JPH09165230A - 細粒化フリットガラスの塗布方法及び細粒化フリットガラスを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリットガラスの塗布が微細な幅および所望
の高さに調整できる塗布方法を提供する。 【解決手段】 ＰｂＯ、Ｂ₂ Ｏ₃ を主成分とするフリッ
トガラス粉末と、ＳｎＯ ₂ 、ＰｂＯ・ＴｉＯ₂ を材料と
するフィラーとから成る混合粉末を、最大粒径が３５０
メッシュ以下で平均粒径が３．４μｍに細粒化し、ビー
クルを加えてペーストとし、吐出装置としてノズルの内
径が１５０μｍから６００μｍの範囲のディスペンサー
を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は細粒化フリットガラ
スの塗布方法、より具体的には画像表示装置のスペーサ
の固着材として使用する細粒化フリットガラスの塗布方
法およびこの方法を用いて作製した画像表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に電子放出素子を用いた画像
表示装置においては１０^-6Ｔｏｒｒ程度以上の真空雰囲
気で動作させている。したがってその画像表示装置を形
成する場合、耐大気圧構造が必要になる。特に大面積の
背面板及び前面板を用いて耐大気圧支持を行う平板型画
像表示装置の場合、各板の板厚が非常に厚くなり、重量
などの点で問題を生ずる。これを回避するためスペーサ
を前面板と背面板の間に支柱として配置し耐大気圧構造
とすることで該画像表示装置の軽量化を図っている。

【０００３】この前面板と背面板と支持枠及びスペーサ
等の封着材料としては広くＰｂＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ 系のガラス
粉末に１５０〜２５０メッシュのふるいを通過させたチ
タン酸鉛、ウイレマイト等の低膨張耐火性物質粉末であ
るフィラーを添加したフリットガラスが用いられてお
り、おおむね４００〜５５０℃での加熱で溶着が行われ
る。

【０００４】フリットガラスには結晶性と非結晶性のも
のや成分の違いにより数種類のものがあり、封着温度や
使用部材の熱膨張係数に応じて適宜選択することができ
る。フリットガラス単体は粉体なので塗布を行う場合は
有機溶剤あるいはニトロセルロースやアクリル等のバイ
ンダーで粘度を調整した有機溶剤と混合し、ペースト状
のフリットガラス混合体とし、塗布中の作業性を考慮し
て常温で粘性を有するものを用いている。フリットの塗
布方法としてはニードルでフリットペーストを吐出させ
るディスペンサーに吐出部と被塗布部材との位置を相対
的に移動・制御するロボットとを組み合わせたディスペ
ンサーロボットが用いられている。

【０００５】以下に前記画像表示装置の電子源に用いら
れる電子放出素子について説明する。従来、電子放出素
子として熱電子源と冷陰極電子源の２種類が知られてい
る。冷陰極電子源には電界放出型（以下ＦＥと略す）、
金属／絶縁層／金属型（以下ＭＩＭ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。

【０００６】ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ
＆ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉ
ｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．
Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉ
ｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄ ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂ
ｄｅｎｉｕｍ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５
２４８（１９７６）等が知られている。

【０００７】ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．Ｍｅａ
ｄ，”Ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２，
６４６（１９６１）等が知られている。

【０００８】表面伝導型電子放出素子の例としてはＭ．
Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ Ｐｈｙｓ．，１０，１２９０（１９６５）等があ
る。ＳＣＥは基板上に形成された小面積の薄膜に、薄膜
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。

【０００９】この表面伝導型電子放出素子としては、前
記エリンソン等によるＳｎＯ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ
薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”Ｔｈｉｎ Ｓ
ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］、
Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗ
ｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ． ＥＤ ｃｏｎｆ．”，５１９，（１９
７５）］、カーボン薄膜によるもの［荒木 久：真空、
第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）］等が報告され
ている。

【００１０】これら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従
来図１５に示す。同図において３１は基板である。３４
は導電性薄膜で、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、後述の通電フォー
ミングと呼ばれる通電処理により電子放出部３５が形成
される。尚、図中の素子電極間Ｌは、０．５〜１ｍｍ、
Ｗ’は、０．１ｍｍで設定されている。電子放出部３５
の位置及び形状については、一定ではないので模式図と
して表した。

【００１１】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導電性薄膜３４を予め通
電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部
３５を形成するのが一般的であった。即ち、通電フォー
ミングとは前記導電性薄膜３４の両端に直流電圧あるい
は非常にゆっくりとした昇電圧例えば１Ｖ／分程度を印
加通電し導電性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３５を
形成することである。尚、電子放出部３５は導電性薄膜
３４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。前記通電フォーミング処理をした表面伝導型
電子放出素子は、上述導電性薄膜３４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３５より電
子を放出せしめるものである。

【００１２】上述の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ことから大面積にわたり多数素子
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、画像表示等の表示装置が挙げられる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにスペーサ
を画像表示装置内に配置する場合、前面板及び背面板内
で蛍光面及び電子源の邪魔にならない位置に数百μｍ程
度の幅の細いスペーサを高精度で配置する必要があり、
そのためにはスペーサを固定するフリットもスペーサ幅
と同程度に細く、位置精度も同様に高精度に前面板及び
背面板上の接合面に塗布する必要がある。またフリット
がスペーサを充分な機械的強度で固定するためにはフリ
ット厚は数十〜数百μｍあることが望ましい。

【００１４】しかしながら、従来のフリットガラス及び
ディスペンサーフリット塗布装置を用いたフリットの塗
布では以下のような問題があった。 （１）従来の市販されているフリットガラスでは、含有
されるフィラーの粒径が１５０〜２５０メッシュと比較
的粗く、内径が１５０〜２５０μｍといった微細なノズ
ルを用い細線塗布をする場合、ノズルの目づまりがひど
く幅３００μｍ以下の安定したフリット塗布を行うこと
は不可能である。 （２）フリット塗布幅の細線化には、ノズル先端と被塗
布面のギャップ距離及びその安定性が強く影響してくる
ため、広範囲に及ぶフリットの塗布においては被塗布面
のうねり、反りによるギャップ制御が必要となる。 （３）フリット塗布幅を細線化するに従いフリット厚も
薄くなるため１層塗りでは所望のフリット厚が得られな
い。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のフリッ
トガラスを用いた画像表示装置における上述した課題を
解決すべく、鋭意研究を重ねた結果完成に至ったもので
あり、本発明により提供されるフリットガラス塗布方
法、及びフリットガラス塗布方法を用いた画像表示装置
は以下のものである。即ち本発明は （１）ＰｂＯ、Ｂ₂ Ｏ₃ を主成分とする非結晶性フリッ
トガラス粉末と、ＳｎＯ ₂ 、ＰｂＯ、ＴｉＯ₂ を材料と
するフィラーとから成る混合粉末を、最大粒径が３５０
メッシュ以下で平均粒径が３．４μｍに細粒化し作製し
た細粒化フリットガラス及びビークルを含むペーストを
用い、ノズルの内径が１５０μｍから６００μｍの範囲
のディスペンサーを有する吐出装置により塗布すること
を特徴とするフリットガラスの塗布方法。 （２）ＰｂＯ、Ｂ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯを主成分とする結晶性
フリットガラス粉末と、ＺｒＯ₂ 、ＳｉＯ₂ を材料とす
るフィラーとから成る混合粉末を、最大粒径が３２５メ
ッシュ以下で平均粒径が３．８μｍに細粒化し作製した
細粒化フリットガラス及びビークルを含むペーストを用
い、ノズルに内径１５０μｍから６００μｍの範囲のデ
ィスペンサーを有する吐出装置により塗布することを特
徴とするフリットガラスの塗布方法。 （３） （１）（２）に記載された塗布方法において、
該ディスペンサーと被塗布部材との相対位置を三次元的
に精密に制御する機構を設け、塗布することを特徴とす
る塗布方法。 （４） （１）（２）（３）記載の塗布方法において、
フリットを所望の高さで塗布するため同一箇所において
複数回の重ね塗りを行うことを特徴とする塗布方法。 （５）電子放出素子を搭載した背面板と、前記背面板と
対向して配置されると共に前記放出素子から放出される
電子線の照射により画像が形成される画像形成部材を搭
載した前面板と、前記背面板と前記前面板の間にあって
前記背面板及び前記前面板の周縁を包囲する支持枠と前
記背面板と前記前面板を大気圧に対して保持したスペー
サとを少なくとも有する画像表示装置において、前記ス
ペーサの固定に請求項１〜４記載の細粒化フリットガラ
スの塗布方法を用いたことを特徴とする画像表示装置。
である。本発明によれば （１）前記細粒化フリットガラスと内径１５０〜６００
μｍの精密ノズルを組み合わせ用いることにより２００
〜１０００μｍ幅でのフリット塗布が可能となり、また
重ね塗りができるため３０〜１０００μｍの範囲でフリ
ット高を調整することが可能となる。 （２）ディスペンサーと被塗布部材との相対位置を三次
元的に精密に制御する機構を設けることで広範囲に及ぶ
安定したフリット塗布が可能となる。 （３）上記（１）（２）の作用効果により、本発明の方
法を画像表示装置に適用すると、前面板及び背面板内で
蛍光面及び電子源の邪魔にならない位置に数百μｍ程度
の幅の細いスペーサを高精度で配置するための微細フリ
ット塗布が可能となり、また重ね塗りによりスペーサ固
着部での充分な機械的強度も得ることができるようにな
る。以上のような作用がもたらせられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施態様を
説明する。

【００１７】第一に細粒化フリットガラスの好ましい実
施態様を説明する。フリットガラス粉末の材料はＰｂＯ
およびＢ₂ Ｏ₃ を主成分とする非結晶性のものとＰｂ
Ｏ，Ｂ₂ Ｏ₃ およびＺｎＯを主成分とする結晶性のもの
で、３２５メッシュ及び３５０メッシュのふるいを通し
て得られたものを用い、封着温度が４００〜５５０℃の
範囲のものであることが望ましい。

【００１８】細粒化フィラーの材料に熱膨張係数の小さ
いものを用いることにより、混合粉末とした場合の熱膨
張係数が増大するのを防ぐことができ、特にＳｎＯ₂ 、
ＰｂＯ・ＴｉＯ₂ 及びＺｒＯ₂ ・ＳｉＯ₂ を用いること
が有効である。またフィラー粉末は、３２５メッシュ及
び３５０メッシュのふるいを通過して得られたものを用
い、好ましくは粒度分布が数μｍ程度の狭い範囲のもの
が良い。

【００１９】上記したフリットガラス粉末及びフィラー
を混合して得られた細粒化フリットガラスは塗布時の作
業性を良くするため、バインダーを溶剤に溶かしたビー
クルに混合し適度に粘度を調整しペースト状で用いる。
一般にバインダーにはアクリル系等の合成樹脂、溶剤に
はアルコール、エーテル等の有機溶剤が用いられ、その
混合液は使用前にバインダーの溶け残りを除去するため
フィルターを通して用いる。

【００２０】このようにして得られたペースト状のフリ
ットガラスの塗布には、主に、ニードルでフリットペー
ストを吐出させるディスペンサーに吐出部と被塗布部材
との位置を相対的に三次元に高精度で移動・制御するロ
ボットとを組み合わせたディスペンサーロボットを用い
る。

【００２１】フリットの塗布形状である塗布幅、塗布高
はペーストの粘度以外にノズル形状、ノズルの塗布面と
のギャップ距離、ペーストの吐出圧力、ノズルの送り速
度により調整することができる。

【００２２】ノズル形状寸法は内径φ１５０〜６００μ
ｍの範囲のものを用い、特に細線化及び塗布安定性等の
理由からはφ２００μｍ程度のものが好ましい。

【００２３】ノズルと塗布面とのギャップ距離は５０〜
１０００μｍの範囲とし、通常、塗布幅の細線化を進め
るほどギャップ距離は小さくとる。また特に広範囲にお
いて安定的な細線化塗布を行う場合は、ギャップ距離の
安定性が必要とされるため接触式及び非接触式センサを
用いたフィードバック制御を行う必要がある。ペースト
の吐出圧力は０．５〜５ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲で行い、
通常、塗布幅と吐出圧力は比例的な関係で用いられる。
なお、これらのノズル形状、ギャップ距離、吐出圧力及
びノズル送り速度はそれぞれ相関しており、所望される
塗布形状により適正化を行い用いる。

【００２４】塗布後のフリットガラスペーストはペース
ト中の有機バインダを分解、焼成するため３２０〜３８
０℃の仮焼成を行った後、封着温度において焼成しフリ
ットガラス焼成体とすることによりスペーサ等の固定媒
体とする。

【００２５】第二に細粒化フリットを用いた画像表示装
置の好ましい実施態様を説明する。

【００２６】はじめに本発明で用いる電子源について述
べる。本発明に用いる冷陰極電子源は、単純な構成であ
り、製法が容易な表面伝導型電子放出素子が好適であ
る。

【００２７】本発明に用いることのできる表面伝導型電
子放出素子は基本的に平面型表面伝導型電子放出素子及
び垂直型表面伝導型電子放出素子の２種類があげられ
る。

【００２８】図１は基本的な表面伝導型電子放出素子の
構成を示す模式的平面図及び断面図である。図１におい
て１は基板、２、３は素子電極、４は導電性薄膜、５は
電子放出部である。基板１として、石英ガラス、Ｎａ等
の不純物含有量の少ないガラス、青板ガラス、ＳｉＯ₂
を表面に形成したガラス基板及びアルミナ等のセラミッ
クス基板が用いられる。

【００２９】素子電極２、３の材料としては一般的導電
体が用いられ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐ
ｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或は合金及びＰ
ｄ、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、Ｉｎ₂ Ｏ
₃ −ＳｎＯ₂ 等の透明導電体及びポリシリコン等の半導
体材料等から適宜選択される。

【００３０】素子電極間隔Ｌは好ましくは数百オングス
トロームより数百マイクロメートルである。素子電極間
に印加する電圧は低い方が望ましく、再現良く作成する
ことが要求されるため好ましい素子電極間隔は数マイク
ロメートルより数十マイクロメートルである。

【００３１】素子電極長さＷは電極の抵抗値、電子放出
特性から数マイクロメートルより数百マイクロメートル
であり、また素子電極２、３の膜厚ｄは、数百オングス
トロームより数マイクロメートルが好ましい。

【００３２】尚、図１の構成だけでなく、基板１上に導
電性薄膜４、素子電極２、３の電極を順に形成させた構
成にしてもよい。

【００３３】導電性薄膜４は良好な電子放出特性を得る
ために微粒子で構成された微粒子膜が特に好ましく、そ
の膜厚は素子電極２、３へのステップカバレージ、素子
電極２、３間の抵抗値及び後述する通電フォーミング条
件等によって、適宜設定されるが、好ましくは数オング
ストロームから数千オングストロームで、特に好ましく
は１０オングストロームより５００オングストロームで
ある。そのシート抵抗値は１０の３乗乃至１０の７乗オ
ーム／□である。

【００３４】導電性薄膜４を構成する材料は、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、Ｓ
ｎＯ₂、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 等の酸化物、
ＨｆＢ₂ 、ＺｒＢ₂ 、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆ 、ＹＢ₄ 、Ｇ
ｄＢ₄ 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、
ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の
窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン等があげられ
る。

【００３５】尚、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
しており、微粒子の粒径は数オングストロームから数千
オングストロームであり、好ましくは１０オングストロ
ームより２００オングストロームである。

【００３６】電子放出部５は導電性薄膜４の一部に形成
された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミング等により
形成される。また亀裂内には数オングストロームから数
百オングストロームの粒径の導電性微粒子を有すること
もある。この導電性微粒子は導電性薄膜４を構成する物
質の少なくとも一部の元素を含んでいる。また電子放出
部５及びその近傍の導電性薄膜４は炭素及び炭素化合物
を有することもある。

【００３７】図２は基本的な垂直型表面伝導型電子放出
素子の構成を示す模式的図面である。図２において図１
と同一の部材については同一符号を付与してある。２１
は段差形成部である。基板１、素子電極２と３、導電性
薄膜４、電子放出部５は前述した平面型表面伝導型電子
放出素子と同様の材料で構成することができ、段差形成
部２１は絶縁性材料で構成され、段差形成部２１の膜厚
が先に述べた平面型表面伝導型電子放出素子の素子電極
間隔Ｌに相当する。その間隔は数百オングストロームよ
り数十マイクロメートルである。またその間隔は段差形
成部の製法及び素子電極間に印加する電圧により制御す
ることができるが、好ましくは数百オングストロームよ
り数マイクロメートルである。

【００３８】導電性薄膜４は素子電極２、３と段差形成
部２１作成後に形成するため、素子電極２、３上に積層
される。尚、図２において電子放出部５は段差形成部２
１に直線状に形成されているように示されているが、作
成条件、通電フォーミング条件等に依存し、形状、位置
ともこれに限るものではない。

【００３９】以下、図１及び図３に基づいて電子源基板
の作製方法について説明する。尚、図１と同一の部材に
ついては同一の符号を付与してある。

【００４０】１）基板を洗剤、純水および有機溶剤によ
り十分に洗浄後、真空蒸着法、スパッタ法等により素子
電極材料を堆積する。その後、フォトリソグラフィー技
術により該基板上に素子電極２、３を形成する（図３
（ａ））。

【００４１】２）素子電極２、３を設けた基板１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。ここでいう有機金属溶液とは前述の導電性
膜４を形成する金属を主元素とする有機金属化合物の溶
液である。その後、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、導電性
薄膜４を形成する（図３（ｂ））。尚、ここでは有機金
属溶液の塗布法により説明したが、これに限るものでな
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。

【００４２】３）続いて通電フォーミングと呼ばれる通
電処理を行う。通電フォーミングは素子電極２、３間に
不図示の電源より通電を行い、導電性薄膜４を局所的に
破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化させた部位
を形成させるものである。この局所的に構造変化させた
部位を電子放出部５とよぶ（図３（ｃ））。通電フォー
ミングの電圧波形の例を図４に示す。

【００４３】電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パ
ルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合
（図４（ａ））とパルス波高値を増加させながら、電圧
パルスを印加する場合（図４（ｂ））とがある。まずパ
ルス波高値が一定電圧とした場合（図４（ａ））につい
て説明する。

【００４４】図４（ａ）における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（通電フォーミング時のピーク電
圧）は表面伝導型電子放出素子の形態に応じて適宜選択
し、適当な真空度、例えば、１０の−５乗ｔｏｒｒ程度
の真空雰囲気下で、数秒から数十分印加する。尚、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い。

【００４５】図４（ｂ）におけるＴ１及びＴ２は、図４
（ａ）と同様であり、三角波の波高値（通電フォーミン
グ時のピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度づ
つ増加させ適当な真空雰囲気下で印加する。

【００４６】尚、この場合の通電フォーミング処理はパ
ルス間隔Ｔ２中に、導電性薄膜４を局所的に破壊、変形
しない程度の電圧、例えば０．１Ｖ程度の電圧で、素子
電流を測定し、抵抗値を求め、例えば、１Ｍオーム以上
の抵抗を示した時に通電フォーミング終了とする。

【００４７】４）次に通電フォーミングが終了した素子
に活性化工程と呼ぶ処理を施すことが望ましい。活性化
工程とは、例えば、１０の−４乗〜１０の−５乗ｔｏｒ
ｒ程度の真空度で、通電フォーミング同様、パルス波高
値が一定の電圧パルスを繰り返し印加する処理のことで
あり、真空中に存在する有機物質に起因する炭素及び炭
素化合物を導電薄膜上に堆積させ素子電流Ｉｆ、放出電
流Ｉｅを著しく変化させる処理である。活性化工程は素
子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅを測定しながら、例えば、放
出電流Ｉｅが飽和した時点で終了する。また印加する電
圧パルスは動作駆動電圧で行うことが好ましい。

【００４８】ここで炭素及び炭素化合物とはグラファイ
ト（単、多結晶双方を指す）非晶質カーボン（非晶質カ
ーボン及び多結晶グラファイトとの混合物を指す）であ
り、その膜厚は５００オングストローム以下が好まし
く、より好ましくは３００オングストローム以下であ
る。

【００４９】５）こうして作成した電子放出素子をフォ
ーミング工程、活性化工程における真空度よりも高い真
空度の雰囲気下に置いて動作駆動させるのが良い。また
更に高い真空度の雰囲気下で、８０℃〜１５０℃に加熱
後動作駆動させることが望ましい。

【００５０】尚、フォーミング工程、活性化処理した真
空度より高い真空度とは、例えば約１０の−６乗以上の
真空度であり、より好ましくは超高真空系であり、新た
に炭素及び炭素化合物が導電薄膜上にほとんど堆積しな
い真空度である。こうすることによって素子電流Ｉｆ、
放出電流Ｉｅを安定化させることが可能になる。

【００５１】上述の方法で製造した電子放出素子の電子
放出特性を測定するための測定評価装置の概略構成図を
図５に示す。図５において、図１と同様の符号は、同一
のものを示す。５１は電子放出素子に素子電圧Ｖｆを印
加するための電源、５０は素子電極２・３間の導電性薄
膜４を流れる素子電流Ｉｆを測定するための電流計、５
４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、５３はアノード電極５４に
電圧を印加するための高圧電源、５２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、５５は真空装置、５６は排気ポンプである。図６
は、素子電圧Ｖｆと、素子電流Ｉｆおよび放出電流Ｉｅ
との関係の一例を示す図である。次に本発明の画像形成
装置について述べる。画像形成装置に用いられる電子源
基板は複数の表面伝導型電子放出素子を基板上に配列す
ることにより形成される。

【００５２】表面伝導型電子放出素子の配列の方式には
表面伝導型電子放出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
電子源基板と呼ぶ）や、表面伝導型電子放出素子の一対
の素子電極にそれぞれ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
板と呼ぶ）があげられる。尚、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。

【００５３】以下、この原理に基づき構成した電子源の
構成について、図７を用いて説明する。７１は電子源基
板、７２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線、７４は表面
伝導型電子放出素子、７５は結線である。尚、表面伝導
型電子放出素子７４は前述した平面型あるいは垂直型ど
ちらであってもよい。

【００５４】同図において電子源基板７１に用いる基板
は前述したガラス基板等であり、用途に応じて形状が適
宜設定される。ｍ本のＸ方向配線７２は、ＤＸ１、ＤＸ
２、・・・ＤＸｍからなり、Ｙ方向配線７３はＤＹ１、
ＤＹ２、・・・ＤＹｎのｎ本の配線よりなる。また多数
の表面伝導型素子にほぼ均等な電圧が供給されるように
材料、膜厚、配線幅が適宜設定される。これらｍ本のＸ
方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３間は不図示の層間
絶縁層により電気的に分離されてマトリックス配線を構
成する。（ｍ、ｎは共に正の整数） 不図示の層間絶縁層はＸ方向配線７２を形成した基板７
１の全面或は一部に所望の領域に形成される。Ｘ方向配
線７２とＹ方向配線７３はそれぞれ外部端子として引き
出される。

【００５５】更に、表面伝導型放出素子７４の素子電極
（不図示）がｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線
７３と結線７５によって電気的に接続されている。また
表面伝導型電子放出素子は基板あるいは不図示の層間絶
縁層上のどちらに形成してもよい。また詳しくは後述す
るが前記Ｘ方向配線７２にはＸ方向に配列する表面伝導
型放出素子７４の行を入力信号に応じて走査するための
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７３にはＹ
方向に配列する表面伝導型放出素子７４の列の各列を入
力信号に応じて、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。更に表面伝導型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。上記構成におい
て、単純なマトリクス配線だけで個別の素子を選択して
独立に駆動可能になる。

【００５６】つぎに以上のようにして作成した単純マト
リクス配置の電子源を用いた画像形成装置について、図
８、図９及び図１０を用いて説明する。図８は画像形成
装置の基本構成図であり、図９は蛍光膜、図１０はＮＴ
ＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示をするための駆動回
路のブロック図を示し、その駆動回路を含む画像形成装
置を表す。

【００５７】図８において７１は電子放出素子を基板上
に作製した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定し
たリアプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光膜
８４とメタルバック８５等が形成されたフェースプレー
ト、８２は支持枠、８１はリアプレートであり、これら
部材によって外囲器８８が構成される。図８において７
４は図１における電子放出部に相当する。７２、７３は
表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続された
Ｘ方向配線及びＹ方向配線である。

【００５８】外囲器８８は、上述の如くフェースプレー
ト８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成したが、
リアプレート８１は主に電子源基板７１の強度を補強す
る目的で設けられるため、電子源基板７１自体で十分な
強度を持つ場合は別体のリアプレート８１は不要であ
り、電子源基板７１に直接支持枠８２を設け、フェース
プレート８６、支持枠８２、電子源基板７１にて外囲器
８８を構成しても良い。

【００５９】図９中９２は蛍光体である。蛍光体９２は
モノクロームの場合は蛍光体のみからなるが、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リクスなどと呼ばれる黒色導電材
９１と蛍光体９２とで構成される。ブラックストライ
プ、ブラックマトリク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９２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８４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。

【００６０】ガラス基板９３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。また蛍光膜８４（図８）の内面側には通常メタル
バック８５（図８）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フェースプレート
８６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加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Ａｌ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８６に
は、更に蛍光膜８４の導電性を高めるため蛍光膜８４の
外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００６１】外囲器８８は不図示の排気管を通じ、１０
^-7ｔｏｒｒ程度の真空度にされ、封止される。また外囲
器８８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８８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８８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、例えば１×１０^-5ｔｏｒｒ乃至１×１
０^-7ｔｏｒｒの真空度を維持するものである。尚、表面
伝導型電子放出素子のフォーミング以降の工程は適宜設
定される。

【００６２】次に、単純マトリクス配置型基板を有する
電子源を用いて構成した画像形成装置を、ＮＴＳＣ方式
のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆
動回路の概略構成を図１０のブロック図を用いて説明す
る。１０１は前記表示パネルであり、１０２は走査回
路、１０３は制御回路、１０４はシフトレジスタ、１０
５はラインメモリ、１０６は同期信号分離回路、１０７
は変調信号発生器、ＶｘおよびＶａは直流電圧源であ
る。

【００６３】以下、各部の機能を説明するがまず表示パ
ネル１０１は端子Ｄｏｘ１ないしＤｏｘｍおよび端子Ｄ
ｏｙ１ないしＤｏｙｎおよび高圧端子Ｈｖを介して外部
の電気回路と接続している。このうち端子Ｄｏｘ１ない
しＤｏｘｍには前記表示パネル内に設けられている電子
源、すなわちＭ行Ｎ列の行列状にマトリクス配線された
表面伝導型電子放出素子群を一行（Ｎ素子）ずつ順次駆
動してゆく為の走査信号が印加される。

【００６４】一方、端子Ｄｙ１ないしＤｙｎには前記走
査信号により選択された一行の表面伝導型電子放出素子
の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印
加される。また高圧端子Ｈｖには直流電圧源Ｖａより、
例えば１０Ｋ［Ｖ］の直流電圧が供給されるが、これは
表面伝導型電子放出素子より出力される電子ビームに蛍
光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加
速電圧である。

【００６５】次に走査回路１０２について説明する。同
回路は内部にＭ個のスイッチング素子を備えるもので
（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示している）、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］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表
示パネル１０１の端子Ｄｘ１ないしＤｘｍと電気的に接
続するものである。Ｓ１ないしＳｍの各スイッチング素
子は制御回路１０３が出力する制御信号Ｔｓｃａｎに基
づいて動作するものであるが実際には例えばＦＥＴのよ
うなスイッチング素子を組み合わせて構成することが可
能である。

【００６６】尚、前記直流電圧源Ｖｘは前記表面伝導型
電子放出素子の特性（電子放出しきい値電圧）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
しきい値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう
設定されている。

【００６７】また制御回路１０３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。次に説明する
同期信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔｓｙｎ
ｃに基づいて各部に対してＴｓｃａｎ、Ｔｓｆｔおよび
Ｔｍｒｙの各制御信号を発生する。

【００６８】同期信号分離回路１０６は外部から入力さ
れるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から同期信号成分と輝度
信号成分とを分離する為の回路で周波数分離（フィルタ
ー）回路を用いれば構成できるものである。同期信号分
離回路１０６により分離された同期信号は良く知られる
ように垂直同期信号と水平同期信号より成るが、ここで
は説明の便宜上Ｔｓｙｎｃ信号として図示した。一方、
前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分を便
宜上ＤＡＴＡ信号と表すが同信号はシフトレジスタ１０
４に入力される。

【００６９】シフトレジスタ１０４は時系列的にシリア
ルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を画像の１ライン毎に
シリアル／パラレル変換するためのもので前記制御回路
１０３より送られる制御信号Ｔｓｆｔに基づいて動作す
る。（すなわち制御信号Ｔｓｆｔは、シフトレジスタ１
０４のシフトクロックであると言い換えても良い。）シ
リアル／パラレル変換された画像１ライン分（電子放出
素子Ｎ素子分の駆動データに相当する）のデータはＩｄ
１乃至ＩｄｎのＮ個の並列信号として前記シフトレジス
タ１０４より出力される。

【００７０】ラインメモリ１０５は画像１ライン分のデ
ータを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であり、
制御回路１０３より送られる制御信号Ｔｍｒｙにしたが
って適宜Ｉｄ１ないしＩｄｎの内容を記憶する。記憶さ
れた内容はＩｄ１ないしＩｄｎとして出力され変調信号
発生器１０７に入力される。

【００７１】変調信号発生器１０７は前記画像データＩ
ｄ１ないしＩｄｎの各々に応じて表面伝導型電子放出素
子の各々を適切に駆動変調する為の信号源で、その出力
信号は端子Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎを通じて表示パネル
１０１内の表面伝導型電子放出素子に印加される。

【００７２】前述したように本発明に関わる電子放出素
子は放出電流Ｉｅに対して以下の基本特性を有してい
る。すなわち前述したように電子放出には明確なしきい
値電圧Ｖｔｈがあり、Ｖｔｈ以上の電圧を印加された時
のみ電子放出が生じる。また電子放出しきい値以上の電
圧に対しては素子への印加電圧の変化に応じて放出電流
も変化してゆく。尚、電子放出素子の材料や構成、製造
方法を変えることにより電子放出しきい値電圧Ｖｔｈの
値や印加電圧に対する放出電流の変化の度合いが変わる
場合もあるが、いずれにしても以下のようなことがいえ
る。

【００７３】すなわち、本素子にパルス状の電圧を印加
する場合、例えば電子放出閾値以下の電圧を印加しても
電子放出は生じないが電子放出閾値以上の電圧を印加す
る場合には電子ビームが出力される。その際、第一には
パルスの波高値Ｖｍを変化させることにより出力電子ビ
ームの強度を制御することが可能である。第二には、パ
ルスの幅Ｐｗを変化させることにより出力される電子ビ
ームの電荷の総量を制御することが可能である。したが
って、入力信号に応じて電子放出素子を変調する方式と
しては、電圧変調方式、パルス幅変調方式等があげら
れ、電圧変調方式を実施するには変調信号発生器１０７
としては一定の長さの電圧パルスを発生するが入力され
るデータに応じて適宜パルスの波高値を変調するような
電圧変調方式の回路を用いる。

【００７４】またパルス幅変調方式を実施するには変調
信号発生器１０７としては、一定の波高値の電圧パルス
を発生するが入力されるデータに応じて適宜電圧パルス
の幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いる
ものである。

【００７５】以上に説明した一連の動作により本発明の
画像表示装置は表示パネル１０１を用いてテレビジョン
の表示を行なえる。尚、上記説明中特に記載しなかった
がシフトレジスタ１０４やラインメモリ１０５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差し支え
なく、要は画像信号のシリアル／パラレル変換や記憶が
所定の速度で行なわれればよい。

【００７６】デジタル信号式を用いる場合には同期信号
分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化す
る必要があるが、これは１０６の出力部にＡ／Ｄ変換器
を備えれば可能である。また、これと関連してラインメ
モリ１０５の出力信号がデジタル信号かアナログ信号か
により、変調信号発生器１０７に用いられる回路が若干
異なったものとなる。

【００７７】まずデジタル信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１０７には、例
えばよく知られるＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて
増幅回路などを付け加えればよい。またパルス幅変調方
式の場合、変調信号発生器１０７は、例えば高速の発振
器および発振器の出力する波数を計数する計数器（カウ
ンタ）および計数器の出力値と前記メモリの出力値を比
較する比較器（コンパレータ）を組み合せた回路を用い
ることにより構成できる。必要に応じて比較器の出力す
るパルス幅変調された変調信号を表面伝導型電子放出素
子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付け加
えてもよい。

【００７８】次にアナログ信号の場合について述べる。
電圧変調方式においては変調信号発生器１０７には、例
えばよく知られるオペアンプなどを用いた増幅回路を用
いればよく、必要に応じてレベルシフト回路などを付け
加えてもよい。パルス幅変調方式の場合には例えばよく
知られた電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を用いればよ
く、必要に応じて表面伝導型電子放出素子の駆動電圧に
まで電圧増幅するための増幅器を付け加えてもよい。

【００７９】以上のように完成した画像表示装置におい
て、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｏｘ１ないしＤ
ｏｘｍ、Ｄｏｙ１ないしＤｏｙｎ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８５、あるいは透明電極（不図示）に高圧を
印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜８４に衝突させ、
励起・発光させることで画像を表示することができる。

【００８０】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、画像形成装置の用途に適するよう
適宜選択する。また、入力信号例として、ＮＴＳＣ方式
をあげたが、これに限るものでなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡ
Ｍ方式などの諸方式でもよく、また、これよりも、多数
の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をは
じめとする高品位ＴＶ）方式でもよい。

【００８１】次に、前述のはしご型配置電子源基板及び
それを用いた画像表示装置について図１１、図１２によ
り説明する。図１１において、１１０は電子源基板、１
１１は電子放出素子、１１２のＤｘ１〜Ｄｘ１０は前記
電子放出素子に接続する共通配線である。電子放出素子
１１１は、基板１１０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しきい値以上の
電圧を、電子ビームを放出させない素子行には電子放出
しきい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Ｄｘ２、Ｄｘ３を
同一配線とするようにしても良い。

【００８２】図１２ははしご型配置の電子源を備えた画
像形成装置の構造を示すための図である。１２０はグリ
ッド電極、１２１は電子が通過するための空孔、１２２
は、Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２・・・Ｄｏｘｍよりなる容器外
端子、１２３はグリッド電極１２０と接続されたＧ１、
Ｇ２、・・・Ｇｎからなる容器外端子、１１０は前述の
ように各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源基
板である。尚、図８、１１と同一の符号は同一の部材を
示す。前述の単純マトリクス配置の画像形成装置（図
８）との違いは、電子源基板１１０とフェースプレート
８６の間にグリッド電極１２０を備えていることであ
る。

【００８３】基板１１０とフェースプレート８６の中間
には、グリッド電極１２０が設けられている。グリッド
電極１２０は、表面伝導型放出素子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
形の開口１２１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１２のようなものでなくともよく、
開口としてメッシュ状に多数の通過口をもうけることも
あり、また例えば表面伝導型放出素子の周囲や近傍に設
けてもよい。

【００８４】容器外端子１２２およびグリッド容器外端
子１２３は、不図示の制御回路と電気的に接続されてい
る。

【００８５】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。

【００８６】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、コンピューター
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。さらには感光性ドラム等で構成された光プリンタ
ーとしての画像形成装置としても用いることもできる。
また電子放出素子として表面伝導型電子放出素子ばかり
でなく、ＭＩＭ型電子放出素子、電界放出型電子放出素
子等の冷陰極電子源にも適用可能である、更には熱電子
源による画像表示装置にも適用することができる。

【００８７】

【実施例】以下実施例に基づいて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明がこれらによって何等限定されるも
のではない。

【００８８】実施例１ 実施例１にはフリットガラス粉末として結晶性のもので
３２５メッシュパスの粒径のものを、またフィラーとし
て同じく３２５メッシュパスの粒径のものを用いた本発
明の細粒化フリットガラスの塗布方式の１例を示す。フ
リットガラスには市販されている日本電気硝子（株）社
製の結晶性フリットガラスであるＬＳ−７１０５と同成
分のフリットガラス粉末及びフィラーを、更に細粒化し
３２５メッシュのふるいによりより分け、重量比におい
て７０：３０で混合し、平均粒径３．５μｍとしたもの
を用いた。フリットガラスは塗布時の作業性を考え、テ
ルピネオールの溶剤にアクリル系樹脂のバインダーを溶
かしたビークルと混合してフリットガラスペーストとし
た。このフリットペーストを青板ガラス（ソーダライム
ガラス）上に、ディスペンサフリット塗布装置を用いて
塗布した。このときディスペンサのノズルは内径φ２０
０μｍのものを用い、ペースト吐出圧力を１．０ｋｇｆ
／ｃｍ² 、ギャップ距離を７０μｍとし、ノズル送り速
度は１２ｍｍ／ｓとした。塗布後１２０℃において乾燥
し、電気炉において最高温度３５０〜３８０℃で仮焼成
し、続いて最高温度４００〜４５０℃において焼成を行
った。尚仮焼成はフリットペースト中の有機バインダを
分解、焼成するために行った。このようにして作製され
たフリットガラス焼成体は、フリット幅２５０〜２７０
μｍ、フリット高さ３０〜５０μｍとなり青板ガラス
（ソーダライムガラス）との固着強度も充分なものであ
った。

【００８９】実施例２ 実施例２にはフリットガラス粉末として非結晶性のもの
で３５０メッシュパスの粒径のものを、またフィラーと
して同じく３５０メッシュパスの粒径のものを用いた本
発明の細粒化フリットガラスの塗布方式の１例を示す。
フリットガラスには市販されている日本電気硝子（株）
社製の非結晶性フリットガラスであるＬＳ−３０８１と
同成分のフリットガラス粉末及びフィラーを、更に細粒
化し３５０メッシュのふるいによりより分け、重量比に
おいて９０：１０で混合し、平均粒径３．５μｍとした
ものを用いた。フリットガラスは塗布時の作業性を考
え、実施例１同様、テルピネオールの溶剤にアクリル系
樹脂のバインダーを溶かしたビークルと混合してフリッ
トガラスペーストとした。このフリットペーストを、青
板ガラス（ソーダライムガラス）上に施した幅３００μ
ｍの銀配線に、ディスペンサフリット塗布装置を用いて
塗布した。このときディスペンサのノズルは内径φ２０
０μｍのものを用い、ペースト吐出圧力を０．５ｋｇｆ
／ｃｍ² 、ギャップ距離を５０μｍとした。塗布後１２
０℃において乾燥し、同一箇所を再度、上記ノズルを用
いてペースト吐出圧力１．０ｋｇｆ／ｃｍ² 、ギャップ
距離２００μｍにおいて重ね塗布した。またノズル送り
速度は両塗布共１２ｍｍ／ｓとした。塗布後１２０℃に
おける乾燥を経た後、実施例１同様、電気炉において最
高温度３５０〜３８０℃で仮焼成を行い、続いて最高温
度４００〜４５０℃において焼成を行った。このように
して作製されたフリットガラス焼成体は、フリット幅２
５０〜２７０μｍ、フリット高さ１００〜１３０μｍと
なり、青板ガラス（ソーダライムガラス）上の銀配線と
の固着強度も充分なものであった。

【００９０】実施例３ 実施例３は本発明の細粒化フリットガラスの塗布方法を
前述のマトリックス型配置電子源を有する画像表示装置
に適用した例である。図１３は本実施例の画像表示装置
の一部を破断した斜視図であり、図１４は図１３に示し
た画像表示装置の要部断面図（Ａ−Ａ’断面の一部）で
ある。図１３は基本的には図８と同じであるが、前述の
電子源基板７１を補強するリアプレート８１がないこ
と、およびスペーサ８９を有することが図８と大きく異
る。構造の共通部分については同一符号を付した。図１
３、１４において８９は青板ガラスを研磨加工して数百
μｍの厚さとしたスペーサ、８０、９０はフリットガラ
ス、７１は青板ガラスを材料とし、Ｘ方向配線７２等を
配した電子源基板、８６は青板ガラス基板８３，蛍光体
８４，及びメタルバック８５から成るフェースプレー
ト、８２は支持枠である。

【００９１】スペーサ８９の固定には画像表示装置作製
工程上の理由で、異るフリットガラスを用いた。すなわ
ち、フェースプレート８６のメタルバック８５とスペー
サ８９の固定には、実施例１で示した結晶性のフリット
ガラスを、電子源基板７１上のＸ方向配線７２とスペー
サ８９との固定には実施例２に示した非結晶性のフリッ
トガラスを用いた。以下に各フリットガラスの塗布方法
を具体的に説明する。

【００９２】フリットガラス９０においては実施例１に
示した３２５メッシュパスのフィラーを含有する結晶性
フリットガラスを実施例１同様、テルピネオールの溶剤
にアクリル系樹脂のバインダーを溶かしたビークルと混
合してフリットガラスペーストとし、ディスペンサフリ
ット塗布装置を用いてフェースプレート８６上の所望の
位置に、１２０℃の乾燥をはさみ２度重ね塗布した。ノ
ズル内径はφ２００μｍのものを使用し、塗布条件は１
層目、ペースト吐出圧力１ｋｇｆ／ｃｍ² 、ギャップ距
離７０μｍ、２層目においては、ペースト吐出圧力２ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 、ギャップ距離２００μｍとし、ノズルの
送り速度は両塗布とも１２ｍｍ／ｓとした。

【００９３】フリットガラス８０においては実施例２に
示した３５０メッシュパスのフィラーを含有する非結晶
性フリットガラスを上記同様ペースト状とし、ディスペ
ンサフリット塗布装置を用いて電子源基板７１上の３０
０μｍ幅の配線７２上に１２０℃の乾燥をはさみ２度重
ね塗布した。ノズル内径はφ２００μｍのものを使用
し、塗布条件は１層目、ペースト吐出圧力０．５ｋｇｆ
／ｃｍ² 、ギャップ距離５０μｍ、２層目においては、
ペースト吐出圧力１ｋｇｆ／ｃｍ² 、ギャップ距離２０
０μｍとし、ノズルの送り速度は両塗布とも１２ｍｍ／
ｓとした。

【００９４】尚、フリットガラス９０及び８０の塗布に
おいては、ギャップ距離を安定保持させるためあらかじ
め塗布面であるフェースプレート８６及び配線７２上の
塗布部分のうねりを接触式センサにおいて測定し塗布装
置にフィードバックをかけ精密に制御する機構を設け塗
布を行った。このように塗布したフリットガラスを最高
温度３２０〜３８０℃において仮焼成を行い、４００〜
４５０℃において焼成し焼成体とした。その結果、フリ
ットガラス８０及び９０においてフリット幅２５０〜２
７０μｍ、フリット高さ１００〜１３０μｍのフリット
ガラス焼成体が得られスペーサとの固着強度も充分なも
のが得られた。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により次の
ような効果が得られた。 （１）前記細粒化フリットガラスと内径１５０〜６００
μｍの精密ノズルを組み合わせ用いることにより２００
〜１０００μｍ幅でのフリット塗布が可能となり、また
重ね塗りをすることで３０〜１０００μｍの範囲でフリ
ット高さを調整することが可能となった。 （２）ディスペンサーと被塗布部材との相対位置を三次
元的に精密に制御する機構を設けることで広範囲に及ぶ
安定したフリット塗布が可能となった。 （３）上記（１）（２）により、本発明の方法を画像表
示装置に適用すると、前面板及び背面板内で蛍光面及び
電子源の邪魔にならない位置に数百μｍ程度の幅の細い
スペーサを高精度で配置するための微細フリット塗布が
可能となり、また重ね塗りによりスペーサ固着部での充
分な機械的強度も得ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法が適用できる画像表示装置の基本
的な表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的平面図
（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図２】本発明の方法が適用できる画像表示装置の基本
的な垂直型表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的
図である。

【図３】表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を説
明する図である。

【図４】通電フォーミングの電圧波形の一例を示す図で
ある。

【図５】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６】電子放出特性の１例を示す線グラフである。

【図７】単純マトリクス配置の電子源を示す模式的説明
図である。

【図８】画像形成装置の概略構成を示す模式的説明図で
ある。

【図９】蛍光膜の構成を示す模式的平面図である。

【図１０】ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行
なうための駆動回路の概略構成を示すブロック図および
該回路を有する画像表示装置を示す図である。

【図１１】梯子配置の電子源を示す模式的平面図であ
る。

【図１２】画像形成装置の概略構成を示す模式的斜視図
である。

【図１３】本発明の方法が適用された画像表示装置の構
成を示す一部破断斜視図である。

【図１４】本発明の方法が適用された画像表示装置（図
１３）の１部を示す模式的断面図である。

【図１５】従来の表面伝導型電子放出素子の構成を示す
模式的平面図である。

【符号の説明】

１ （電子源）基板 ２ 素子電極 ３ 素子電極 ４ 導電性薄膜 ５ 電子放出部 ２１ 段差形成部 ５０ 素子電流Ｉｆを測定するための電流計 ５１ 電子放出素子に素子電圧を印加するための電源 ５２ 放出電流Ｉｅを測定するための電流計 ５３ アノード電極に電圧を印加するための高圧電源 ５４ 放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード電極 ５５ 真空装置 ５６ 排気ポンプ ７１ 電子源基板 ７２ Ｘ方向配線 ７３ Ｙ方向配線 ７４ 表面伝導型電子放出素子 ７５ 結線 ８０ フリットガラス ８１ リアプレート ８２ 支持枠 ８３ ガラス基板 ８４ 蛍光膜（体） ８５ メタルバック ８６ フェースプレート ８７ 高圧端子 ８８ 外囲器 ８９ スペーサ ９０ フリットガラス ９１ 黒色導電材 ９２ 蛍光体 １０１ 表示パネル １０２ 走査回路 １０３ 制御回路 １０４ シフトレジスタ １０５ ラインメモリ １０６ 同期信号分離回路 １０７ 変調信号発生器、Ｖｘ及びＶａ：直流電圧源 １１０ 電子源基板 １１１ 電子放出素子 １１２ （Ｄｘ１〜Ｄｘ１０）共通配線 １２０ グリッド電極 １２１ 空孔 １２２ Ｄｏｘ１、Ｄｏｘ２・・・Ｄｏｘｍからなる
容器外端子 １２３ Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎからなる容器外端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０９Ｆ 9/30 ３２０ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３２０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰｂＯ、Ｂ₂ Ｏ₃ を主成分とする非結晶
   性フリットガラス粉末と、ＳｎＯ₂ 、ＰｂＯ・ＴｉＯ₂
   を材料とするフィラーとから成る混合粉末を、最大粒径
   が３５０メッシュ以下で平均粒径が３．４μｍに細粒化
   し作製した細粒化フリットガラス及びビークルを含むペ
   ーストを用い、ノズルの内径が１５０μｍから６００μ
   ｍの範囲のディスペンサーを有する吐出装置により塗布
   することを特徴とするフリットガラスの塗布方法。
2. 【請求項２】 ＰｂＯ、Ｂ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯを主成分とす
   る結晶性フリットガラス粉末と、ＺｒＯ₂ ・ＳｉＯ₂ を
   材料とするフィラーとから成る混合粉末を、最大粒径が
   ３２５メッシュ以下で平均粒径が３．８μｍに細粒化し
   作製した細粒化フリットガラス及びビークルを含むペー
   ストを用い、ノズルの内径が１５０μｍから６００μｍ
   の範囲のディスペンサーを有する吐出装置により塗布す
   ることを特徴とするフリットガラスの塗布方法。
3. 【請求項３】 該ディスペンサーと被塗布部材との相対
   位置を三次元的に精密に制御する機構を設けて塗布する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の塗布方法。
4. 【請求項４】 フリットを所望の高さに塗布するため同
   一箇所において複数回の重ね塗りを行うことを特徴とす
   る請求項１、２又は３記載の塗布方法。
5. 【請求項５】 電子放出素子を搭載した背面板と、前記
   背面板と対向して配置されると共に前記放出素子から放
   出される電子線の照射により画像が形成される画像形成
   部材を搭載した前面板と、前記背面板と前記前面板の間
   にあって前記背面板及び前記前面板の周縁を包囲する支
   持枠と、前記背面板と前記前面板を大気圧に対して保持
   したスペーサとを少なくとも有する画像表示装置におい
   て、前記スペーサの固定に請求項１ないし４のいずれか
   に記載の細粒化フリットガラスの塗布方法を用いたこと
   を特徴とする画像表示装置。