱膨張率の差が大きすぎる、スペー
サの破壊や、基板あるいはフェースプレートの反りを招
くおそれがあるので、絶縁性基体の熱膨張率差は５％以
内であることが好ましい。

【００９２】 （第６の参考形態）図１５は、本発明の
第６の参考形態のスペーサの側面図である。

【００９３】 本参考形態では、スペーサ１２２０の上
下端部に形成される低抵抗膜１２２５を、長手方向全体
ではなく複数に分割して形成されている。これにより、
低抵抗膜１２２５の膜厚精度や位置精度を向上させるこ
とができる。このことは、スペーサ１２２０が長尺であ
る場合に特に有効である。成膜手法としては、蒸着やス
パッタなどの気相成膜法、印刷やスプレーなどの液相成
膜法など、さまざまな手法を用いることが可能である。
なお、図１５においては低抵抗膜１２２５を分割形成し
た例を示したが、高抵抗膜１２２２あるいは高抵抗膜１
２２２及び低抵抗膜１２２５の双方を分割形成してもよ
い。

【００９４】ここで、複数に分割された低抵抗膜１２２
５の許容できる間隔をｗ、低抵抗膜（スペーサに設けら
れる電極）１２２５の高さをｈ、スペーサ１２２０に最
も近接する電子放出素子とスペーサ１２２０との距離を
ｄとする。ｄがｈよりも大きい場合は、ｗは、（ｄ×
（ｄ／ｈ））の約５倍以下であることが好ましい。一
方、ｈがｄと同じまたはｄよりも大きい場合は、ｗはｄ
の５倍以下であることが好ましい。何れの場合も、より
好ましくは約２倍以下である。この条件を満たせば、電
子放出素子からの放出電子の軌道の歪みは無視できる程
度となる。

【００９５】次に、図１６（ａ）、（ｂ）を参照して、
スペーサ１２２０の上下端部に低抵抗膜１２２５を形成
する方法について説明する。

【００９６】（工程１）まず、図１６（ａ）に示すよう
に、スペーサ１２２０をなす基板を嵌合できる開口２１
０１ａを有する第１のメタルマスク２１０１を用意す
る。次いで、この第１のメタルマスク２１０１の開口２
１０１ａにスペーサ１２２０を嵌合させ、平面台２１０
３上に設置する。第１のメタルマスク２１０１とスペー
サ１２２０とはほぼ同じ厚みを有する。

【００９７】（工程２）次いで、図１６（ｂ）に示すよ
うに、形成すべき低抵抗膜１２２５（図１５参照）の輪
郭に対応した開口２１０２ａを有する第２のメタルマス
ク２１０２を、スペーサ１２２０を嵌合した第１のメタ
ルマスク２１０１上に重ね合わせて設置する。このと
き、第１のメタルマスク２１０１と第２のメタルマスク
２１０２とは、互いに所望の精度で位置合わせされる。

【００９８】第１のメタルマスク２１０１と第２のメタ
ルマスク２１０２との固定は、例えば、両メタルマスク
２１０１，２１０２を磁性材料で構成するとともに、平
面台２１０３を永久磁性材料で構成することで実現でき
る。

【００９９】（工程３）最後に、上記の位置合わせを行
った状態で、平面台２１０３をスパッタリング装置のチ
ャンバ内に設置し、チャンバを真空排気した後、スパッ
タリングにより低抵抗膜１２２０を成膜する。

【０１００】以上の工程をスペーサ１２２０の表裏に対
して行うことで、図１５に示したような低抵抗膜１２２
０を有するスペーサ１２２０が得られる。

【０１０１】 （実施形態） 図１７は、本発明の一実施形態のスペーサの縦断面図で
ある。

【０１０２】本実施形態では、絶縁性基体１３２１の上
下端部に低抵抗膜１３２５を成膜し、さらに、低抵抗膜
１３２５を形成した絶縁性基体１３２１の全体を高抵抗
膜１３２２で被覆することで、スペーサ１３２０が構成
されている。低抵抗膜１３２５と高抵抗膜１３２２とは
同一元素を含んでいるが、所望のシート抵抗値を得るた
めに異なる組成を有する。例えば、低抵抗膜１３２５を
Ｃｒ膜で構成した場合、高抵抗膜１３２２はＣｒ−Ａｌ
膜で構成される。このように、低抵抗膜１３２５と高抵
抗膜１３２２とが同一元素を含んでいることにより、低
抵抗膜１３２５と高抵抗膜１３２２との境界部における
連続性が良好に保たれ、両者の間での良好な電気的導通
を確保することができる。

【０１０３】また、低抵抗膜１３２５と高抵抗膜１３２
２とが同一元素を含む構成とすることにより、低抵抗膜
１３２５及び高抵抗膜１３２２を気相成膜法で成膜する
場合、同じ成膜装置を用いて連続的に成膜することがで
きる。

【０１０４】以下に、低抵抗膜１３２５と高抵抗膜１３
２２とを気相成膜法で成膜する場合の手順の一例を、図
１８のフローチャートを参照しつつ説明する。

【０１０５】まず、成膜装置のチャンバー内に絶縁性基
体１３２１をセットしたら、低抵抗膜形成用のマスクを
セットする（ステップ１０１）。次いで、チャンバー内
を真空排気し（ステップ１０２）、Ｃｒをスパッタする
（ステップ１０３）。これにより絶縁性基体１３２１に
Ｃｒからなる低抵抗膜１３２５が成膜される。低抵抗膜
１３２５が成膜されたら、低抵抗膜形成用のマスクを次
の成膜工程の邪魔にならない位置に退避させ（ステップ
１０４）、その後、Ｃｒ−Ａｌをスパッタする（ステッ
プ１０５）。これにより、低抵抗膜１３２５が成膜され
た絶縁性基体１３２１の全面に、Ｃｒ−Ａｌからなる高
抵抗膜１３２２が成膜される。高抵抗膜１３２２が成膜
されたら、チャンバーを大気開放し（ステップ１０
６）、低抵抗膜１３２５及び高抵抗膜１３２２が成膜さ
れたスペーサ１３２０をチャンバーから取り出す。

【０１０６】以上のようにして低抵抗膜１３２５及び高
抵抗膜１３２２を成膜することで、同一の成膜装置を用
い、チャンバーの真空雰囲気を破ることなく低抵抗膜１
３２５及び高抵抗膜１３２２を連続して形成することが
できる。これにより、スペーサ１３２０の作製のスルー
プットを大幅に向上させることができるとともに、低抵
抗膜１３２５と高抵抗膜１３２２との間に不要な酸化膜
などが生じるのを防止することができる。これによって
も、低抵抗膜１３２５と高抵抗膜１３２２との間の良好
な電気的導通を確保することができる。

【０１０７】 なお、図１７に示した例では低抵抗膜１
３２５を覆って高抵抗膜１３２２を形成した例を示した
が、第１の参考形態と同様に、絶縁性基体に高抵抗膜を
成膜した後、低抵抗膜を成膜することもできる。

【０１０８】 （他の実施形態） 以上、本発明の要部の実施形態について説明を行なった
が、以下に、本発明の実施形態に適用可能なその他の実
施形態及びその変形例についての説明を行なう。なお、
以下の説明で特に断りのない限りは、上述の実施形態に
おいて適用可能である。

【０１０９】（表示パネルの構成と製造法）ここでは、
本発明を適用した画像表示装置の表示パネルの構成と製
造法について具体的な例を示して図１等を参照して説明
する。

【０１１０】 第１の参考形態でも説明したように、外
囲器は、リアプレート１０１５、側壁１０１６及びフェ
ースプレート１０１７により形成されている。この気密
容器を組み立てるにあたっては、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に封着する必要があ
る。この封着は、例えばフリットガラスを接合部に塗布
し、大気中或は窒素雰囲気中で、摂氏４００〜５００度
で１０分以上焼成することにより達成することができ
る。また、気密容器の内部は１．３×１０^-3［Ｐａ］
（１０^-6［Ｔｏｒｒ］）程度の真空に保持されるので、
大気圧による変形や不意の衝撃などによる気密容器の破
損を防止する目的で、耐大気圧構造体としてスペーサ１
０２０が設けられている。

【０１１１】本発明に用いられる電子源基板は複数の冷
陰極素子を基板上に配列することにより形成される。冷
陰極素子の配列の方式には、冷陰極素子を並列に配置
し、個々の素子の両端を配線で接続するはしご型配置
（以下、はしご型配置電子源基板と称する）や、冷陰極
素子の一対の素子電極のそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配
線を接続した単純マトリクス配置（以下、マトリクス型
配置電子源基板と称する）が挙げられる。なお、はしご
型配置電子源基板を有する画像形成装置には、電子放出
素子からの電子の飛翔を制御する電極である制御電極
（グリッド電極）を必要とする。

【０１１２】ここでは、マトリクス型配線を例に挙げて
説明する。

【０１１３】リアプレート１０１５の上面には、電子源
基板である基板１０１１が固定されている。この基板１
０１１上には冷陰極素子１０１２がＮ×Ｍ個マトリクス
状に形成されている。ここで、これらＮ，Ｍは２以上の
正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設
定される。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的と
した表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００
以上の数を設定することが望ましい。これらＮ×Ｍ個の
冷陰極素子１０１２は、M本の行方向配線１０１３とN本
の列方向配線１０１４により単純マトリクス配線されて
いる。、ここでは、これら基板１０１１及び基板１０１
１上に形成された冷陰極素子１０１２、各配線１０１
３，１０１４によって構成される部分をマルチ電子ビー
ム源と呼ぶ。

【０１１４】本発明に用いるマルチ電子ビーム源は、冷
陰極素子１０１２の材料や形状、あるいは製法に制限は
ない。従って、例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、あ
るいはＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができ
る。

【０１１５】以下に、冷陰極素子１０１２として表面伝
導型放出素子（後述）を基板上に配列して単純マトリク
ス配線したマルチ電子ビーム源の構造について述べる。

【０１１６】図１９に示すのは、図１の表示パネルに用
いたマルチ電子ビーム源の平面図である。基板１０１１
上には、冷陰極素子１０１２として、後述する図２４で
示すものと同様な表面伝導型放出素子が配列され、これ
らの素子は行方向配線１０１３と列方向配線１０１４に
より単純マトリクス状に配線されている。少なくとも行
方向配線１０１３と列方向配線１０１４の交差する部分
の配線間には絶縁層（不図示）が形成されており、これ
により両配線間の絶縁が保たれている。

【０１１７】図１９のＢ−Ｂ’線に沿った断面を図２０
に示す。なお、このような構造のマルチ電子ビーム源
は、予め基板１０１１上に行方向配線１０１３、列方向
配線１０１４、配線間絶縁層（不図示）、及び表面伝導
型放出素子の素子電極１００２，１００３と導電性薄膜
１００４を形成した後、行方向配線１０１３及び列方向
配線１０１４を介して各素子電極１００２，１００３に
給電して通電フォーミング処理（後述）と通電活性化処
理（後述）を行うことにより製造した。なお、通電フォ
ーミング処理及び通電活性化処理により、導電性薄膜１
００４には電子放出部１００５及び炭素もしくは炭素化
合物からなる薄膜１００６が形成されている。

【０１１８】尚、本実施形態においては、気密容器のリ
アプレート１０１５にマルチ電子ビーム源の基板１０１
１を固定する構成としたが、このマルチ電子ビーム源の
基板１０１１が十分な強度を有するものである場合に
は、気密容器のリアプレートとしてマルチ電子源の基板
１０１１自体を用いてもよい。

【０１１９】フェースプレート１０１７は、気密容器の
基板１０１１と対向する壁面を構成するもので、フェー
スプレート１０１７の下面には、蛍光膜１０１８が形成
されている。本実施形態はカラー表示装置であるため、
蛍光膜１０１８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる
赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けられている。
各色の蛍光体は、例えば図２１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導
電体１０１０が設けてある。この黒色導電体１０１０を
設ける目的は、電子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ためや、外光の反射
を防止して表示コントラストの低下を防ぐため、電子に
よる蛍光膜のチャージアップを防止するためなどであ
る。黒色導電体１０１０には、黒鉛を主成分として用い
たが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料
を用いても良い。

【０１２０】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は図２
１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２２に示すようなデルタ状配列や、図２３
に示すようなマトリクス状配列であってもよい。

【０１２１】また、蛍光膜１０１８のリアプレート側の
面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１０１９
を設けてある。このメタルバック１０１９を設けた目的
は、蛍光膜１０１８が発する光の一部を鏡面反射して光
利用率を向上させるためや、負イオンの衝突から蛍光膜
１０１８を保護するため、電子加速電圧を印加するため
の電極として作用させるためや、蛍光膜１０１８を励起
した電子の導電路として作用させるためなどである。メ
タルバック１０１９は、蛍光膜１０１８をフェースプレ
ート１０１７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理
し、その上にアルミニウム（Ａｌ）を真空蒸着する方法
により形成した。なお、蛍光膜１０１８に低電圧用の蛍
光体材料を用いた場合には、メタルバック１０１９は用
いない。

【０１２２】また、本実施形態では用いなかったが、加
速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フ
ェースプレート基板１０１７と蛍光膜１０１８との間
に、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよ
い。

【０１２３】また、行配線端子Ｄx1〜ＤxM及び列配線端
子Ｄy1〜ＤyN及び高圧端子Ｈｖは、この表示パネルと前
述の各回路等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。そして、これら行配線端子
Ｄx1〜ＤxMはマルチ電子ビーム源の行方向配線１０１３
と、列配線端子Ｄy1〜ＤyNはマルチ電子ビーム源の列方
向配線１０１４と、また高圧端子Ｈｖはフェースプレー
ト１０１７のメタルバック１０１９と電気的に接続して
いる。

【０１２４】また、この気密容器内部を真空に排気する
には、この気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と
真空ポンプとを接続し、気密容器内を１．３×１０
^-4［Ｐａ］（１０^-7［Ｔｏｒｒ］）程度の真空度まで排
気する。その後、排気管を封止するが、気密容器内の真
空度を維持するために、封止の直前或は封止後に気密容
器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成する。
このゲッター膜とは、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、このゲッター膜の吸着作用により
気密容器内は１．３×１０^-2〜１．３×１０^-4［Ｐａ］
（１×１０^-5〜１×１０^-7［Ｔｏｒｒ］）の真空度に維
持される。

【０１２５】 次に、高抵抗膜と低抵抗膜の積層順は異
なるが、代表的に図２を参照しつつスペーサ１０２０に
ついて説明する。

【０１２６】スペーサ１０２０は絶縁牲基体２１の表面
に帯電防止を目的とした高抵抗膜１０２２を成膜し、か
つフェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０
１９等）及び基板１０１１の表面（行方向配線１０１３
または列方向配線１０１４）に面した当接面２３及び当
接面２３に隣接する側面部２４に低抵抗膜２５を成膜し
たもので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ
必要な間隔をおいて配置され、フェースプレート１０１
７の内側及び基板１０１１の表面に当接される。高抵抗
膜２２は、絶縁性基体２１の表面のうち、少なくとも気
密容器内の真空中に露出している面に成膜されており、
スペーサ１０２０上の低抵抗膜２５を介して、フェース
プレート１０１７の内側（メタルバック１０１９等）及
び基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方
向配線１０１４）に電気的に接続される。

【０１２７】スペーサ１０２０としては、基板１０１１
上の行方向配線１０１３および列方向配線１０１４とフ
ェースプレート１０１７内面のメタルバック１０１９と
の間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、
かつスペーサ１０２０の表面への帯電を防止する程度の
導電性を有する必要がある。

【０１２８】スペーサ１０２０の絶縁性基体２１として
は、例えば石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少し
たガラス、ソーダライムガラス、アルミナ等のセラミッ
クス部材等が挙げられる。なお、絶縁性基体２１はその
熱膨張率が気密容器および基板１０１１を成す部材と近
いものが好ましい。

【０１２９】スペーサ１０２０の高抵抗膜２２には、高
電位側のフェースプレート１０１７（メタルバック１０
１９等）に印加される加速電圧Ｖａを帯電防止膜である
高抵抗膜２２の抵抗値Ｒｓで除した電流が流される。そ
こで、スペーサ１０２０の抵抗値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。帯電防止
の観点から表面のシート抵抗値は１０¹⁴［Ω／□］以下
であることが好ましい。更には、十分な帯電防止効果を
得るためには１０¹³［Ω／□］以下が好ましい。尚、こ
の表面抵抗の下限はスペーサ１０２０の形状とスペーサ
１０２０間に印加される電圧により左右されるが、１０
⁷［Ω／□］以上であることが好ましい。

【０１３０】絶縁性基体２１上に形成された帯電防止膜
の膜厚ｔは、１０ｎｍ〜１μｍの範囲が望ましい。この
絶縁性基体２１の材料の表面エネルギーおよび基板１０
１１との密着性や基板１０１１の温度によっても異なる
が、一般的に１０ｎｍ未満の薄膜は島状に形成され、抵
抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚ｔが１μｍを
超えると膜応力が大きくなって膜はがれが生じるおそれ
が高くなり、かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪
い。

【０１３１】従って、帯電防止膜の膜厚は５０〜５００
ｎｍであることが望ましい。表面抵抗は、ρ／ｔであ
り、以上に述べた表面抵抗と膜厚ｔとの好ましい範囲か
ら、帯電防止膜の比抵抗ρは１０［Ω・ｃｍ］〜１０¹⁰
［Ω・ｃｍ］が好ましい。更に表面抵抗と膜厚ｔのより
好ましい範囲を実現するためには、ρは１０⁴〜１０
⁸［Ω・ｃｍ］とするのが良い。

【０１３２】スペーサ１０２０は上述したように、その
上に形成した帯電防止膜を電流が流れることにより、あ
るいは表示パネル全体が動作中に発熱することにより、
その温度が上昇する。この帯電防止膜の抵抗温度係数が
大きな負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少
し、スペーサ１０２０に流れる電流が増加し、更に温度
上昇をもたらす。そして電流は電源の限界を越えるまで
増加し続ける。このような電流の暴走が発生する抵抗温
度係数の値は経験的に負の値で絶対値が１％以上であ
る。即ち、帯電防止膜の抵抗温度係数は−１％未満であ
ることが望ましい。

【０１３３】このような帯電防止特性を有する高抵抗膜
２２の材料としては、例えば金属酸化物を用いることが
できる。金属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の
酸化物が好ましい材料である。その理由はこれらの酸化
物は二次電子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子１０
１２（図１参照）から放出された電子がスペーサ１０２
０に当たった場合においても帯電しにくいためと考えら
れる。金属酸化物以外にも炭素は二次電子放出効率が小
さく好ましい材料である。特に、非晶質カーボンは高抵
抗であるため、スペーサ１０２０の抵抗を所望の値に制
御しやすい。好ましい二次電子放出係数の範囲は３．５
以下であり、より好ましくは２以下である。

【０１３４】帯電防止特性を有する高抵抗膜２２の他の
材料として、アルミニウムと遷移金属合金の窒化物は遷
移金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁
体まで広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料で
ある。更には後述する表示装置の作製工程において抵抗
値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温
度係数が−１％未満であり、実用的に使いやすい材料で
ある。遷移金属元素としてはＴｉ，Ｃｒ，Ｔａ等があげ
られる。

【０１３５】合金窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中
での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーテ
ィング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により
絶縁性基体上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形
成法で作製することができるが、この場合窒素ガスに代
えて酸素ガスを使用する。その他、ＣＶＤ法、アルコキ
シド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は
蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法で作
製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜
中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに
炭化水素ガスを使用する。

【０１３６】スペーサ１０２０を構成する低抵抗膜２５
は、高抵抗膜２２を高電位側のフェースプレート１０１
７（メタルバック１０１９等）及び低電位側の基板１０
１１（行方向配線１０１３、列方向配線１０１４等）と
電気的に接続するために設けられたものであり、低抵抗
膜２２は以下に列挙する複数の機能を有するものであ
る。

【０１３７】高抵抗膜２２をフェースプレート１０１
７及び基板１０１１と電気的に接続 既に述べたように、高抵抗膜２２はスペーサ１０２０表
面での帯電を防止する目的で設けられたものであるが、
高抵抗膜２２をフェースプレート１０１７（メタルバッ
ク１０１９等）及び基板１０１１（行方向配線１０１
３、列方向配線１０１４等）と接続した場合、接続部界
面に大きな接触抵抗が発生し、スペーサ１０２０の表面
に発生した電荷を速やかに除去できなくなる可能性があ
る。そこで、フェースプレート１０１７、基板１０１１
と接触するスペーサ１０２０の当接面２３或いは側面部
２４に低抵抗の中間層（低抵抗膜２５）を設けることに
より、スペーサ１０２０の表面に発生した電荷を速やか
に除去することができるようになる。

【０１３８】高抵抗膜２２の電位分布の均一化 冷陰極素子１０１２より放出された電子は、フェースプ
レート１０１７と基板１０１１の間に形成された電位分
布に従って電子軌道を成す。スペーサ１０２０の近傍で
電子軌道に乱れが生じないようにするためには、高抵抗
膜２２の電位分布を全域にわたって制御する必要があ
る。高抵抗膜２２をフェースプレート１０１７（メタル
バック１０１９等）及び基板１０１１（行方向配線１０
１３、列方向配線１０１４等）と接続した場合、接続部
界面の接触抵抗のために接続状態のむらが発生し、高抵
抗膜２２の電位分布が所望の値からずれてしまう可能性
がある。そこで、スペーサ１０２０がフェースプレート
１０１７及び基板１０１１と当接するスペーサ端部（当
接面２３或いは側面部２４）の全長域に低抵抗の中間層
を設け、この中間層部に所望の電位を印加することによ
って、高抵抗膜２２全体の電位を制御可能となる。

【０１３９】放出電子の軌道の制御 冷陰極素子１０１２より放出された電子は、フェースプ
レート１０１７と基板１０１１の間に形成された電位分
布に従って電子軌道を成す。スペーサ１０２０近傍の冷
陰極素子１０１２から放出された電子に関しては、スペ
ーサ１０２０を設置することに伴う制約（配線、素子位
置の変更等）が生じる場合がある。このような場合、歪
みやむらの無い画像を形成するためには、放出された電
子の軌道を制御してフェースプレート１０１７上の所望
の位置に電子を照射する必要がある。フェースプレート
１０１７及び基板１０１１と当接する面の側面部２４に
低抵抗の中間層を設けることにより、スペーサ１０２０
近傍の電位分布に所望の特性を持たせ、放出された電子
の軌道を制御することが出来る。

【０１４０】低抵抗膜２５は、高抵抗膜２２に比べ十分
に低い抵抗値を有する材料を選択すればよく、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等
の金属、あるいは合金、及びＰｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ
₂，Ａｇ−ＰｂＯ等の金属や金属酸化物とガラス等から
構成される印刷導体、あるいは、ＳｎＯ₂微粒子をＳｂ
等でドーピングした導電性微粒子をシリカまたは酸化珪
素の末端をアルキル、アルコキシ、フッ素等で置換した
バインダーに分散させた導電性微粒子分散膜、あるいは
Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導体及びポリシリコン等の
半導体材料等より適宜選択される。

【０１４１】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、行配線端子Ｄx1〜ＤxM、列配線端子Ｄy1〜ＤyN
を通じて各冷陰極素子１０１２に電圧を印加すると、冷
陰極素子１０１２から電子が放出される。それと同時に
メタルバック１０１９に高圧端子Ｈｖを通じて数百
［Ｖ］ないし数［ｋＶ］の高圧を印加して、それら放出
された電子をフェースプレート１０１７方向に加速し、
フェースプレート１０１７の内面に衝突させる。これに
より蛍光膜１０１８の各色の蛍光体が励起されて発光
し、画像が表示される。

【０１４２】通常、冷陰極素子１０１２として表面伝導
型放出素子を用いた場合、冷陰極素子１０１２への印加
電圧は１２〜１６［Ｖ］程度、メタルバック１０１９と
冷陰極素子１０１２との距離ｄは０．１［ｍｍ］から８
［ｍｍ］程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０
１２間の電圧は０．１［ｋＶ］から１０［ｋＶ］程度で
ある。

【０１４３】また、低抵抗膜２５を設けたスペーサ１０
２０が高抵抗膜２２を有することにより、スペーサ表面
の帯電を抑え、結果として、発光点のずれの無い良好な
画像が得られる。より好ましくは、前述したように、高
抵抗膜が1０⁷[Ω/□]〜１０^{1 4}[Ω/□]のシート抵抗値を
有することで、帯電と上下基板間の電流消費および発熱
を抑えることが可能となる。

【０１４４】また、低抵抗膜２５の抵抗値は、上下基板
との電気的接合を良好にする目的から、そのシート抵抗
値として前記高抵抗膜２２のシート抵抗値の１／１０以
下であり、かつ１０⁷［Ω／□］以下である事が望まし
い。さらには、電子放出素子は、冷陰極素子であり、さ
らには、電極間に電子放出部を含む導電性膜を有する電
子放出素子であり、さらに、表面伝導型電子放出素子で
あることを特徴とすることが素子の構造が簡単でかつ高
輝度がえられることからより好ましい。

【０１４５】（マルチ電子ビーム源の製造方法）次に、
マルチ電子ビーム源源の製造方法について説明する。本
発明の電子線装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰
極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。従っ
て、例えば表面伝導型放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩ
Ｍ型などの冷陰極素子を用いることができる。

【０１４６】但し、表面伝導型放出素子は比較的製造方
法が単純なため、大面積化や製造コストの低減が容易で
ある。また本願発明者らは、表面伝導型放出素子の中で
も、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形成
したものがとりわけ電子放出特性に優れ、しかも製造が
容易に行えることを見い出している。従って、高輝度で
大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用いるに
は最も好適であると言える。そこで、上述した実施形態
の表示パネルにおいては、電子放出部もしくはその周辺
部を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を用い
た。そこで、まず好適な表面伝導型放出素子について基
本的な構成と製法および特性を説明し、その後で多数の
素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源の構
造について述べる。

【０１４７】「表面伝導型放出素子の好適な素子構成と
製法」電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜から形
成する表面伝導型放出素子の代表的な構成には、平面型
と垂直型の２種類があげられるが、以下では平面型の表
面伝導型放出素子について説明する。

【０１４８】図２４に示すのは、平面型の表面伝導型放
出素子の構成を説明するための平面図（ａ）及び断面図
（ｂ）である。図中、１１０１は基板、１１０２，１１
０３は素子電極、１１０４は導電性薄膜、１１０５は通
電フォーミング処理により形成した電子放出部、１１１
３は通電活性化処理により形成した薄膜である。

【０１４９】基板１１０１としては、例えば、石英ガラ
スや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アル
ミナをはじめとする各種セラミクス基板、或は上述の各
種基板上に例えばＳｉＯ₂を材料とする絶縁層を積層し
た基板、などを用いることができる。

【０１５０】また、基板１１０１上に基板面と平行に対
向して設けられた素子電極１１０２，１１０３は、導電
性を有する材料によって形成されている。例えば、Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，
Ａｇ等をはじめとする金属、或はこれらの金属の合金、
或はＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂をはじめとする金属酸化物、ポ
リシリコンなどの半導体、などの中から適宜材料を選択
して用いればよい。素子電極１１０２，１１０３を形成
するには、例えば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソ
グラフィー、エッチングなどのパターニング技術を組み
合わせて用いれば容易に形成できるが、それ以外の方法
（例えば印刷技術）を用いて形成してもさしつかえな
い。

【０１５１】素子電極１１０２，１１０３の形状は、こ
の電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。
一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百Åから数百μｍの
範囲から適当な数値を選んで設計されるが、中でも表示
装置に応用するために好ましいのは数μｍより数十μｍ
の範囲である。また、素子電極１１０２，１１０３の厚
さｄについては、通常は数百Åから数μｍの範囲から適
当な数値が選ばれる。

【０１５２】また、導電性薄膜１１０４の部分には、微
粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素
として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）
のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、
個々の微粒子が離間して配置された構造か、或は微粒子
が互いに隣接した構造か、或は微粒子が互いに重なり合
った構造が観測される。

【０１５３】以上述べたように、導電性薄膜１１０４を
微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、
１０³〜１０⁷［Ω／□］の範囲に含まれるよう設定し
た。

【０１５４】また、電子放出部１１０５は、導電性薄膜
１１０４の一部に形成された亀裂状の部分であり、電気
的には周囲の導電性薄膜１１０４よりも高抵抗な性質を
有している。この亀裂は、導電性薄膜１１０４に対し
て、後述する通電フォーミングの処理を行うことにより
形成される。亀裂内には、数Åから数百Å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１１
０５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２４においては模式的に示した。

【０１５５】また、薄膜１１１３は、炭素もしくは炭素
化合物よりなる薄膜で、電子放出部１１０５及びその近
傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォーミング
処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことにより
形成する。

【０１５６】以上、好ましい冷陰極素子の基本構成を述
べたが、本実施形態においては以下のような素子を用い
た。

【０１５７】即ち、基板１１０１には青板ガラスを用
い、素子電極１１０２，１１０３にはＮｉ薄膜を用い
た。素子電極１１０２，１１０３の厚さｄは１０００
Å、電極間隔Ｌは２μｍとした。

【０１５８】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１００Å、幅Ｗは１０
０μｍとした。

【０１５９】次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子
の製造方法について説明する。

【０１６０】図２５（ａ）〜（ｅ）は、表面伝導型放出
素子の製造工程を説明するための断面図で、各部分の表
記は図２４と同一である。

【０１６１】（１）まず、図２５（ａ）に示すように、
基板１１０１上に素子電極１１０２，１１０３を形成す
る。これらを形成するにあたっては、予め基板１１０１
を洗剤、純水、有機溶剤を用いて十分に洗浄後、素子電
極１１０２，１１０３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１１０２，１１０３を形
成する。

【０１６２】（２）次に、図２５（ｂ）に示すように、
導電性薄膜１１０４を形成する。この導電性薄膜１１０
４を形成するにあたっては、まず、素子電極１１０２，
１１０３を形成した基板１１０１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１１０４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
では主要元素としてＰｄを用いた。また、塗布方法とし
て、本実施形態では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）。

【０１６３】また、微粒子膜で作られる導電性薄膜１１
０４の成膜方法としては、本実施形態で用いた有機金属
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、或は化学的気相堆積法などを用いる場合もあ
る。

【０１６４】（３）次に、図２５（ｃ）に示すように、
フォーミング用電源１１１０から素子電極１１０２，１
１０３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、導電性薄膜１１０４に電子放出部１１０５
を形成する。

【０１６５】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１１０４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１１０４のうち電子放出を行
うのに好適な構造に変化した部分（即ち電子放出部１１
０５）においては、薄膜に適当な亀裂が形成されてい
る。なお、電子放出部１１０５が形成される前と比較す
ると、形成された後は素子電極１１０２，１１０３の間
で計測される電気抵抗は大幅に増加する。

【０１６６】（４）次に、図２５（ｄ）に示すように、
活性化用電源１１１２から素子電極１１０２，１１０３
の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、
電子放出特性の改善を行う。この通電活性化処理とは、
通電フォーミング処理により形成された電子放出部１１
０５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
においては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を
薄膜１１１３として模式的に示した。）なお、通電活性
化処理を行うことにより、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。

【０１６７】図２５（ｄ）に示す符号１１１４は、この
表面伝導型放出素子から放出される放出電流Ｉeを捕捉
するためのアノード電極で、直流高電圧電源１１１５及
び電流計１１１６が接続されている。なお、基板１１０
１を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行
う場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極１１１
４として用いる。活性化用電源１１１２から電圧を印加
する間、電流計１１１６で放出電流Ｉeを計測して通電
活性化処理の進行状況をモニタし、活性化用電源１１１
２の動作を制御する。

【０１６８】以上のようにして、図２５（ｅ）に示す平
面型の表面伝導型放出素子を製造した。

【０１６９】（表示装置に用いた表面伝導型放出素子の
特性）以上、平面型の表面伝導型放出素子について素子
構成と製法を説明したが、次に表示装置に用いた素子の
特性について述べる。

【０１７０】図２６は、本実施形態の表示装置に用いた
表面伝導型放出素子の、放出電流Ｉeと素子印加電圧Ｖf
との関係、及び素子電流Ｉfと素子印加電圧Ｖfとの関係
の典型的な例を示す図である。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。

【０１７１】この表示装置に用いた表面伝導型放出素子
は、放出電流Ｉeに関して以下に述べる３つの特性を有
している。

【０１７２】第１に、ある電圧（閾値電圧Ｖth）以上の
大きさの電圧を素子に印加すると急激に放出電流Ｉeが
増加するが、一方、閾値電圧Ｖth未満の電圧では放出電
流Ｉeはほとんど検出されない。即ち、放出電流Ｉeに関
して、明確な閾値電圧Ｖthを持った非線形素子である。

【０１７３】第２に、放出電流Ｉeは素子に印加する電
圧Ｖfに依存して変化するため、電圧Ｖfで放出電流Ｉe
の大きさを制御できる。

【０１７４】第３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。

【０１７５】以上のような特性を有するため、この実施
形態の表面伝導型放出素子を表示装置に好適に用いるこ
とができた。例えば多数の素子を表示画面の画素に対応
して設けた表示装置において、上述の第１の特性を利用
すれば、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能
である。即ち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じ
て閾値電圧Ｖth以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の
素子には閾値電圧Ｖth未満の電圧を印加する。こうして
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。

【０１７６】また、第２の特性かまたは第３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。

【０１７７】これら表面伝導型放出素子を基板上に配列
して単純マトリクス配線したマルチ電子源の構造は、前
述の図１９及び図２０に示す通りである。

【０１７８】次に図２７を参照して、表面伝導型放出素
子を配列した表示パネルを含む画像表示装置の構成につ
いて説明する。

【０１７９】図２７において、表示パネル２０１は、表
示パネル２０１内の行配線と接続された行配線端子Ｄx1
〜ＤxM、同じく表示パネル２０１の列配線と接続された
列配線端子Ｄy1〜ＤyNを介して外部の駆動回路に接続さ
れている。このうち行配線端子Ｄx1〜ＤxMには、この表
示パネル２０１に設けられているマルチ電子源、即ちＭ
行Ｎ列のマトリクス状に配線された表面伝導型放出素子
を、１行ずつ順次選択して駆動するための走査信号が、
走査回路２０２から入力される。一方、列配線端子Ｄy1
〜ＤyNには、走査回路２０２から行配線に印加された走
査信号により選択された一行の表面伝導型放出素子の各
素子から放出される電子を、入力された映像信号信号に
応じて制御するための変調信号が印加される。

【０１８０】制御回路２０３は、外部より入力される映
像信号に基づいて適切な表示が行われるように各部の動
作タイミングを整合させる働きを持つものである。ここ
で外部より入力される映像信号２２０には、例えばＮＴ
ＳＣ信号のように画像データと同期信号が複合されてい
る場合と、予め両者が分離されている場合とがあるが、
ここでは後者の場合で説明する。尚、前者の映像信号に
対しては、良く知られる同期分離回路を設けて画像デー
タと同期信号Ｔsyncとを分離し、画像データをシフトレ
ジスタ２０４に、同期信号を制御回路２０３に入力すれ
ば本実施形態と同様に扱うことが可能である。

【０１８１】ここで制御回路２０３は、外部より入力さ
れる同期信号Ｔsyncに基づいて各部に対して水平同期信
号Ｔscan、及びラッチ信号Ｔmry、シフト信号Ｔsft等の
各制御信号を発生する。

【０１８２】外部より入力される映像信号に含まれる画
像データ（輝度データ）はシフトレジスタ２０４に入力
される。このシフトレジスタ２０４は、時系列的にシリ
アルに入力される画像データを画像の１ラインを単位と
してシリアル／パラレル変換するためのもので、制御回
路２０３より入力される制御信号（シフト信号）Ｔsft
に同期して画像データをシリアルに入力して保持する。
こうしてシフトレジスタ２０４でパラレル信号に変換さ
れた１ライン分の画像データ（電子放出素子Ｎ素子分の
駆動データに相当）は、並列信号Ｉd1〜ＩdNとしてラッ
チ回路２０５に出力される。

【０１８３】ラッチ回路２０５は、１ライン分の画像デ
ータを必要時間の間だけ記憶して保持するための記憶回
路であり、制御回路２０３より送られる制御信号Ｔmry
に従って並列信号Ｉd1〜ＩdNを記憶する。こうしてラッ
チ回路２０５に記憶された画像データは、並列信号Ｉ'd
1〜Ｉ'dNとしてパルス幅変調回路２０６に出力される。
パルス幅変調回路２０６は、これら並列信号Ｉ'd1〜Ｉ'
dNに応じて一定の振幅（電圧値）で、画像データ（Ｉ'd
1〜Ｉ'dN）に応じてパルス幅を変調した電圧信号をＩ"d
1〜Ｉ"dNとして出力する。

【０１８４】より具体的には、このパルス幅変調回路２
０６は、画像データの輝度レベルが大きい程、パルス幅
の広い電圧パルスを出力するもので、例えば最大輝度に
対して３０μ秒、最低輝度に対して０．１２μ秒とな
り、かつその振幅が７．５［Ｖ］の電圧パルスを出力す
る。この出力信号Ｉ"d1〜Ｉ"dNは表示パネル２０１の列
配線端子Ｄy1〜ＤyNに印加される。

【０１８５】また表示パネル２０１の高圧端子Ｈｖに
は、加速電圧源２０９から、例えば５ＫＶの直流電圧Ｖ
ａが供給される。

【０１８６】次に、走査回路２０２について説明する。
この回路２０２は、内部にＭ個のスイッチング素子を備
えるもので、各スイッチング素子は、直流電圧源Ｖｘの
出力電圧もしくは０［Ｖ］（グランドレべル）のいずれ
か一方を選択し、表示パネル２０１の端子Ｄx1〜ＤxMと
電気的に接続するものである。これらスイッチング素子
の切り換えは、制御回路２０３が出力する制御信号Ｔsc
anに基づいて行われるが、実際には例えばＦＥＴのよう
なスイッチング素子を組合わせる事により容易に構成す
ることが可能である。なお、直流電圧源Ｖｘは、図２６
に例示した電子放出素子の特性に基づき走査されていな
い素子に印加される駆動電圧が電子放出しきい値電圧Ｖ
th電圧以下となるよう、一定電圧を出力するよう設定さ
れている。また、制御回路２０３は、外部より入力する
画像信号に基づいて適切な表示が行なわれるように各部
の動作を整合させる働きをもつものである。

【０１８７】尚、シフトレジスタ２０４やラインメモリ
２０５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式の
ものでも採用できる。即ち、画像信号のシリアル／パラ
レル変換や記憶が所定の速度で行われればよいからであ
る。

【０１８８】このような構成をとりうる本実施形態の画
像表示装置においては、各電子放出素子に、容器外端子
Ｄx1〜ＤxM、Ｄy1〜ＤyNを介して電圧を印加することに
より、電子放出が生じる。また高圧端子Ｈｖを介してメ
タルバック１０１９（図１参照）あるいは透明電極（不
図示）に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速さ
れた電子は、蛍光膜１０１８（図１参照）に衝突し、発
光が生じて画像が形成される。

【０１８９】ここで述べた画像表示装置の構成は、本発
明を適用可能な画像形成装置の一例であり、本発明の思
想に基づいて種々の変形が可能である。入力信号につい
てはＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限るも
のではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式などの他、これら
より多数の走査線からなるＴＶ信号（ＭＵＳＥ方式をは
じめとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。

【０１９０】（はしご型電子源の場合）次に、前述のは
しご型配置電子源基板およびそれを用いた画像表示装置
について図２８および図２９を用いて説明する。

【０１９１】図２８において、２１１０は電子源基板、
２１１１は電子放出素子、２１１２のＤx１〜Ｄx10は前
記電子放出素子２１１２に接続する共通配線である。電
子放出素子２１１１は、基板２１１０上に、Ｘ方向に並
列に複数個配置される（これを素子行と呼ぶ）。この素
子行を複数個基板２１１０上に配置し、はしご型電子源
基板となる。各素子行の共通配線間に適宜駆動電圧を印
加することで、各素子行を独立に駆動することが可能に
なる。すなわち、電子ビームを放出させる素子行には、
電子放出閾値以上の電圧の電子ビームを、放出させない
素子行には電子放出閾値以下の電圧を印加すればよい。
また、各素子行間の共通配線Ｄx2〜Ｄx9を、例えばＤx
2、Ｄx3を同一配線とするようにしてもよい。

【０１９２】図２９は、はしご型配置の電子源を備えた
画像形成装置の表示パネルの構造を示す図である。同図
において、２１２０はグリッド電極、２１２１は電子が
通過するための空孔、２１２２はＤox1、Ｄox2、・・
・、ＤoxMよりなる容器外端子、２１２３はグリッド電
極２１２０と接続されたＧ1、Ｇ2、・・・、ＧNからな
る容器外端子、２１１０は前述のように各素子行間の共
通配線を同一配線として電子放出素子２１１１が配列さ
れた電子源基板である。

【０１９３】電子源基板２１１０には、グリッド電極２
１２０を間においてフェースプレート２０８６が対向配
置されている。電子源基板２１２４とフェースプレート
２０８６との間の空間は側壁で取り囲まれ、真空雰囲気
が保たれている。フェースプレート２０８６の電子源基
板２１１０側の面には、蛍光膜２０８４が設けられてい
る。また、図示していないが、電子源基板２１１０とフ
ェースプレート２０８６との間には、耐大気圧構造体と
してスペーサが設置されている。このはしご型配置と前
述の単純マトリクス配置の画像形成装置との違いは、電
子源基板２１１０とフェースプレート２０８６の間にグ
リッド電極２１２０を備えていることである。

【０１９４】上述のように、グリッド電極２１２０は、
基板２１１０とフェースプレート２０８６の中間に位置
する。グリッド電極２１２０は、電子放出素子２１１１
から放出された電子ビームを変調することができるもの
で、はしご型配置の素子行と直交して設けられたストラ
イプ状の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に
対応して１個ずつ円形の空孔２１２１が設けられてい
る。グリッドの形状や設置位置は必ずしも図２９のよう
なものでなくともよく、空孔としてメッシュ状に多数の
通過口を設けることもあり、また例えば電子放出素子２
１１１の周囲や近傍に設けてもよい。

【０１９５】容器外端子２１２２およびグリッド容器外
端子２１２３は、不図示の制御回路と電気的に接続され
ている。

【０１９６】本画像形成装置では、素子行を１列ずつ順
次駆動（走査）していくのと同期してグリッド電極列に
画像１ライン分の変調信号を同時に印加することによ
り、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１
ラインずつ表示することができる。

【０１９７】また、本発明によればテレビジョン放送の
表示装置のみならずテレビ会議システム、コンピュータ
等の表示装置に適した画像形成装置を提供することがで
きる。

【０１９８】また、本発明の思想によれば、表示用とし
て好適な画像形成装置に限るものでなく、感光性ドラム
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、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、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
例で用いる蛍光体のような直接発光する物質に限るもの
ではなく、電子の帯電による潜像画像が形成されるよう
な部材を用いることもできる。

【０１９９】また、本発明の思想によれば、例えば電子
顕微鏡のように、電子源からの放出電子の被照射部材
が、蛍光体等の画像形成部材以外のものである場合につ
いても、本発明は適用できる。従って、本発明は被照射
部材を特定しない一般的電子線装置としての形態もとり
うる。

【０２００】

【実施例】以下に、実施例および参考例を挙げて本発明
をさらに詳述する。

【０２０１】 以下に述べる実施例および参考例におい
ては、マルチ電子ビーム源として、前述した、電極間の
導電性微粒子膜に電子放出部を有するタイプのN×M個
（N＝３０７２、M＝１０２４）の表面伝導型放出素子
を、図１及び図１９に示すようにM本の行方向配線とN本
の列方向配線とによりマトリクス配線したマルチ電子ビ
ーム源を用いた。

【０２０２】 （参考例１） 本参考例では、前述した図１及び図２に示した表示パネ
ルを以下の手順で作製した。

【０２０３】（１）基板１０１１をリアプレート１０１
５に固定する。

【０２０４】まず、予め行方向配線電極１０１３、列方
向配線電極１０１４、電極間絶縁層（不図示）、および
表面伝導型電子放出素子である冷陰極素子１０１２の素
子電極と導電性薄膜を形成した基板１０１１を、リアプ
レート１０１５に固定した。

【０２０５】（２）スペーサ１０２０とブロック１０２
１とを接着固定する。

【０２０６】スペーサ１０２０としては、ソーダライム
ガラスからなる、加熱延伸成形し切断した絶縁性基体２
１（高さ：２ｍｍ、板厚：２００μｍ、長さ：５５０ｍ
ｍ）の表面のうち、外囲器内に露出する主となる２面に
高抵抗膜２２成膜し、当接面２３に低抵抗膜２５を成膜
したものを用いた。高抵抗膜２２は、Ｃｒ及びＡｌのタ
ーゲットを高周波電源でスパッタすることにより形成し
た、厚さが２００ｎｍ、シート抵抗値が約１０¹⁰［Ω／
□］のＣｒ−Ａｌ合金窒化膜とした。低抵抗膜２５は、
Ｔｉ（下引き層２００Å）、Ｐｔ（８００Å）からなる
もので、高さが５０μｍ、幅が２００μｍとし、両端に
未成膜領域をそれぞれ２５ｎｍ設けた。また、スペーサ
１０２０の形状は、図３に示すように両端部に非接触部
１０２３を有するものとした。ブロック１０２１として
は、アルミナからなるものを用いた。

【０２０７】スペーサ１０２０及びブロック１０２１
は、後工程で表示パネル内にスペーサ１０２０を設置
し、外囲器形成あるいは真空排気する際に、スペーサ１
０２０の端部がフェースプレート１０１７及びリアプレ
ート１０１５に対して斜めに接地しないように、十分な
位置及び角度合わせを行い、セラミック系の接着剤によ
り互いに固定した。

【０２０８】（３）スペーサ１０２０をリアプレート１
０１５上にて位置決めする。

【０２０９】電子線放出領域内あるいはその領域外で位
置決め治具を用いてスペーサ１０２０を所定の位置に位
置決めした。基板１０１１の行方向配線１０１３（線
幅：３００μｍ）上に等間隔で行方向配線１０１３と平
行に配置し、電気的な接続も行った。このとき、ブロッ
ク１０２１は、リアプレート１０１５に対してセラミッ
ク系の接着剤により接着した。

【０２１０】（４）外囲器を形成する。

【０２１１】基板１０１１の２ｍｍ上方に、列方向（Ｙ
方向）に延びるストライプ状の各色蛍光体からなる蛍光
膜１０１８及びメタルバック１０１９が内面に付設され
たフェースプレート１０１７を側壁１０１６を介して配
置し、リアプレート１０１５と側壁１０１６との接合
部、及びフェースプレート１０１７と側壁１０１６との
接合部にフリットガラス（不図示）を塗布し、大気中で
４００〜５００℃で１０分以上焼成することで、リアプ
レート１０１５、側壁１０１６及びフェースプレート１
０１７を封着した。フェースプレート１０１７及びリア
プレート１０１５は互いに十分位置合わせを行った。

【０２１２】このとき、工程（２）で行った調整によっ
ても残った位置ずれや角度ずれによるスペーサ端部での
応力発生及びそれに伴うスペーサ１０２０の破壊を、ス
ペーサ１０２０の両端部の非接触領域１０２３の存在に
よって防止することができた。このことにより、外囲器
形成工程におけるスペーサ１０２０及びパネルの歩留ま
りを向上させることができた。

【０２１３】（５）外囲器内の真空排気及び封止を行
う。

【０２１４】以上のようにして形成された外囲器内を排
気管（不図示）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真
空度に達した後、容器外端子Dx1〜DxMとDy1〜DyNnを通
じ、行方向配線電極１０１３および列方向配線電極１０
１４を介して各素子に給電して前述の通電フォ−ミング
処理と通電活性化処理を行うことによりマルチ電子ビー
ム源を製造した。

【０２１５】次に、１．３×１０^-3［Ｐａ］（１０
^-6［Ｔｏｒｒ］）程度の真空度で、不図示の排気管をガ
スバーナーで熱することで溶着し外囲器の封止を行っ
た。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。

【０２１６】すなわち、外囲器内の真空排気の後、スペ
ーサ１０２０は外囲器に外側から加わる大気圧により外
囲器内の所定の位置に固定される。このときも、工程
（２）で行った調整によっても残った位置ずれや角度ず
れによるスペーサ端部での応力発生及びそれに伴うスペ
ーサ破壊を、スペーサ１０２０の両端部の非接触領域１
０２３の存在によって防止し、真空排気工程におけるス
ペーサ１０２０及びパネルの歩留まりを向上させること
ができた。

【０２１７】以上のように完成した、図１に示されるよ
うな表示パネルを用いた画像表示装置において、各冷陰
極素子（表面伝導型放出素子）１０１２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１０１９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１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光
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３［ｋＶ］〜１２［ｋ
Ｖ］の範囲で徐々に放電が発生する限界電圧まで印加
し、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１
４［Ｖ］とした。高圧端子Hｖへ８ｋＶ以上の電圧を印
加して連続駆動が一時間以上可能な場合に、耐電圧は良
好と判断した。

【０２１８】このとき、スペーサ１０２０の近傍では、
耐電圧は良好であった。さらに、スペーサ１０２０に近
い位置にある冷陰極素子１０１２からの放出電子による
発光スポットも含め、２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。

【０２１９】 （参考例２） 本参考例では、図８に示す形状のスペーサ１０２０'を
用いた。本参考例で用いたスペーサ１０２０'の非接触
部１０２３'の幅（高さ）は約１ｍｍとした。それ以外
は参考例１と同様にして表示パネルを作製したところ、
スペーサ１０２０'の端部でのスペーサ１０２０'の割れ
などは発生しなかった。また、作製した表示パネルを用
いて参考例１と同様に画像表示を行ったところ、参考例
１と同様、２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。

【０２２０】 （参考例３） 本参考例では、図９に示す形状のスペーサ１０２０"を
用いた。本参考例で用いたスペーサ１０２０"の非接触
部１０２３"の角部での曲率半径は約３０μｍとした。
それ以外は参考例１と同様にして表示パネルを作製した
ところ、スペーサ１０２０"の端部でのスペーサ１０２
０"の割れなどは発生しなかった。また、作製した表示
パネルを用いて参考例１と同様に画像表示を行ったとこ
ろ、参考例１と同様、２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。

【０２２１】 （参考例４） 本参考例では、図１０に示すスペーサ１１２０を用い、
第２の参考形態に基づいて表示パネルを作製した。つま
り、ブロック１１２１を基板１１１１に固定した後に、
スペーサ１１２０をブロック１１２１の溝部１１２２に
挿入して基板１１１１上に設置した点が参考例１と異な
り、その他は参考例１と同様である。

【０２２２】 こうして表示パネルを作製したところ、
スペーサ１１２０は、外囲器形成時にフェースプレート
と当接されるとき、あるいは外囲器内の真空排気時に、
その弾性変形の範囲内で破壊することなく変形すること
が可能であった。すなわち、スペーサ１１２０が基板１
１１１及びフェースプレートに対して相対的に有してい
る反りが矯正されるときに発生する応力を、スペーサ１
１２０全体に分散させることができ、スペーサ１１２０
の破壊を防止することができた。また、作製した表示パ
ネルを用いて参考例１と同様に画像表示を行ったとこ
ろ、参考例１と同様、２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。

【０２２３】 （参考例５） 本参考例では、第３の参考形態に基づいて表示パネルを
作製した。すなわち、図１０に示す形状のスペーサ１１
２０をアクリル樹脂からなるブロック１１２１にエポキ
シ系の接着剤で固定し、これを基板１１１１上に設置し
て、参考例１と同様にして外囲器の形成、マルチ電子ビ
ーム源の作製及び外囲器内の真空排気を行った。

【０２２４】 その結果、表示パネルの組み立て時に生
じる、ブロック１１２１とスペーサ１１２０との相対位
置あるいは相対角度の変化による応力がブロック１１２
１で分散され、スペーサ１１２０の破壊は発生しなかっ
た。また、作製した表示パネルを用いて参考例１と同様
に画像表示を行ったところ、参考例１と同様、２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。

【０２２５】 （参考例６） 本参考例は、第４の参考形態に対応する参考例である。
すなわち、スペーサをなす絶縁性基体が、基板及びフェ
ースプレートに比べて小さい熱膨張率のものを用いた。
具体的には、スペーサをなす絶縁性基体として旭硝子社
製ＰＤ２００ガラスを用い、外囲器をなす部材としてソ
ーダライムガラスを用いた。ＰＤ２００ガラスとソーダ
ライムガラスの熱膨張率差は５％以内である。約２００
本のスペーサを対象に、約４００℃の加熱を伴う表示パ
ネル作製工程を試行したが、スペーサの割れやうねりは
発生しなかった。また、作製した表示パネルを用いて参
考例１と同様に画像表示を行ったところ、参考例１と同
様、２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。

【０２２６】 （参考例７） 本参考例は、第６の参考形態に対応する参考例である。
すなわち、図１５に示すように、スペーサ１２２０の低
抵抗膜１２２５をスペーサ１２２０の長手方向に対して
分割形成した。低抵抗膜１２２５は、複数の成膜マスク
を各分割部に当接させ、スパッタ法により成膜した。こ
れにより、１個の成膜マスクを用いて長手方向に連続し
た膜を形成する場合と比べて、低抵抗膜１２２５の位置
精度などを向上させることができた。また、低抵抗膜１
２２５の形成法として、平面上に成膜材料を含んだ溶剤
を展開し、その展開した溶剤上にスペーサ１２２０の端
面を当接させることにより上記成膜材料を転写する、転
写法を用いて、同様に低抵抗膜１２２５を分割形成した
ところ、長手方向に連続した膜を形成する場合と比べて
位置精度向上効果を得た。

【０２２７】 そして、得られたスペーサ１２２０を用
いて表示パネルを作製し、参考例１と同様に画像表示を
行ったところ、参考例１と同様、２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。

【０２２８】 （実施例１） 本実施例は、本発明の実施形態に対応する実施例であ
り、図１７に示すスペーサ１３２０の低抵抗膜１３２５
及び高抵抗膜１３２２を図１８に示す手順で成膜したも
のである。すなわち、絶縁性基体１３２１上に形成する
同じ元素（Ｃｒ）を含む膜として、低抵抗膜１３２５
（１０００Å厚のＣｒ膜）と高抵抗膜１３２２（２００
０Å厚のＣｒ−Ａｌ合金の窒化膜）を、ＣｒとＡｌのタ
ーゲットを有し同時にスパッタできる成膜装置を用いて
作製した。このとき、低抵抗膜用の成膜マスクを絶縁性
基体１３２１に当接した状態で低抵抗膜１３２５をまず
成膜し、その後、成膜マスクを自動搬送により退避させ
て高抵抗膜１３２２を成膜した。

【０２２９】 そして、得られたスペーサ１３２０を用
いて表示パネルを作製し、参考例１と同様に画像表示を
行ったところ、参考例１と同様、２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。

【０２３０】 上記の実施例においては、第１の基板と
第２の基板とで直接挟まれるスペーサに対して本発明を
適用した具体例を示したが、第１の基板と第２の基板と
の間にグリッド電極のような中間部材が存在する構成に
おいて、中間部材と第１の基板との間に挟まれるスペー
サや、中間部材と第２の基板との間に挟まれるスペーサ
にも本発明は適用できる。

【０２３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下に記載するような効果を奏する。

【０２３２】

【０２３３】

【０２３４】

【０２３５】 スペーサの表面に低抵抗膜及び高抵抗膜
を形成する場合において、両者を、同一の金属元素を含
みかつ異なる組成を有するものとし、低抵抗膜が高抵抗
膜によって覆われている本発明によれば、低抵抗膜と高
抵抗膜とを同一の成膜装置で連続して形成することがで
きるので、スペーサの作製工程を削減することができる
とともに、低抵抗膜と高抵抗膜との間の良好な電気的導
通も確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の参考形態である、画像表示装置
の表示パネルの外観斜視図である。

【図２】図１に示す表示パネルのＡ−Ａ'線での模式的
断面図である。

【図３】図１に示すスペーサの固定部近傍の斜視図であ
る。

【図４】図１に示すスペーサの固定部近傍の側面図
（ａ）及び平面図（ｂ）である。

【図５】スペーサとブロックとを固定する際の両者の関
係を説明する図である。

【図６】スペーサに反りが生じている場合の、外囲器の
真空排気による反りの矯正を説明する図である。

【図７】図１に示す参考形態のブロックの一変形例であ
り、１つのブロックで複数のスペーサを支持する場合の
スペーサの固定部近傍の斜視図である。

【図８】図１に示す参考形態のスペーサの非接触部の一
変形例の側面図である。

【図９】図１に示す参考形態のスペーサの非接触部の他
の変形例の側面図である。

【図１０】本発明の第２の参考形態を示すスペーサの支
持部の斜視図である。

【図１１】図１０に示すスペーサの支持部の側面図であ
る。

【図１２】本発明の第４の参考形態を示すスペーサの固
定部の側面図である。

【図１３】本発明の第４の参考形態によるスペーサの固
定方法の一例を説明する図である。

【図１４】ブロックの第１の軸とスペーサの第２の軸と
が平行でなくスペーサが破損した場合のスペーサの固定
部の側面図である。

【図１５】本発明の第５の参考形態を示すスペーサの側
面図である。

【図１６】図１５に示すスペーサの、低抵抗膜の形成方
法の一例を説明する図である。

【図１７】本発明の一実施形態を示すスペーサの縦断面
図である。

【図１８】図１７に示すスペーサの製造工程の一例のフ
ローチャートである。

【図１９】本発明が適用可能な表示パネルに用いられる
マルチ電子ビーム源の一例の平面図である。

【図２０】図１９に示すマルチ電子ビーム源のＢ−Ｂ'
線での模式的断面図である。

【図２１】本発明が適用可能な表示パネルに用いられる
フェースプレートの蛍光体配列の一例（ストライプ配
列）を示す平面図である。

【図２２】本発明が適用可能な表示パネルに用いられる
フェースプレートの蛍光体配列の一例（デルタ配列）を
示す平面図である。

【図２３】本発明が適用可能な表示パネルに用いられる
フェースプレートの蛍光体配列の一例（マトリクス配
列）を示す平面図である。

【図２４】平面型の表面伝導型電子放出素子の模式的平
面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図２５】図２４に示す表面伝導型電子放出素子の作製
工程を説明する断面図である。

【図２６】表面伝導型電子放出素子の典型的な特性を示
すグラフである。

【図２７】画像表示装置の駆動回路の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図２８】はしご型配列電子源の模式的平面図である。

【図２９】図２８に示すはしご型配列の電子源を有する
表示パネルの一例の斜視図である。

【図３０】従来の典型的な表面伝導型電子放出素子の平
面図である。

【図３１】表面伝導型電子放出素子を用いた従来の画像
表示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。

【符号の説明】

２１，１３２１ 絶縁性基体 ２２，１２２２，１３２２ 高抵抗膜 ２３ 当接面 ２４ 側面部 ２５，１２２５，１３２５ 低抵抗膜 ２０１ 表示パネル ２０２ 走査回路 ２０３ 制御回路 ２０４ シフトレジスタ ２０５ ラッチ回路 ２０６ パルス幅変調回路 １００２，１００３ 素子電極 １００４ 導電性薄膜 １００５ 電子放出部 １００６ 薄膜 １０１０ 黒色導電材 １０１１，１１６１ 基板 １０１２ 冷陰極素子 １０１３ 行方向配線 １０１４ 列方向配線 １０１５ リアプレート １０１６ 側壁 １０１７，１１６７，２０８６ フェースプレート １０１８，２０８４ 蛍光膜 １０１９ メタルバック １０２０，１０２０'，１１７０，１２２０，１３２０
スペーサ １０２１，１０７１，１１２１，１１７１ ブロック １０２２，１０７２，１１２２ 溝部 １０２３，１０２３' 非接触部 １１８１ 第１の軸 １１８２ 第２の軸 ２１１０ 電子源基板 ２１１１ 電子放出素子 ２１１２ 共通配線 ２１２０ グリッド電極 ２１２１ 空孔

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−294069（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−284284（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−340793（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/87 H01J 31/12 H01J 5/03

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に設けられた、複数の電子放
   出素子を備えた第１の基板と、 前記真空容器内に前記第１の基板と対向配置された、前
   記電子放出素子から放出された電子を加速する電極を備
   えた第２の基板と、 前記真空容器の耐大気圧構造として前記第１の基板また
   は前記第２の基板のいずれか一方の基板上に設置され、
   前記第１の基板と前記第２の基板とで直接、または前記
   第１の基板と前記第２の基板との間の中間部材を介して
   間接的に挟まれた、前記第１の基板と前記第２の基板と
   の対向方向と垂直な方向に長手方向を有する少なくとも
   １つのスペーサとを有し、 前記スペーサの表面には、前記第１の基板及び前記電極
   の少なくとも一方と電気的に接続され前記スペーサの表
   面よりも帯電しにくい高抵抗膜と、少なくとも前記電気
   的に接続された領域において前記高抵抗膜と積層され前
   記高抵抗膜よりもシート抵抗値が小さい低抵抗膜とが形
   成され、 前記高抵抗膜と前記低抵抗膜とは、同一の金属元素を含
   み、かつ、異なる組成を有し、前記低抵抗膜が前記高抵
   抗膜によって覆われていることを特徴とする電子線装
   置。
2. 【請求項２】 前記高抵抗膜及び前記低抵抗膜は、同一
   のチャンバー内で前記チャンバー内の真空雰囲気を破る
   ことなく気相成膜法によって連続して形成された膜であ
   る、請求項１に記載の電子線装置。
3. 【請求項３】 前記低抵抗膜は、シート抵抗値が前記高
   抵抗膜の１／１０以下で、かつ１０⁷Ω／□以上であ
   る、請求項１または２に記載の電子線装置。
4. 【請求項４】 前記各電子放出素子は前記第１の基板上
   に形成された配線で結線され、前記高抵抗膜と前記第１
   の基板との電気的接続は前記配線によりなされている、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子線装置。
5. 【請求項５】 第２の基板に、前記電子放出素子から放
   出された電子が照射されることで画像を形成する画像形
   成部材が設けられている、請求項１ないし４のいずれか
   1 項に記載の電子線装置。