JP3754885B2 - フェースプレートの製造方法、画像形成装置の製造方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や陰極線管（ＣＲＴ）などの電子線を利用した画像形成装置の製造方法、及びこのような画像形成装置に適用されて好適なフェースプレートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＲＴをはじめとする画像形成装置は、より一層の大型化が求められ研究が盛んに行なわれている。ここで、大型化に伴って、装置の薄型化・軽量化・低コスト化が重要な課題となっている。
【０００３】
しかしながら、ＣＲＴは高電圧で加速した電子を偏向電極で偏向し、フェースプレート上の蛍光体に照射することで励起する構造であるため、大型化を行なうと原理的に奥行きが必要となり、薄型・軽量のものを提供する事が困難である。
【０００４】
発明者らは上記の問題を解決し得る画像形成装置として、表面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置について研究を行なってきた。
【０００５】
ＵＳＰ５，９３６，３４２、ＵＳＰ５，４５１，８３５、ＷＯ ００/４４０２２号などには、図１１に示されるような電気的配線方法による、電子放出素子のマルチ電子ビーム源への応用が開示されている。
【０００６】
図１１に示される装置は表面伝導型電子放出素子を２次元的に多数個配列し、これらの素子を図示のように単純マトリクス状に配線したマルチ電子ビーム源である。図１１に、表面伝導型電子放出素子をマトリクス配線接続した場合の回路図を示す。
【０００７】
図中、４０１２は表面伝導型電子放出素子を模式的に示したものであり、４００２は列方向配線、４００３は行方向配線、４００４は抵抗である。
【０００８】
なお、図示の便宜上、６×６マトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではなく、所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を配列し配線するものである。
【０００９】
また、図１２は、図１１に示されるマルチ電子ビーム源を用いた平板型の陰極線管の構造を示す斜視模式図である。
【００１０】
図１２においては、基板４００１上に表面伝導型電子放出素子４０１２を備え、リアプレート４００５及び側壁４００７と、蛍光体層４００８を備えたフェースプレート４００６と、蛍光体層上に設けられた導電膜としてのメタルバック４００９とからなる構造をとっている。
【００１１】
また、メタルバック４００９には高電圧導入端子４０１１を通じて、高電圧電源４０１０から高電圧が印加される構成となっている。
【００１２】
表面伝導型電子放出素子４０１２を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力させるため、列方向配線４００２及び行方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。
【００１３】
たとえば、マトリクス中の任意の１行の表面伝導型電子放出素子を駆動するには、選択する行の行方向配線４００３には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択の行の行方向配線４００３には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。
【００１４】
また、これと同期して列方向配線４００２に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加する。
【００１５】
この方法によれば、選択する行の表面伝導型電子放出素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の表面伝導型電子放出素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。
【００１６】
これらＶｅ、Ｖｓ、Ｖｎｓの電圧の大きさを適宜調整すれば、選択する行の表面伝導型電子放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出力され、また、列方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力される。
【００１７】
また、表面伝導型電子放出素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えることができる。
【００１８】
上記のような電圧印加により、表面伝導型電子放出素子により構成されるマルチ電子ビーム源から出力された電子ビームは、高電圧Ｖａを印加されているメタルバック４００９に照射され、メタルバック４００９を通過し、ターゲットである蛍光体層４００８の蛍光体に衝突し、蛍光体を励起して発光させる。
【００１９】
したがって、図１２に示される画像形成装置は、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適宜印加するようにして画像形成装置となる。ここで、図１２に示される画像形成装置は、画像表示装置としても機能するものである。すなわち本明細書において、画像形成装置には画像表示装置が含まれる。
【００２０】
このように、上記画像形成装置は、メタルバック４００９に高電圧を印加し、リアプレート４００５とフェースプレート４００６との間に電界を生じさせ電子を加速し、蛍光体を励起させ発光させることにより画像を表示する。
【００２１】
一方、画像形成装置の一層の薄型化を実現するためには、例えば図１２に示されるリアプレート４００５とフェースプレート４００６との間の距離を小さくしなければならない。
【００２２】
したがって、リアプレート４００５とフェースプレート４００６との間にはＣＲＴに比べて、かなり高い電界強度が生じることになる。また、加速電圧が高いほど発光が強く輝度の高い画像形成装置が実現できる。
【００２３】
また、メタルバック４００９は金属膜で構成されるものである。この理由は、蛍光体層全体に高電圧を印加する目的のため、また、蛍光体が絶縁性であるので、蛍光体の帯電をメタルバックによって除去する目的のため、さらに蛍光体から後方（リアプレート方向）に出た光を鏡面効果により前方に取り出す（反射する）という目的を持つためである。そのため、メタルバックは、ある程度の厚さをもつ連続膜である事が必要となる。
【００２４】
さらに、加速された電子ビームがメタルバック４００９を透過して蛍光体を励起しなければならないので、メタルバックに印加する電位にもよるが、メタルバック４００９の厚みは制限される。
【００２５】
一方、蛍光体は一般に粉体であるため、蛍光体層４００８はポーラスになり表面にはかなりの凹凸が存在する。
【００２６】
また、蛍光体の混色防止や、ビーム位置が多少ずれても色ずれを起こさないようにするためや、外光を吸収し画像のコントラストを向上する、などの理由で設けられる黒色部材（ブラックマトリクス等）の表面にも、かなりの凹凸が存在する。
【００２７】
そのために蛍光体層上に直接金属を成膜したのでは、所望厚みの連続膜にならないので、一般的にメタルバック作製の工程としてフィルミング工程が用いられている。
【００２８】
このフィルミング工程とは、蛍光体層などの表面にアクリルなどの樹脂フィルム（フィルミング膜又は樹脂膜）を作製し、蛍光体層などの表面を平坦化する工程である。
【００２９】
この、平坦化されたフィルム（フィルミング膜）上に真空蒸着法などで金属膜を成膜し、その後、フィルミング膜を焼成によって熱分解除去することにより、金属膜を蛍光体層と密着させ、メタルバックとする。
【００３０】
なお、上記フィルミング膜は、金属膜を作製した後に、焼成によって熱分解して除かれるために、フィルミング膜がガスとなり、そのガスが抜ける穴がメタルバック（金属膜）に生じてしまう（図１３参照）。図１３は、従来のフェースプレートの断面模式図である。
【００３１】
図１３において、４００６はフェースプレート、２は蛍光体粒子、３は金属膜（メタルバック）、１０４は金属膜（メタルバック）に生じた孔の外周部に形成される突起である。そして、この孔および突起１０４は、フィルミング膜上に形成する金属膜（メタルバック）の厚みが大きいほど、その形状が酷い場合が多い。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、リアプレートとフェースプレートとの間の電界強度が大きくなり両電極間に火花放電が発生する場合があり、画像形成装置が表示する画像の画質が劣化する場合があるという問題点を有している。
【００３３】
上記問題点について前述の従来技術を例に説明する。図１２に示されるように、リアプレート４００５とフェースプレート４００６との間の電界強度が大きくなった際に火花放電が発生する場合がある。
【００３４】
この場合、火花放電が発生し始める火花電圧は高真空のギャップを介している時には電極の材料や表面状態が影響する。
【００３５】
そのため、前記したように、メタルバックに孔や突起があると、フェースプレート４００６とリアプレート４００５との間の放電を誘発する場合がある。
【００３６】
また、メタルバック４００９の孔の外周部にある構造的に弱い突起などが、クーロン力などによってリアプレート側に落下し、リアプレート側に高密度に配置された配線間のショートなどを引き起こす場合があった。
【００３７】
このような問題は、図１３を用いて説明したように、前述したフィルミング膜を用いるためにメタルバック４００９に形成される孔および孔の外周部に形成される突起１０４にその一因がある。
【００３８】
そのため、フィルミング膜上に形成する金属膜（メタルバック）の厚みを薄くし、ガス抜けによる孔および突起１０４の軽減を図ることが考えられる。
【００３９】
しかしながら、このようにメタルバックを薄くすると、メタルバック自体の導電性の低下や、蛍光体からの発光をフェースプレート側に反射するというメタルバック本来の目的を満たすことができなくなる場合があった。
【００４０】
そのため、信頼性、寿命の観点から実用に際しては、メタルバックに印加する電圧をさげる必要があり、その結果輝度が暗くなるなど画像形成装置としての画質を低下させるという問題があった。
【００４１】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、輝度が高く、高い画質の画像を長期に渡り安定に形成することが可能なフェースプレートの製造方法及び画像形成装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るフェースプレートの製造方法は、基板上に蛍光体を設ける第１工程と、前記蛍光体上に第１の導電膜を設ける第２工程と、前記第１の導電膜と間隔をおいて第１電極を配置し、前記第１の導電膜を第２電極として用いて前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する第３工程と、前記電圧を印加した後の前記第１の導電膜上に第２の導電膜を設ける第４工程とを有する。
【００４３】
また、前記蛍光体を設けた後であって、前記第１の導電膜を設ける前に、前記蛍光体上に樹脂膜を設ける工程と、前記第１の導電膜を設けた後であって、前記電圧を印加する前に、前記樹脂膜の焼成を行う工程とを有する。
【００４６】
また、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜とが異なる材料である。
【００４７】
また、前記第２の導電膜の材料がゲッター材料である。
【００４８】
また、前記ゲッター材料がＢａである。
また、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する工程を、減圧雰囲気中で行う。
【００４９】
さらに、本発明に係る画像形成装置の製造方法は、フェースプレートと、前記フェースプレートと間隔を置いて対向して配置され、前記フェースプレートと対向する面上に電子放出素子が配置されたリアプレートと、を有する画像形成装置の製造方法であって、前記フェースプレートが、上記の製造方法で作成されることを特徴とする。
【００５４】
また、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧が、前記画像形成装置の駆動時に、前記電子放出素子と前記第１の導電膜との間に印加される電圧以上であることを
特徴とする。
【００５５】
また、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加される際に生じる電界強度が、前記画像形成装置の駆動時に、前記電子放出素子と前記第１の導電膜との間に印加される電界強度以上であることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、フェースプレートと、前記フェースプレートと間隔を置いて対向して配置され、前記フェースプレートと対向する面上に電子放出素子が配置されたリアプレートと、を有する画像形成装置であって、前記画像形成装置が、上記の製造方法で作成されることを特徴とする。
【００５６】
このように、本発明によれば、第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで、耐圧を上昇させることができると共に、フェースプレートとリアプレートとの間に印加させる電圧を上昇させることができ、表示される画像の画質を向上させることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００５８】
また、以下の図面において、前述の従来技術の説明で用いた図面に記載された部材、及び既述の図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。また、以下に説明する本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施形態の説明は、本発明に係るフェースプレートの製造方法の実施形態の説明を兼ねる。
【００５９】
（画像形成装置の製造方法の実施形態）
まず、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態について図１から図６を参照して以下に説明する。
【００６０】
図１は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造される画像形成装置の斜視模式図である。１００１はリアプレートであり、電子放出素子１００２、電子放出素子を駆動するための行方向配線配線１００３および列方向配線１００４を有する。１０１２はフェースプレートであり、画像形成部材１２を有する。
【００６１】
画像形成装置をディスプレイとして用いる場合、画像形成部材１２は、蛍光体膜１００８と導電膜（メタルバック）１００９から構成される。
【００６２】
１００６は支持枠であり、フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間の空間を減圧状態に保持するための部材であり、また、フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間の間隔を維持するための部材でもある。
【００６３】
フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間の間隔は、５００μｍ以上１０ｍｍ以下であり、用いる電子放出素子の放出ビームの広がり角にもよるが、１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。そして、前記導電膜１００９には、高圧端子Ｈｖが接続されている。
【００６４】
上記フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間距離やメタルバック１００９の厚み、放電開始電圧などを考慮すると、リアプレート１００１の電位に対して、１ｋＶ以上２０ｋＶ以下の電圧、好ましくは６ｋＶ以上１５ｋＶ以下の電圧が、上記画像形成装置の駆動時に、メタルバック１００９に印加される。
【００６５】
そして、メタルバック１００９は、前記した蛍光体の帯電をメタルバック１００９によって除去する目的、蛍光体から後方（リアプレート方向）に出た光を鏡面効果により前方に取り出す（反射する）目的、さらに、電子放出素子から放出された電子を十分に透過させる目的から、上記したメタルバックに印加される電圧の範囲からは、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の膜厚に設定される。
【００６６】
ここで、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造されたフェースプレート１０１２を、図１に示すリアプレート１００１側から見た際の概略図として図５（ｂ）を示す。
【００６７】
次に、蛍光体膜１００８の３種類のパターンの例を図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示される画像形成装置に適用される、蛍光体膜１００８の３種類のパターンの例を、前記リアプレート側から見た模式図である。
【００６８】
図２（ａ）〜（ｃ）において、１０１１は蛍光体であり、１０１０は黒色部材である。この蛍光体（および黒色部材）により蛍光体膜１００８が構成される。
【００６９】
黒色部材１０１０は、蛍光体間の混色を防止したり、発光時のコントラストを向上するために好ましく用いられる。しかし、上記黒色部材は必ずしも必要ではない。ここでは、蛍光体１０１１として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色を発光する各色の蛍光体を用いている。
【００７０】
図２（ａ）、図２（ｂ）は所謂ブラックマトリクス構造であり、図２（ｃ）は所謂ブラックストライプ構造である。また、フェースプレート上には、さらに、蛍光体上に導電膜（所謂メタルバック）１００９が配置されるが、図２では、説明の都合上、省いている。
【００７１】
図５（ｂ）は、図２（ａ）のパターンの蛍光体膜１００８上に、図中の斜線の領域で示される多層の導電膜（メタルバック）を被覆した状態のフェースプレートの模式図である。
【００７２】
図５（ｂ）では、多層の導電膜が蛍光体膜１００８の面積と同じ面積になるように形成しているが、蛍光体膜１００８よりも導電膜の面積が大きい場合や、蛍光体膜１００８よりも導電膜の面積が小さい場合もある。
【００７３】
次に、本発明に係る画像形成装置の製造方法の工程について、図３〜図６を用いてさらに詳細に説明する。ここでは、図２（ａ）に示したパターンの蛍光体膜を作成した例で説明する。図３から図５は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図であり、図６は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の各工程におけるフェースプレートの断面図である。
【００７４】
（工程Ａ）まず、第１の主面と第２の主面とを有する基板１００７を用意する。ここでは、基板としてソーダライムガラスを用いた。しかし、基板の材料は、これに限られるものではなく、その他、光学的に透明（透光性）な種々の絶縁性材料を用いることができる。
【００７５】
（工程Ｂ）次に、上記基板を必要に応じて洗浄、乾燥した後、その基板の表面（第１の主面）上に、ガラスペースト及び黒色顔料を含んだ黒色顔料ペーストを例えばマトリクス状に開口部を有する様に形成する（図３（ａ））。
【００７６】
例えば、図２（ａ）に示したマトリクス状の形態の黒色部材１０１０を形成する場合には、縦方向（Ｙ方向）に延びる、幅１００［μｍ］、ピッチ２９０［μｍ］のストライプを２４０本、横方向（Ｘ方向）に延びる、幅３００［μｍ］、ピッチ６５０［μｍ］のストライプを７２０本有するパターンを、縦、横共に２０［μｍ］の厚さでスクリーン印刷法により作製する。このように形成することで、所謂ブラックマトリクス構造の黒色部材１０１０が形成される（図３（ａ））。
【００７７】
ここで、上記幅及びピッチの値は一例であり、これらの値はそれぞれ任意に変更することができる。
【００７８】
本実施形態ではスクリーン印刷法により黒色部材１０１０を作製したが、もちろんこれに限定されるものではなく、たとえばフォトリソグラフィー法を用いて作製してもよいが、膜厚が厚いこととコストの観点から印刷法を用いることが好ましい。
【００７９】
また、黒色部材１０１０の材料として、ガラスペーストと黒色顔料を含んだ黒色顔料ペーストを用いたが、もちろんこれに限定されるものではない。そして、たとえばカーボンブラックなどを用いてもよいが、ここでは、スクリーン印刷法を用い、膜厚２０［μｍ］と厚く形成したため上記黒色顔料ペーストを用いた。
【００８０】
また、黒色部材１０１０は、ここでは図２の（ａ）のようにマトリクス状に作製したが、もちろんこれに限定される訳ではなく、図２の（ｂ）に示されるようにデルタ状配列や、図２（ｃ）のようなストライプ状配列等その他の配列であっても良い。
【００８１】
（工程Ｃ）次に、本発明に係る発光膜を形成する工程として、図３（ｂ）に示すように、黒色部材１０１１の開口部に、赤色、青色、緑色の各色蛍光体をスクリーン印刷法により、充填する。
【００８２】
本実施形態ではスクリーン印刷法を用いて蛍光体を配置したが、もちろんこれに限定される訳ではなく、たとえばフォトリソグラフィー法などにより作製しても良い。
【００８３】
また、ここで用いた蛍光体は、ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２の蛍光体とし、赤色（Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+）、青色（ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）、緑色（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）のもので平均粒径はメジアン径Ｄｍｅｄで７［μｍ］のものを用いた。しかしながら、もちろんこれに限定される訳ではなく、その他の蛍光体を用いても良い。
【００８４】
また、蛍光体の膜厚は、平均して２０［μｍ］程度になるように作製した。ここで、蛍光体の膜厚が十分平坦にならないような場合には、充分な平坦度をもつ平板ガラスにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を吸収させた不織布をもうけ、これによりフェースプレート上の蛍光体１０１１及び黒色部材１０１０を加圧し平坦度を増してもよい。
【００８５】
（工程Ｄ）ついで、この基板を４５０［℃］で４時間焼成する事により、ペースト中に含まれる樹脂分を熱分解除去し、対角画面サイズ１０型、アスペクト比４：３、画素数７２０×２４０からなる蛍光体膜１００８を得た。本発明において、「蛍光体膜」とは、フェースプレート１００７の第１の主面上に配置された、前記蛍光体１０１１と黒色部材１０１０とからなる膜を指す。
【００８６】
次に、この蛍光体膜１００８上に本発明に係る第１の導電膜を作製する方法の一例について説明する。
【００８７】
（工程Ｅ）上記のようにして作製した蛍光体膜１００８を有するフェースプレート１００７をスピンコーター上に配置し、純水にコロイダルシリカを溶解させた溶液を、基板を回転させながら塗布し、蛍光体膜１００８の凹凸部を湿潤させた。
【００８８】
（工程Ｆ）次に、フィルミング工程として、ポリメタクリレートをトルエンに溶解した溶液を、フェースプレートを回転させながら全面にスプレーにより塗布し、温風を基板に吹きかける事により乾燥させ、蛍光体膜１００８を構成する蛍光体１０１１および黒色部材１０１０上に、樹脂膜（フィルミング膜）を作製することによって、蛍光体膜１００８の表面の平坦化を行なった（図４（ａ））。
【００８９】
ここで、平坦化のための工程として、蛍光体膜１００８を湿潤した後にポリメタクリレートをトルエンに溶解した溶液を塗布したが、もちろんこれに限定されるものではなく、他の溶剤系ラッカー液を用いても良いし、その他の方法としてたとえばアクリルエマルジョンを蛍光体に塗布し乾燥させるという工程を行なっても良い。
【００９０】
（工程Ｇ）次に、フィルミング膜上に、本発明に係る第１の導電膜として２０ナノメートルの厚みのアルミニウム膜を真空蒸着法により作製した（図４（ｂ））。
【００９１】
（工程Ｈ）次に、本発明に係る焼成工程として、このフェースプレートを焼成炉内に搬入し、４５０［℃］まで加熱することにより樹脂フィルム（フィルミング膜）を熱分解除去し、蛍光体膜１００８上に第１の導電膜を配置した（図５（ａ））。上記焼成温度は、用いるフィルミング膜の材料にも依存するので適宜設定される。
【００９２】
上記工程（Ａ）〜工程（Ｈ）と同様の工程によって作成したフェースプレートの一部の断面を観測したところ、図６（ａ）のように第１の導電膜３の所々に孔が開いていた。
【００９３】
図６（ａ）〜（ｃ）において、１０１２はフェースプレート、２は蛍光体粒子、３は第１の導電膜、４は本発明の構成要素たる第２の導電膜である。この孔は、上記フィルミング膜の焼成工程に伴って形成された孔と推測される。そして、この孔の外周は、図６（ａ）に示す様に突起１０４を形成していた。
【００９４】
（工程Ｉ）次に、工程Ｈを行なったフェースプレートに、本発明の構成要素たる電圧を印加する工程としての「電圧印加工程」を行なった。ここでは、真空チャンバー中で、図７の様に、フェースプレートの第１の主面より十分大きい面積を有する電極板に、前記第１の主面を対向して配置する。図７は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態における電圧印加工程の模式図である。
【００９５】
この時、フェースプレートの第１の主面と、前記電極板の表面とを一定のギャップをあけて固定する。続いて、第１の導電膜に電圧（電界）を印加する。
【００９６】
この「電圧印加工程」において、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電圧は、好ましくは、図１で示した画像形成装置において、導電膜（メタルバック）１００９とリアプレート（配線１００３または１００４）との間に印加される電圧以上の電圧である。
【００９７】
換言すると、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電圧は、画像形成装置として駆動する際に、導電膜（メタルバック）に印加される電位と，電子放出素子に印加される実質的に印加される電位との差で定義される電圧以上の電圧である。
【００９８】
そして、前記「電圧印加工程」において、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電界強度は、好ましくは、図１で示した画像形成装置において、導電膜（メタルバック）１００９とリアプレート（配線１００３または１００４）との間に印加される電界以上の電界強度に設定する。
【００９９】
換言すると、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電界強度は、好ましくは、画像形成装置として駆動する際に導電膜（メタルバック）と、電子放出素子との間に印加される電界強度以上に設定する。
【０１００】
尚、ここで言う「電極板と第１の導電膜間に印加する電界強度」とは、前記電極板と第１の導電膜（フェースプレートの第１の主面）間に印加する電圧値を、単に、前記電極板と第１の導電膜間の距離で割った値である。
【０１０１】
尚、本発明では、後述する第２の導電膜の成膜を行なうため、前記した電圧（電界強度）よりも低い電圧（電界強度）であっても、上記「電圧印加工程」を行なえば、本発明の効果を奏することができる。
【０１０２】
上記工程（Ａ）〜（Ｉ）と同様の工程によって作成したフェースプレートの一部の断面を観測したところ、図６（ｂ）のように第１の導電膜３の所々に孔が開いていた。しかし、この孔の外周は、工程（Ｈ）において観測された突起１０４が除去または軽減された形状となっていた。
【０１０３】
これは、「電圧印加工程」によって、電界が集中し易い構造である突起１０４に電界が集中し、その結果、突起１０４を起点とした放電や、電界蒸発等によって、突起が除去された為と推測される。
【０１０４】
この放電や、電界蒸発等によって突起が除去される際に、必要以上の規模で除去が行なわれない様に、前記「電圧印加工程」でフェースプレートに対向して配置する電極板の抵抗値を設定する事も有効である。
【０１０５】
特には、シート抵抗で１キロオーム／□以上１メガオーム／□以下のシート抵抗値を有する膜を成膜したガラスなどの絶縁性基板を、上記電極板として用いる。この様にすることにより、必要以上の規模で除去が行なわれない様にする事ができる。
【０１０６】
（工程Ｊ）次に、前記第１の導電膜３上に、第２の導電膜４としてアルミニウム膜を２０ナノメートルの厚みで配置した（図５（ｂ））。もちろん、ここで作製される第２の導電膜４は、アルミニウム膜に限定されるものではなく、その他適宜な厚さの任意の導電膜を用いることができる。
【０１０７】
上記工程（Ａ）〜（Ｊ）と同様の工程によって作成したフェースプレートの一部の断面を観測したところ、図６（ｃ）のような形状であった。即ち、第１の導電膜３の所々に形成されていた孔は、第２の導電膜４の被覆によって、その数は減少していた。
【０１０８】
また、孔が残っていてもその孔の外周部は、第２の導電膜４によって被覆されているため、孔径が縮小したことに加え、孔の外周部の形状がなだらかになっており、工程（Ｉ）を行なった後の第１の導電膜３に観測された孔の外周に比べ、電界の集中が一層少ない形状となっていた。
【０１０９】
このようにして作成した図１に示されるフェースプレート１０１２と、前記電子放出素子１００２０が配列形成されたリアプレート１００１と、支持枠１００６との各接合部にフリットガラスなどの接合部材を介して封着して気密容器１１００を作成した後、不図示の排気管を介して気密容器内部を１０-7Ｐａまで排気した。
【０１１０】
その後、排気管を封止した。以上の工程により真空気密容器が完成する。尚、ここでは、排気管を介して気密容器内部を排気する例を示したが、真空チャンバー中で上記封着を行なえば、排気管や排気管の封止工程を省くことができるので好ましい。
【０１１１】
本実施形態のリアプレート１００１上には表面伝導型電子放出素子１００２をＮ×Ｍ個形成した。
【０１１２】
ここで、上記Ｎおよび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。
【０１１３】
このＮ×Ｍ個の表面伝導型電子放出素子１００２は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１００４により単純マトリクス配線されている。基板１００１、表面伝導型電子放出素子１００２、行方向配線１００３及び列方向配線１００４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】
また、図１に示されるＤ0X１〜Ｄ0mｍ及びＤ0y１〜Ｄ0yｎ及びＨｖは、当該表示パネル（真空気密容器）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。
【０１１５】
Ｄ0X１〜Ｄ0mｍはマルチ電子ビーム源の行方向配線１００３と、Ｄ0y１〜Ｄ0yｎはマルチ電子ビーム源の列方向配線１００４と、Ｈｖはフェースプレート１０１２のメタルバック１００９と、それぞれ電気的に接続している。
【０１１６】
次に、本発明に係る画像形成装置に用いるマルチ電子ビーム源を構成する電子放出素子としては、上記表面伝導型電子放出素子だけでなく、電界放出型電子放出素子やＭＩＭ（金属層／絶縁層／金属層）型電子放出素子などの冷陰極電子源や、熱陰極電子源などが好ましく用いることができる。
【０１１７】
作成工程の簡略さや消費電力などの観点からは、冷陰極が好ましく、さらには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がより好ましい。
【０１１８】
以上説明した、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造された画像形成装置によれば、メタルバック１００９に高電圧を印加した場合であっても、メタルバック１００９の剥離を防止し、高画質、かつ高輝度の画像形成装置を提供することができる。
【０１１９】
尚、ここでは、第１および第２の導電膜によってメタルバックを構成したが、３層以上の導電膜によってメタルバックを構成しても良い。また、各層の導電膜の材料が異なるものであっても良い。
【０１２０】
そしてまた、気密容器１１００内の真空度を維持するために、前記第２の導電膜（最もリアプレート側に位置する導電膜）としてゲッター材からなる膜を用いることが好ましい。この場合には、ゲッター材からなる膜としてはＢａ膜が好ましい。
【０１２１】
【実施例】
次に、本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施形態について説明する。
【０１２２】
（実施例１）
本実施例で作成した画像形成装置を図８に示す。図８は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１により製造された画像形成装置の斜視模式図である。
【０１２３】
図８において、１００１は表面伝導型電子放出素子１００２が配置されたリアプレート、１００３および１００４は各電子放出素子に接続された配線、１００６は支持枠、１０１２はフェースプレート、１１０１はスペーサである。
【０１２４】
フェースプレート１０１２、支持枠１００６、リアプレート１００１で内部が減圧状態に維持される気密容器１１００が構成される。
【０１２５】
気密容器１１００内部には、容器が大気圧によって押しつぶされないよう、スペーサが配置されている。フェースプレートには、前述の蛍光体膜１００８、メタルバック１００９からなる画像形成部材が配置されている。
【０１２６】
Ｄ0x１〜Ｄ0xｍは、気密容器１１００外部から、前記配線１００３に電圧を印加するための端子である。
【０１２７】
同様に、Ｄ0y１〜Ｄ0yｎは、気密容器１１００外部から、前記配線１００４に電圧を印加するための端子である。メタルバックは、高圧端子Ｈｖに接続され、１０ｋＶの電位が印加される。
【０１２８】
図９（ａ）は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１に適用される電子放出素子の平面模式図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の線Ｂ−Ｂにおける断面模式図である。また、図１０（ａ）〜（ｆ）は、図９に示される電子放出素子をリアプレートに形成する際の作成工程の一部を示す模式図である。
【０１２９】
本実施例の画像形成装置の製造方法を記す。まずリアプレートの作成工程を記す。
【０１３０】
（工程１）ガラス板からなるリアプレート１００１を十分に洗浄および乾燥した。その後、各電子放出素子を構成する一対の電極４２、４３を列方向に１０００組、行方向に５０００組形成した（図１０（ａ））。図１０では、説明の都合上、列方向に３組、行方向に３組で示している。
【０１３１】
（工程２）次に、電極４２を共通に接続する列方向配線１００３を、スクリーン印刷法により、５０００本形成した（図１０（ｂ））。
【０１３２】
（工程３）列方向配線１００３に直交するように、絶縁層５０を、スクリーン印刷法により、１０００本形成した（図１０（ｃ））。
【０１３３】
（工程４）次に、絶縁層５０上に、行方向配線１００４を、スクリーン印刷法により、１０００本形成した（図１０（ｄ））。この時、絶縁層５０に予め形成した開口部を介して、前記行方向配線１００４と電極４３とが接続する。
【０１３４】
（工程５）各電極４２と４３間を接続するように、有機金属錯体をインクジェット法により付与し、焼成することにより導電性膜４４を形成した（図１０（ｅ））。
【０１３５】
（工程６）次に、真空チャンバー中に、上記工程１〜５を終えたリアプレートを配置した。そして、配線１００３、１００４を介して各導電性膜４４に電流を流し、各導電性膜４４に間隙４８（図９）を形成した。
【０１３６】
（工程７）続いて、チャンバー中に炭素化合物ガスを導入した上で、配線１００３、１００４を介して各導電性膜４４に電流を流し、各間隙４８部にカーボン膜１０を形成し、電子放出部４７を形成した（図１０（ｆ））。
【０１３７】
以上の工程により、リアプレートが形成される。上記工程により、９個のリアプレートを作成した。
【０１３８】
続いて、フェースプレートの作成工程を示す。
【０１３９】
（工程８）リアプレートと同じ材質のガラス板からなるフェースプレート１０１２を用意し、十分に洗浄および乾燥した。
【０１４０】
（工程９）フェースプレートの第１の主面上に、印刷法を用いて、黒色部材１０１０をマトリクス状に形成した（図３（ａ））。
【０１４１】
（工程１０）前記黒色部材１０１０の開口部に、印刷法を用いて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の発光をする蛍光体を図３（ｂ）に示す様な配列で充填した。
【０１４２】
（工程１１）前記蛍光体と黒色部材からなる蛍光体膜１００８が配置されたフェースプレートの第１の主面上に、フィルミング工程を施す。本実施例では、フィルミング工程として、蛍光体膜１００８を湿潤した後に、ポリメタクリレートをトルエンに溶解した溶液を、フェースプレートを回転させながらスピンコートにより塗布し、乾燥させた。
【０１４３】
この工程により、蛍光体膜１００８を構成する蛍光体１０１１および黒色部材１０１０の表面の平坦化を行なった（図４（ａ））。
【０１４４】
（工程１２）前記フィルミング膜上に、第１の導電膜としてアルミニウムを５０ナノメートルの厚みで蒸着した。ここで、第１の導電膜は、前記蛍光体膜１００８と実質的に同一のパターンになるように形成した（図５（ａ）、図６（ａ））。
【０１４５】
（工程１３）前記フィルミング膜を焼成し、除去し、蛍光体膜１００８上に第２の導電膜を被覆した（図５（ｃ）、図６（ｃ））。
【０１４６】
以上の工程（８）〜工程（１３）により１０個のフェースプレートを作成した。
【０１４７】
（工程１４）次に、上記工程８〜１３を経た、１０個のフェースプレートの各々を図７に示す様に、減圧雰囲気中で、電極板と間隔を置いて対向するように配置し、第１の導電膜と電極板との間に電圧を印加する「電圧印加工程」を施した。
【０１４８】
第１の導電膜には、パルス幅２００［ｍｓ］で、１［Ｈｚ］の矩形波を、１０［Ｖ／ｓ］のレートで、波高値２５［ｋＶ］になるまで印加した。尚、本実施例では、図７に示す真空チャンバー内の真空度を１０-7Ｐａとした。
【０１４９】
ここで、上記第１の導電膜に印加する電位を徐々に上昇させ、前記電極板と第１の導電膜との間で放電を開始した電圧を測定し、この時のフェースプレートと電極板との間の電界強度（以後、「放電開始電界強度」と呼ぶ事にする。）を求めた。
【０１５０】
尚、上記した「電圧印加工程」による条件においては、１０個のフェースプレート中、多数のフェースプレートが２５ｋＶまでの電圧で放電現象を生じたが、残る少数のフェースプレートについては、放電現象が観測されなかった。
【０１５１】
ここで、上記「電界強度」とは、第１の導電膜と、フェースプレートに対向して配置した電極板との間に印加した電圧を、電極板とフェースプレートのギャップ距離で割ったものとする。
【０１５２】
この測定の結果、本実施例において作成した１０個のフェースプレートうち、最も低い「放電開始電界強度」は、１０［ｋＶ／ｍｍ］であった。
【０１５３】
尚、上記「電圧印加工程」で、最も低い「放電開始電界強度」を示したフェースプレートに対し、前記「電圧印加工程」と同じ第２の電圧印加工程を施したところ、「放電開始電界強度」（放電開始電圧）は上昇していた。
【０１５４】
これは、上記フィルミング膜の焼成工程によって生じた第１の導電膜に発生した突起や、第１の導電膜の剥離寸前の箇所などが、上記「電圧印加工程」によって取り除かれたためと推測される。
【０１５５】
（工程１５）次に、上記第２の電圧印加工程を施さなかった、残る９個のフェースプレートに対して、第２の導電膜形成工程を施した。具体的には、本実施例では、前記第１の導電膜上に、第２の導電膜として５０ナノメートルのアルミニウム膜を真空蒸着法により配置した（図５（ｂ））。
【０１５６】
もちろん、第２の導電膜は、上記条件に限定されるものではなく、その他、適宜な厚さの任意の導電膜を用いることができる。
【０１５７】
このようにして作成したフェースプレート１００７と、前記リアプレートとの間隔が１．５ｍｍとなるように、フェースプレートとリアプレートとの間にスペーサ１１０１および支持枠１００６を配置し接合部材によって封着し気密容器１１００を形成した（図８）。
【０１５８】
そして、この気密容器１１００に不図示のドライバーを接続して画像形成装置とし、メタルバック（第１および第２の導電膜）に、前記リアプレートに対して１０ｋＶの電圧を印加して長期に渡って駆動した。
【０１５９】
全黒の画像を表示しているところを観察しても一切発光現象がみられず安定した表示画像が得られた。
【０１６０】
また分解して調査した結果、リアプレート側にアルミニウムが付着したところはなく、また、フェースプレート側を観察しても新たな剥離が生じていると思われる個所も見つからなかった。また、ビデオ画像を表示したところ、高輝度で高精彩で安定な画像を長期に渡って表示することができた。
【０１６１】
比較のために、上記実施例において、（工程１４）のみ行なわなかった画像形成装置を作成し、上記実施例と同様に駆動したところ、電界強度は１０［ｋＶ／ｍｍ］以下の時でも全黒表示において肉眼では発光は観察されなかったが、高感度のＣＣＤを用いて長時間観察したところ発光が数回／時間の割合で観察されることがあった。
【０１６２】
また、さらに、上記（工程１２）において、第１の導電膜として、１００ｎｍのアルミニウム膜を蒸着した後に、上記（工程１３）と同様の工程のみを行なったフェースプレートを用いて上記実施例と同様の画像形成装置を作成し、同様に駆動したところ、放電と見られる現象が目視で確認された。
【０１６３】
また、その画像形成装置を分解してみるとリアプレート側にアルミニウムが付着しているところが多々あることが分かった。
【０１６４】
このように、本発明によれば、フェースプレート上に形成された蛍光体膜を覆う導電性膜（メタルバック）として、第１の導電性膜を設け、この第１の導電性膜を高電界下にさらした後に、さらに、第１の導電性膜を第２の導電性膜で被覆した膜を用いているため、メタルバックとリアプレートとの間に高電圧を印加してもメタルバックの剥離を防止し、画質の低下を防止することができる。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の導電膜に十分高い電圧を印加することができ、薄型で輝度が高く、高精彩で、画質が良好な画像形成装置及びこのような画像形成装置に適用されるフェースプレートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造される画像形成装置の斜視模式図である。
【図２】図１に示される画像形成装置に適用される、蛍光体膜１００８の３種類のパターンの例をリアプレート側から見た模式図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の各工程におけるフェースプレートの断面図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態における電圧印加工程の模式図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１により製造された画像形成装置の斜視模式図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１に適用される電子放出素子の模式図である。
【図１０】図９に示される電子放出素子をリアプレートに形成する際の作成工程の一部を示す模式図である。
【図１１】電子放出素子をマトリクス配線接続した場合の回路図である。
【図１２】図１１に示されるマルチ電子ビーム源を用いた平板型の陰極線管の構造を示す斜視模式図である。
【図１３】従来のフェースプレートの断面模式図である。
【符号の説明】
２ 蛍光体粒子
３ 第１の導電膜
４ 第２の導電膜
１０ カーボン膜
１２ 画像形成部材
４２，４３ 電極
４４ 導電性膜
４７ 電子放出部
４８ 間隙
５０ 絶縁層
１０４ 突起
１００１ リアプレート
１００２ 電子放出素子
１００３ 列方向配線
１００４ 行方向配線
１００６ 支持枠
１００７ フェースプレート
１００８ 蛍光体膜
１００９ メタルバック
１０１０ 黒色部材
１０１１ 蛍光体
１０１２ フェースプレート
１１００ 気密容器
１１０１ スペーサ
４００１ 基板
４００２ 列方向配線
４００３ 行方向配線
４００４ 抵抗
４００５ リアプレート
４００６ フェースプレート
４００７ 側壁
４００８ 蛍光体層
４００９ メタルバック
４０１０ 高電圧電源
４０１１ 高電圧導入端子
４０１２ 表面伝導型電子放出素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や陰極線管（ＣＲＴ）などの電子線を利用した画像形成装置の製造方法、及びこのような画像形成装置に適用されて好適なフェースプレートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＲＴをはじめとする画像形成装置は、より一層の大型化が求められ研究が盛んに行なわれている。ここで、大型化に伴って、装置の薄型化・軽量化・低コスト化が重要な課題となっている。
【０００３】
しかしながら、ＣＲＴは高電圧で加速した電子を偏向電極で偏向し、フェースプレート上の蛍光体に照射することで励起する構造であるため、大型化を行なうと原理的に奥行きが必要となり、薄型・軽量のものを提供する事が困難である。
【０００４】
発明者らは上記の問題を解決し得る画像形成装置として、表面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置について研究を行なってきた。
【０００５】
ＵＳＰ５，９３６，３４２、ＵＳＰ５，４５１，８３５、ＷＯ ００/４４０２２号などには、図１１に示されるような電気的配線方法による、電子放出素子のマルチ電子ビーム源への応用が開示されている。
【０００６】
図１１に示される装置は表面伝導型電子放出素子を２次元的に多数個配列し、これらの素子を図示のように単純マトリクス状に配線したマルチ電子ビーム源である。図１１に、表面伝導型電子放出素子をマトリクス配線接続した場合の回路図を示す。
【０００７】
図中、４０１２は表面伝導型電子放出素子を模式的に示したものであり、４００２は列方向配線、４００３は行方向配線、４００４は抵抗である。
【０００８】
なお、図示の便宜上、６×６マトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではなく、所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を配列し配線するものである。
【０００９】
また、図１２は、図１１に示されるマルチ電子ビーム源を用いた平板型の陰極線管の構造を示す斜視模式図である。
【００１０】
図１２においては、基板４００１上に表面伝導型電子放出素子４０１２を備え、リアプレート４００５及び側壁４００７と、蛍光体層４００８を備えたフェースプレート４００６と、蛍光体層上に設けられた導電膜としてのメタルバック４００９とからなる構造をとっている。
【００１１】
また、メタルバック４００９には高電圧導入端子４０１１を通じて、高電圧電源４０１０から高電圧が印加される構成となっている。
【００１２】
表面伝導型電子放出素子４０１２を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力させるため、列方向配線４００２及び行方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。
【００１３】
たとえば、マトリクス中の任意の１行の表面伝導型電子放出素子を駆動するには、選択する行の行方向配線４００３には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択の行の行方向配線４００３には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。
【００１４】
また、これと同期して列方向配線４００２に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加する。
【００１５】
この方法によれば、選択する行の表面伝導型電子放出素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の表面伝導型電子放出素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。
【００１６】
これらＶｅ、Ｖｓ、Ｖｎｓの電圧の大きさを適宜調整すれば、選択する行の表面伝導型電子放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出力され、また、列方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力される。
【００１７】
また、表面伝導型電子放出素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えることができる。
【００１８】
上記のような電圧印加により、表面伝導型電子放出素子により構成されるマルチ電子ビーム源から出力された電子ビームは、高電圧Ｖａを印加されているメタルバック４００９に照射され、メタルバック４００９を通過し、ターゲットである蛍光体層４００８の蛍光体に衝突し、蛍光体を励起して発光させる。
【００１９】
したがって、図１２に示される画像形成装置は、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適宜印加するようにして画像形成装置となる。ここで、図１２に示される画像形成装置は、画像表示装置としても機能するものである。すなわち本明細書において、画像形成装置には画像表示装置が含まれる。
【００２０】
このように、上記画像形成装置は、メタルバック４００９に高電圧を印加し、リアプレート４００５とフェースプレート４００６との間に電界を生じさせ電子を加速し、蛍光体を励起させ発光させることにより画像を表示する。
【００２１】
一方、画像形成装置の一層の薄型化を実現するためには、例えば図１２に示されるリアプレート４００５とフェースプレート４００６との間の距離を小さくしなければならない。
【００２２】
したがって、リアプレート４００５とフェースプレート４００６との間にはＣＲＴに比べて、かなり高い電界強度が生じることになる。また、加速電圧が高いほど発光が強く輝度の高い画像形成装置が実現できる。
【００２３】
また、メタルバック４００９は金属膜で構成されるものである。この理由は、蛍光体層全体に高電圧を印加する目的のため、また、蛍光体が絶縁性であるので、蛍光体の帯電をメタルバックによって除去する目的のため、さらに蛍光体から後方（リアプレート方向）に出た光を鏡面効果により前方に取り出す（反射する）という目的を持つためである。そのため、メタルバックは、ある程度の厚さをもつ連続膜である事が必要となる。
【００２４】
さらに、加速された電子ビームがメタルバック４００９を透過して蛍光体を励起しなければならないので、メタルバックに印加する電位にもよるが、メタルバック４００９の厚みは制限される。
【００２５】
一方、蛍光体は一般に粉体であるため、蛍光体層４００８はポーラスになり表面にはかなりの凹凸が存在する。
【００２６】
また、蛍光体の混色防止や、ビーム位置が多少ずれても色ずれを起こさないようにするためや、外光を吸収し画像のコントラストを向上する、などの理由で設けられる黒色部材（ブラックマトリクス等）の表面にも、かなりの凹凸が存在する。
【００２７】
そのために蛍光体層上に直接金属を成膜したのでは、所望厚みの連続膜にならないので、一般的にメタルバック作製の工程としてフィルミング工程が用いられている。
【００２８】
このフィルミング工程とは、蛍光体層などの表面にアクリルなどの樹脂フィルム（フィルミング膜又は樹脂膜）を作製し、蛍光体層などの表面を平坦化する工程である。
【００２９】
この、平坦化されたフィルム（フィルミング膜）上に真空蒸着法などで金属膜を成膜し、その後、フィルミング膜を焼成によって熱分解除去することにより、金属膜を蛍光体層と密着させ、メタルバックとする。
【００３０】
なお、上記フィルミング膜は、金属膜を作製した後に、焼成によって熱分解して除かれるために、フィルミング膜がガスとなり、そのガスが抜ける穴がメタルバック（金属膜）に生じてしまう（図１３参照）。図１３は、従来のフェースプレートの断面模式図である。
【００３１】
図１３において、４００６はフェースプレート、２は蛍光体粒子、３は金属膜（メタルバック）、１０４は金属膜（メタルバック）に生じた孔の外周部に形成される突起である。そして、この孔および突起１０４は、フィルミング膜上に形成する金属膜（メタルバック）の厚みが大きいほど、その形状が酷い場合が多い。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、リアプレートとフェースプレートとの間の電界強度が大きくなり両電極間に火花放電が発生する場合があり、画像形成装置が表示する画像の画質が劣化する場合があるという問題点を有している。
【００３３】
上記問題点について前述の従来技術を例に説明する。図１２に示されるように、リアプレート４００５とフェースプレート４００６との間の電界強度が大きくなった際に火花放電が発生する場合がある。
【００３４】
この場合、火花放電が発生し始める火花電圧は高真空のギャップを介している時には電極の材料や表面状態が影響する。
【００３５】
そのため、前記したように、メタルバックに孔や突起があると、フェースプレート４００６とリアプレート４００５との間の放電を誘発する場合がある。
【００３６】
また、メタルバック４００９の孔の外周部にある構造的に弱い突起などが、クーロン力などによってリアプレート側に落下し、リアプレート側に高密度に配置された配線間のショートなどを引き起こす場合があった。
【００３７】
このような問題は、図１３を用いて説明したように、前述したフィルミング膜を用いるためにメタルバック４００９に形成される孔および孔の外周部に形成される突起１０４にその一因がある。
【００３８】
そのため、フィルミング膜上に形成する金属膜（メタルバック）の厚みを薄くし、ガス抜けによる孔および突起１０４の軽減を図ることが考えられる。
【００３９】
しかしながら、このようにメタルバックを薄くすると、メタルバック自体の導電性の低下や、蛍光体からの発光をフェースプレート側に反射するというメタルバック本来の目的を満たすことができなくなる場合があった。
【００４０】
そのため、信頼性、寿命の観点から実用に際しては、メタルバックに印加する電圧をさげる必要があり、その結果輝度が暗くなるなど画像形成装置としての画質を低下させるという問題があった。
【００４１】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、輝度が高く、高い画質の画像を長期に渡り安定に形成することが可能なフェースプレートの製造方法及び画像形成装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るフェースプレートの製造方法は、基板上に蛍光体を設ける第１工程と、前記蛍光体上に第１の導電膜を設ける第２工程と、前記第１の導電膜と間隔をおいて第１電極を配置し、前記第１の導電膜を第２電極として用いて前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する第３工程と、前記電圧を印加した後の前記第１の導電膜上に第２の導電膜を設ける第４工程とを有する。
【００４３】
また、前記蛍光体を設けた後であって、前記第１の導電膜を設ける前に、前記蛍光体上に樹脂膜を設ける工程と、前記第１の導電膜を設けた後であって、前記電圧を印加する前に、前記樹脂膜の焼成を行う工程とを有する。
【００４６】
また、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜とが異なる材料である。
【００４７】
また、前記第２の導電膜の材料がゲッター材料である。
【００４８】
また、前記ゲッター材料がＢａである。
また、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する工程を、減圧雰囲気中で行う。
【００４９】
さらに、本発明に係る画像形成装置の製造方法は、フェースプレートと、前記フェースプレートと間隔を置いて対向して配置され、前記フェースプレートと対向する面上に電子放出素子が配置されたリアプレートと、を有する画像形成装置の製造方法であって、前記フェースプレートが、上記の製造方法で作成されることを特徴とする。
【００５４】
また、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧が、前記画像形成装置の駆動時に、前記電子放出素子と前記第１の導電膜との間に印加される電圧以上であることを
特徴とする。
【００５５】
また、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加される際に生じる電界強度が、前記画像形成装置の駆動時に、前記電子放出素子と前記第１の導電膜との間に印加される電界強度以上であることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、フェースプレートと、前記フェースプレートと間隔を置いて対向して配置され、前記フェースプレートと対向する面上に電子放出素子が配置されたリアプレートと、を有する画像形成装置であって、前記画像形成装置が、上記の製造方法で作成されることを特徴とする。
【００５６】
このように、本発明によれば、第１電極と第２電極との間に電圧を印加することで、耐圧を上昇させることができると共に、フェースプレートとリアプレートとの間に印加させる電圧を上昇させることができ、表示される画像の画質を向上させることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００５８】
また、以下の図面において、前述の従来技術の説明で用いた図面に記載された部材、及び既述の図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。また、以下に説明する本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施形態の説明は、本発明に係るフェースプレートの製造方法の実施形態の説明を兼ねる。
【００５９】
（画像形成装置の製造方法の実施形態）
まず、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態について図１から図６を参照して以下に説明する。
【００６０】
図１は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造される画像形成装置の斜視模式図である。１００１はリアプレートであり、電子放出素子１００２、電子放出素子を駆動するための行方向配線配線１００３および列方向配線１００４を有する。１０１２はフェースプレートであり、画像形成部材１２を有する。
【００６１】
画像形成装置をディスプレイとして用いる場合、画像形成部材１２は、蛍光体膜１００８と導電膜（メタルバック）１００９から構成される。
【００６２】
１００６は支持枠であり、フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間の空間を減圧状態に保持するための部材であり、また、フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間の間隔を維持するための部材でもある。
【００６３】
フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間の間隔は、５００μｍ以上１０ｍｍ以下であり、用いる電子放出素子の放出ビームの広がり角にもよるが、１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。そして、前記導電膜１００９には、高圧端子Ｈｖが接続されている。
【００６４】
上記フェースプレート１０１２とリアプレート１００１間距離やメタルバック１００９の厚み、放電開始電圧などを考慮すると、リアプレート１００１の電位に対して、１ｋＶ以上２０ｋＶ以下の電圧、好ましくは６ｋＶ以上１５ｋＶ以下の電圧が、上記画像形成装置の駆動時に、メタルバック１００９に印加される。
【００６５】
そして、メタルバック１００９は、前記した蛍光体の帯電をメタルバック１００９によって除去する目的、蛍光体から後方（リアプレート方向）に出た光を鏡面効果により前方に取り出す（反射する）目的、さらに、電子放出素子から放出された電子を十分に透過させる目的から、上記したメタルバックに印加される電圧の範囲からは、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の膜厚に設定される。
【００６６】
ここで、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造されたフェースプレート１０１２を、図１に示すリアプレート１００１側から見た際の概略図として図５（ｂ）を示す。
【００６７】
次に、蛍光体膜１００８の３種類のパターンの例を図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示される画像形成装置に適用される、蛍光体膜１００８の３種類のパターンの例を、前記リアプレート側から見た模式図である。
【００６８】
図２（ａ）〜（ｃ）において、１０１１は蛍光体であり、１０１０は黒色部材である。この蛍光体（および黒色部材）により蛍光体膜１００８が構成される。
【００６９】
黒色部材１０１０は、蛍光体間の混色を防止したり、発光時のコントラストを向上するために好ましく用いられる。しかし、上記黒色部材は必ずしも必要ではない。ここでは、蛍光体１０１１として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色を発光する各色の蛍光体を用いている。
【００７０】
図２（ａ）、図２（ｂ）は所謂ブラックマトリクス構造であり、図２（ｃ）は所謂ブラックストライプ構造である。また、フェースプレート上には、さらに、蛍光体上に導電膜（所謂メタルバック）１００９が配置されるが、図２では、説明の都合上、省いている。
【００７１】
図５（ｂ）は、図２（ａ）のパターンの蛍光体膜１００８上に、図中の斜線の領域で示される多層の導電膜（メタルバック）を被覆した状態のフェースプレートの模式図である。
【００７２】
図５（ｂ）では、多層の導電膜が蛍光体膜１００８の面積と同じ面積になるように形成しているが、蛍光体膜１００８よりも導電膜の面積が大きい場合や、蛍光体膜１００８よりも導電膜の面積が小さい場合もある。
【００７３】
次に、本発明に係る画像形成装置の製造方法の工程について、図３〜図６を用いてさらに詳細に説明する。ここでは、図２（ａ）に示したパターンの蛍光体膜を作成した例で説明する。図３から図５は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図であり、図６は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の各工程におけるフェースプレートの断面図である。
【００７４】
（工程Ａ）まず、第１の主面と第２の主面とを有する基板１００７を用意する。ここでは、基板としてソーダライムガラスを用いた。しかし、基板の材料は、これに限られるものではなく、その他、光学的に透明（透光性）な種々の絶縁性材料を用いることができる。
【００７５】
（工程Ｂ）次に、上記基板を必要に応じて洗浄、乾燥した後、その基板の表面（第１の主面）上に、ガラスペースト及び黒色顔料を含んだ黒色顔料ペーストを例えばマトリクス状に開口部を有する様に形成する（図３（ａ））。
【００７６】
例えば、図２（ａ）に示したマトリクス状の形態の黒色部材１０１０を形成する場合には、縦方向（Ｙ方向）に延びる、幅１００［μｍ］、ピッチ２９０［μｍ］のストライプを２４０本、横方向（Ｘ方向）に延びる、幅３００［μｍ］、ピッチ６５０［μｍ］のストライプを７２０本有するパターンを、縦、横共に２０［μｍ］の厚さでスクリーン印刷法により作製する。このように形成することで、所謂ブラックマトリクス構造の黒色部材１０１０が形成される（図３（ａ））。
【００７７】
ここで、上記幅及びピッチの値は一例であり、これらの値はそれぞれ任意に変更することができる。
【００７８】
本実施形態ではスクリーン印刷法により黒色部材１０１０を作製したが、もちろんこれに限定されるものではなく、たとえばフォトリソグラフィー法を用いて作製してもよいが、膜厚が厚いこととコストの観点から印刷法を用いることが好ましい。
【００７９】
また、黒色部材１０１０の材料として、ガラスペーストと黒色顔料を含んだ黒色顔料ペーストを用いたが、もちろんこれに限定されるものではない。そして、たとえばカーボンブラックなどを用いてもよいが、ここでは、スクリーン印刷法を用い、膜厚２０［μｍ］と厚く形成したため上記黒色顔料ペーストを用いた。
【００８０】
また、黒色部材１０１０は、ここでは図２の（ａ）のようにマトリクス状に作製したが、もちろんこれに限定される訳ではなく、図２の（ｂ）に示されるようにデルタ状配列や、図２（ｃ）のようなストライプ状配列等その他の配列であっても良い。
【００８１】
（工程Ｃ）次に、本発明に係る発光膜を形成する工程として、図３（ｂ）に示すように、黒色部材１０１１の開口部に、赤色、青色、緑色の各色蛍光体をスクリーン印刷法により、充填する。
【００８２】
本実施形態ではスクリーン印刷法を用いて蛍光体を配置したが、もちろんこれに限定される訳ではなく、たとえばフォトリソグラフィー法などにより作製しても良い。
【００８３】
また、ここで用いた蛍光体は、ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２の蛍光体とし、赤色（Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+）、青色（ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）、緑色（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）のもので平均粒径はメジアン径Ｄｍｅｄで７［μｍ］のものを用いた。しかしながら、もちろんこれに限定される訳ではなく、その他の蛍光体を用いても良い。
【００８４】
また、蛍光体の膜厚は、平均して２０［μｍ］程度になるように作製した。ここで、蛍光体の膜厚が十分平坦にならないような場合には、充分な平坦度をもつ平板ガラスにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を吸収させた不織布をもうけ、これによりフェースプレート上の蛍光体１０１１及び黒色部材１０１０を加圧し平坦度を増してもよい。
【００８５】
（工程Ｄ）ついで、この基板を４５０［℃］で４時間焼成する事により、ペースト中に含まれる樹脂分を熱分解除去し、対角画面サイズ１０型、アスペクト比４：３、画素数７２０×２４０からなる蛍光体膜１００８を得た。本発明において、「蛍光体膜」とは、フェースプレート１００７の第１の主面上に配置された、前記蛍光体１０１１と黒色部材１０１０とからなる膜を指す。
【００８６】
次に、この蛍光体膜１００８上に本発明に係る第１の導電膜を作製する方法の一例について説明する。
【００８７】
（工程Ｅ）上記のようにして作製した蛍光体膜１００８を有するフェースプレート１００７をスピンコーター上に配置し、純水にコロイダルシリカを溶解させた溶液を、基板を回転させながら塗布し、蛍光体膜１００８の凹凸部を湿潤させた。
【００８８】
（工程Ｆ）次に、フィルミング工程として、ポリメタクリレートをトルエンに溶解した溶液を、フェースプレートを回転させながら全面にスプレーにより塗布し、温風を基板に吹きかける事により乾燥させ、蛍光体膜１００８を構成する蛍光体１０１１および黒色部材１０１０上に、樹脂膜（フィルミング膜）を作製することによって、蛍光体膜１００８の表面の平坦化を行なった（図４（ａ））。
【００８９】
ここで、平坦化のための工程として、蛍光体膜１００８を湿潤した後にポリメタクリレートをトルエンに溶解した溶液を塗布したが、もちろんこれに限定されるものではなく、他の溶剤系ラッカー液を用いても良いし、その他の方法としてたとえばアクリルエマルジョンを蛍光体に塗布し乾燥させるという工程を行なっても良い。
【００９０】
（工程Ｇ）次に、フィルミング膜上に、本発明に係る第１の導電膜として２０ナノメートルの厚みのアルミニウム膜を真空蒸着法により作製した（図４（ｂ））。
【００９１】
（工程Ｈ）次に、本発明に係る焼成工程として、このフェースプレートを焼成炉内に搬入し、４５０［℃］まで加熱することにより樹脂フィルム（フィルミング膜）を熱分解除去し、蛍光体膜１００８上に第１の導電膜を配置した（図５（ａ））。上記焼成温度は、用いるフィルミング膜の材料にも依存するので適宜設定される。
【００９２】
上記工程（Ａ）〜工程（Ｈ）と同様の工程によって作成したフェースプレートの一部の断面を観測したところ、図６（ａ）のように第１の導電膜３の所々に孔が開いていた。
【００９３】
図６（ａ）〜（ｃ）において、１０１２はフェースプレート、２は蛍光体粒子、３は第１の導電膜、４は本発明の構成要素たる第２の導電膜である。この孔は、上記フィルミング膜の焼成工程に伴って形成された孔と推測される。そして、この孔の外周は、図６（ａ）に示す様に突起１０４を形成していた。
【００９４】
（工程Ｉ）次に、工程Ｈを行なったフェースプレートに、本発明の構成要素たる電圧を印加する工程としての「電圧印加工程」を行なった。ここでは、真空チャンバー中で、図７の様に、フェースプレートの第１の主面より十分大きい面積を有する電極板に、前記第１の主面を対向して配置する。図７は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態における電圧印加工程の模式図である。
【００９５】
この時、フェースプレートの第１の主面と、前記電極板の表面とを一定のギャップをあけて固定する。続いて、第１の導電膜に電圧（電界）を印加する。
【００９６】
この「電圧印加工程」において、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電圧は、好ましくは、図１で示した画像形成装置において、導電膜（メタルバック）１００９とリアプレート（配線１００３または１００４）との間に印加される電圧以上の電圧である。
【００９７】
換言すると、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電圧は、画像形成装置として駆動する際に、導電膜（メタルバック）に印加される電位と，電子放出素子に印加される実質的に印加される電位との差で定義される電圧以上の電圧である。
【００９８】
そして、前記「電圧印加工程」において、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電界強度は、好ましくは、図１で示した画像形成装置において、導電膜（メタルバック）１００９とリアプレート（配線１００３または１００４）との間に印加される電界以上の電界強度に設定する。
【００９９】
換言すると、前記電極板と第１の導電膜間に印加する電界強度は、好ましくは、画像形成装置として駆動する際に導電膜（メタルバック）と、電子放出素子との間に印加される電界強度以上に設定する。
【０１００】
尚、ここで言う「電極板と第１の導電膜間に印加する電界強度」とは、前記電極板と第１の導電膜（フェースプレートの第１の主面）間に印加する電圧値を、単に、前記電極板と第１の導電膜間の距離で割った値である。
【０１０１】
尚、本発明では、後述する第２の導電膜の成膜を行なうため、前記した電圧（電界強度）よりも低い電圧（電界強度）であっても、上記「電圧印加工程」を行なえば、本発明の効果を奏することができる。
【０１０２】
上記工程（Ａ）〜（Ｉ）と同様の工程によって作成したフェースプレートの一部の断面を観測したところ、図６（ｂ）のように第１の導電膜３の所々に孔が開いていた。しかし、この孔の外周は、工程（Ｈ）において観測された突起１０４が除去または軽減された形状となっていた。
【０１０３】
これは、「電圧印加工程」によって、電界が集中し易い構造である突起１０４に電界が集中し、その結果、突起１０４を起点とした放電や、電界蒸発等によって、突起が除去された為と推測される。
【０１０４】
この放電や、電界蒸発等によって突起が除去される際に、必要以上の規模で除去が行なわれない様に、前記「電圧印加工程」でフェースプレートに対向して配置する電極板の抵抗値を設定する事も有効である。
【０１０５】
特には、シート抵抗で１キロオーム／□以上１メガオーム／□以下のシート抵抗値を有する膜を成膜したガラスなどの絶縁性基板を、上記電極板として用いる。この様にすることにより、必要以上の規模で除去が行なわれない様にする事ができる。
【０１０６】
（工程Ｊ）次に、前記第１の導電膜３上に、第２の導電膜４としてアルミニウム膜を２０ナノメートルの厚みで配置した（図５（ｂ））。もちろん、ここで作製される第２の導電膜４は、アルミニウム膜に限定されるものではなく、その他適宜な厚さの任意の導電膜を用いることができる。
【０１０７】
上記工程（Ａ）〜（Ｊ）と同様の工程によって作成したフェースプレートの一部の断面を観測したところ、図６（ｃ）のような形状であった。即ち、第１の導電膜３の所々に形成されていた孔は、第２の導電膜４の被覆によって、その数は減少していた。
【０１０８】
また、孔が残っていてもその孔の外周部は、第２の導電膜４によって被覆されているため、孔径が縮小したことに加え、孔の外周部の形状がなだらかになっており、工程（Ｉ）を行なった後の第１の導電膜３に観測された孔の外周に比べ、電界の集中が一層少ない形状となっていた。
【０１０９】
このようにして作成した図１に示されるフェースプレート１０１２と、前記電子放出素子１００２０が配列形成されたリアプレート１００１と、支持枠１００６との各接合部にフリットガラスなどの接合部材を介して封着して気密容器１１００を作成した後、不図示の排気管を介して気密容器内部を１０-7Ｐａまで排気した。
【０１１０】
その後、排気管を封止した。以上の工程により真空気密容器が完成する。尚、ここでは、排気管を介して気密容器内部を排気する例を示したが、真空チャンバー中で上記封着を行なえば、排気管や排気管の封止工程を省くことができるので好ましい。
【０１１１】
本実施形態のリアプレート１００１上には表面伝導型電子放出素子１００２をＮ×Ｍ個形成した。
【０１１２】
ここで、上記Ｎおよび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。
【０１１３】
このＮ×Ｍ個の表面伝導型電子放出素子１００２は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１００４により単純マトリクス配線されている。基板１００１、表面伝導型電子放出素子１００２、行方向配線１００３及び列方向配線１００４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】
また、図１に示されるＤ0X１〜Ｄ0mｍ及びＤ0y１〜Ｄ0yｎ及びＨｖは、当該表示パネル（真空気密容器）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。
【０１１５】
Ｄ0X１〜Ｄ0mｍはマルチ電子ビーム源の行方向配線１００３と、Ｄ0y１〜Ｄ0yｎはマルチ電子ビーム源の列方向配線１００４と、Ｈｖはフェースプレート１０１２のメタルバック１００９と、それぞれ電気的に接続している。
【０１１６】
次に、本発明に係る画像形成装置に用いるマルチ電子ビーム源を構成する電子放出素子としては、上記表面伝導型電子放出素子だけでなく、電界放出型電子放出素子やＭＩＭ（金属層／絶縁層／金属層）型電子放出素子などの冷陰極電子源や、熱陰極電子源などが好ましく用いることができる。
【０１１７】
作成工程の簡略さや消費電力などの観点からは、冷陰極が好ましく、さらには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がより好ましい。
【０１１８】
以上説明した、本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造された画像形成装置によれば、メタルバック１００９に高電圧を印加した場合であっても、メタルバック１００９の剥離を防止し、高画質、かつ高輝度の画像形成装置を提供することができる。
【０１１９】
尚、ここでは、第１および第２の導電膜によってメタルバックを構成したが、３層以上の導電膜によってメタルバックを構成しても良い。また、各層の導電膜の材料が異なるものであっても良い。
【０１２０】
そしてまた、気密容器１１００内の真空度を維持するために、前記第２の導電膜（最もリアプレート側に位置する導電膜）としてゲッター材からなる膜を用いることが好ましい。この場合には、ゲッター材からなる膜としてはＢａ膜が好ましい。
【０１２１】
【実施例】
次に、本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施形態について説明する。
【０１２２】
（実施例１）
本実施例で作成した画像形成装置を図８に示す。図８は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１により製造された画像形成装置の斜視模式図である。
【０１２３】
図８において、１００１は表面伝導型電子放出素子１００２が配置されたリアプレート、１００３および１００４は各電子放出素子に接続された配線、１００６は支持枠、１０１２はフェースプレート、１１０１はスペーサである。
【０１２４】
フェースプレート１０１２、支持枠１００６、リアプレート１００１で内部が減圧状態に維持される気密容器１１００が構成される。
【０１２５】
気密容器１１００内部には、容器が大気圧によって押しつぶされないよう、スペーサが配置されている。フェースプレートには、前述の蛍光体膜１００８、メタルバック１００９からなる画像形成部材が配置されている。
【０１２６】
Ｄ0x１〜Ｄ0xｍは、気密容器１１００外部から、前記配線１００３に電圧を印加するための端子である。
【０１２７】
同様に、Ｄ0y１〜Ｄ0yｎは、気密容器１１００外部から、前記配線１００４に電圧を印加するための端子である。メタルバックは、高圧端子Ｈｖに接続され、１０ｋＶの電位が印加される。
【０１２８】
図９（ａ）は、本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１に適用される電子放出素子の平面模式図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の線Ｂ−Ｂにおける断面模式図である。また、図１０（ａ）〜（ｆ）は、図９に示される電子放出素子をリアプレートに形成する際の作成工程の一部を示す模式図である。
【０１２９】
本実施例の画像形成装置の製造方法を記す。まずリアプレートの作成工程を記す。
【０１３０】
（工程１）ガラス板からなるリアプレート１００１を十分に洗浄および乾燥した。その後、各電子放出素子を構成する一対の電極４２、４３を列方向に１０００組、行方向に５０００組形成した（図１０（ａ））。図１０では、説明の都合上、列方向に３組、行方向に３組で示している。
【０１３１】
（工程２）次に、電極４２を共通に接続する列方向配線１００３を、スクリーン印刷法により、５０００本形成した（図１０（ｂ））。
【０１３２】
（工程３）列方向配線１００３に直交するように、絶縁層５０を、スクリーン印刷法により、１０００本形成した（図１０（ｃ））。
【０１３３】
（工程４）次に、絶縁層５０上に、行方向配線１００４を、スクリーン印刷法により、１０００本形成した（図１０（ｄ））。この時、絶縁層５０に予め形成した開口部を介して、前記行方向配線１００４と電極４３とが接続する。
【０１３４】
（工程５）各電極４２と４３間を接続するように、有機金属錯体をインクジェット法により付与し、焼成することにより導電性膜４４を形成した（図１０（ｅ））。
【０１３５】
（工程６）次に、真空チャンバー中に、上記工程１〜５を終えたリアプレートを配置した。そして、配線１００３、１００４を介して各導電性膜４４に電流を流し、各導電性膜４４に間隙４８（図９）を形成した。
【０１３６】
（工程７）続いて、チャンバー中に炭素化合物ガスを導入した上で、配線１００３、１００４を介して各導電性膜４４に電流を流し、各間隙４８部にカーボン膜１０を形成し、電子放出部４７を形成した（図１０（ｆ））。
【０１３７】
以上の工程により、リアプレートが形成される。上記工程により、９個のリアプレートを作成した。
【０１３８】
続いて、フェースプレートの作成工程を示す。
【０１３９】
（工程８）リアプレートと同じ材質のガラス板からなるフェースプレート１０１２を用意し、十分に洗浄および乾燥した。
【０１４０】
（工程９）フェースプレートの第１の主面上に、印刷法を用いて、黒色部材１０１０をマトリクス状に形成した（図３（ａ））。
【０１４１】
（工程１０）前記黒色部材１０１０の開口部に、印刷法を用いて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の発光をする蛍光体を図３（ｂ）に示す様な配列で充填した。
【０１４２】
（工程１１）前記蛍光体と黒色部材からなる蛍光体膜１００８が配置されたフェースプレートの第１の主面上に、フィルミング工程を施す。本実施例では、フィルミング工程として、蛍光体膜１００８を湿潤した後に、ポリメタクリレートをトルエンに溶解した溶液を、フェースプレートを回転させながらスピンコートにより塗布し、乾燥させた。
【０１４３】
この工程により、蛍光体膜１００８を構成する蛍光体１０１１および黒色部材１０１０の表面の平坦化を行なった（図４（ａ））。
【０１４４】
（工程１２）前記フィルミング膜上に、第１の導電膜としてアルミニウムを５０ナノメートルの厚みで蒸着した。ここで、第１の導電膜は、前記蛍光体膜１００８と実質的に同一のパターンになるように形成した（図５（ａ）、図６（ａ））。
【０１４５】
（工程１３）前記フィルミング膜を焼成し、除去し、蛍光体膜１００８上に第２の導電膜を被覆した（図５（ｃ）、図６（ｃ））。
【０１４６】
以上の工程（８）〜工程（１３）により１０個のフェースプレートを作成した。
【０１４７】
（工程１４）次に、上記工程８〜１３を経た、１０個のフェースプレートの各々を図７に示す様に、減圧雰囲気中で、電極板と間隔を置いて対向するように配置し、第１の導電膜と電極板との間に電圧を印加する「電圧印加工程」を施した。
【０１４８】
第１の導電膜には、パルス幅２００［ｍｓ］で、１［Ｈｚ］の矩形波を、１０［Ｖ／ｓ］のレートで、波高値２５［ｋＶ］になるまで印加した。尚、本実施例では、図７に示す真空チャンバー内の真空度を１０-7Ｐａとした。
【０１４９】
ここで、上記第１の導電膜に印加する電位を徐々に上昇させ、前記電極板と第１の導電膜との間で放電を開始した電圧を測定し、この時のフェースプレートと電極板との間の電界強度（以後、「放電開始電界強度」と呼ぶ事にする。）を求めた。
【０１５０】
尚、上記した「電圧印加工程」による条件においては、１０個のフェースプレート中、多数のフェースプレートが２５ｋＶまでの電圧で放電現象を生じたが、残る少数のフェースプレートについては、放電現象が観測されなかった。
【０１５１】
ここで、上記「電界強度」とは、第１の導電膜と、フェースプレートに対向して配置した電極板との間に印加した電圧を、電極板とフェースプレートのギャップ距離で割ったものとする。
【０１５２】
この測定の結果、本実施例において作成した１０個のフェースプレートうち、最も低い「放電開始電界強度」は、１０［ｋＶ／ｍｍ］であった。
【０１５３】
尚、上記「電圧印加工程」で、最も低い「放電開始電界強度」を示したフェースプレートに対し、前記「電圧印加工程」と同じ第２の電圧印加工程を施したところ、「放電開始電界強度」（放電開始電圧）は上昇していた。
【０１５４】
これは、上記フィルミング膜の焼成工程によって生じた第１の導電膜に発生した突起や、第１の導電膜の剥離寸前の箇所などが、上記「電圧印加工程」によって取り除かれたためと推測される。
【０１５５】
（工程１５）次に、上記第２の電圧印加工程を施さなかった、残る９個のフェースプレートに対して、第２の導電膜形成工程を施した。具体的には、本実施例では、前記第１の導電膜上に、第２の導電膜として５０ナノメートルのアルミニウム膜を真空蒸着法により配置した（図５（ｂ））。
【０１５６】
もちろん、第２の導電膜は、上記条件に限定されるものではなく、その他、適宜な厚さの任意の導電膜を用いることができる。
【０１５７】
このようにして作成したフェースプレート１００７と、前記リアプレートとの間隔が１．５ｍｍとなるように、フェースプレートとリアプレートとの間にスペーサ１１０１および支持枠１００６を配置し接合部材によって封着し気密容器１１００を形成した（図８）。
【０１５８】
そして、この気密容器１１００に不図示のドライバーを接続して画像形成装置とし、メタルバック（第１および第２の導電膜）に、前記リアプレートに対して１０ｋＶの電圧を印加して長期に渡って駆動した。
【０１５９】
全黒の画像を表示しているところを観察しても一切発光現象がみられず安定した表示画像が得られた。
【０１６０】
また分解して調査した結果、リアプレート側にアルミニウムが付着したところはなく、また、フェースプレート側を観察しても新たな剥離が生じていると思われる個所も見つからなかった。また、ビデオ画像を表示したところ、高輝度で高精彩で安定な画像を長期に渡って表示することができた。
【０１６１】
比較のために、上記実施例において、（工程１４）のみ行なわなかった画像形成装置を作成し、上記実施例と同様に駆動したところ、電界強度は１０［ｋＶ／ｍｍ］以下の時でも全黒表示において肉眼では発光は観察されなかったが、高感度のＣＣＤを用いて長時間観察したところ発光が数回／時間の割合で観察されることがあった。
【０１６２】
また、さらに、上記（工程１２）において、第１の導電膜として、１００ｎｍのアルミニウム膜を蒸着した後に、上記（工程１３）と同様の工程のみを行なったフェースプレートを用いて上記実施例と同様の画像形成装置を作成し、同様に駆動したところ、放電と見られる現象が目視で確認された。
【０１６３】
また、その画像形成装置を分解してみるとリアプレート側にアルミニウムが付着しているところが多々あることが分かった。
【０１６４】
このように、本発明によれば、フェースプレート上に形成された蛍光体膜を覆う導電性膜（メタルバック）として、第１の導電性膜を設け、この第１の導電性膜を高電界下にさらした後に、さらに、第１の導電性膜を第２の導電性膜で被覆した膜を用いているため、メタルバックとリアプレートとの間に高電圧を印加してもメタルバックの剥離を防止し、画質の低下を防止することができる。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の導電膜に十分高い電圧を印加することができ、薄型で輝度が高く、高精彩で、画質が良好な画像形成装置及びこのような画像形成装置に適用されるフェースプレートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態により製造される画像形成装置の斜視模式図である。
【図２】図１に示される画像形成装置に適用される、蛍光体膜１００８の３種類のパターンの例をリアプレート側から見た模式図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態の各工程におけるフェースプレートの断面図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の製造方法の一実施形態における電圧印加工程の模式図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１により製造された画像形成装置の斜視模式図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の製造方法の実施例１に適用される電子放出素子の模式図である。
【図１０】図９に示される電子放出素子をリアプレートに形成する際の作成工程の一部を示す模式図である。
【図１１】電子放出素子をマトリクス配線接続した場合の回路図である。
【図１２】図１１に示されるマルチ電子ビーム源を用いた平板型の陰極線管の構造を示す斜視模式図である。
【図１３】従来のフェースプレートの断面模式図である。
【符号の説明】
２ 蛍光体粒子
３ 第１の導電膜
４ 第２の導電膜
１０ カーボン膜
１２ 画像形成部材
４２，４３ 電極
４４ 導電性膜
４７ 電子放出部
４８ 間隙
５０ 絶縁層
１０４ 突起
１００１ リアプレート
１００２ 電子放出素子
１００３ 列方向配線
１００４ 行方向配線
１００６ 支持枠
１００７ フェースプレート
１００８ 蛍光体膜
１００９ メタルバック
１０１０ 黒色部材
１０１１ 蛍光体
１０１２ フェースプレート
１１００ 気密容器
１１０１ スペーサ
４００１ 基板
４００２ 列方向配線
４００３ 行方向配線
４００４ 抵抗
４００５ リアプレート
４００６ フェースプレート
４００７ 側壁
４００８ 蛍光体層
４００９ メタルバック
４０１０ 高電圧電源
４０１１ 高電圧導入端子
４０１２ 表面伝導型電子放出素子
Claims (10)
- フェースプレートの製造方法であって、
基板上に蛍光体を設ける第１工程と、
前記蛍光体上に第１の導電膜を設ける第２工程と、
前記第１の導電膜と間隔をおいて第１電極を配置し、前記第１の導電膜を第２電極として用いて前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する第３工程と、
前記電圧を印加した後の前記第１の導電膜上に第２の導電膜を設ける第４工程とを有することを特徴とするフェースプレートの製造方法。 - 前記蛍光体を設けた後であって、前記第１の導電膜を設ける前に、前記蛍光体上に樹脂膜を設ける工程と、
前記第１の導電膜を設けた後であって、前記電圧を印加する前に、前記樹脂膜の焼成を行う工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のフェースプレートの製造方法。 - 前記第１の導電膜と前記第２の導電膜とが異なる材料であることを特徴とする請求項１または２に記載のフェースプレートの製造方法。
- 前記第２の導電膜の材料がゲッター材料であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフェースプレートの製造方法。
- 前記ゲッター材料がＢａであることを特徴とする請求項４に記載のフェースプレートの製造方法。
- 前記第１電極と第２電極との間に電圧を印加する工程を、減圧雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のフェースプレートの製造方法。
- フェースプレートと、
前記フェースプレートと間隔を置いて対向して配置され、前記フェースプレートと対向する面上に電子放出素子が配置されたリアプレートと、
を有する画像形成装置の製造方法であって、
前記フェースプレートが、請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法で作成され
ることを特徴とする画像形成装置の製造方法。 - 前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧が、前記画像形成装置の駆動時に、前記電子放出素子と前記第１の導電膜との間に印加される電圧以上であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置の製造方法。
- 前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加される際に生じる電界強度が、前記画像形成装置の駆動時に、前記電子放出素子と前記第１の導電膜との間に印加される電界強度以上であることを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成装置の製造方法。
- フェースプレートと、
前記フェースプレートと間隔を置いて対向して配置され、前記フェースプレートと対向する面上に電子放出素子が配置されたリアプレートと、
を有する画像形成装置であって、
前記画像形成装置が、請求項７から９のいずれか１項に記載の製造方法で作成されることを特徴とする画像形成装置。
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