KR20040098565A

KR20040098565A - 화상형성장치

Info

Publication number: KR20040098565A
Application number: KR1020040033749A
Authority: KR
Inventors: 안도요이치; 타카마츠오사무; 히로이케타로; 하야마아키라
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2004-11-20
Also published as: US7449828B2; EP1478006B1; US20040227453A1; US20070018560A1; CN100428395C; CN1551285A; DE602004026661D1; EP1478006A3; KR100626731B1; EP1478006A2; US7138758B2

Abstract

본 발명은, 고저항막으로 피복된 판형상 스페이서를 이용해서 스페이서에의 대전방지를 도모하기 위해, 인접하는 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 불규칙한 어긋남을 방지하는 동시에, 스페이서의 설치위치의 약간의 어긋남에도 불구하고 인접하는 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 도달위치의 위치어긋남을 억제할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 이를 위해, 스페이서를 행방향 배선을 따라 배치하고, 고저항막을 메탈백과 행방향 배선에 접촉시켜서 전기적으로 접속하는 한편, 스페이서의 고저항막과 행방향 배선과의 접촉부를 소정의 간격으로 설치한다.

Description

화상형성장치{IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면, 표시패널에 이용되는 화상형성장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 복수의 전자방출소자를 지닌 제 1기판과, 해당 제 1기판에 대향해서 배치된 제 2기판과의 사이에 스페이서를 포함하는 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자원쪽상의 제 1기판과, 표시면쪽상의 제 2기판을 서로 거리를 두고 대향 배치한 화상형성장치에서는, 필요한 내대기압성을 얻기 위해 제 1기판과 제 2기판사이에 절연재료로 이루어진 스페이서를 샌드위치시키고 있다. 그러나, 이 스페이서가 대전해서, 해당 스페이서 근방의 전자궤도에 영향을 미치므로, 발광위치의 어긋남을 일으킨다고 하는 문제가 있다. 이것은, 예를 들면, 스페이서 근방의 화소의 발광강도 저하나 색번짐 등의 화상열화의 원인으로 된다.

종래, 상기 스페이서의 대전방지를 위해, 고저항막으로 피복된 스페이서를 이용하는 것이 알려져 있다.

구체적으로는, 고저항막으로 피복된 판형상의 스페이서를, 제 1기판상의 배선을 따라서 배치해서, 고저항막이 이 배선과 제 2기판상의 전극에 도전성의 접착제에 의해서 직접 접속되는 화상형성장치가 알려져 있다. 또한, 이 고저항막으로 피복된 스페이서의 상하에 스페이서 전극을 설치해 두어서, 해당 고저항막이, 이 스페이서 전극을 통해서 배선과 전극을 접촉하도록 구성된 화상형성장치가 알려져 있다(미국 특허 제 5,760,538호, 일본국 공개특허 평 8-180821호 공보 참조).

또, 고저항막으로 피복된 스페이서의 제 1기판쪽과 제 2기판쪽에 각각 도전성의 중간층(스페이서 전극)을 설치하고, 이것을 전자빔 궤도를 제어하기 위한 전극으로서 작용시키는 것도 제안되어 있다(미국 특허 제 6,184,619호, 일본국 공개특허 평 10-334834호 공보 참조).

그러나, 일본국 공개특허 평 8-180821호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 고저항막으로 피복된 스페이서의 상하에 스페이서 전극을 설치해 놓고, 해당 고저항막을, 이 스페이서전극을 통해서 제 1기판상의 배선과 제 2기판상의 전극에 접속한 화상형성장치에 있어서는, 스페이서 전극 부분 근방에 전계가 분포한다. 이 전계는, 스페이서의 길이방향에 거의 균일하게 분포하지만, 스페이서가 배치되어 있지 않은 경우에 비해서 고강도로 발생하므로, 스페이서를 배치한 경우, 미스얼라인먼트(misalignment)가 발생하면, 인접하는 전자방출소자로부터 방사되는 전자빔의 도달위치가 크게 변화되기 쉽고, 또한, 이 스페이서 전극이 방전을 일으키므로, 화상의 품위를 크게 열화시키는 것을 알게 되었다. 이 열화에 대처하기 위해서, 스페이서의 측면에 스페이서 전극이 노출하지 않도록 하거나, 스페이서를 고정밀도로 설치하지 않으면 안되어, 이들 방법의 어느 것도 비용증가의 원인으로 된다.

일본국 공개특허 평 10-334834호 공보에 기재된 화상형성장치에 있어서는, 중간층(스페이서 전극)을 스페이서의 측면에 노출시키고 있으므로, 일본국 공개특허 평 8-180821호 공보에 있어서의 스페이서 전극이 스페이서의 측면에 노출하고 있는 경우와 마찬가지로, 스페이서의 얼라인먼트 정밀도를 높게 유지하지 않는 한 의도한 제어를 행할 수 없게 되므로, 비용증가를 피할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또, 예를 들면, 화소피치를 감소시킨 경우, 전자빔의 방출위치가 스페이서에 접근하게 되고, 그 결과, 대응하는 형상을 지닌 새로운 스페이서 전극을 설계할 필요가 있어, 비용증가의 원인으로 된다.

본 발명의 목적은, 고저항막으로 피복된 판형상 스페이서를 이용함으로써 스페이서의 대전을 방지하기 위해, 인접하는 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 불규칙한 위치어긋남을 방지하는 동시에, 스페이서의 설치위치의 다소의 위치어긋남에도 불구하고, 인접하는 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 도달위치의 어긋남을 억제하는 데 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 동일 구성을 지닌 스페이서를 각종 장치의 형태에 적응시킬 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 복수의 전자방출소자 및 해당 복수의 전자방출소자를 구동하기 위한 배선을 지닌 제 1기판; 해당 제 1기판에 대향배치되어, 상기 배선보다도 고전위로 설정된 도전성 부재를 지닌 제 2기판; 상기 제 1기판과 제 2기판사이에, 상기 배선을 따라 배치되어, 상기 배선과 도전성 부재에 전기적으로 접속된, 상기 배선보다도 높은 저항의 막(고저항막)으로 피복된 판형상의 스페이서를 지닌 화상형성장치에 있어서, 상기 막과 상기 배선과의 전기적 접촉부가 상기 배선을 따라서 소정의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치를 제공한다. 여기서, 판형상이란, 바람직하게는, 스페이서와 배선과의 사이에서, 이산적인 접촉을 하는 데 충분한 길이를 지닌 판형상을 의미하며, 충분한 길이란, 서로 인접한 전자방출소자사이의 간격(소자 피치)과 동등 혹은 그것이상의 길이를 의미한다. 핀형상 스페이서의 예로서는, 소자간 피치보다도 긴 길이를 지닌 직사각형 스페이서를 들 수 있다.

본 발명은, 스페이서의 고저항막과 제 1기판상의 배선의 접촉위치와 비접촉위치를 적극적으로 제어함으로써, 스페이서 표면의 불규칙한 전위분포의 발생을 방지해서, 인접하는 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 도달위치를 제어하기 쉽게 하는 것을 목표로 하고 있다.

이하, 본 발명의 동작을, 본 발명에 의한 구성을 이용하지 않은 경우, 즉, 스페이서의 고저항막과 제 1기판상의 배선과의 접촉위치와 비접촉위치가 제어되지 않은 경우에 대해서 설명한다.

본 발명자들은, 고저항막을 제 1기판상의 배선과 제 2기판상의 전극에 직접 압접시킨 화상형성장치에 관해서는, 스페이서의 대전이 충분히 방지되지 않고, 스페이서 표면상의 전위분포가 의도하지 않은 분포상태를 나타낼 경우가 있는 것을 새롭게 발견하였다.

상기 현상이 일어나는 원인은, 표시장치의 제조공정에 의존하는 부분이 많고, 의존한다고 해도, 스페이서의 고저항막과 배선 혹은 전극과의 접촉이 연속적이지 않아, 부분적으로 접촉하지 않는 부분이 발생하여, 충분한 전기적 접속을 얻을 수 없는 것을 발견하였다. 보다 구체적으로는, 제 1기판상의 배선과 제 2기판상의 전극에 예기치 않은 왜곡 등이 일어나고 있는 경우나, 상기 배선과 전극상에 이물이 존재할 경우, 또 배선이나 전극에 의도하지 않은 깔쭉깔쭉함이 생기고 있는 경우가 있다. 특히, 저렴한 제조방법으로 형성된 배선의 표면 형상은, 부분적으로 다른 경우가 있으므로, 상기 전기적 접속불량이 발생하기 쉽다.

상기와 같은 경우, 스페이서의 대전이 충분하게 해결되지 않을 뿐만 아니라, 스페이서 표면의 전위 분포에 불규칙한 변화가 생겨, 전자빔 궤도가 설계한 대로 되지 않는다고 하는 결점이 생긴다. 또, 전자빔은 제 1기판으로부터 제 2기판을향해서 가속되므로, 그 궤도변화는, 제 2기판쪽보다도, 제 1기판쪽에서의 편향력에 의한 영향이 현저하게 나타난다.

제 1기판쪽에서의 스페이서의 표면의 전위분포에 기인한 전자빔의 편향에 대해서, 도 21A 및 도 21B를 참조해서 구체적으로 설명한다.

도 21A는, 고저항막으로 피복된 판형상의 스페이서를 제 1기판상의 배선을 따라서 배치시킨 때에, 고저항막과 배선사이가 의도하지 않은 부분접촉으로 된 경우의 스페이서 표면의 전위분포를 표시한 도면이고, 도 21B는 도 21A의 등가회로를 표시한 도면이다.

도 21A 및 도 21B에 표시한 바와 같이, C점과 A점사이의 저항을 R₁이라고 하면, 비접촉부인 B점과 대응하는 D점사이의 저항은 R₁과 동일하게 되므로, B점에서의 전위는, R₂(접촉부인 A점과 B점사이의 저항)에 의한 전압강하에 의해 A점에서의 전위보다도 높게 된다. 따라서, B점 근방의 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 궤도는, A점 근방의 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 궤도와는 거동이 다르다. 그 결과, C점에서의 화상이 D점에서의 화상과 다르게 된다(화상이 왜곡됨).

이것에 대해서, 본 발명은, 스페이서의 고저항막과 제 1기판상의 배선의 접촉위치와 비접촉위치를 적극적으로 제어함으로써, 스페이서 표면의 불규칙한 전위분포의 발생을 방지해서, 인접하는 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔의 도달위치를 제어하기 쉽게 하는 것을 목표로 하고 있다.

단, 본 발명에 있어서, 스페이서의 고저항막과 제 1기판상의 배선의 접촉위치와 비접촉위치를 적극적으로 제어한다는 것은, 구체적으로는, 스페이서와 배선간의 접촉부의 형상을 제어함으로써, 접촉위치와 비접촉위치를 제어한다는 것이다. 따라서, 스페이서 표면상의 전위분포를 적극적으로 제어하여, 소망의 전자빔의 도달위치를 얻기 쉬운 전계를 얻도록 하는 것이다.

상기 스페이서와 배선간의 접촉부의 형상을 제어하는 구체적인 형태로서는, 스페이서의 배선쪽 표면상의 요철부분을 형성하는 방법과, 배선에 요철부분을 형성하는 방법이 있다. 배선에 요철부분을 형성하는 방법으로서는, 배선의 밑에 패드부재(기재(base))를 설치하고, 이것에 의해서 부분적으로 배선을 돌출시키는 방법과, 배선상에 도전성의 볼록부를 형성하는 방법이 있다. 이들 방법에 의해, 제조방법에 의존하는 형상의 편차(표면의 거칠기, 부분적인 돌기 등)이상의 높이를 지닌 요철부를 적극적으로 형성해서, 적극적으로 접촉부의 위치와 비접촉부의 위치를 제어하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명은, 스페이서와 배선과의 접촉을 전면적으로 행하지 않고, 적극적으로 제어해서 부분 접촉시킴으로써, 스페이서 표면에 제어된 등전위면을 형성한다고 하는 발상의 전환에 의거한 것이다.

제어된 등전위면의 바람직한 형태는, 등전위면이 전자방출소자에 대응한 주기성을 지니는 것이다. 이것을 실현하는 일례로서는, 스페이서의 고저항막과 배선의 접촉개소간 피치에 주기성을 지니게 하는 것을 들 수 있다. 이 접촉개소간의 피치는, 전자방출소자간의 피치의 정수배 등의 주기성을 지닌 것이 바람직하다. 단, 접촉부간의 각 피치가, 반드시 개개의 전자방출소자간 피치에 대응하는 주기성을 지니지 않아도 된다. 예를 들면, 형광체의 RGB로 형성되는 1화소분의 전자방출소자를 1단위로 해서, 접촉부간의 피치가, 이 1단위간 피치를 1주기로 한 주기성을 지니는 것으로 하는 것도 가능하다. 또, 반드시 개개의 접촉개소간의 간격이 주기성을 지닐 필요는 없고, 상술한 바와 같이, 스페이서 근방의 등전위면이 제어되는 것이 중요하며, 등전위면의 주기성이 얻어지면, 충분히 바람직한 형태이다. 이와 같은 형태의 일례로서는, 접촉면적이 큰 개소 1개와, 접촉면적이 작은 개소가 복수 근접해서 통합되어 형성된 것과의 사이에 주기성이 있는 것을 들 수 있고, 이 경우도 등전위면에는 주기성이 얻어져, 바람직한 형태라고 말할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시형태예에 의한 화상형성장치로서 기능하는 표시패널을 표시한 절단 사시도

도 2는 본 발명의 제 1실시형태예에 의한 스페이서의 길이방향에 있어서의 표시패널을 표시한 부분단면도

도 3은 본 발명의 제 1실시형태예에 의한 스페이서의 고저항막과 행방향 배선과의 접촉부와 비접촉부를 표시한 설명도

도 4는 본 발명의 제 1실시형태예에 의한 스페이서에 직교하는 방향에 있어서의 표시패널을 표시한 부분단면도

도 5는 본 발명의 제 1실시형태예에 의한 전자빔의 궤도를 표시한 설명도

도 6은 본 발명의 제 1실시형태예에 의한 전자빔의 궤도를 표시한 설명도

도 7은 스페이서로부터 전자빔 도달위치까지의 거리와 오프셋과의 관계를 표시한 그래프

도 8은 스페이서로부터 전자빔 도달위치까지의 거리와 접촉면적과의 관계를 표시한 그래프

도 9는 오프셋과 접촉면적과의 관계를 표시한 그래프

도 10은 본 발명의 제 2실시형태예에 의한 스페이서의 길이방향에 있어서의화상형성장치를 표시한 부분단면도

도 11은 본 발명의 제 2실시형태예에 의한 스페이서의 고저항막과 행방향 배선과의 접촉부와 비접촉부를 표시한 설명도

도 12는 본 발명의 제 2실시형태예에 의한 스페이서에 직교하는 방향에 있어서의 화상형성장치를 표시한 부분단면도

도 13은 본 발명의 제 3실시형태예에 의한 스페이서에 직교하는 방향에 있어서의 화상형성장치를 표시한 부분단면도

도 14는 열방향 배선을 형성하지 않은 영역에 접촉점 형성용의 기재를 설치해서 행방향 배선에 볼록부를 형성한 구성을 표시한 평면도

도 15는 도 14의 선 15-15를 따라 취한 단면도

도 16A, 도 16B, 도 16C 및 도 16D는, 도 14 및 도 15에 표시한 구성의 형성공정을 표시한 설명도

도 17은 본 발명의 제 4실시형태예에 의한 스페이서에 직교하는 방향에 있어서의 화상형성장치를 표시한 부분단면도

도 18은 본 발명의 제 4실시형태예에 의한 전자빔의 궤도를 표시한 설명도

도 19는 본 발명의 제 5실시형태예에 의한 스페이서의 길이방향에 있어서의 화상형성장치를 표시한 부분단면도

도 20은 본 발명의 제 5실시형태예에 의한 스페이서에 직교하는 방향에 있어서의 화상형성장치를 표시한 부분단면도

도 21A 및 도 21B는 불규칙 접촉점에서 배선과 접촉한 경우의 스페이서를 표시한 설명도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 리어 플레이트 2: 페이스 플레이트

3: 스페이서 4: 측벽

5: 행방향 배선 6: 열방향 배선

7: 전극간 절연층 8: 전자방출소자

9: 전자원 기판 10: 형광막

11: 메탈백 12: 스페이서 고정블록

13: 기재 14: 고저항막

15: 접촉부 16: 비접촉부

17: 등전위선 18: 전자빔 궤도

19: 소정 조사위치 20: 등전위선

21: 도전성 기재부 22: 별도의 전극

23: 절연층 24: 콘택트홀

25: 소자전극 26: 소자전극

이하, 본 발명을, 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다.

(제 1실시형태예)

도 1은 본 발명의 제 1실시형태예에 의한 화상형성장치로서 기능하는 표시패널을 표시한 절단사시도이다. 도 2는 스페이서의 길이방향에 있어서의 표시패널을 표시한 부분단면도이다. 도 3은 스페이서의 고저항막과 행방향 배선과의 접촉부와 비접촉부를 표시한 설명도이다. 도 4는 스페이서에 직교하는 방향에 있어서의 표시패널을 표시한 부분단면도이다. 도 5 및 도 6은 각각 전자빔의 궤도를 표시한 설명도이다. 도 7은 스페이서로부터 전자빔 도달위치까지의 거리와 소자의 스페이서에 대한 오프셋과의 관계를 표시한 그래프이다. 도 8은 스페이서로부터 전자빔 도달위치까지의 거리와 스페이서와 배선간의 접촉면적과의 관계를 표시한 그래프이다. 도 9는 소자의 스페이서에 대한 오프셋과 스페이서와 배선간의 접촉면적과의 관계를 표시한 그래프이다.

도 1에 표시한 바와 같이, 본 실시형태예에 의한 표시패널은, 제 1기판으로서의 리어 플레이트(rear plate)(1)와, 제 2기판으로서의 페이스 플레이트(face plate)(2)를 서로에 대해 간격을 두고 대향시켜서, 양자사이에 판형상 스페이서(3)를 샌드위치시키는 동시에, 패널의 주위를 측벽(4)을 이용해서 밀봉하고, 그 내부를 진공분위기로 한다.

리어 플레이트(1)상에는, 행방향 배선(5), 열방향 배선(6), 전극간 절연층 (7)(도 2 및 도 4 참조) 및 전자방출소자(8)를 형성한 전자원 기판(9)이 고정되어 있다.

도시한 각 전자방출소자(8)는, 1쌍의 소자전극간에 전자방출영역을 지닌 도전성 박막이 접속된 표면전도형 전자방출소자이다. 본 실시형태예에 있어서, 표시패널은, 이 표면전도형 전자방출소자를 N ×M개 배치하고, 각각 등간격으로 형성한 M개의 행방향 배선(5)과 N개의 열방향 배선(6)으로 매트릭스 배선된 멀티전자원을 포함하고 있다. 또, 본 실시형태예에 있어서는, 행방향 배선(5)이 전극간 절연층(7)을 개재해서 열방향 배선(6)상에 위치하고 있고, 또한, 행방향 배선(5)에는 인출단자(Dx1) ~ (Dxm)를 개재해서 주사신호가 인가되고, 열방향 배선(6)에는 인출단자(Dy1) ~ (Dyn)를 개재해서 변조신호(화상신호)가 인가되는 것으로 되어 있다.

행방향 배선(5) 및 열방향 배선(6)에는 각종 도전성 재료를 도포할 수 있다. 예를 들면, 은페이스트를 이용할 수 있다. 또, 스크린인쇄법, 포토리소그라피법 및 금속을 도금에 의해 부착시키는 방법 등의 각종 방법을 배선형성방법에 적용하는 것도 가능하다.

페이스 플레이트(2)의 하부면(리어 플레이트(1)와의 대향면)에는, 형광막 (10)이 형성되어 있다. 본 실시형태예에 의한 표시패널은 컬러표시를 행하므로, 형광막(10)에는 적, 녹, 청의 3원색의 형광체가 개별적으로 도포되어 있다. 각 색의 형광체는, 형광막(10)에 예를 들면, 스트라이프 형상으로 도포되어 있다. 또, 각 색의 형광체의 스트라이프간에는 흑색의 도전체(블랙 스트라이프)가 설치되어 있다. 흑색의 도전체를 설치하는 목적은, 전자빔의 조사위치에 다소의 어긋남이 있어도 표시색에 어긋남이 생기지 않도록 하는 것, 외광의 반사를 방지해서 표시콘트라스트의 저하를 방지하는 것, 전자빔에 의해 초래되는 형광막의 차지업(charging up)을 방지하는 것 등이다. 흑색의 도전체로서는, 흑연을 주성분으로 한 재료를 이용하는 것이 가능하나, 상기의 목적에 적합한 것이면, 그 밖의 재료를 이용하는 것도 가능하다. 또, 3원색의 형광체의 개별의 도포에 대해서는, 상기 스트라이프 형상뿐만 아니라, 예를 들면, 델타형상 배열 등의 기타의 배열로 하는 것도 가능하다.

상기 형광막(10)의 표면에는, 페이스 플레이트(2)에 설치된 도전성 부재인 메탈백(metal back)(가속전극)(11)이 설치되어 있다. 이 메탈백(11)은, 전자방출소자(8)로부터 방출되는 전자를 가속해서 끌어올리기 위한 것으로, 고압단자(Hv)로부터 메탈백(11)에 고전압이 인가되어, 상기 행방향 배선(5)에 비해서 고전위로 규정되는 것으로 되어 있다. 본 실시형태예와 같은 표면전도형 전자방출소자를 이용한 표시패널의 경우, 통상, 행방향 배선(5)과 메탈백(11)간에는 5 내지 20kV정도의 전위차가 형성된다.

행방향 배선(5)상에는, 해당 행방향 배선(5)과 평행하게 판형상 스페이서(3)가 설치되어 있다. 이 스페이서(3)는, 행방향 배선(5)상에 놓여진 상태에서, 필요시 양단이 스페이서 고정블록(12)에 부착되어서 지지되어 있다. 스페이서 고정블록(12)을 이용해서 스페이서(3)를 고정함으로써, 전자의 운동에너지가 작고, 전자궤도가 전장의 영향을 받기 쉬운 전자방출소자(8) 근방의 전장의 교란을 작게 하는 것이 가능하다.

스페이서(3)는, 표시패널에 내대기압성을 지니게 하므로, 통상, 등간격으로 복수개 배치되어, 전자방출소자(8)와, 이 전자방출소자(8)를 구동하기 위한 행방향 배선(5) 및 열방향 배선(6)이 설치된 전자원기판(9)을 지니는 리어 플레이트(1)와, 형광막(10) 및 메탈백(11)이 설치된 페이스 플레이트(2)와의 사이에 샌드위치되어 있다. 또, 각 스페이서(3)의 상하면이 메탈백(11)과 행방향 배선(5)에 각각 압접되어 있다. 또, 리어 플레이트(1)와 페이스 플레이트(2)간의 둘레부에는, 측벽 (4)이 샌드위치되어 있고, 리어 플레이트(1)와 측벽(4)과의 접합부 및 페이스 플레이트(2)와 측벽(4)과의 접합부는, 각각 프릿 유리(frit glass) 등에 의해서 밀봉되어 있다.

또, 스페이서(3)에 대해서 더욱 설명하면, 스페이서(3)는, 리어 플레이트(1)쪽의 행방향 배선(5) 및 열방향 배선(6)과 페이스 플레이트(2)쪽의 메탈백(11)과의 사이에 인가되는 고전압에 견디는 절연성을 지니고, 또, 스페이서(3)의 표면에의 대전을 방지할 수 있는 정도의 도전성을 지닌다. 스페이서(3)는, 도 4에 표시한 바와 같이, 절연성 재료로 이루어진 기재(13)와, 그 기재(13)의 표면을 피복하는고저항막(14)으로 구성되어 있다.

스페이서(3)의 기재(13)의 구성재료로서는, 예를 들면, 석영유리, Na 등의 불순물 함유량을 감소시킨 유리, 소다석회유리, 알루미나 등의 세라믹스 등을 들 수 있다. 이 기재(13)의 구성재료의 열팽창률은, 전자원기판(9), 리어 플레이트 (1), 페이스 플레이트(2) 등의 구성재료의 열팽창률과 동일 또는 유사한 것이 바람직하다.

스페이서(3)의 표면을 피복하는 고저항막(14)에는, 고전위측으로 되는 메탈백(11)에 인가되는 가속전압(Va)을 고저항막(14)의 저항치로 나눈 전류가 흐름으로써, 스페이서(3)표면의 대전이 방지된다. 이 때문에, 고저항막(14)의 저항치는, 대전방지 및 소비전력억제의 관점으로부터 그 바람직한 범위로 설정된다. 고저항막(14)의 시트저항은, 대전방지의 관점으로부터, 10¹⁴Ω/squre이하가 바람직하고, 10¹²Ω/squre이하가 보다 바람직하고, 10¹¹Ω/squre이하가 가장 바람직하다. 고저항막(14)의 시트저항의 하한은, 스페이서(3)의 형상과 스페이서(3)에 인가되는 전압에 의해 좌우되나, 소비전력을 제어하기 위해, 고저항막(14)의 시트저항은, 10⁵Ω/squre이상인 것이 바람직하고, 10⁷Ω/squre이상이 더욱 바람직하다.

박막으로서 기능하는 고저항막(14)을 구성하는 재료의 표면에너지 및 기재 (13)와의 접촉성이나 기재(13)의 온도에 의해서도 다르나, 일반적으로 10nm이하의 두께를 지닌 박막은 섬형상으로 형성되고, 그 저항이 불안정하여 재현성이 부족하다. 한편, 막두께가 1㎛이상에서는 막응력이 크게 되어서 막은 찢어질 염려가 있고, 또 막형성시간이 길어지므로 생산성이 저하한다. 따라서, 기재(13)상에 형성하는 고저항막(14)의 두께는 10nm 내지 1㎛의 범위가 바람직하다. 보다 바람직하게는, 막두께는 50nm 내지 500nm이다. 시트저항은 ρ/t(ρ: 비저항, t: 두께)이므로, 상기 시트저항과 막두께의 바람직한 범위에 의거해서, 고저항막(14)의 비저항 ρ는 0.1Ω㎝ 내지 10⁸Ω㎝인 것이 바람직하다. 또, 시트저항과 막두께에 의해 바람직한 범위를 실현하기 위해서는, 비저항 ρ는 10²Ω㎝ 내지 10⁶Ω㎝로 하는 것이 바람직하다.

스페이서(3)는, 상기와 같이, 그 표면에 형성한 고저항막(14)에 전류가 흐르거나, 표시패널 전체가 동작중에 발열하면, 스페이서(3)의 온도가 상승한다. 고저항막(14)의 저항온도계수가 큰 음의 값이면, 온도가 상승한 때에 저항값이 감소하므로, 고저항막(14)에 흐르는 전류가 증가해서, 더욱 온도상승을 초래하게 된다. 그래서, 전류는 전원의 한계를 초월할 때까지 계속 증가한다. 이와 같은 전류의 폭주가 발생하는 저항온도계수의 값은, 경험적으로, 음의 값이어도, 그 절대값은 1%이상이다. 즉, 고저항막(14)의 저항온도계수는, -1%보다 큰 값인 것이 바람직하다.

고저항막(14)의 구성재료로서는, 예를 들면, 금속산화물을 이용하는 것이 가능하다. 금속산화물중에서도, 크롬산화물, 니켈산화물 또는 구리산화물이 바람직하다. 그 이유는, 이들 산화물은 2차전자방출효율이 비교적 작고, 전자방출소자 (8)로부터 방출된 전자가 스페이서(3)에 닿아도 대전하기 어렵다. 이들 금속산화물이외에도, 탄소는 2차전자방출효율이 작아, 바람직한 재료이다. 특히, 비정질 카본은 고저항이므로, 적절한 스페이서(3)의 표면저항을 얻기 쉽다. 또한, 금속, 금속산화물 등이 분산되어 있는 세라믹을 이용할 수도 있다.

고저항막(14)의 다른 구성재료로서는, 알루미늄과 전이금속과의 합금의 질화물은, 적합한 재료이다. 그 이유는, 전이금속의 조성을 조정함으로써, 양도체로부터 절연체까지의 넓은 범위내로 저항치를 제어할 수 있는 동시에, 표시패널의 제조공정에 있어서의 저항치의 변화가 적어, 저항치가 안정하기 때문이다. 전이금속원소로서는, Ti, Cr, Ta 등을 사용할 수 있다.

상기 합금질화물막은, 질소가스분위기를 이용한, 스퍼터링법, 전자빔증착법, 이온도금법, 이온어시스트증착법 등의 박막형성수법에 의해 형성하는 것이 가능하다. 상기 금속산화물막은, 산소가스분위기를 이용한 박막형성수법으로 형성하는 것이 가능하다. 그 밖에, CVD법, 알콕시드 도포법으로도 금속산화막을 형성하는 것이 가능하다. 카본막은, 증착법, 스퍼터링법, CVD법 또는 플라즈마 CVD법으로 제조되고, 특히 비정질 카본막은, 막형성중의 분위기에 수소가 포함되도록 하거나, 막형성 가스에 탄화 수소가스를 사용함으로써 얻는 것이 가능하다.

스페이서(3)는, 상기와 같이, 리어 플레이트(1)와 페이스 플레이트(2)사이에 샌드위치되어 있고, 그 스페이서(3)의 표면을 피복하고 있는 고저항막(14)은, 리어 플레이트(1)쪽의 배선(본 실시형태예에서는 행방향 배선(5))과, 페이스 플레이트 (2)쪽의 도전성 부재(본 실시형태예에서는 메탈백(11))에 압접되어, 각각 전기적으로 접속되어 있다. 특히, 도 2에 표시한 바와 같이, 열방향 배선(6)과 교차하는행방향 배선(5)의 교차부가 다른 개소에 비해서 열방향 배선(6)의 두께분만큼 페이스 플레이트(2)쪽으로 돌출하고 있으므로, 고저항막(14)과 행방향 배선(5)간의 전기적 접속은, 상기 교차부의 각각과 고저항막(14)이 접촉함으로써 행해진다. 즉, 도 3에 표시한 바와 같이, 열방향 배선(6)과 교차하는 행방향 배선(5)의 교차부가 접촉부(15)로 되고, 그것이외의 개소가 비접촉부(16)로 됨으로써, 고저항막(14)과 행방향 배선(5)의 전기적 접속은, 해당 교차부의 간격으로 행해지고 있다. 이 때의 스페이서(3)표면에 있어서의 리어 플레이트(1) 근방의 등전위선(17)을 개략적으로 도 2에 굵은 선으로 표시한다.

도 2에 표시되는 등전위선(17) 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비접촉부(16)에도 고저항막(14)이 존재하므로, 비접촉부(16) 근방의 전위가 상승한다. 이것은, 메탈백(11)으로부터 접촉부(15)에 흐르는 전류의 경로중, 비접촉부(16)를 개재하는 전류경로의 저항치의 쪽이, 비접촉부(16)를 개재하지 않는 전류경로(예를 들면, 접촉부(15)의 바로위쪽부분으로부터의 전류경로)의 저항치보다 크므로, 이 증가 저항치에 의한 전압강하분만큼 전위가 상승하기 때문에 생긴다.

또, 도 1 및 도 2에 표시한 바와 같이, 열방향 배선(6)은 등간격이므로, 상기 접촉부(15)와 비접촉부(16)는 등간격으로 형성되어 있고, 또한, 전자방출소자 (8)는, 도 1로부터 명백한 바와 같이, 행방향 배선(5)과 열방향 배선(6)사이에 있으므로, 스페이서(3)에 인접하는 전자방출소자(8)는 모두 비접촉부(16)에 인접하는 위치에 있고, 이 전자방출소자(8)로부터 방출되는 전자빔은, 모두 비접촉부(16)에 대응하는 스페이서(3)의 표면전위의 영향을 동등하게 받는 것으로 되고 있다.

도 4에 개략적으로 표시한 바와 같이, 본 실시형태예에 있어서의 전자방출소자(8)는, 스페이서(3)에 인접하는 것을 제외하고 인접하는 행방향 배선(5)사이의 거의 중앙에 설치되어 있으나, 스페이서(3)에 인접하는 전자방출소자(8)는, 상기 거의 중앙보다는 거리(L)만큼 스페이서(3)쪽에 근접해서 설치되어 있다. 이 거리 (L)를 오프셋이라 한다. 또, 도 4에 파선으로 표시한 전자빔 궤도(18)와 같이, 전자방출소자(8)로부터 방출되는 전자는, [1] 전자방출소자(8)의 전자방출부 근방에서는 스페이서(3)로부터 멀어지도록 비상(飛翔)하고, [2] 스페이서(3)의 밑면 근방에 대응하는 위치에서는 역으로 스페이서(3)에 근접하도록 비상해서, 최종적으로 바람직한 도달위치(19)에 도달하고 있다. 여기서, 바람직한 도달위치는, 배열된 복수의 전자방출소자(8)로부터 방출되는 전자빔의 인접하는 도달위치간의 간격이 거의 동일한 간격인 각 위치를 나타낸다. 도 4에 표시한 형태에 의하면, 바람직한 도달위치는, 인접하는 행방향 배선간의 거의 중앙에 대응하는 위치에 대향하는 페이스 플레이트부와 동일하다.

이하, 전자빔이 바람직한 도달위치(19)에 도달하는 이유를 상세히 설명한다.

전자방출부 근방

행방향 배선(5)과 열방향 배선(6)은, 메탈백(11)에 인가되는 전자빔가속용의 전압과 비교하면 거의 동일 전위(0V)로 보는 것이 가능하다. 고저항막(14)과 행방향 배선(5)과의 접촉부(15)(도 3 참조)가 전자방출소자(8)보다도 위쪽(페이스 플레이트(2)쪽)에 있으므로, 도 4에 표시한 바와 같이, 전자방출소자(8)의 위쪽의 등전위선(20)은, 전자방출소자(8)의 전자방출부 근방에서는 아래쪽으로 볼록한 곡선으로 된다. 전자방출소자(8)가 스페이서(3)쪽에 기울어진 위치에 없고, 행방향 배선(5)사이의 거의 중앙에 있을 경우에는, 전위분포의 대칭성에 의해 전자빔은 거의 수직인 궤도를 취하나, 본 실시형태예와 같이 전자방출소자(8)가 스페이서(3)에 근접하고 있으면, 전위분포가 비대칭으로 되어, 전자빔은 스페이서(3)로부터 멀어지는 바와 같은 궤도를 취한다.

스페이서(3)에 인접하는 전자방출소자(8)를 오프셋(L)을 취하지 않고, 인접하는 행방향 배선(5)사이의 거의 중앙에 설치한 경우의 전자빔 궤도(18)를 도 5에 표시한다. 또, 스페이서(3)를 제거한 상태에서, 전자방출소자(8)를 오프셋(L)(인접하는 행방향 배선(5)사이의 중앙으로부터 전자방출소자(8)의 전자방출부까지의 거리)만큼 인접하는 행방향 배선(5)중 한쪽에 근접한 경우의 전자빔 궤도(18)를 도 6에 표시한다.

전자빔이 스페이서(3)로부터 멀어지는 성분은, 오프셋(L)의 함수이며, 본 실시형태예에서는, 오프셋(L)이 크게 될 수록(전자방출소자(8)가 스페이서(3)에 근접할 수록) 전자빔 궤도(18)는 스페이서(3)로부터 멀어지는 것으로 된다. 오프셋 (L)과, 스페이서(3)로부터 전자빔이 도달하는 위치까지의 거리와의 관계를 도 7에 표시한다.

스페이서(3)의 바닥면 근방 대응위치

도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같이, 스페이서(3)의 고저항막(14)이, 열방향 배선(6)과의 교차부마다 행방향 배선(5)과 접촉하고 있는 결과, 도 13에 표시한 비접촉부(16)의 전위가 상승하여, 도 4에 표시한 바와 같이, 스페이서(3)의 바닥면근방에 대응하는 위치 위쪽에 볼록한 등전위선(20)을 발생하여, 전자빔은 스페이서 (3)에 근접하도록 비상한다.

전자빔이 스페이서(3)에 근접하는 성분은, 고저항막(14)과 행방향 배선(5)과의 접촉상태에 의해서 정해지고, 예를 들면, 접촉부(15)(도 3 참조)의 면적(접촉면적)(S)의 함수이고, 그 함수를 표시한 것이 도 8이다. 도 8에 표시한 바와 같이, 접촉면적(S)이 클 수록 전자빔은 스페이서로부터 멀어진다.

고저항막(14)과 행방향 배선(5)의 접촉상태는, 상기 면적(S)뿐만 아니라, 그밖에도 다양한 파라미터로 표시될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 표시되는 접촉부 (15)의 주위길이, 행방향 배선(5)의 폭방향의 비접촉부(16)의 길이(Gy), 행방향 배선(5)의 길이방향의 인접 접촉부(15)간 거리(Gx) 등의 함수로서도 표시할 수 있다. 접촉부(15)의 주위길이가 작을 수록, 혹은 (Gx), (Gy)가 클 수록, 전자빔은, 스페이서(3)에 근접한다.

이상의 설명으로부터, 오프셋(L)이나, 고저항막(14)과 행방향 배선(5)과의 접촉상태(예를 들면, 접촉면적(S)) 등의, 스페이서(3)와는 관계없는 별개의 독립한 파라미터에 의해서 전자빔의 도달위치를 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.

도 9는, 세로축에 오프셋(L), 가로축에 접촉면적(S)을 취하고, 전자빔이 바람직한 도달위치(19)(도 4 참조)에 도달하는 오프셋(L)과 접촉부의 면적(S)과의 관계를 표시하는 곡선을 나타낸 것이다.

도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 전자빔이 바람직한 도달위치(19)에 도달하는 어긋남이 없는 조건은, 복수 존재하고, 예를 들면, 도 9의 A점의 조건 혹은 B점의 조건을 이용해서 설계할 수 있다. A점의 조건에 비해서 오프셋(L)이 크고, 접촉면적(S)이 작은 B점의 조건을 이용해서 설계한 경우, 예를 들면, 행방향 배선(5)의 단면형상을 아치형 천장형상으로 설정하고, 행방향 배선(5)의 상부면을 평면이 아니라 곡면으로 설정함으로써, 접촉면적(S)을 작게 하는 것이 가능하다.

실제의 설계에서는, 예를 들면, 정전계산과 전자빔 궤도 시뮬레이션으로부터, 전자빔이 바람직한 도달위치(19)에 도달할 경우의 오프셋(L)과 접촉상태(예를 들면, 접촉면적(S))를 결정한다. 또, 실측데이터에 의거해서 조건을 결정하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 스페이서(3)의 구성에 의하지 않고, 고저항막(14)과 행방향 배선(5)과의 접촉상태 및 오프셋(L)을 제어함으로써 소망의 전자빔 도달위치를 달성하는 것이 가능하다. 이 때문에, 본 실시형태예에 의하면, 동일 구성의 스페이서(3)로, 다양한 화상형성장치에 대응가능하다. 예를 들면, 고정세화를 위해 화소피치를 변경하거나, 고강도를 얻기 위해 가속전압을 높게 하거나 함으로써 사양변경한 경우에도, 스페이서(3) 자체는 동일한 것을 이용하고, 상기 고저항막(14)과 행방향 배선(5)과의 접촉상태나 오프셋(L)의 변경으로 대응하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의하면, 생산성을 현저하게 향상시켜, 비용의 대폭적인 삭감을 가능하게 한다.

본 실시형태예에 의한 표시패널은, 스페이서(3)의 기재(13)로서 아사히 광학사 제품인 PD200과, 고저항막(14)으로서 질소가스중에서 텅스텐타겟과 게르마늄타겟의 양자를 동시에 스퍼터링함으로써 형성된 텅스텐-게르마늄 합금(WGeN)의 질화물의 막을 포함하고 있어도 된다. 상기 막은, 스페이서(3)의 기재(13)를 회전하면서, 그 표면의 두께가 200Å, 시트저항이 2.5×10¹²Ω/squre로 되도록 형성된다.

본 실시형태예에서 설명한 표시패널에 대해서, 면적(S)과 오프셋(L)과의 관계를 하기 표 1에 표시한다. 여기서, 스페이서(3)의 전체 두께를 300㎛, 스페이서(3)의 전체 높이를 2.4㎜, 인접하는 열방향 배선(6)간의 간격(접촉부간의 간격)을 300㎛, 인접하는 행방향 배선(5)간의 간격을 920㎛, 행방향 배선(5)의 폭을 690㎛, 전자방출소자(8)의 전자방출부로부터 행방향 배선(5)의 상부면까지의 높이를 75㎛로 하고, 매탈백(11)에의 인가전압을 15kV, 행방향 배선(5)과 열방향 배선(6)간의 인가전압은 14V로 가정한다. 또, 표 1에 있어서의 조건 A 및 B는, 각각 도 9에 있어서의 A점 및 B점에 대응한다.

조건	L(㎛)	S(㎛²)
A	17.6	30625
B	29.5	22500

(제 2실시형태예)

본 발명의 제 2실시형태예에 대해서는, 제 1실시형태예와 다른 점만을 설명한다.

도 10, 도 11 및 도 12는, 각각 제 1실시형태예의 도 2, 도 3 및 도 4에 대응하는 도면으로서, 본 실시형태예와 제 1실시형태예와의 차이는, 열방향 배선(6)과의 각 교차위치에서 행방향 배선(5)상에 도전성 기재부(21)를 지니는 점이다. 이와 같은 구성을 이용하면, 접촉상태를 안정화시켜, 전자빔 도달위치를 정밀도 좋게 제어하는 것이 가능하다.

도전성 기재부(21)는, 행방향 배선(5)을 형성한 후, 행방향 배선(5)과 마찬가지 방법으로, 행방향 배선(5)상에 형성하는 것이 가능하다. 또, 이 도전성 기재부(21)는, 모두 행방향 배선(5)에 일괄해서 형성해도 되나, 스페이서(3)가 접하는 행방향 배선(5)에만 형성해도 된다.

도전성 기재부(21)는, 스페이서(3)의 기재(13)보다도 경도가 큰 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 스페이서(3)를 유리를 이용해서 기재(13)로서 형성하고, 도전성 기재부(21)를 이 유리보다도 영률이 작은 도전성 세라믹으로 구성하는 것을 들 수 있다. 이 경우, 도전성 기재부(21)의 변형이 보다 작게 됨으로써, 개개의 접촉부(15)의 형상이나 위치 등의 편차가 작게 되어, 전자빔 도달위치의 정밀도의 보다 향상이 바람직하다. 또, 도전성 기재부(21)를 설치한 경우에 한하지 않고, 배선과 스페이서가 서로 직접 접하는 경우에는, 배선을 스페이서의 유리기재보다도 큰 경도를 지니게 하면(영률을 작게 하면), 마찬가지의 효과가 얻어진다.

(제 3실시형태예)

본 발명의 제 3실시형태예에 대해서, 제 2실시형태예와의 상이점만을 설명한다.

도전성 기재부(21)의 배치장소는, 제 2실시형태예와 달리, 반드시 열방향 배선(6)과 교차하는 행방향 배선(5)의 교차부분위일 필요는 없다. 본 실시형태예에 있어서는, 도 13에 표시한 바와 같이, 제 2실시형태예의 1/2의 피치에 도전성 기재부(21)가 배치되어 있다.

제 2실시형태예와 마찬가지로, 각 도전성 기재부(21)는 스페이서(3)의 기재(13)보다도 경도가 큰 부재로 형성하는 것이 바람직하다. 또, 본 실시형태예와 같이 도전성 기재부(21)를 배치하면, 접촉면 설계의 자유도가 크게 된다고 하는 이점이 있다.

열방향 배선(6)과 행방향 배선(5)과의 교차부이외의 영역에서 스페이서(3)와 행방향 배선(5)을 접촉시키는 것은, 열방향 배선(6)을 형성하지 않는 영역에 접촉점 형성용의 기재를 설계함으로써도 가능하다. 이하에 그 접촉의 일례를 표시한다.

도 14는 이러한 형태의 개요를 표시하는 부분확대도이며, 도 15는 도 14의 15-15선을 따른 단면도이다.

도 14 및 도 15에 표시한 바와 같이, 별도의 전극(22)을 설치하고, 이들을 절연층(23)에 형성된 콘택트홀(24)을 개재해서 행방향 배선(5)에 접속하는 동시에, 별도의 전극(22)에, 열방향 배선(6)에 접속된 소자전극(25)과 대향하는 또하나의 소자전극(26)을 접속해둠으로써, 별도의 전극(22)과 콘택트홀(24)에 의한 단차를 이용해서, 스페이서(3)(도 13 참조)와 행방향 배선(5)과의 접촉부를 증가시키는 것이 가능하다(행방향 배선(5)의 볼록부를 증가시키는 것이 가능하다).

이러한 구성의 구체적인 제조방법의 일례를, 도 16A 내지 도 16D를 이용해서 설명한다.

먼저, 도 16A에 표시한 바와 같이, 소자전극(25)과 소자전극(26)을 형성한후, 도 16B에 표시한 바와 같이, 별도의 전극(22) 및 열방향 배선(6)을 일괄해서 형성하고, 도 16C에 표시한 바와 같이, 이 별도의 전극(22)과 열방향 배선(6)위에 절연층(23)을 부분적으로 형성한 후, 별도의 전극(22)상에 형성된 절연층(23)을 별도의 전극(22)보다도 작은 크기로 제거해서 콘택트홀(24)을 형성하고, 또, 도 16D에 표시한 바와 같이, 절연층(23)상에 행방향 배선(5)을 형성하고, 콘택트홀(24)(도 16C)을 개재해서 별도의 전극(22)에 접속한다. 이와 같이 해서 형성된 행방향 배선(5)상에, 스페이서(3)(도 13 참조)를 배치함으로써, 열방향 배선(6)과 행방향 배선(5)과의 교차부이외의 영역에도 스페이서(3)와 행방향 배선(5)과의 사이에 접촉부가 얻어지는 구성을 실현하는 것이 가능하다.

(제 4실시형태예)

본 발명의 제 4실시형태예에 대해서는, 제 1실시형태예와 다른 점만을 설명한다.

도 17 및 도 18은, 각각 제 1실시형태예에 있어서의 도 4 및 도 5에 대응하는 도면이다. 이들 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 본 실시형태예에 있어서의 스페이서(3)와 행방향 배선(5)의 접촉면은 낮은 위치에 있고, 실질적으로 전자방출소자(8)의 전자방출부와 동일 평면에 있다. 이 때문에, 도 17에 표시한 바와 같이, 등전위선(20)은, 도 4에 표시한 바와 같은 아래쪽으로 볼록한 곡선으로 되지 않거나, 매우 작은 변화로 되므로, 오프셋(L)과 전자빔 도달위치과의 관계는, 제 1실시형태예와 반대의 경향을 나타낸다.

즉, 전자방출소자(8)가 스페이서(3)에 접근할 수록, 전자빔은 스페이서(3)에접근한다. 또, 스페이서(3)와 행방향 배선(5)과의 접촉면의 높이보다도, 전자방출소자(8)의 전자방출부의 쪽이 높은 경우도, 마찬가지의 경향이 얻어진다. 즉, 전자방출소자(8)가 스페이서(3)에 근접할 수록, 전자빔은 스페이서(3)에 근접한다.

도 17에 표시한 바와 같이, 오프셋(L)만큼 스페이서(3)로부터 떨어진 위치에 배치된 전자방출소자(8)로부터 방출된 전자빔은, 일그러진 등전위선(20)에 의해 스페이서(3)에 근접하도록 비상하므로, 소망의 전자빔 도달위치가 얻어진다. 상기 일그러진 등전위선(20)은, 제 1실시형태예에서 설명한 바와 같이, 고저항막(14)과 행방향 배선(5)과의 부분적인 접촉에 의거한 것이다. 또, 스페이서(3)를 제거한 상태에서, 전자방출소자(8)가 오프셋(L)만큼 인접하는 행방향 배선(5)중 한쪽에 근접한 경우의 전자빔 궤도(18)를 도 18에 표시한다.

이상과 같이, 표시패널의 설계변경이 큰 때에도 본 발명을 적용함으로써, 전자빔의 어긋남이 없는 화상형성장치를 실현하는 것이 가능하다.

(제 5실시형태예)

본 발명의 제 5실시형태예에 대해서는, 제 1실시형태예와 다른 점만을 설명한다.

본 실시형태예는, 스페이서(3)의 접촉제어를 페이스 플레이트(2)쪽에 적용한 예이다.

도 19 및 도 20은, 각각 제 1실시형태예의 도 2 및 도 4에 대응하는 것으로, 본 실시형태예에 있어서는, 페이스 플레이트(2)쪽에 도전성 기재부(21)를 설치하고, 이것에 의해서 도 3을 참조해서 설명한 접촉부(15)와 비접촉부(16)를 페이스플레이트(2)쪽에도 형성해서 전위분포를 제어해서, 소망의 전자빔 도달위치를 달성하고 있는 것이다.

구체적으로는, 도 20에 표시한 바와 같이, [1] 전자방출소자(8)의 전자방출부 근방에서 전자빔을 스페이서(3)로부터 멀리하고, [2] 스페이서(3)의 행방향 배선(5)과의 접촉면 근방의 높이 위치에서 스페이서(3)에 근접하게 하고, 또, [3] 스페이서(3)의 메탈백(11)과의 접촉면 근방에서 재차 스페이서(3)로부터 멀어지게 함으로써, 소망의 전자빔 궤도(18)를 얻고 있는 것이다.

본 실시형태예에서는, 도전성 기재부(21)를 이용하는 구성으로 하였으나, 예를 들면, 전술한 흑색의 도전체(블랙 스트라이프)를 페이스 플레이트(2)쪽에서 접촉하는 도전성 부재로서 이용하는 바와 같은 구성으로 해도 된다. 또, 페이스 플레이트(2)쪽의 접촉제어에 있어서도, 제 1 내지 제 3실시형태예에서 설명한 리어 플레이트(1)쪽에 있어서의 접촉제어의 사상을 적용하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 스페이서(3)의 페이스 플레이트(2)쪽 접촉면 근방에서 전자빔 궤도(18)를 스페이서(3)로부터 멀어지게 하는 성분은, 고저항막(14)과 페이스 플레이트(2)쪽의 도전성 기재부(21)와의 접촉상태의 함수, 예를 들면, 접촉면적(S)의 함수이며, 접촉면적(S)이 작을 수록 전자빔은 스페이서(3)로부터 멀어진다. 또, 도전성 기재부(21)는 스페이서(3)의 기재(13)보다도 경도가 크면 전자빔위치의 고도의 정밀도 제어에 유리하며, 또한, 도전성 기재부(21)는 임의의 장소에 설계·배치하는 것이 가능하다.

또, 이 실시형태예에 있어서는, 스페이서(3)의 고저항막(14)은, 리어 플레이트(1)쪽에서는 행방향 배선(5)에 접촉시키고 있으나, 열방향 배선(6)이 표면에 노출하도록 한 경우에는, 열방향 배선(6)에 접촉시키도록 하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 스페이서와 리어 플레이트쪽상의 배선이나 페이스 플레이트쪽상의 전극과의 접촉상태를 제어함으로써, 소망의 전자빔 도달위치를 얻는 것이 가능하다. 구체적으로는, 상기 접촉부의 형상제어에 의해, 스페이서와 배선 또는 전극의 접촉측에 적극적으로 비접촉부를 형성하고, 이 비접촉부의 전위변화를 적극적으로 제어함으로써, 소망의 전자빔 도달위치에 적합한 스페이서 근방의 전계분포를 얻는 것이 가능하다.

또, 소망의 전자빔 도달위치와 스페이서와의 거리에 대응해서, 전자방출소자의 위치를 이동함으로써, 소망의 전자빔 도달위치를 얻는다. 이와 같은 구성으로서는, 예를 들면, 리어 플레이트상의 배선을, 제조방법에 의존한 편차(표면 거칠기, 부분적인 돌기 등)이상의 적극적인 요철형상으로 형성함으로써, 적극적으로 접촉부를 제어하는 구성이나, 스페이서와 배선과의 사이의 소정의 위치에 도전부재를 샌드위치시킴으로써, 적극적으로 접촉개소를 제어하는 구성이 있다. 즉, 본 발명은, 스페이서와 배선과의 접촉을 전면적으로 행하는 것이 아니라, 적극적으로 부분적으로 접촉시킴으로써, 스페이서 표면에 제어된 등전위면을 형성한다고 하는, 발상의 전환에 의거한 것이다.

또, 본 발명에 의하면, 스페이서의 구성에 의존하지 않고, 스페이서의 고저항막과 리어 플레이트쪽 배선 또는 페이스 플레이트쪽 전극과의 접촉상태와, 바람직하게는, 전자방출소자의 오프셋을 제어함으로써 소망의 전자빔 도달위치를 달성하는 것이 가능하다. 구체적으로는, [1] 스페이서의 리어 플레이트쪽의 접촉상태와, [2] 스페이서의 페이스 플레이트쪽의 접촉상태중의 적어도 하나와, 또한, 바람직하게는, [3] 전자방출소자의 오프셋의 요건을 제어함으로써, 소망의 전자빔 도달위치를 달성하는 것이 가능하다. 보다 구체적으로는, [1] 스페이서의 리어 플레이트쪽의 비접촉부의 전위분포를 제어하고, [2] 스페이서의 페이스 플레이트쪽의 비접촉부의 전위분포를 제어하고, [3] 스페이서의 리어 플레이트쪽의 접촉위치와 전자방출부의 위치의 높이차와 전자방출소자의 오프셋에 의해서 생기는 비대칭 전계를 이용해서 전자방출 직후의 전자빔 궤도를 제어하므로, 소망의 전자빔 궤도를 얻는 것이 가능하다.

이들 파라미터는, 예를 들면, 패널의 형상으로 결정되는 정전계 계산과, 용이한 전자빔 시뮬레이션에 의해, 비교적 간단하게 설계된다.

다시 말하면, 어느 것인가의 원인으로 스페이서 근방에 전자빔 궤도에 어긋남이 생긴 경우에도, 전자빔 궤도의 어긋남을 보상하는 기능을 스페이서 자체에 지니게 하지 않고, 소망의 전자빔 도달위치를 달성할 수 있다.

따라서, 스페이서 자체와는 관계없는 3개의 독립파라미터를 제어할 경우, 전자빔 궤도 설계가 가능하므로, 본 발명에 의하면, 설계의 자유도가 크게 된다고 하는 장점이 있다.

스페이서의 고저항막을 접촉시킬 수 있는 대상으로서 패널에 고유한 부재를 이용해서, 형상제어하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 이 부재는, 리어 플레이트상의 행방향 배선과 열방향 배선의 교차부, 혹은 페이스 플레이트상의 흑색도전체이다. 이 경우, 비용적으로 유리하게 된다. 또, 접촉위치를 제어하기 위해, 리어 플레이트 혹은 페이스 플레이트 위쪽에 도전성 기재부를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 도전성 기재부가 전자빔 궤도를 방해하지 않는 한, 임의의 위치에 해당 기재부를 배치할 수 있으므로, 설계의 자유도가 더욱 크게 된다고 하는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 동일 구성의 스페이서로, 다양한 표시장치형태에 대응가능하므로, 예를 들면, 고정세화를 위해 화소피치를 변경하거나, 고휘도화를 위해 가속전압을 높게 하거나 한 표시장치형태 사양의 변경시에도, 스페이서를 접촉시킬 수 있는 대상쪽의 약간의 설계변경만을 행하면 되므로, 스페이서의 설계변경은 반드시 없어도 된다. 또, 동일 스페이서부재로 복수의 제품에 대응하는 것이 가능하다. 이 때문에, 생산성을 현저하게 향상시켜, 제조비용의 대폭적인 삭감에도 결부시키는 것이 가능하다.

Claims

복수의 전자방출소자 및 해당 복수의 전자방출소자를 구동하기 위한 배선을 지닌 제 1기판;

해당 제 1기판에 대향배치되어, 상기 배선보다도 고전위로 설정된 도전성 부재를 지닌 제 2기판;

상기 제 1기판과 제 2기판사이에, 상기 배선을 따라 배치되어, 상기 배선과 도전성 부재에 전기적으로 접속된, 상기 배선보다도 높은 저항의 막으로 피복된 판형상의 스페이서를 지닌 화상형성장치에 있어서,

상기 막과 상기 배선과의 전기적 접촉부가 상기 배선을 따라서 소정의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔이 거의 동일간 간격으로 제 2기판에 도달하도록 상기 소정의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 막과 상기 배선과의 전기적 접촉부가 주기성의 간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 막과 상기 배선과의 전기적 접촉부가 등간격으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 4항에 있어서, 상기 스페이서(3)에 인접한 전자방출소자(도 4에 있어서의 (8))가, 등간격으로 배열된 상기 접촉부사이의 비접촉부에 대응하는 위치상에 설치되어, 상기 제 2기판상의 전자도달위치바로 밑의 위치로부터 소정의 길이(도 4에 있어서의 (L))로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 5항에 있어서, 상기 소정의 길이(L)로의 오프셋은, 전자방출소자로부터 방출되는 전자빔이 대략 등간격으로 제 2기판상에 도달하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 배선은, 상기 스페이서보다도 큰 경도를 지니는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
제 1항에 있어서, 상기 배선은, 상기 스페이서보다도 작은 영률을 지니는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
복수의 전자방출소자 및 해당 복수의 전자방출소자를 구동하기 위한 배선을 지닌 제 1기판;

해당 제 1기판에 대향배치되어, 상기 배선보다도 고전위로 설정된 도전성 부재를 지닌 제 2기판;

상기 제 1기판과 제 2기판사이에, 상기 배선을 따라 배치되어, 상기 배선과 도전성 부재에 전기적으로 접속된, 상기 배선보다도 높은 저항의 막으로 피복된 판형상의 스페이서를 지닌 화상형성장치에 있어서,

상기 막과 상기 배선과의 전기적 접촉부가, 상기 전자방출소자의 배열에 관한 간격으로 상기 배선을 따라서 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.