JP2000251707A

JP2000251707A - 電子線装置用スペーサ、その製造方法、およびそれを用いた電子線装置

Info

Publication number: JP2000251707A
Application number: JP11046873A
Authority: JP
Inventors: Akira Hayama; 彰羽山; Yasuhiro Ito; 靖浩伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、帯電が少なく、そのため画像表示
時の放電がなく良好な表示画像を得ることのできるスペ
ーサを簡単に低コストに製造する方法を提供することを
目的とする。【解決手段】複数の電子放出素子を有する電子源を備
えたリアプレートと、前記リアプレートと対向して設け
られたフェイスプレートと、前記リアプレートとフェー
スプレートとの間に配設され２つのプレート間を維持す
るスペーサとを備えた電子線装置に用いられるスペーサ
の製造方法であって、スペーサ形成用の基板（以下、単
にスペーサ基板という。）の表面にフィルムを貼り付け
る工程により、表面に凹凸を有するスペーサを形成する
ことを特徴とするスペーサの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペーサ上の凹凸
およびその作成方法、及び凹凸を有するスペーサを応用
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。

【０００３】このうち冷陰極素子では、たとえば表面伝
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、たとえば、
Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ，ＲａｄｉｏＥｎｇ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９
６５）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：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉ
ｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］や、Ｉｎ₂Ｏ₃／Ｓ
ｎＯ₂薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌａｎｄ
Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．
ＥＤＣｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］や、カーボ
ン薄膜によるもの［荒木久他：真空、第２６巻、第１
号、２２（１９８３）］等が報告されている。

【０００６】前記のような電子放出素子を用いた画像形
成装置のうちで、奥行きの薄い平面型表示装置は省スペ
ースかつ軽量であることから、ブラウン管型の表示装置
に置き換わるものとして注目されている。

【０００７】図１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、３１１
５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３１１
６およびフェースプレート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。

【０００８】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３１
１２は、図１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３１１２、行方向配線３
１１３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３１
１３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。

【０００９】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。

【００１０】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３１１４と、Ｈｖはメタルバック３１１９と
各々電気的に接続している。

【００１１】また、上記気密容器の内部は１０のマイナ
ス６乗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３１１５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
１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。本出願では、以下スペーサという。）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。

【００１２】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ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないし
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］ないし数［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。

【００１３】

【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、以下のような問題点があ
った。

【００１４】第１に、スペーサ３１２０の近傍から放出
された電子の一部がスペーサ３１２０に当たることによ
り、あるいは放出電子の作用でイオン化したイオンがス
ペーサに付着することにより、スペーサ帯電をひきおこ
す可能性がある。このスペーサ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、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る。

【００１５】第２に、冷陰極素子３１１２からの放出電
子を加速するためにマルチビーム電子源とフェースプレ
ート３１１７との間には数百Ｖ以上の高電圧（即ち１ｋ
Ｖ／ｍｍ以上の高電界）が印加されるため、スペーサ３
１２０表面での沿面放電が懸念される。特に、上記のよ
うにスペーサが帯電している場合は、放電が誘発される
可能性がある。

【００１６】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、特開昭61-124031）。そこ
では絶縁性のスペーサの表面に適度の導電性を有する高
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高抵
抗膜は酸化スズ、あるいは酸化スズと酸化インジウム混
晶薄膜や金属膜である。しかし、この高抵抗膜だけで
は、電子放出量が多いときに、帯電防止能力が不足する
場合がある。

【００１７】本発明は、上記従来のスペーサの問題点に
鑑みてなされたものであり、帯電が少なく、そのため画
像表示時の放電がなく良好な表示画像を得ることのでき
るスペーサを簡単に低コストに製造する方法を提供する
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電子放
出素子を有する電子源を備えたリアプレートと、前記リ
アプレートと対向して設けられたフェイスプレートと、
前記リアプレートとフェースプレートとの間に配設され
２つのプレート間を維持するスペーサとを備えた電子線
装置に用いられるスペーサの製造方法であって、スペー
サ形成用の基板（以下、単にスペーサ基板という。）の
表面にフィルムを貼り付ける工程により、表面に凹凸を
有するスペーサを形成することを特徴とするスペーサの
製造方法に関する。

【００１９】本発明者の検討によれば、凹凸表面は平滑
表面よりも、実効的な二次電子放出係数が小さい。スペ
ーサ表面に凹凸を形成することによって、例えば高抵抗
薄膜等による帯電防止効果に加え、さらにスペーサ表面
の帯電を抑えることができるようになる。

【００２０】本発明では、フィルムを用いることによ
り、凹凸の形状、凹凸の密度、凹凸の異方性、スペーサ
の部位による凹凸形態の変化等、設計幅が広い利点があ
る。

【００２１】またフィルム材料に導電性物質を混合した
場合は、凹凸表面層に導電性を持たせることができるの
で、表面に帯電防止のための高抵抗膜を別途成膜しなく
てもすむようになり、製造コストを低減することができ
る。

【００２２】また、導電性物質を混合しない場合でも、
スペーサ基板直接ではなく凹凸が形成された後のフィル
ム（フィルムの母材が残存する場合）またはその他の材
料（フィルムの母材が残存しない場合）の表面に成膜す
るので、その上に成膜する高抵抗膜層の材料に幅を持た
せることができる。

【００２３】本発明で製造されるスペーサは、平面型の
表示装置（電子線装置）に好適に用いられ、例えば図２
にその構造概略を示すように（詳細は後述）、複数の冷
陰極素子１０１２を形成した基板１０１１と発光材料で
ある蛍光膜１０１８を形成した透明なフェースプレート
１０１７とを本発明で形成したスペーサ１０２０を介し
て対向させて構成することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明で製造されるスペーサは、
例えば図２中に符号１０２０で示すよう平板型、円柱型
等の形状であり、少なくともスペーサの側面、即ち前記
リアプレートまたはフェイスプレートと当接していない
面に凹凸が設けられる。その際、その中でも特に電子が
当たる確率の高い部分だけに設けても良く、あるいは側
面の全面に設けてもよい。

【００２５】本発明で用いられるフィルムは、可とう性
があるもので以下の目的適するものであれば制限はない
が、一般的には高分子樹脂を母材とするものである。以
下、高分子樹脂の場合について説明するが、本発明で用
いるフィルムは、母材である高分子樹脂単独で形成され
るか、または高分子樹脂に必要に応じて後述するような
有機、無機粒子が添加されて形成されている。

【００２６】また、フィルム貼り付け前に、予めスペー
サ基板を所定のスペーサ形状に加工したものを用意して
おき、フィルムを貼り付けてもよいし、あるいは大きい
スペーサ基板を用意しておき、フィルム貼り合わせ後の
適当な時期に切断してスペーサ形状としてもどちらでも
よい。

【００２７】また本発明では、スペーサ表面の凹凸が、
表面粗さＲａで１００Å〜１００μｍとなるようにする
と効果的に帯電を防止できる。

【００２８】本発明で用いられるフィルム、その材料、
製造方法についてそれぞれの特徴を表１にまとめた。

【００２９】

【表１】本発明で用いられるフィルムは、例えば高分子樹脂を母
材とする場合は、（ｉ）母材である高分子樹脂単独でフ
ィルムが形成されている場合（高分子樹脂のフィル
ム）、（ｉｉ）母材である高分子樹脂の中に後述するよ
うな微粒子等の添加物が混入されている場合、（ｉｉ
ｉ）母材である高分子樹脂の表面に後述するような微粒
子等の付着物が付着されている場合、（ｉｖ）さらに、
（ｉｉ）と（ｉｉｉ）の複合した形態等を取りうる。

【００３０】そして、用いられる母材の種類により、ス
ペーサが使用されるときにフィルムの母材が最終的に残
存するものと、残存しないものに分けられる。以下、そ
れぞれの場合に分けて説明する。

【００３１】１．貼り付けたフィルムの母材が最終的に
残存する場合（１−１）フィルムについて貼り付けたフィルムの母材が残る場合は、電子線装置の
なかでその後の工程や、使用時に熱が加わるために、母
材としては耐熱性のもの（例えば耐熱性樹脂）が好まし
く、さらに高温での寸法安定性の高いものが好ましい。
このようなものとしては、高分子樹脂としては、ポリイ
ミド系樹脂（特に芳香族ポリイミド系樹脂）、ポリアミ
ド系樹脂（特に芳香族ポリアミド樹脂）、架橋ポリエチ
レン系樹脂、シリコンゴム系樹脂等を挙げることができ
る。特に耐熱温度が４００℃以上で、熱膨張率が、９５
［１０^-7／℃］以下（特に８５［１０^-7／℃］以下）の
ものが好ましい。

【００３２】この中でも、ポリイミド系樹脂（特に芳香
族ポリアミド樹脂）は、耐熱性と寸法安定性の点で好ま
しい。このポリイミド樹脂製のフィルムの製法は、特に
制限はないが、例えば、シリンダーの内周面にポリアミ
ド酸を塗布した後に、塗布されたポリアミド酸を加熱し
てイミド化することで得られる。このイミド化における
加熱は、まず８０〜１８０℃で２０〜６０分間加熱して
溶媒を除去し、次いで２５０〜４００℃で２０〜６０分
間加熱することで行うことができる。これによりイミド
化時に生じる閉環水等を蒸発させるとともにイミド化が
完全に進行する。

【００３３】尚、ポリアミド酸の塗布方法としては、特
に制限はなく、ドクターブレード、スピンナー等の通常
の塗布方法の他、例えば（ｉ）ポリアミド酸溶液中に上
記シリンダーを浸漬した後引き上げることによって塗布
する方法、（ｉｉ）シリンダーの片端部付近にポリアミ
ド酸溶液を供給し弾丸状または球状の走行体をシリンダ
ー内周面に沿って走行させる方法等を挙げることができ
る。上記弾丸状または球状の走行体としては、金属製、
硬質プラスチック製、硬質ガラス製のものが挙げられ、
それを走行させる方法としては、圧縮空気圧やガス爆発
力等を利用して走行体を走行付勢させたり、牽引ワイヤ
等を利用して走行体を引っ張ったり、自重走行（シリン
ダーを垂直に立て走行体をその自重により走行）させた
りする等の方法がある。また、上記（ｉ）の方法におい
て、シリンダー内周面にポリアミド酸溶液を塗布した
後、必要により弾丸状または球状の走行体をシリンダー
内周面に沿って走行させてもよい。

【００３４】また、ポリイミド樹脂として、上記のよう
なポリアミド酸を前駆体として用いるもの以外でも、溶
媒可溶型のポリイミド樹脂の溶液を用いて、上記と同様
な方法によりフィルム化して用いてもよい。

【００３５】以上のようにしてポリイミド樹脂製のフィ
ルムが得られ、このポリイミド樹脂製のフィルムをシリ
ンダーから取り出す。この場合、ポリイミド樹脂製のフ
ィルムの厚みは１０〜１００μｍの範囲内になるよう形
成するのが好ましい。

【００３６】（１−２）凹凸の形成方法についてフィルム表面の凹凸の作製は、処理方法によりフィルム
を貼り付ける前に凹凸を形成する場合と、貼り付けた後
に処理をして凹凸を形成する場合があり、例えば以下の
方法が挙げられる。

【００３７】物理的削除手段により、フィルム表面を
粗面化して凹凸を形成する方法：例えばサンドブラス
ト、やすり等を用いてフィルム表面を粗面化することに
より凹凸を形成する。この方法は、フィルム貼り付けの
前後のどちらでも行いうるが一般的にはフィルム貼り付
け前に凹凸を形成し、凹凸が形成されているフィルムを
スペーサ基板に貼り付ける方が簡便である。

【００３８】物理的押圧手段により、フィルム表面に
凹凸を形成する方法：例えばスタンプローラー等を用い
て形成することができる。この場合には、ストライプ状
の凹凸などを形成することが容易であり効率よく凹凸を
形成することができる。この方法は、貼り付け前のフィ
ルムに適用するのが好ましい。

【００３９】フィルムから特定の材料を化学的に除去
することにより表面に凹凸をつける方法：予めフィルム
中に、母材である高分子樹脂に加えフィルム形成後に除
去可能な微粒子等を混合させておき、フィルム形成後に
微粒子等を溶解（腐食等を含む。）することにより、フ
ィルムを多孔質化することができる。例えば、フィルム
中にシリカ粒子を混入し、フッ化水素酸水溶液でシリカ
成分を選択的に除去するなどの方法が適用できる。この
方法で、シリカ等の材料を除去する時期は、フィルム貼
り合わせの前後のどちらでも適用し得る。

【００４０】フィルムの表面に凹凸形状を付与して形
成する方法：例えば、高分子樹脂でできたフィルムの表
面に、ディスペンサ、スクリーン印刷等の印刷手段によ
り凹凸を形成したフィルムを用いる。この方法では、一
般には貼り合わせ前に凹凸を設ける方が簡便である。

【００４１】以上の方法の中で、の方法では場所
によって凹凸の形状を変化させることが容易であるの
で、さらに効率の良い凹凸を形成することができる。ま
た、の処理をした後、の処理をするといった複合処
理も可能である。

【００４２】また、このようにして作製されたフィルム
に対して、さらに貼り合わせ前に延伸することにより、
凹凸の形状と配列に異方性を加えることが可能である。
スペーサーに入射する電子の入射角を効率よく規定する
ことが可能となり、帯電防止能力を向上させることがで
きる。例えば、リアプレート・フェースプレートと平行
な異方性が導入されると、帯電防止効果が向上する。

【００４３】（１−３）フィルムとスペーサの接着フィルムの母材が最終的なスペーサ形態中に残る場合
は、接着剤も耐熱性が必要であり、例えばシリコーンゴ
ム系、フッ素ゴム系、ポリイミド系などの接着剤が適用
できる。これらは、シリコーンゴム系なら約１８０度、
ポリイミド系なら３００度までの長時間使用に耐える。

【００４４】また、母材の種類によっては、スペーサ基
板に直接塗布することも可能であり、本発明では、この
ように塗布することによりフィルム形成する場合も含め
て「フィルムを貼り付ける」というものとする。

【００４５】（１−４）帯電防止性の向上凹凸を形成することにより、二次電子放出係数を小さく
することができるが、さらに帯電防止効果を高めるため
には、後の画像表示装置概要のスペーサの項で再度述べ
るが、スペーサ表面に微小電流が流れるようにして帯電
を除去することが好ましく、以下のような方法が適用で
きる。

【００４６】フィルム自体に導電性を持たせる方法：
フォルムの母材が後述するようなある程度の導電性（高
抵抗性）を持つ場合は、そのままでもよいが、一般に高
分子樹脂は絶縁性であるので、高分子樹脂母材とともに
導電性物質をフィルム内に添加・混入させる。例えばポ
リイミドを用いる場合は、ポリアミド酸に、ファーネス
ブラック、サーマルブラック、ケチェンブラック等のカ
ーボンブラックや黒鉛など、または、酸化チタン、クロ
ム２３５等の導電性物質をフィルム原料に分散・混合す
ることによって、フィルム自体に導電性を持たせること
ができる。

【００４７】フィルムの外表面に、導電性物質（高抵
抗性物質）を形成する方法：後の画像表示装置概要のス
ペーサの項で再度述べるが、表面に適当な導電性物質を
蒸着、スパッタ等により形成することによって行うこと
ができる。

【００４８】２．貼り付けたフィルムの母材が最終的に
残存しない場合（２−１）フィルムについて：この方法では、フィルム
を単に媒体ないしキャリアとして用いるものであり、焼
成等の後処理により母材が少なくともそのままの形態で
は残らない。従って、フィルム母材は、焼成等によっ
て、燃焼、分解、蒸発等により飛散してしまうものが好
ましい。

【００４９】このようなものとして、フィルムの母材と
して用いられる高分子樹脂としてはポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアクリル酸
メチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、
酢酸ビニル、ビニルアルコール等のその他のビニル系樹
脂、エチルセルロース等のセルロース系樹脂等を挙げる
ことができる。

【００５０】（２−２）凹凸の作成方法についてフィルム中に高分子樹脂等の母材と共に凹凸形成用の
材料を混入させる方法：この方法では、フィルムを単に
キャリアとして用い、焼成などの工程の後にスペーサの
表面に凹凸を残して形成しうる材料を高分子樹脂中に混
入させておく方法である。例えば、フィルムを形成する
際に、母材としてポリメタクリル酸メチル等のアクリル
系樹脂を用いて、オクチル酸クロム、オクチル酸イット
リウム等の金属カルボン酸塩をキシレンに溶解し、適当
な基板上に塗布し、適宜乾燥してフィルムを形成する。
このフィルムをスペーサ基板に貼り付けた後、焼成する
と、バインダとしてのアクリル樹脂と、キシレンは蒸発
し、Ｃｒ、Ｙ等の金属が残存して凹凸のある表面をスペ
ーサ上に形成する。この場合はさらに導電性を持ち合わ
せる。尚、この方法では、スペーサ基板上に直接塗布し
てフィルムを形成してもよい。

【００５１】貼り付けたフィルムがベースフィルムと
なり、その上に凹凸を形成する方法：この方法でも、フ
ィルムは単にキャリアとして機能し、表面に異なる材料
で設けられた凹凸が、焼成等の処理後にスペーサ基板上
に残存する方法である。

【００５２】この方法では、例えばポリエチレンなどの
フィルムのそのまま用いたり、その他適当な高分子樹脂
等の母材によりベースフィルムを形成する。その後、ベ
ースフィルム表面にディスペンサー、スクリーン印刷等
の印刷手段により、例えば、シリカや、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓ
ｎ、Ｙ等の金属酸化物微粒子がバインダーマトリクス等
の他の固形分（焼成後）中に分散されている溶液の塗布
等により凹凸を形成する。このフィルムにスペーサを貼
り付け焼成すると、ベースフィルムだけが蒸発し、酸化
ルテニウムの凹凸表面だけが残ることになる。

【００５３】以上の方法の中で、の方法では場所によ
って凹凸の形状を変化させることが容易であるので、さ
らに効率の良い凹凸を形成することができる。また、
の処理をした後、の処理をするといった複合処理も可
能である。

【００５４】また、このようにして作製されたフィルム
に対して、さらに貼り合わせ前に延伸することにより、
凹凸の形状と配列に異方性を加えることが可能である。

【００５５】（２−３）フィルムとスペーサの接着このようなフィルムの母材が最終的なスペーサ形態中に
残る場合は、接着材を用いる場合は、焼成等によって燃
焼、蒸発、飛散するものが用いられる。また、上記のよ
うにスペーサ基板に直接塗布する場合は、特に接着剤は
不要である。

【００５６】（２−４）帯電防止性の向上（１−４）で述べたのと同様に、凹凸を形成することに
より、二次電子放出係数を小さくすることができるが、
さらに帯電防止効果を高めるためには、後の画像表示装
置概要のスペーサの項で再度述べるが、スペーサ表面に
微小電流が流れるようにして帯電を除去することが好ま
しい。

【００５７】この方法としては、添加物が、凹凸として
スペーサ基板の表面に残ったときに後述するある程度の
導電性をもつような材料を選択することができる。前記
（２−２）で説明したＣｒのカルボン酸塩を用いた場
合、の酸化ルテニウムを用いた場合等は表面に凹凸の
ある高抵抗膜が形成されるので、そのままで帯電防止機
能を有する。

【００５８】また、スペーサ基板表面に形成した凹凸を
有する膜が絶縁性の場合は、前記（１−４）で述べた
のと同様に、後の画像表示装置概要のスペーサの項で再
度述べるように、表面に適当な導電性物質を蒸着、スパ
ッタ等により適切な抵抗の膜を形成することによってさ
らに帯電防止機能を向上させることができる。

【００５９】［画像表示装置概要］次に、本発明で製造
されるスペーサが適用できる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説明す
る。

【００６０】図２は、実施例に用いた表示パネルの斜視
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。

【００６１】図中、１０１５はリアプレート、１０１６
は側壁、１０１７はフェースプレートであり、１０１５
〜１０１７により表示パネルの内部を真空に維持するた
めの気密容器を形成している。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
持させるため封着する必要があるが、たとえばフリット
ガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中
で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成することに
より封着を達成した。気密容器内部を真空に排気する方
法については後述する。また、上記気密容器の内部は１
０のマイナス６乗［Ｔｏｒｒ］程度の真空に保持される
ので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器の破壊を
防止する目的で、耐大気圧構造体として、スペーサ１０
２０が設けられている。

【００６２】リアプレート１０１５には、基板１０１１
が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１０１２
がＮ×Ｍ個形成されている。（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、Ｎ，Ｍは図２中のｎ，ｍと同じ数である。たとえ
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。）前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子は、
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。前記、１０１１
〜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。

【００６３】本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子
ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子
源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制
限はない。したがって、たと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。

【００６４】次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素
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
子ビーム源の構造について述べる。

【００６５】図３に示すのは、図２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、表面伝導型放出素子が配列され、これらの素子は
行方向配線電極１０１３と列方向配線電極１０１４によ
り単純マトリクス状に配線されている。行方向配線電極
１０１３と列方向配線電極１０１４の交差する部分に
は、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気
的な絶縁が保たれている。

【００６６】前記のような構造のマルチ電子源は、あら
かじめ基板上に行方向配線電極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
型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方
向配線電極１０１３および列方向配線電極１０１４を介
して各素子に給電して通電フォーミング処理と通電活性
化処理を行うことにより製造する。

【００６７】この形態においては、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１０１１を固
定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０１
１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ビーム源の基板１０１
１自体を用いてもよい。

【００６８】また、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、たとえば図４
（a）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の導電体１０１０が設けて
ある。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビー
ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにすることや、外光の反射を防止して表示コ
ントラストの低下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜
のチャージアップを防止することなどである。黒色の導
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。

【００６９】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図４（a）に示したストライプ状の配列に限られるもの
ではなく、たとえば図４（b）に示すようなデルタ状配
列や、それ以外の配列であってもよい。

【００７０】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１０１８に用い
ればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。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。メタルバック１０１９を設けた目的は、蛍光膜１
０１８が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上
させることや、負イオンの衝突から蛍光膜１０１８を保
護することや、電子ビーム加速電圧を印加するための電
極として作用させることや、蛍光膜１０１８を励起した
電子の導電路として作用させることなどである。メタル
バック１０１９は、蛍光膜１０１８をフェースプレート
基板１０１７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理
し、その上に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。

【００７１】また、本実施例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、
たとえばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００７２】［スペーサ］次に、前述したように形成さ
れたスペーサを、具体的に画像形成装置に適用した場合
を説明する。図５は図２のＡ−Ａ’の断面模式図であ
り、各部の番号は図2に対応している。

【００７３】スペーサ１０２０は、必要な数だけ、かつ
必要な間隔をおいて配置され、フェースプレートの内側
および基板１０１１の表面に接合材１０４０により固定
される。ここで説明される態様においては、スペーサ１
０２０の形状は薄板状とし、行方向配線１０１３に平行
に配置され、行方向配線１０１３に電気的に接続されて
いる。

【００７４】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。この点に関しては、既に述
べた通りである。

【００７５】スペーサ１０２０の絶縁性部材１０２０a
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、絶縁性部材１０２
０a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。

【００７６】スペーサを構成する導電性凹凸表面層１０
２０ｂや高抵抗膜１０２０ｃ、若しくはその両方には、
高電位側のフェースプレート（メタルバック等）に印加
される加速電圧Vaを帯電防止膜として機能する高抵抗膜
（導電性凹凸表面層１０２０ｂおよび別途設けた高抵抗
膜１０２０ｃ）の抵抗値Ｒｓで除した電流が流れる。そ
こで、スペーサの抵抗値Rsは帯電防止および消費電力か
らその望ましい範囲に設定される。帯電防止の観点から
スペーサのシート抵抗R/□は１０の１２乗Ω以下である
ことが好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには１
０の１１乗Ω以下がさらに好ましい。シート抵抗の下限
はスペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧により左
右されるが、10の5乗Ω以上であることが好ましい。

【００７７】絶縁材料上に形成された高抵抗膜（表面の
凹凸層が導電性のときは別途設けた高抵抗膜との和、表
面の凹凸層が導電性でないときは別途設けた高抵抗膜の
みを指す。以下同じ。）の厚みtは10nm〜１μmの範囲が
望ましい。材料の表面エネルギーおよび基板との密着性
や基板温度によっても異なるが、一般的に10nm以下の薄
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以上では膜応力が大きくなって膜はが
れの危険性が高まり、かつ成膜時間が長くなるため生産
性が悪い。従って、膜厚は50〜500nmであることが望ま
しい。

【００７８】シート抵抗R／□はρ／tであり、以上に述
べたR／□とtの好ましい範囲から、帯電防止のための高
抵抗膜の比抵抗ρは0.1〜10の8乗［Ωcm］が好ましい。
さらに表面抵抗と膜厚のより好ましい範囲を実現するた
めには、ρは10の2乗〜10の6乗［Ωcm］とするのが良
い。

【００７９】スペーサ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、あるいはディ
スプレイ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。高抵抗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、スペーサに流
れる電流が増加し、さら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つづける。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。すなわち、帯電防止
膜の抵抗温度係数は-1％より大きいこと（負の時は、絶
対値が１％未満であること）が望ましい。

【００８０】帯電防止膜特性を有する材料として、金属
酸化物が優れている。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、電
子放出素子から放出された電子がスペーサに当たった場
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、
スペーサ抵抗を所望の値に制御しやすい。

【００８１】しかしながら、上記金属酸化物、あるいは
カーボンはその抵抗値が帯電防止膜として望ましい比抵
抗の範囲に調整することが難しかったり、雰囲気により
抵抗が変化しやすいため、これらの材料のみでは抵抗の
制御性が乏しい。アルミ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。さらには後述する
表示装置作製の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％より大き
く（負の時は、絶対値が１％未満）、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。

【００８２】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
絶縁性部材上に形成される。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。

【００８３】尚、このような帯電防止機能を有する高抵
抗膜は、スペーサに限らず他の用途における帯電防止膜
として使用することもできる。

【００８４】接合材１０４１はスペーサ１０２０が行方
向配線１０１３およびメタルバック１０１９と電気的に
接続するように、導電性をもたせる必要がある。すなわ
ち、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加し
たフリットガラスが好適である。

【００８５】本発明では、さらに図６に示すように低抵
抗膜を設けることができる。ここで、低抵抗膜とは、高
抵抗膜１０２０ｃを高電位側のフェースプレート１０１
７（メタルバック１０１９等）および低電位側の基板１
０１１（配線１０１３、１０１４等）と電気的に接続す
るために設けられたものであり、以下では、中間電極層
（中間層）という名称も用いる。中間電極層（中間層）
は以下に列挙する複数の機能を有することが出来る。

【００８６】高抵抗膜１０２０ｃをフェースプレート
１０１７および基板１０１１と電気的に接続する。

【００８７】既に記載したように、高抵抗膜１０２０ｃ
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１０２０ｃをフェースプ
レート１０１７（メタルバック１０１９等）および基板
１０１１（配線１０１３、１０１４等）と直接あるいは
当接材１０４１を介して接続した場合、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。これを避ける
為に、フェースプレート１０１７、基板１０１１及び当
接材１０４１と接触するスペーサ１０２０の当接面ある
いは当接面と共に当接部に近い側面部に低抵抗の中間層
を設けた。

【００８８】高抵抗膜１０２０ｃの電位分布を均一化
する。

【００８９】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１
０２０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１０２０ｃ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１０２０ｃをフェース
プレート１０１７（メタルバック１０１９等）および基
板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と直接あるい
は当接材１０４１を介して接続した場合、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
１０２０ｃの電位分布が所望の値からずれてしまう可能
性がある。これを避けるために、スペーサ１０２０がフ
ェースプレート１０１７および基板１０１１と当接する
スペーサ端部（当接面あるいは側面部）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１０２０ｃ全体の電位を制御
可能とした。

【００９０】放出電子の軌道を制御する。

【００９１】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。スペーサ近
傍の冷陰極素子から放出された電子に関しては、スペー
サ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為には、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５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。

【００９２】低抵抗膜１０２０ｄは、高抵抗膜１０２０
ｃ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，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，
Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、あるいは合金、およびＰｄ，Ａ
ｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｄ−Ａｇ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Ｉｎ₂Ｏ₃
−ＳｎＯ₂等の透明導体およびポリシリコン等の半導体
材料等より適宜選択される。スペーサはＸ方向配線上お
よびフェースプレート上のメタルバックと導電性フリッ
トガラスを用いて接続されている。導電性フリットガラ
スはフリットガラスに、表面を金コーティングした導電
性微粒子を混合したものを使用し、スペーサ表面の高抵
抗膜とＸ方向配線あるいはフェースプレートと電気的に
接続してある。

【００９３】［画像表示装置のその他の構成］また、Ｄ
x1〜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１０１３と、Ｄy1〜Ｄynは
マルチ電子ビーム源の列方向配線１０１４と、Ｈｖはフ
ェースプレートのメタルバック１０１９と電気的に接続
している。

【００９４】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、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１０のマイナス７乗［Ｔ
ｏｒｒ］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
止の直前あるい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。ゲッター膜とは、たと
えばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしく
は高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、
該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１×１０マ
イナス５乗ないしは１×１０マイナス７乗［Ｔｏｒｒ］
の真空度に維持される。

【００９５】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ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないし
Ｄｙｎを通じて各冷陰極素子１０１２に電圧を印加する
と、各冷陰極素子１０１２から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック１０１９に容器外端子Ｈｖを通じ
て数百［Ｖ］ないし数［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１０１７の
内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１８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。

【００９６】通常、冷陰極素子である本発明の表面伝導
型放出素子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１０１２間の電圧０．１［ｋ
Ｖ］から１０［ｋＶ］程度である。

【００９７】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳述
する。

【００９８】以下に述べる各実施例においては、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＝３０７
２、M＝１０２４）の表面伝導型放出素子を、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（図
２および図３参照）したマルチ電子ビーム源を用いた。

【００９９】［実施例１］フィルムは、市販の接着剤付
きポリイミドフィルム（カプトン：商標）、フィルム膜
厚７０μｍを使用した。フィルム表面には、サンドブラ
ストによって凹凸を形成した後、フィルムに縦横比１．
５倍の延伸処理を行った。次に、リアプレートと同質の
絶縁性のガラスの表面に窒化シリコン膜を0.5μmスパッ
タ法により形成した後切断して、長さ20mm、巾5mm、厚
み0.2mmスペーサ基板を得た。これにフィルムを貼り付
けて、表面に凹凸を形成し、さらに、高抵抗膜１０２０
ｃとしては、酸化クロム膜を厚さ５０ｎｍ積層した。次
に低抵抗膜１０２０ｄとして、フェースプレート、リア
プレートとの接続部に接続部と平行に30μmの帯状に0.1
μm厚みのAu膜を形成し、図６に示すようなスペーサを
形成した。

【０１００】本実施例では、図６に示すスペーサ１０２
０を配置した表示パネルを作製した。以下、図２および
図６を用いて詳述する。まず、あらかじめ基板上に行方
向配線電極１０１３、列方向配線電極１０１４、電極間
絶縁層（不図示）、および表面伝導型放出素子の素子電
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。次に、前述のスペーサを基板１
０１１の行方向配線１０１３上に等間隔で、行方向配線
１０１３と平行に固定した。その後、基板１０１１の5m
m上方に、内面に蛍光膜１０１８とメタルバック１０１
９が付設されたフェースプレート１０１７を側壁１０１
６を介し配置し、リアプレ一卜１０１５、フェースプレ
ート１０１７、側壁１０１６およびスペーサ１０２０の
各接合部を固定した。基板１０１１とリアプレート１０
１５の接合部、リアプレート１０１５と側壁１０１６の
接合部、およびフェースプレート１０１７と１０側壁１
０１６の接合部は、フリットガラス（不図示）を塗布
し、大気中で400℃乃至500℃で１０分以上焼成すること
で封着した。

【０１０１】また、スペーサ１０２０は、基板１０１１
側では行方向配線１０１３（線幅300[μm]）上に、フェ
ースプレート１０１７側ではメタルバック１０１９面上
に、導電性のフィラーあるいは金属等の導電材を混合し
た導電性フリットガラス（不図示）を介して配置し、上
記気密容器の封着と同時に、大気中で400℃乃至500℃で
１０分以上焼成することで、接着しかつ電気的な接続も
行った。

【０１０２】なお、本実施例においては、蛍光膜１０１
８は、図４( c )に示すように、各色蛍光体２１aが列方
向（Ｙ方向）に延びるストライプ形状を採用し、黒色の
導電体２１bは各色蛍光体（R、G、B）21a間だけでな
く、Ｙ方向の各画素間をも分離するように配置された蛍
光膜が用いられ、スペーサ１０２０は、行方向（Ｘ方
向）に平行な黒色の導電体２１b領域（線幅300[μm]）
内にメタルバック１０１９を介して配置された。なお、
前述の封着を行う際には、各色蛍光体21aと基板１０１
１上に配置された各素子とを対応させなくてはいけない
ため、リアプレート１０１５、フェースプレート１０１
７およびスペーサ１０２０は十分な位置合わせを行っ
た。

【０１０３】以上のようにして完成した気密容器内を排
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〜Dyn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ーミング
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。

【０１０４】次に、１０のマイナス6乗[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（気密容器）の封止を行った。

【０１０５】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。

【０１０６】以上のように完成した、図２および図６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、走査信号お
よ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２１a（図２４のR、G、B）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］ないし１０［ｋＶ］、各配
線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］
とした。

【０１０７】このとき、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。
このことは、スペーサ１０２０を設置しても電子軌道に
影響を及ぼすような電界の乱れは発生しなかったことを
示している。

【０１０８】［実施例２］実施例１で使用したものと同
様のポリイミドフィルム（カプトン）を使用し、サンド
ブラストによりその表面に細かい凹凸を形成した後、さ
らにスタンプローラー（例えば、溝を掘った金属のロー
ラー状のもの）を押しつけて凹凸を形成した。今回はス
ペーサ表面のリアプレート側半分に幅３０μm、深さ３
０μmのストライプ状凹凸が、フェースプレート側半分
には幅２０μm、深さ２０μmを形成されたスペーサを製
造した。このようにして製造したスペーサを図７に示す
ように画像表示装置内に設置した。

【０１０９】本実施例においても、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。

【０１１０】さらに、本実施例では、実施例１に比べ
て、凹凸の形態を制御することがより簡単であり場所に
よって凹凸の形状を変化させることができた。

【０１１１】［実施例３］スペーサを製造するために、
まず、フィルムとして、ポリアミド酸の溶液中に、導電
性を確保するために酸化チタンを少量混合し、前述した
ようにして膜厚７０μｍのポリイミドのフィルムを作成
した。その後フィルム表面に、サンドブラストによって
凹凸を形成した。次に、実施例１と同様にしてガラス表
面に窒化シリコン膜を形成したものを用意し、これにフ
ィルムを貼り付けて、凹凸表面を有するスペーサを作成
した。最後に低抵抗膜として、フェースプレート、リア
プレートとの接続部に接続部と平行に３０μｍの帯状に
０．１μｍ厚みのＡｕ膜を形成した。このようにして製
造したスペーサを図８に示すように設置して画像表示装
置を製造した。

【０１１２】本実施例においても、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。

【０１１３】さらに、本実施例では、実施例１にある、
高抵抗膜の成膜プロセスを必要としないため、低コスト
化をはかることができる。

【０１１４】［実施例４］実施例３でのポリイミドフィ
ルムの作成過程でポリアミド酸の溶液にシリカ粒子を混
入し、実施例３と同様にしてフィルムを形成した。フィ
ルム形成後、フッ化水素酸水溶液でシリカ成分を選択的
に除去して、凹凸（多孔質状）が形成されたスペーサを
製造した。このようにして製造したスペーサを図８に示
すように設置して画像表示装置を製造した。

【０１１５】本実施例においても、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。

【０１１６】さらに、本実施例では、非常に膜厚の大き
いフィルムを使用することにより、表面の凹凸に加え
て、さらに、多孔質状態を形成することにより、より二
次電子放出計数を低くすることが可能である。

【０１１７】［実施例５］スペーサを製造するために、
まず、フィルム状の成膜材料を作製する。その手順は以
下の通りである。

【０１１８】最初に、オクチル酸クロムと、フィルム母
材（バインダ）としてアクリル樹脂（例えばポリメタク
リル酸メチル）をキシレンに溶解し、この溶液をテフロ
ン基板上にスピナー塗布して、オーブン中で１２０℃の
温度で10分間乾燥させ、テフロン基板から剥がす。

【０１１９】以上でバインダ（アクリル樹脂）中にＣｒ
のカルボン酸塩が分散した、フィルム状の成膜材料が完
成する。上記中Ｃｒカルボン酸塩とアクリル樹脂の混合
比は重量比で1対1、またオクチル酸クロムとアクリル樹
脂の混合物とキシレンの混合比は、重量比で３対７とし
た。

【０１２０】このフィルムをスペーサ基板に貼り付け、
オーブン中で４００℃で２時間、焼成すると、Ｃｒ以外
はすべて、蒸発してＣｒの導電性凹凸膜が形成されたス
ペーサ基板を製造した。これを裁断してスペーサとし、
図８に示すように設置して画像表示装置を製造した。

【０１２１】本実施例においても、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。

【０１２２】さらに、本実施例では、フィルムを作成し
ないで溶液の段階で、スペーサに塗布する方法に比べ
て、液だれや、スペーサの縁での盛り上がりを防ぐこと
できる。また、非常に量産がしやすく、低コスト化をは
かることができる。

【０１２３】［実施例６］スペーサを製造するために、
まず、ポリエチレンフィルム表面に、ディスペンサーを
用いて平均粒径５００Åのシリカ粒子を分散含有してい
るケイ素メトキシド溶液を塗布し、乾燥して凹凸を形成
した。それをスペーサに貼り付け、オーブン中で３００
℃で２時間焼成すると、ポリエチレンフィルムだけが蒸
発し、表面に凹凸膜が形成されたスペーサ基板を製造す
ることができる。これを裁断してスペーサを製造し、図
９に示すように設置して画像表示装置を製造した。

【０１２４】本実施例においても、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。

【０１２５】さらに、本実施例では、ディスペンサーを
用いて凹凸を形成するため、凹凸の形状をたやすく制御
することができる。

【０１２６】

【発明の効果】本発明によれば、フィルムを用いてスペ
ーサ表面に凹凸表面を形成することによって、凹凸化さ
せるスペーサの大きさに限定されずに、また、凹凸の形
態を自由に設計でき、安定した均一な凹凸（粗面）化加
工が可能となり、低コストで、スペーサの帯電防止効果
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な画像表示装置の、表示パネルの一部を
切り欠いて示した斜視図である。

【図２】本発明の実施形態である画像表示装置の、表示
パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図３】本発明の実施形態である画像表示装置の、マル
チ電子ビーム源の平面図である。

【図４】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を
例示した断面図である。

【図５】本発明の実施態様である表示パネルの断面図で
ある。

【図６】実施例１で製造した画像形成装置の表示パネル
の断面図である。

【図７】実施例２で製造した画像形成装置の表示パネル
の断面図である。

【図８】実施例３〜５で製造した画像形成装置の表示パ
ネルの断面図である。

【図９】実施例６で製造した画像形成装置の表示パネル
の断面図である。

【符号の説明】

３１１１、１０１１基板３１１２、１０１２冷陰極素子３１１３、１０１３行方向配線３１１４、１０１４列方向配線３１１５、１０１５リアプレート３１１６、１０１６側壁３１１７、１０１７フェースプレート３１１８、１０１８蛍光膜３１１９、１０１９メタルバック３１２０、１０２０構造支持体（スペーサあるいは
リブと呼ばれる）１０２０a スペーサ１０２０の絶縁性部材１０２０b スペーサ１０２０の凹凸層１０２０c スペーサ１０２０の高抵抗膜１０２０ｄスペーサ１０２０の低抵抗膜２１a Ｒ、Ｇ、Ｂ蛍光体２１ｂ１０１０、黒色導電体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子放出素子を有する電子源を備
えたリアプレートと、前記リアプレートと対向して設け
られたフェイスプレートと、前記リアプレートとフェー
スプレートとの間に配設され２つのプレート間を維持す
るスペーサとを備えた電子線装置に用いられるスペーサ
の製造方法であって、スペーサ形成用の基板（以下、単にスペーサ基板とい
う。）の表面にフィルムを貼り付ける工程により、表面
に凹凸を有するスペーサを形成することを特徴とするス
ペーサの製造方法。
【請求項２】前記凹凸が形成される領域は、前記スペ
ーサ表面のなかで、前記リアプレートまたはフェイスプ
レートと当接していない面の少なくとも一部分であるこ
とを特徴とする請求項１記載のスペーサの製造方法。
【請求項３】前記フィルムを構成する母材が高分子樹
脂であることを特徴とする請求項１記載のスペーサの製
造方法。
【請求項４】前記のフィルムを構成する母材が、最終
のスペーサ形態が完成したときに、前記スペーサ基板の
表面に残存していることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項５】前記のフィルムを構成する母材が、ポリ
イミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、架橋ポリエチレン系
樹脂、またはシリコンゴム系樹脂であることを特徴とす
る請求項４記載のスペーサの製造方法。
【請求項６】前記フィルムは、前記フィルム貼り付け
工程前に、表面に凹凸を有していることを特徴とする請
求項４または５記載のスペーサの製造方法。
【請求項７】前記フィルムは、前記フィルム貼り付け
工程後に、表面に凹凸が形成されることを特徴とする請
求項４または５記載のスペーサの製造方法。
【請求項８】前記凹凸の形成は、物理的削除手段によ
り、フィルム表面を粗面化して行われることを特徴とす
る請求項４〜７のいずれかに記載のスペーサの製造方
法。
【請求項９】前記凹凸の形成は、サンドブラストまた
はやすりを用いて行われる請求項８記載のスペーサの製
造方法。
【請求項１０】前記凹凸の形成は、物理的押圧手段に
より、フィルム表面を粗面化して行われることを特徴と
する請求項４〜７のいずれかに記載のスペーサの製造方
法。
【請求項１１】前記凹凸の形成は、スタンプローラー
を用いて行われる請求項１０記載のスペーサの製造方
法。
【請求項１２】前記凹凸の形成は、後に除去可能な材
料を母材に添加してフィルムを形成し、フィルム形成後
に除去可能な材料を除去することにより行われることを
特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のスペーサの
製造方法。
【請求項１３】前記凹凸の形成は、前記の後に除去可
能な材料としてシリカ粒子を用いて、フィルム形成後に
フッ化水素酸によりシリカを溶解除去して行われる請求
項１２記載のスペーサの製造方法。
【請求項１４】前記凹凸の形成は、フィルム表面に凹
凸形状の突起を付着させることにより行われることを特
徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のスペーサの製
造方法。
【請求項１５】前記凹凸の形成は、フィルム表面に印
刷手段により凹凸形状の突起を付着させることにより行
われることを特徴とする請求項１４記載のスペーサの製
造方法。
【請求項１６】前記印刷手段は、ディスペンサによる
印刷またはスクリーン印刷である請求項１５記載のスペ
ーサの製造方法。
【請求項１７】前記フィルムは、導電性を有している
ことを特徴とする請求項４〜１６のいずれかに記載のス
ペーサの製造方法。
【請求項１８】前記のフィルムを構成する母材が、最
終のスペーサ形態が完成したときに、前記スペーサ基板
の表面に残存しないことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項１９】前記のフィルムを構成する母材が、ポ
リオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル、ビ
ニルアルコール、またはセルロース系樹脂であることを
特徴とする請求項１８記載のスペーサの製造方法。
【請求項２０】前記フィルムには、母材と共に凹凸形
成用の材料が混入しており、フィルムをスペーサ基板に
貼り付け後に母材を飛散させて凹凸をスペーサ基板表面
に残すことを特徴とする請求項１８または１９記載のス
ペーサの製造方法。
【請求項２１】前記フィルムは、母材からなるフィル
ム上に凹凸形成用の材料により形成された凹凸を有して
おり、フィルムをスペーサ基板に貼り付け後に母材を飛
散させて凹凸をスペーサ基板表面に残すことを特徴とす
る請求項１８または１９記載のスペーサの製造方法。
【請求項２２】前記の凹凸形成用の材料によるフィル
ム上の凹凸の形成は、フィルム表面に印刷手段により凹
凸形状を付与することにより行われることを特徴とする
請求項２１記載のスペーサの製造方法。
【請求項２３】前記印刷手段は、ディスペンサによる
印刷またはスクリーン印刷である請求項２２記載のスペ
ーサの製造方法。
【請求項２４】前記の凹凸形成用の材料は、母材を飛
散させる処理後に導電性を有していることを特徴とする
請求項１８〜２３のいずれかに記載のスペーサの製造方
法。
【請求項２５】前記の母材を飛散させる方法は、焼成
である請求項２０〜２４のいずれかに記載のスペーサの
製造方法。
【請求項２６】前記凹凸は、スペーサの表面の位置に
よって形態が異なることを特徴とする請求項１〜２５の
いずれかに記載のスペーサの製造方法。
【請求項２７】前記凹凸は、スペーサの表面のフェー
スプレート側からリアプレート側に向かう方向に対して
形態が異なることを特徴とする請求項２６記載のスペー
サの製造方法。
【請求項２８】前記凹凸は、スペーサの表面で異方性
を有していることを特徴とする請求項１〜２７のいずれ
かに記載のスペーサの製造方法。
【請求項２９】前記フィルムを少なくとも一方向に延
伸することで前記凹凸の異方性を形成することを特徴と
する請求項２８のいずれかに記載のスペーサの製造方
法。
【請求項３０】前記フィルムの延伸を、スペーサ基板
に貼り付ける前に行うことを特徴とする請求項２９に記
載のスペーサの製造方法。
【請求項３１】前記スペーサ基板の表面に凹凸を形成
した後、表面にさらに導電性膜を形成する工程を有する
請求項１〜３０のいずれかに記載のスペーサの製造方
法。
【請求項３２】前記スペーサのシート抵抗が１×１０
の７乗〜１×１０の１４乗Ω／□になるように形成され
る請求項１〜３１のいずれかに記載のスペーサの製造方
法。
【請求項３３】前記リアプレートおよび前記フェース
プレートとの当接面の少なくとも一方に、スペーサのシ
ート抵抗より抵抗が低い低抵抗膜を形成する工程を有す
る請求項３１または３２記載のスペーサの製造方法。
【請求項３４】前記低抵抗膜は、スペーサのシート抵
抗より１桁小さい抵抗値を有することを特徴とする請求
項３４記載のスペーサの製造方法。
【請求項３５】請求項１〜３４のいずれかの製造方法
により製造されたスペーサ。
【請求項３６】複数の電子放出素子を有する電子源を
備えたリアプレートと、前記リアプレートと対向して設
けられたフェイスプレートと、前記リアプレートとフェ
ースプレートとの間に配設され２つのプレート間を維持
するスペーサとを備えた電子線装置に用いられるスペー
サであって、スペーサ基板の表面に耐熱性高分子を母材とするフィル
ムが貼り付けられており、表面粗さがＲａで１００Å〜
１００μｍである凹凸を表面に有するスペーサ。
【請求項３７】前記フィルムが、異方性を有している
請求項３６記載のスペーサ。
【請求項３８】前記フィルムが、延伸されている請求
項３６記載のスペーサ。
【請求項３９】請求項３５〜３８のいずれかに記載の
スペーサを備えた電子線装置。
【請求項４０】前記電子源は、配線にて結線された複
数の電子放出素子を有し、前記スペーサは前記配線に電
気的に接続されていることを特徴とする請求項３９記載
の電子線装置。
【請求項４１】前記フェースプレートは、前記電子源
から放出される電子を加速する加速電極を有しているこ
とを特徴とする請求項３９記載の電子線装置。
【請求項４２】前記電子放出素子は、表面伝導型放出
素子であることを特徴とする請求項３９〜４１のいずれ
かに記載の電子線放出装置。
【請求項４３】前記電子線装置は、前記フェースプレ
ート側面に電子線ターゲットを有しており、入力信号に
応じて前記電子放出素子から放出された電子が照射され
て画像が形成される画像形成装置である３９〜４２のい
ずれかに記載の電子線装置。
【請求項４４】前記電子線ターゲットが、蛍光体であ
ることを特徴とする請求項４３記載の電子線装置。