JP3554312B2 - 電子線装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線装置およびその応用である表示装置等の画像形成装置に関するものであり、特に、前記装置の外囲器に加わる大気圧を外囲器内部より支持するために、外囲器内部にスペーサを備えた電子線装置および画像形成装置に関する。
【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。このうち冷陰極素子では、例えば表面伝導型電子放出素子や、電界放出型素子（以下「ＦＥ型」と略す）や、金属／絶縁層／金属型放出素子（以下「ＭＩＭ型」と略す）等が知られている。
【０００３】
表面伝導型電子放出素子としては、例えば、Ｍ．Ｉ．Ｅｌｉｎｓｏｎ， Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓ．，１０，１２９０，（１９６５）や、後述する他の例が知られている。
【０００４】
表面伝導型電子放出素子は、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。この表面伝導型電子放出素子としては、前記Ｅｌｉｎｓｏｎ等によるＳｎＯ_２ 薄膜を用いたものの他に、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：”Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ”，９，３１７（１９７２）］や、Ｉｎ_２ Ｏ_３ ／ＳｎＯ_２ 薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎｆ．”，５１９（１９７５）］や、カーボン薄膜によるもの［荒木久 他：真空、第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）］等が報告されている。
【０００５】
これらの表面伝導型電子放出素子の典型的例として、図３６に前述のＭ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子の平面図を示す。同図において、基板３００１には、金属酸化物よりなる導電性薄膜３００４が、Ｈ型形の平面形状に、スパッタで形成されている。導電性薄膜３００４には、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部３００５が形成される。図中の間隔Ｌは、０．５〜１［ｍｍ］、Ｗは、０．１［ｍｍ］で設定されている。尚、図示の便宜から、電子放出部３００５は導電性薄膜３００４の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
【０００６】
Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌらによる素子を初めとして上述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３００４に通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部３００５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、導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電圧、もしくは、例えば１［Ｖ／分］程度の非常にゆっくりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜３００４を局所的に破壊もしくは変形もしくは変質させ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部３００５を形成することである。尚、局所的に破壊もしくは変形もしくは変質した導電性薄膜３００４の一部には、亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜３００４に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電子放出が行われる。
【０００７】
ＦＥ型の例は、例えば、Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ ＆ Ｗ．Ｗ．Ｄｏｌａｎ，”Ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ”，Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ，８，８９（１９５６）や、あるいはＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ，”Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃａｔｈｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｃｏｎｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４７，５２４８（１９７６）等が知られている。
【０００８】
ＦＥ型の素子構成の典型的な例として、図３７に前述のＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらによる素子の断面図を示す。同図において、３０１０は基板で、３０１１は導電性材料よりなるエミッタ配線、３０１２はエミッタコーン、３０１３は絶縁層、３０１４はゲート電極である。本素子は、エミッタコーン３０１２とゲート電極３０１４の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコーン３０１２の先端部より電界放出を起こさせるものである。
【０００９】
また、ＦＥ型の他の素子構成として、図３７のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
【００１０】
ＭＩＭ型の例としては、例えば、Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ，”Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２、６４６（１９６１）等が知られている。ＭＩＭ型の素子構成の典型的な例を図３８に示す。同図は断面図であり、図３８において、３０２０は基板で、３０２１は金属からなる下電極、３０２２は厚さ１００オングストローム程度の薄い絶縁層、３０２３は厚さ８０〜３００オングストローム程度の金属よりなる上電極である。ＭＩＭ型においては、上電極３０２３と下電極３０２１との間に適宜の電圧を印加することにより、上電極３０２３の表面より電子放出を起こさせるものである。
【００１１】
上述の冷陰極素子は、熱陰極素子と比較して低温で電子放出を得ることができるため、加熱用ヒーターを必要としない。従って、熱陰極素子よりも構造が単純であり、微細な素子を作製可能である。また、基板上に多数の素子を高い密度で配置しても、基板の熱溶融等の問題が発生しにくい。さらに、熱陰極素子がヒーターの加熱により動作するため応答速度が遅いのに対し、冷陰極素子の場合には応答速度が速いという利点もある。
【００１２】
このため、冷陰極素子を用いた電子線装置の種々の研究が盛んに行われてきている。
【００１３】
例えば、表面伝導型電子放出素子は、冷陰極素子のなかでも特に構造が単純で製造も容易であることから、大面積にわたり多数の素子を形成できる利点がある。そこで、例えば本出願人による特開昭６４−３１３３２号公報において開示されるように、多数の素子を配列して駆動するための方法が研究されている。
【００１４】
また、表面伝導型電子放出素子を用いた電子線装置については、例えば、画像表示装置、画像記録装置等の画像形成装置や、電荷ビーム源、等が研究されている。
【００１５】
特に、画像表示装置への応用としては、例えば本出願人による米国特許第５０６６８８３号明細書や特開平２−２５７５５１号公報や特開平４−２８１３７号公報において開示されているように、表面伝導型電子放出素子と電子ビームの照射により発光する蛍光体とを組み合せて用いた画像表示装置が研究されている。用面伝導型放出素子と蛍光体とを組み合せて用いた画像表示装置は、従来の他の方式の画像表示装置よりも優れた特性が期待されている。例えば、近年普及してきた液晶表示装置と比較しても、自発光型であるためバックライトを必要としない点や、視野角が広い点等が優れているといえる。
【００１６】
また、ＦＥ型を多数個並べて駆動する方法は、例えば本出願人による米国特許第４９０４８９５号明細書に開示されている。また、ＦＥ型を画像表示装置に応用した例として、例えば、Ｒ．Ｍｅｙｅｒらにより報告された平板型表示装置が知られている［Ｒ．Ｍｅｙｅｒ： ”Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｔｉｐｓ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｔ ＬＥＴＩ”， Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎｔ．Ｖａｃｕｕｍ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆ．，Ｎａｇａｈａｍａ，ｐｐ．６〜９（１９９１）］。
【００１７】
また、ＭＩＭ型を多数個並べて画像表示装置に応用した例は、例えば本出願人による特開平３−５５７３８号公報に開示されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた、画像形成装置等の電子線装置は、装置内部の真空雰囲気を維持するための外囲器、該外囲器内に配置された電子源、該電子源から放出された電子線が照射されるターゲット、電子線をターゲットに向けて加速するための加速電極等を有するが、さらに、外囲器に加わる大気圧を外囲器内部から支持するためのスペーサが、外囲器内部に配置される場合がある。
【００１９】
特に、前述の表示装置等の画像形成装置においては、昨今、画像表示面の大面積化や装置の薄型化が要望されている。このような大面積化や薄型化を実現していくためには、外囲器内部へのスペーサの配置は不可欠であるかのように思われる。
【００２０】
しかしながら、電子線装置の外囲器内へスペーサを配置した場合、前記ターゲット面上での電子線の照射位置が設計値からずれてしまうという問題が生じる。この問題は、例えば、電子線装置が前述の表示装置である場合には、蛍光体面上での、電子線の照射位置や発光形状の、設計値からのずれを意味する。特に、カラー画像用のＲ、Ｇ、Ｂ各色蛍光体を備える画像形成部材を用いた場合は、電子線の照射位置のずれと併せて、輝度低下や色ずれの発生も見られる場合もある。また、本現象は特に、電子源と画像形成部材間に配置されるスペーサの近傍、あるいは画像形成部材の周縁部で起こる。
【００２１】
そこで、本発明は、電子線のターゲット面上での照射位置ずれが防止される電子線装置を提供することを目的とする。特に、電子線装置の外囲器内の間隙を維持するためのスペーサが外囲器内に配置された場合に生じる、電子線のターゲット面上での照射位置ずれを防止することである。
【００２２】
さらに、電子線装置の中でも特に画像形成装置については、電子線の画像形成部材面上での照射位置ずれを防止し鮮明で再現性のよい画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とし、画像形成装置の中でも特に蛍光体等の発光部材を用いた画像表示装置については、電子線の発光部材面上での照射位置と発光スポット形状の設計値からのずれを防止し鮮明で再現性のよい画像を表示する画像表示装置を提供することを目的とし、画像表示装置の中でも特にＲ、Ｇ、Ｂの各色蛍光体を発光部材として用いたカラー画像表示装置については、電子線の発光部材面上での照射位置と発光スポット形状の設計値からのずれ、輝度低下、色ずれを防止し、鮮明で色再現性のよいフルカラー画像を表示する画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【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の電子線装置は、電子放出素子を有する電子源と、前記電子源より放出された電子を制御する電極と、前記電子源より放出される電子が照射されるターゲットと、前記電子源と前記電極との間に配置された半導電性を有するスペーサとを有する電子線装置において、
前記スペーサは、前記電子源および前記電極との当接部に、前記スペーサと前記電子源および前記電極の各々との機械的固定機能と、前記スペーサと前記電子源および前記電極の各々との電気的接続機能とを兼ね備える当接部材を有し、該当接部材を介して前記電子源及び前記電極とに対して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
また本発明の電子線装置は、電子放出素子を有する電子源と、前記電子源より放出された電子を制御する電極と、前記電子源より放出される電子が照射されるターゲットと、前記電子源と前記電極との間に配置された半導電性を有するスペーサとを有する電子線装置において、
前記スペーサは、前記電子源および前記電極との当接部に、導電性フリットガラスを有し、該導電性フリットガラスを介して前記電子源及び前記電極とに対して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２５】
上記各発明において、前記スペーサは絶縁性部材の表面に半導電性膜を有するものであってもよい。さらに、前記電子源は配線で結線された複数の電子放出素子を有するものでもよい。この場合、前記スペーサを、前記配線と前記電極に対して電気的に接続したり、さらに前記スペーサを矩形形状とし、その長手方向が前記配線と平行になるように前記配線と前記電極との間に配置したものであってもよい。
【００２８】
そして、上記各電子線装置において、前記電子放出素子は、冷陰極素子であってもよい。
【００２９】
さらに、本発明の電子線装置は、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を前記ターゲットに照射して画像を形成する画像形成装置としても適用される。この場合には、前記ターゲットが蛍光体であるものであってもよい。
【００３０】
【作用】
上記のとおり、本発明の電子線装置は、電子源と電極との間に、半導電性を有するスペーサを有し、このスペーサが、前記電子源と電極に対して電気的に接続されていることを大きな特徴としている。これにより、スペーサの表面に帯電粒子が付着しても、この帯電粒子は半導電性を有するスペーサを流れる電流の一部と電気的に中和しスペーサの帯電が防止されるので、電子放出素子から放出された電子の軌道が安定する。防止すべき帯電はスペーサの表面で発生するので、スペーサとしては表面部のみで帯電防止機能を持てば十分である。
【００３１】
また、スペーサの、他の部材との当接を、機械的固定機能と電気的接続機能を兼ね備える当接部材や、導電性フリットガラスによって行うことで、スペーサの上記電気的接続を行いつつも、機械的接合強度が保たれる。
【００３２】
スペーサを、絶縁性部材の表面に半導電性膜を有する構成とした場合、半導電性膜は、特に、表面抵抗値を１０⁵ 〜１０¹²［Ω／□］とすることで、スペーサ表面の帯電を中和するには十分な低抵抗値を持ち、かつ、装置全体の消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留めた電子線装置が実現される。すなわち、冷陰極型の電子放出素子の特徴である発熱の少なさを損なわず、画像形成装置に適用した場合に、薄型・大面積の画像形成装置が得られる。
【００３３】
電子放出素子の中でとりわけ好ましいのは、表面伝導型電子放出素子である。表面伝導型電子放出素子は、構造が単純で製造が単純であり、大面積のものも容易に作製できる。近年、特に大画面で安価な画像表示装置が求められる状況においては、おりわけ好適な冷陰極型の電子放出素子である。
【００３４】
また本発明は、複数本の行方向配線と複数本の列方向配線とによって電子放出素子をそれぞれ結線することで、行列状に多数個の電子放出素子を配列した単純マトリクス型の電子源を用いた電子線装置に好適である。上記単純マトリクス型の電子源は、行方向と列方向に適当な駆動信号を与えることで、多数の電子放出素子を選択し電子放出量を制御し得るので、基本的には他の制御電極を付加する必要がなく、１枚の基板上で容易に構成できる。この場合、スペーサの半導電性膜が、行方向配線または列方向配線と電気的に接続されることで、例えば、半導電性膜は、電子源側では１本の配線上に電気的に接続されるので、電子源上の配線間での不要な電気的結合が避けられる。
【００３５】
特に、本発明の電子線装置を、ターゲットに電子を照射して画像を形成する画像形成装置に応用することによって、上述したように電子放出素子から放出される電子の軌道が安定し、その結果、発光位置のずれのない良好な画像が形成される。
【００３６】
【実施態様】
以下に、本発明の好ましい態様について説明する。
【００３７】
（表示パネルの構成と製造法）
まず、本発明を適用した画像表示装置の表示パネルの構成と製造法について、具体的な例を示して説明する。
【００３８】
図２は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。図１は、図２に示した表示パネルの要部断面図（Ａ−Ａ’断面の一部）である。
【００３９】
図中、１５はリアプレート、１６は側壁、１７はフェースプレートであり、リアプレート１５、側壁１６およびフェースプレート１７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。
【００４０】
リアプレート１５には基板１１が固定されているが、この基板１１上には冷陰極素子が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。例えば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装置においては、Ｎ＝３０００、Ｍ＝１０００以上の数を設定することが望ましい。後述される実施例においては、Ｎ＝３０７２、Ｍ＝１０２４とした。）また、前記Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子１２は、図３に示すとおり、Ｍ本の行方向配線１３とＮ本の列方向配線１４により単純マトリクス配線されている。これら基板１１、冷陰極素子１２、行方向配線１３および列方向配線１４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１３と列方向配線１４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。
【００４１】
また、上述の説明においては、気密容器のリアプレート１５にマルチ電子ビーム源の基板１１を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１１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１１自体を用いてもよい。
【００４２】
ここで、基板１１としては、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、ソーダライムガラスにスパッタ法等により形成したＳｉＯ_２ を積層したガラス基板等のガラス部材及びアルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。また、基板１１の大きさ及び厚みは、基板１１に設置される電子放出素子の個数及び個々の電子放出素子の設計上の形状や、基板１１自体が気密容器の一部（リアプレート）を構成する場合には、耐大気圧性の条件等に依存して適宜設定される。
【００４３】
また、気密容器を構成するリアプレート１５、フェースプレート１７、側壁１６は、気密容器に加わる大気圧に耐えて真空雰囲気を維持でき、かつ、前記マルチ電子ビーム源と後述するメタルバックとの間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有するものを用いることが好ましい。その材料としては、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部材等が挙げられる。ただし、少なくともフェースプレート１７については可視光に対して一定以上の透過率を有するものを用いる必要がある。また、各々の部材の熱膨張率が互いに近いものを組み合わせることが好ましい。
【００４４】
また、行方向配線１３及び列方向配線１４は、それぞれ基板１１上に真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等により所望のパターンに形成された導電性金属等からなり、多数の冷陰極素子１２にできるだけ均等な電圧が供給されるように材料、膜厚、配線巾が設定される。
【００４５】
前述の、行方向配線１３と列方向配線１４との交差部に配置される絶縁層は、真空蒸着法、印刷法、スパッタ法等で形成されたＳｉＯ_２ 等であり、例えば、列方向配線１４を形成した基板１１の全面あるいは一部に所望の形状で形成され、特に、行方向配線１３と列方向配線１４の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、材料、製法が適宜設定される。
【００４６】
行方向配線１３と列方向配線１４は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等の金属、あるいは合金、及びＰｄ，Ａｇ，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Ｉｎ_２ Ｏ_３ −ＳｎＯ_２ 等の透明導体及びポリシリコン等の半導体材料等より適宜選択される。
【００４７】
また、図１及び図２に示されるとおり、フェースプレート１７の下面には、蛍光膜１８が形成されている。なお、ここで説明される態様はカラー表示装置であるため、蛍光膜１８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体が塗り分けられている。例えば、図４（Ａ）に示すように、上記各色の蛍光体２１ａがストライプ状に塗り分けられ、各色蛍光体２１ａのストライプ間には黒色の導電体２１ｂが設けてある。黒色の導電体２１ｂ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２１ｂには、黒鉛が主成分として用いられるが、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よい。
【００４８】
また、３原色の蛍光体２１ａの塗り分け方は図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、例えば図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。
【００４９】
なお、モノクロームの表示パネルを作製する場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１８に用いればよい。
【００５０】
蛍光膜１８のリアプレート１５側の面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１９が設けられる。メタルバック１９を設ける目的は、蛍光膜１８が発する光の一部を鏡面反射して光利用効率を向上させることや、負イオンの衝突から蛍光膜１８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１８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１９は、蛍光膜１８をフェースプレート１７上に形成した後、蛍光膜１８の表面を平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する等の方法により形成される。なお、蛍光膜１８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１９は用いない。
【００５１】
また、上述の態様においては用いられていないが、加速電極の印加用や蛍光膜１８の導電性向上を目的として、フェースプレート１７と蛍光膜１８との間に、例えばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。
【００５２】
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１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビーム源の列方向配線１４と、Ｈｖはメタルバック１９と各々電気的に接続している。
【００５３】
また、上記外囲器（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るので、大気圧や不意の衝撃などによる外囲器１０の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体として、外囲器の内部にはスペーサ２０が設けられている。このスペーサ２０は絶縁性部材２０ａの表面に半導電性薄膜２０ｂを成膜した部材からなるもので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置され、外囲器の内面および基板１１の表面にフリットガラス等で封着される。また、半導電性薄膜２０ｂはフェースプレート１７の内側（メタルバック１９等）及び基板１１の表面（行方向配線１３または列方向配線１４）に電気的に接続される。ここで説明される態様においては、スペーサ２０の形状は薄板状とし、また、行方向配線１３に平行に配置され、行方向配線１３に電気的に接続されている。
【００５４】
スペーサ２０としては、基板１１上の行方向配線１３および列方向配線１４とフェースプレート１７内面のメタルバック１９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２０の表面への帯電を防止する程度の表面電導性を有するものであれば、どのようなものであっても構わない。
【００５５】
スペーサ２０の絶縁性部材２０ａ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２０ａはその熱膨張率が外囲器（気密容器）および基板１１を成す部材と近いものが好ましい。
【００５６】
また、半導電性薄膜２０ｂとしては、帯電防止効果の維持及びリーク電流による消費電力抑制を考慮して、その表面抵抗値が１０の５乗［Ω／□］から１０の１２乗［Ω／□］の範囲のものであることが好ましく、その材料としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の４族半導体、ガリウム砒素等の化合物半導体、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｈ，Ｉｒ等の貴金属や、Ａｌ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等の金属およびこれら金属よりなる合金による島状金属膜、あるいは、酸化錫、酸化ニッケル、酸化亜鉛等の酸化物半導体、あるいは上記各種半導体に微量の不純物を加えた不純物半導体をアモルファス状態、多結晶状態、あるいは単結晶状態に成膜したもの等を挙げることができる。半導電性薄膜２０ｂの成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積法等の真空成膜法によるものや有機溶液あるいは分散溶液をディッピングあるいはスピンナーを用いて塗布・焼成する工程等からなる塗布法によるものや、化学反応により絶縁体表面に金属膜を形成できる無電解メッキ法によるもの等を挙げることができ、対象となる材料および生産性に応じて適宜選択される。
【００５７】
また、半導電性薄膜２０ｂは、絶縁性部材２０ａの表面のうち、少なくとも外囲器（気密容器）内の真空中に露出している面に成膜される。また、半導電性薄膜２０ｂは、例えば、フェースプレート１７側では、前述した黒色の導電体２１ｂあるいはメタルバック１９に、また、リアプレート１５側では行方向配線１３または列方向配線１４にに電気的に接続される。
【００５８】
スペーサ２０の構成、設置位置、設置方法、およびフェースプレート１７側やリアプレート１５側との電気的接続は、上述の場合には限定されず、十分な耐大気圧を有し、各配線１３、１４とメタルバック１９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２０の表面への帯電を防止する程度の表面電導性を有するものであれば、どのようなものであっても構わない。
【００５９】
前述の気密容器（外囲器）を組み立てるにあたっては、リアプレート１５、側壁１６およびフェースプレート１７の接合部に十分な強度と気密性を保持させつつ、これら各部材を封着する必要があるが、この封着は、例えば、フリットガラスを上記各部材の接合部に塗布し、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行われる。
【００６０】
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［Ｔｏｒｒ］程度の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前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、例えば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のマイナス５乗ないしは１×１０のマイナス７乗［Ｔｏｒｒ］の真空度に維持される。
【００６１】
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１２に電圧を印加すると、各冷陰極素子１２から電子が放出される。それと同時にメタルバック１９（あるいは不図示の透明電極）に高圧端子Ｈｖを通じて数ｋＶ以上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１７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１８の蛍光体２１ａが励起されて発光し、画像が表示される。
【００６２】
この様子を図５および図６に示す。図５および図６は、それぞれ図２に示した表示パネル内における電子および後述の散乱粒子の発生状況を説明するための図であり、図５はＹ方向から見た図、図６はＸ方向から見た図である。すなわち図５に示すように、基板１１上の冷陰極素子１２に電圧Ｖｆを印加することにより冷陰極素子１２の電子放出部から放出された電子は、フェースプレート１７上のメタルバック１９上に印加された加速電圧Ｖａにより加速され、フェースプレート１７の内面の蛍光膜１８に衝突し、蛍光膜１８が発光する。ここで特に、以下で詳述する表面伝導型電子放出素子のように、高電位側電極および低電位側電極の一対の電極が、基板面に対して平行に並設され、該一対の電極間に電子放出部を有するような冷陰極素子においては、図５に示すとおり、基板１１の面に対する電子放出部５からの法線に対して、高電位側の素子電極３のほうにずれて３０ｔで示した放物線軌跡をとって飛翔する。このため、蛍光膜１８の発光部中心は基板１１の面に対する電子放出部５からの法線上からずれることになる。このような放射特性は、基板１１に平行な面内での電位分布が、電子放出部５に対して非対称になることによるものと考えられる。
【００６３】
冷陰極素子１２から放出された電子がフェースプレート１７の内面に達して蛍光膜１８の発光現象が起こる以外に、蛍光膜１８への電子衝突及び確率は低いが真空中の残留ガスへの電子衝突により、ある確率で散乱粒子（イオン、２次電子、中性粒子等）が発生し、例えば図６中の３１ｔで示すような軌跡で外囲器（気密容器）内を飛翔すると考えられる。
【００６４】
図２に示した画像表示装置の表示パネルにおいて、上記半導電性薄膜２０ｂを形成しないスペーサを用いた比較実験においては、本発明者らは、スペーサ２０の近傍に位置する蛍光膜１８上の発光位置（電子の衝突位置）の発光形状が設計値からずれる場合が生ずることを見いだした。特に、カラー画像用の画像形成部材を用いた場合は、発光位置ずれと併せて、輝度低下や色ずれの発生も見られる場合があった。
【００６５】
この現象の主な原因として、スペーサ２０の絶縁性部材２０ａの露出した部分に上記散乱粒子の一部が衝突し、上記露出部が帯電することにより、上記露出部の近傍では電場が変化して電子軌道のずれが生じ、蛍光体の発光位置や発光形状の変化が引き起こされたものと考えられる。
【００６６】
また、上記蛍光体の発光位置、形状の変化の状況から、上記露出部には主に正電荷が蓄積していることもわかった。この原因としては、散乱粒子のうちの正イオンが付着帯電する場合、あるいは散乱粒子が上記露出部に衝突するときに発生する２次電子放出により正の帯電が起きる場合などが考えられる。
【００６７】
一方、図１に示したような、表面に半導電性薄膜２０ｂを形成したスペーサ２０を配置した表示パネルを用いた本発明の画表示成装置においては、スペーサ２０の近傍に位置する蛍光膜１８上の発光位置（電子の衝突位置）や発光形状は設計値通りであることが確認された。すなわち、スペーサ２０の表面に帯電粒子が付着しても、上述の、スペーサ表面に付設された半導電性薄膜２０ｂを流れる電流（実際には、電子あるいは正孔）の一部と電気的に中和して、上記スペーサ表面に電荷が生じても直ちに帯電が解消するためと考えられる。
【００６８】
通常、冷陰極素子１２の一対の素子電極２、３（図６参照）間の印加電圧Ｖｆは１２〜１６［Ｖ］程度、メタルバック１９と冷陰極素子１２との距離ｄは１［ｍｍ］〜８［ｍｍ］程度、メタルバック１９と冷陰極素子１２間の電圧Ｖａは１［ｋＶ］〜１０［ｋＶ］程度である。
【００６９】
さらに以下で、本発明に係る表示パネル内に配置されるスペーサに関し、より好ましい態様について図７に示す態様を例に挙げて説明する。
【００７０】
図７（ａ）において、２０ａはスペーサ基材となる絶縁性部材であり、２０ｃは前述のメタルバック１８等の電子加速用電極および各配線１３、１４との当接面に形成された導電性膜、２０ｂは当接面以外のスペーサ表面に形成された半導電性薄膜である。前記構成をもつスペーサ２０において、前記当接面に形成された導電性膜２０ｃは、当接面以外のスペーサ表面に形成された半導電性薄膜２０ｂと電気的に接続されている。
【００７１】
一方、図７（ｂ）において、２０ａはスペーサ基材となる絶縁性部材であり、２０ｃは上記電子加速用電極および上記配線との当接面、および当接面以外の表面の一部で当接面との陵を含む領域に形成された半導電性薄膜である。前記構成をもつスペーサ２０において、当接面および当接面以外の表面の一部で当接面との陵を含む領域に形成された導電性膜２０ｃは、当接面以外のスペーサ表面に形成された半導電性薄膜２０ｂと電気的に接続されている。
【００７２】
さらに、図７（ｃ）において、２０ａはスペーサ基材となる絶縁性部材であり、２０ｂは絶縁性部材２０ａの全表面に形成された半導電性薄膜、２０ｃは上記電子加速用電極および上記配線との当接面に形成された導電性膜である。導電性膜２０ｃは、前記半導電性薄膜２０ｂと電気的に接続されている。
【００７３】
前記の当接面以外のスペーサ表面に形成された半導電性薄膜２０ｂとしては、帯電防止効果の維持およびリーク電流による消費電力抑制を考慮して、その表面抵抗値、材料、並びに成膜方法等は、前述の図１、５および６で説明した半導電性薄膜２０ｂと同様である。
【００７４】
以上の図７（ａ）〜（ｃ）に示されたスペーサ２０は、半導電性膜２０ｂに電気的に接続され、かつ、他部材との当接面に形成された導電性膜２０ｃを有するので、導電性膜２０ｃの少なくとも一部と給電手段（電子源および電極）とを接続すれば、半導電性膜２０ｂの各部に一様に電流を流すことができる。これにより、フェースプレートと電子源の間の平行電界を乱すことなく、帯電粒子を中和することができる。
【００７５】
図８は、以上述べた各種スペーサ２０に、導電性部材を含む当接部材４０を付設した場合の、本発明に係る表示パネルの断面図を示している。図８において、２０は上述の各種スペーサ、４０は前記導電性部材を含む当接部材、１１は、例えば行方向配線１３等が配設された基板（青板ガラス）、１７はフェースプレート、１８は蛍光膜、１９はメタルバック、１６は側壁、３２はフリットガラスである。なお、以下で詳述するとおり、本発明に係るスペーサに付設される当接部材４０は、上述の各種スペーサと、前記電子加速用電極（メタルバック等）および配線（行方向配線または列方向配線）との電気的接続および機械的固定という両機能を兼ね備えるものである。
【００７６】
図８において、基板１１の行方向配線１３およびフェースプレート側の電子加速用電極（メタルバック１９）とスペーサ２０との電気的接続および機械的固定は、以下のように行う。
【００７７】
（１）導電性微粒子を混合した導電性フリットガラスを用いて、電気的接続および機械的固定を行う。
【００８１】
次に、以上述べた表示パネルのマルチ電子ビーム源に用いられる冷陰極素子について説明する。本発明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限定はない。したがって、例えば表面伝導型電子放出素子や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。
【００８２】
ただし、表示画面が大きくてしかも安価な表示装置が求められる状況の下では、これらの冷陰極素子のなかでも、表面伝導型電子放出素子が特に好ましい。すなわち、前述したとおり、ＦＥ型ではエミッタコーンとゲート電極の相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、極めて高精度の製造技術を必要とするが、これは大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な要因となる。また、ＭＩＭ型では、絶縁層と上電極の膜厚を薄くしてしかも均一にする必要があるが、これも大面積化や製造コストの低減を達成するにはふりや要因となる。その点、表面伝導型電子放出素子は、比較的製造方法が単純なため、大面積化や製造コストの低減が容易である。また、発明者らは、表面伝導型電子放出素子の中でも、以下に詳述するような、電極間の電子放出部を含む導電性膜が微粒子膜から形成されているものがとりわけ電子放出特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見いだしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であるといえる。そこで、以下に、この好適に用いられる表面伝導型電子放出素子について基本的な構成と製法および特性を説明する。
【００８３】
（表面伝導型電子放出素子の好適な素子構成と製法）
電極間に、微粒子からなり、かつ、電子放出部を有する導電性膜を備える表面伝導型電子放出素子の代表的な構成には、平面型と垂直型の２種類があげられる。
【００８４】
（平面型の表面伝導型電子放出素子）
まず最初に、平面型の表面伝導型電子放出素子の素子構成と製法について説明する。図９に示すのは、平面型の表面伝導型電子放出素子の構成を説明するための平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図中、１は基板、２と３は素子電極、４は導電性膜、５は通電処理などのフォーミング処理により形成した電子放出部である。
【００８５】
基板１としては、例えば、石英ガラスや青板ガラスをはじめとする各種ガラス基板や、アルミナをはじめとする各種セラミクス基板、あるいは上述の各種基板上に例えばＳｉＯ_２ を材料とする絶縁層を積層した基板などを用いることができる。
【００８６】
また、基板１上に基板面と平行に対向して設けられた素子電極２、３は、導電性を有する材料によって形成されている。例えば、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｇ等をはじめとする金属、あるいはこれらの金属の合金、あるいはＩｎ_２ Ｏ_３ −ＳｎＯ_２ をはじめとする金属酸化物、ポリシリコン等の半導体、などの中から適宜材料を選択して用いればよい。電極を形成するには、例えば真空蒸着等の成膜技術とフォトリソグラフィー、エッチング等のパターニング技術を組み合わせて用いれば容易に形成できるが、それ以外の方法（例えば印刷技術）を用いて形成しても差し支えない。
【００８７】
素子電極２、３の形状は、当該電子放出素子の応用目的に合わせて適宜設計される。一般的には、電極間隔Ｌは通常は数百［オングストローム］から数百［マイクロメートル］の範囲から適当な数値を選んで設計されるが、なかでも表示装置に応用するために好ましいのは数［マイクロメートル］から数十［マイクロメートル］の範囲である。また、素子電極厚さｄについては、通常は数百［オングストローム］から数［マイクロメートル］の範囲から適当な数値が選ばれる。
【００８８】
また、導電性膜４の部分には、微粒子膜を用いる。ここで述べた微粒子膜とは、構成要素として多数の微粒子を含んだ膜（島状の集合体も含む）のことをさす。微粒子膜を微視的に調べれば、通常は、個々の微粒子が離間して配置された構造か、あるいは微粒子が互いに隣接した構造か、あるいは微粒子が互いに重なり合った構造が観測される。
【００８９】
微粒子膜に用いた微粒子の粒径は、数［オングストローム］から数千［オングストローム］の範囲に含まれるものであるが、なかでも好ましいのは１０［オングストローム］から２００［オングストローム］の範囲のものである。また、微粒子膜の膜厚は、以下に述べるような諸条件を考慮して適宜設定される。すなわち、素子電極２、３と電気的に良好に接続するのに必要な条件、後述する通電フォーミング処理を良好に行うのに必要な条件、微粒子膜自身の電気抵抗を後述する適宜の値にするために必要な条件、などである。具体的には、数［オングストローム］から数千［オングストローム］の範囲の中で設定するが、なかでも好ましいのは１０［オングストローム］から５００［オングストローム］の間である。
【００９０】
また、微粒子膜を形成するのに用いられうる材料としては、例えば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等をはじめとする金属や、ＰｄＯ，ＳｎＯ_２ ，Ｉｎ_２ Ｏ_３ ，ＰｂＯ，Ｓｂ_２ Ｏ_３ 等をはじめとする酸化物や、ＨｆＢ_２ ，ＺｒＢ_２ ，ＬａＢ_６ ，ＣｅＢ_６ ，ＹＢ_４ ，ＧｄＢ_４ 等をはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等をはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等をはじめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ等をはじめとする半導体や、カーボン等があげられ、これらの中から適宜選択される。
【００９１】
以上述べたように、導電性膜４を微粒子膜で形成したが、そのシート抵抗値については、１０の３乗から１０の７乗［Ω／□］の範囲に含まれるよう設定した。
【００９２】
なお、導電性膜４と素子電極２、３とは、電気的に良好に接続されるのが望ましいため、互いの一部が重なりあうような構造をとっている。その重なり方は、図５の例においては、下から、基板１、素子電極２、３、導電性膜４の順序で積層したが、場合によっては下から基板、導電性膜、素子電極、の順序で積層してもさしつかえない。
【００９３】
また、電子放出部５は、導電性膜４の一部に形成された亀裂などの間隙であり、電気的には周囲の導電性膜よりも高抵抗な性質を有している。この亀裂などの間隙は、導電性膜４に対して、後述する通電フォーミングの処理を行うことにより形成する。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］の粒径の微粒子を配置する場合がある。なお、実際の電子放出部の位置や形状を精密かつ正確に図示するのは困難なため、図９においては模式的に示した。
【００９４】
また、図１０（ａ）（平面図）および（ｂ）（断面図）に示すとおり、電子放出部５およびその近傍に炭素もしくは炭素化合物よりなる薄膜６を有する場合もある。この薄膜６は、通電フォーミング処理後に、後述する通電活性化の処理を行うことにより形成される。
【００９５】
前記薄膜６は、単結晶グラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は５００［オングストローム］以下とするが、３００［オングストローム］以下とするのがさらに好ましい。
【００９６】
なお、実際の薄膜６の位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図１０においては模式的に示した。
【００９７】
以上、好ましい素子の基本構成を述べたが、後述する実施例においては以下のような素子を用いた。
【００９８】
すなわち、基板１には青板ガラスを用い、素子電極２、３にはＮｉ薄膜を用いた。素子電極の厚さｄは１０００［オングストローム］、電極間隙Ｌは２［マイクロメートル］とした。
【００９９】
微粒子膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを用い、微粒子膜の厚さは約１００［オングストローム］、幅Ｗは１００［マイクロメートル］とした。
【０１００】
次に、好適な平面型の表面伝導型電子放出素子の製造方法について説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）は、表面伝導型電子放出素子の製造工程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図９および図１０と同一である。
【０１０１】
１）まず、図１１（ａ）に示すように、基板１上に素子電極２、３を形成する。あらかじめ基板１を洗剤、純水、有機容剤を用いて十分に洗浄後、素子電極の材料を堆積させる。堆積する方法としては、例えば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を用いればよい。その後、堆積した電極材料を、フォトリソグラフィー・エッチング技術を用いてパターニングし、図１１（ａ）に示した一対の素子電極２、３を形成する。
【０１０２】
２）次に、図１１（ｂ）に示すように、導電性膜４を形成する。まず前記図１１（ａ）の基板上に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して微粒子膜を成膜した後、フォトリソグラフィー・エッチングにより所定の形状にパターニングする。ここで、有機金属溶液とは、導電性膜に用いる微粒子の材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液である（後述する実施例においては、主要元素としてＰｄを用いた。また、実施例では塗布方法として、ディッピング法を用いたが、それ以外のたとえばスピンナー法やスプレー法を用いてもよい。）。
【０１０３】
また、微粒子膜で作られる導電性膜の成膜方法としては、上記有機金属溶液の塗布による方法以外の、たとえば真空蒸着法やスパッタ法、あるいは化学的気相堆積法などを用いる場合もある。
【０１０４】
３）次に、図１１（ｃ）に示すように、フォーミング用電源２２から素子電極２、３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォーミング処理を行って、電子放出部５を形成する。
【０１０５】
通電フォーミング処理とは、微粒子膜で作られた導電性膜４に通電を行って、その一部を適宜に破壊、変形、もしくは変質せしめ、電子放出を行うのに好適な構造に変化させる処理のことである。微粒子膜で作られた導電性膜のうち電子放出を行うのに好適な構造に変化した部分（すなわち電子放出部５）においては、薄膜に適当な亀裂が形成されている。なお、電子放出部５が形成される前と比較すると、形成された後は素子電極２、３の間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。
【０１０６】
通電方法をより詳しく説明するために、図１２に、フォーミング用電源２２から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。微粒子膜で作られた導電性膜をフォーミングする場合には、パルス状の電圧が好ましく、後述の実施例にて用いられた表面伝導型電子放出素子の製法においては図１２に示したようにパルス幅Ｔ１の三角波パルスをパルス間隔Ｔ２で連続的に印加した。その際には、三角波パルスの波高値Ｖｐｆを、順次昇圧した。また、電子放出部５の形成状況をモニターするためのモニターパルスＰｍを適宜の間隔で三角波パルスの間に挿入し、その際に流れる電流を電流計２３で計測した。
【０１０７】
後述の実施例にて用いられた表面伝導型電子放出素子の製法においては、たとえば１０のマイナス５乗［Ｔｏｒｒ］程度の真空雰囲気下において、たとえばパルス幅Ｔ１を１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ２を１０［ミリ秒］とし、波高値Ｖｐｆを１パルスごとに０．１［Ｖ］ずつ昇圧した。そして、三角波を５パルス印加するたびに１回の割り合いで、モニターパルスＰｍを挿入した。フォーミング処理に悪影響を及ぼすことがないように、モニターパルスの電圧Ｖｐｍは０．１［Ｖ］に設定した。そして、素子電極２、３の間の電気抵抗が１×１０の６乗［Ω］になった段階、すなわちモニターパルス印加時に電流計２３で計測される電流が１×１０のマイナス７乗［Ａ］以下になった段階で、フォーミング処理にかかわる通電を終了した。
【０１０８】
なお、上記の方法は、表面伝導型電子放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば微粒子膜の材料や膜厚、あるいは素子電極間隔Ｌなど表面伝導型電子放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて通電の条件を適宜変更するのが望ましい。
【０１０９】
４）次に、図１０で前述したとおり、活性化処理を行い薄膜６（図１０）を形成する場合がある。この活性化処理は、図１１（ｄ）に示すように、活性化用電源２４から素子電極２、３の間に適宜の電圧を印加し、通電活性化処理を行って、電子放出特性の改善を行う。
【０１１０】
通電活性化処理とは、前記通電フォーミング処理により形成された電子放出部５に適宜の条件で通電を行って、その近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積せしめる処理のことである（図においては、炭素もしくは炭素化合物よりなる堆積物を部材６として模式的に示した。）。なお、通電活性化処理を行うことにより、行う前と比較して、同じ印加電圧における放出電流を典型的には１００倍以上に増加させることができる。
【０１１１】
具体的には、１０のマイナス４乗ないし１０のマイナス５乗［Ｔｏｒｒ］の範囲内の真空雰囲気中で、電圧パルスを定期的に印加することにより、真空雰囲気中に存在する有機化合物を起源とする炭素もしくは炭素化合物を堆積させる。堆積物６は、単結晶グラファイト、多結晶グラファイト、非晶質カーボン、のいずれかか、もしくはその混合物であり、膜厚は５００［オングストローム］以下、より好ましくは３００［オングストローム］以下である。
【０１１２】
前記活性化処理に際しての通電方法をより詳しく説明するために、図１３（ａ）に、活性化用電源２４から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。後述する実施例で用いられた表面伝導型電子放出素子の製法においては、一定電圧の矩形波を定期的に印加して通電活性化処理を行ったが、具体的には、矩形波の電圧Ｖａｃは１４［Ｖ］、パルス幅Ｔ３は１［ミリ秒］、パルス間隔Ｔ４は１０［ミリ秒］とした。なお、上述の通電条件は、本態様の表面伝導型電子放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型電子放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
【０１１３】
図１１（ｄ）において、表面伝導型電子放出素子から放出される放出電流Ｉｅを補足するためのアノード電極には、直流高圧電源２６および電流計２７が接続されている（なお、基板１を、表示パネルの中に組み込んでから活性化処理を行う場合には、表示パネルの蛍光面をアノード電極２５として用いている。）。
【０１１４】
活性化用電源２４から電圧を印加する際、電流計２７で放出電流Ｉｅを計測して通電活性化処理の進行状況をモニターし、活性化用電源２４の動作を制御する。電流計２７で計測された放出電流Ｉｅの一例を図１３（ｂ）に示すが、活性化電源２４からパルス電圧を印加しはじめると、時間の経過とともに放出電流Ｉｅは増加するが、やがて飽和してほとんど増加しなくなる。このように、放出電流Ｉｅがほぼ飽和した時点で活性化用電源２４からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終了する。
【０１１５】
なお、上述の通電条件は、後述の実施例の表面伝導型電子放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型電子放出素子の設計を変更した場合には、それに応じて条件を適宜変更するのが望ましい。
【０１１６】
以上のようにして、図１１（ｅ）に示される平面型の表面伝導型電子放出素子が製造される。
【０１１７】
（垂直型の表面伝導型電子放出素子）
次に、前述の垂直型の表面伝導型電子放出素子の構成について説明する。
【０１１８】
図１４および図１５は、垂直型の基本構成を説明するための模式的な断面図であり、図１４および図１５中の、１は基板、２と３は素子電極、２８は段差形成部材、４は微粒子膜を用いた導電性膜、５は通電フォーミング処理により形成した電子放出部、また、図１５中の６は通電活性化処理により形成した薄膜である。
【０１１９】
垂直型が先に説明した平面型と異なる点は、一方の素子電極３が段差形成部材２８上に設けられており、導電性膜４が段差形成部材２８の側面を被覆している点にある。したがって、前記図９および図１０の平面型における素子電極間隔Ｌは、垂直型においては段差形成部材２８の段差高さＬｓとして設定される。なお、基板１、素子電極２、３、微粒子膜を用いた導電性膜４については、前記平面型の説明中に列挙した材料を同様に用いることが可能である。また、段差形成部材２８には、例えばＳｉＯ２ のような電気的に絶縁性の材料を用いる。
【０１２０】
次に、垂直型の表面伝導型電子放出素子の製法について説明する。図１６（ａ）〜（ｆ）は、製造工程を説明するための断面図で、各部材の表記は前記図１４および図１５と同一である。
【０１２１】
１）まず、図１６（ａ）に示すように、基板１上に素子電極２を形成する。
【０１２２】
２）次に、図１６（ｂ）に示すように、段差形成部材を形成するための絶縁層２８を積層する。
【０１２３】
３）次に、図１６（ｃ）に示すように、絶縁層２８の上に素子電極３を形成する。
【０１２４】
４）次に、図１６（ｄ）に示すように、絶縁層２８の一部を、例えばエッチング法を用いて除去し、素子電極２を露出させる。
【０１２５】
５）次に、図１６（ｅ）に示すように、微粒子膜を用いた導電性膜４を形成する。この導電性膜４を形成するには、前記平面型の場合と同じく、例えば塗布法などの成膜技術を用いればよい。
【０１２６】
６）次に、前記平面型の場合と同じく、通電フォーミング処理を行い、電子放出部５を形成する。なお、上記通電フォーミング処理は、図１１（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォーミング処理と同様の処理を行えばよい。
【０１２７】
７）次に、前記平面型の場合と同じく、通電活性化処理を行い、電子放出部近傍に炭素もしくは炭素化合物を堆積させる場合もある。この場合、図１１（ｄ）を用いて説明した平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよい。
【０１２８】
以上のようにして、図１６（ｆ）に示す垂直型の表面伝導型電子放出素子が製造される。
【０１２９】
（表示装置に用いた表面伝導型電子放出素子の特性）
以上、平面型と垂直型の表面伝導型電子放出素子について素子構成と製法を説明したが、次に表示装置に用いた素子の特性について述べる。
【０１３０】
図１７に、表示装置に用いた素子の、（放出電流Ｉｅ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性、および（素子電流Ｉｆ）対（素子印加電圧Ｖｆ）特性の典型的な例を示す。なお、放出電流Ｉｅは素子電流Ｉｆに比べて著しく小さく、同一尺度で図示するのが困難であるうえ、これらの特性は素子の大きさや形状等の設計パラメータを変更することにより変化するものであるため、２本のグラフは各々任意単位で図示した。
【０１３１】
表示装置に用いた素子は、放出電流Ｉｅに関して以下に述べる３つの特性を有している。
【０１３２】
第一に、ある電圧（これを閾値電圧Ｖｔｈと呼ぶ）以上の大きさの電圧を素子に印加すると急激に放出電流Ｉｅが増加するが、一方、閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧では放出電流Ｉｅがほとんど検出されない。すなわち、放出電流Ｉｅに関して明確な閾値電圧Ｖｔｈを持った非線形素子である。
【０１３３】
第二に、放出電流Ｉｅは素子電圧Ｖｆに依存して変化するため、素子電圧Ｖｆで放出電流Ｉｅの大きさを制御できる。
【０１３４】
第三に、素子印加電圧Ｖｆに対して放出電流Ｉｅの応答速度が速いため、素子印加電圧Ｖｆを印加する時間の長さによって、素子から放出される電子の電荷量を制御できる。
【０１３５】
以上のような特性を有するため、表面伝導型電子放出素子を表示装置に好適に用いることができた。例えば多数の素子を表示画面の画素に対応して設けた表示装置において、第一の特性を利用すれば、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。すなわち、駆動中の素子には所望の発光輝度に応じて閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を適宜印加し、非選択状態の素子には閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧を印加する。駆動する素子を順次切り替えてゆくことにより、表示画面を順次走査して表示を行うことが可能である。また、第二の特性かまたは第三の特性を利用することにより、発光輝度を制御することができるため、諧調表示を行うことが可能である。
【０１３６】
以上説明した本発明にかかる表示装置等の画像形成装置の駆動方法について、図１８〜図２１を用いて説明する。
【０１３７】
図１８は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいてテレビジョン表示を行う為の駆動回路の概略構成をブロック図で示したものである。同図中、表示パネル１７０１は前述した表示パネルに相当するもので、前述した様に製造され、動作する。また、走査回路１７０２は表示ラインを走査し、制御回路１７０３は走査回路へ入力する信号等を生成する。シフトレジスタ１７０４は１ライン毎のデータをシフトし、ラインメモリ１７０５は、シフトレジスタ１７０４からの１ライン分のデータを変調信号発生器１７０７に入力する。同期信号分離回路１７０６はＮＴＳＣ信号から同期信号を分離する。
【０１３８】
以下、図１８の装置各部の機能を詳しく説明する。
【０１３９】
まず表示パネル１７０１は、端子Ｄｘ１ないしＤｘｍおよび端子Ｄｙ１ないしＤｙｎ、および高圧端子Ｈｖを介して外部の電気回路と接続されている。このうち、端子Ｄｘ１ないしＤｘｍには、表示パネル１７０１内に設けられているマルチ電子ビーム源、すなわちｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された冷陰極素子を１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。
【０１４０】
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１行分のｎ個の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、たとえば５ｋ［Ｖ］の直流電圧が供給されるが、これはマルチ電子ビーム源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。
【０１４１】
次に、走査回路１７０２について説明する。
【０１４２】
同回路は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ１ないしＳｍで模式的に示されている）を備えるもので、各スイッチング素子は、直流電圧源Ｖｘの出力電圧もしくは０［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表示パネル１７０１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１７０３が出力する制御信号Ｔ_ＳＣＡＮに基づいて動作するものだが、実際にはたとえばＦＥＴのようなスイッチング素子を組み合わせる事により容易に構成することが可能である。
【０１４３】
なお、前記直流電圧源Ｖｘは、図１７に例示した電子放出素子の特性に基づき、走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出閾値電圧Ｖｔｈ電圧以下となるよう、一定電圧を出力するよう設定されている。
【０１４４】
また、制御回路１７０３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１７０６より送られる同期信号Ｔ_ＳＹＮＣに基づいて、各部に対してＴ_ＳＣＡＮおよびＴ_ＳＦＴ およびＴ_ＭＲＹ の各制御信号を発生する。
【０１４５】
同期信号分離回路１７０６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、良く知られているように周波数分離（フィルタ）回路を用いれば容易に構成できるものである。同期信号分離回路１７０６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、Ｔ_ＳＹＮＣ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１７０４に入力される。
【０１４６】
シフトレジスタ１７０４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１７０３より送られる制御信号Ｔ_ＳＦＴ に基づいて動作する。すなわち、制御信号Ｔ_ＳＦＴ は、シフトレジスタ１７０４のシフトクロックであると言い換えることもできる。
【０１４７】
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、Ｉ_Ｄ１ないしＩ_ＤＮのｎ個の並列信号として前記シフトレジスタ１７０４より出力される。
【０１４８】
ラインメモリ１７０５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１７０３より送られる制御信号Ｔ_ＭＲＹ にしたがって適宜Ｉ_Ｄ１ないしＩ_ＤＮの内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉ′_Ｄ１ないしＩ′_ＤＮとして出力され、変調信号発生器１７０７に入力される。
【０１４９】
変調信号発生器１７０７は、前記画像データＩ′_Ｄ１ないしＩ′_ＤＮの各々に応じて、電子放出素子１５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ＤｙｌないしＤｙｎを通じて表示パネル１７０１内の冷陰極素子に印加される。
【０１５０】
図１７を用いて説明したように、本発明に関わる表面伝導型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、図１７のＩｅのグラフから明らかなように、電子放出には明確な閾値電圧Ｖｔｈ（後述する実施例の表面伝導型電子放出素子では８［Ｖ］）があり、閾値Ｖｔｈ以上の電圧を印加された時のみ電子放出が生じる。
【０１５１】
また、電子放出閾値Ｖｔｈ以上の電圧に対しては、グラフのように電圧の変化に応じて放出電流Ｉｅも変化してゆく。尚、表面伝導型電子放出素子の材料や構成、製造方法を変える事により、電子放出閾値電圧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。
【０１５２】
以上、図１８に示された各部の機能について述べたが、全体動作の説明に移る前に図１９〜図２１を用いて前記表示パネル１７０１の動作について、冷陰極素子として、後述する実施例において用いられる上記Ｖｔｈが８［Ｖ］の表面伝導型電子放出素子を例に挙げて、より詳しく説明しておく。
【０１５３】
図示の便宜上、表示パネルの画素数を６×６（すなわちｍ＝ｎ＝６）として説明する。
【０１５４】
図１９に示すのは、６行６列の行列状に表面伝導型電子放出素子をマトリクス配線したマルチ電子ビーム源であり、説明上、各素子を区別する為にＤ（１，１）、Ｄ（１，２）ないしはＤ（６，６）のように（Ｘ，Ｙ）座標で位置を示している。
【０１５５】
このようなマルチ電子ビーム源を駆動して画像を表示していく際には、Ｘ軸と平行な画像の１ラインを単位として、ライン順に画像を形成する方法をとっている。画像の１ラインに対応した表面伝導型電子放出素子を駆動するには、Ｄｘ１ないしＤｘ６のうち表示ラインに対応する行の端子に０［Ｖ］を、それ以外の端子には７［Ｖ］を印加する。それと同期して、当該ラインの画像パターンにしたがってＤｙ１ないしＤｙ６の各端子に変調信号を印加する。
【０１５６】
たとえば、図２０に示すような画像パターンを表示する場合を例にとって説明する。
【０１５７】
そこで、図２０の画像のうち、たとえば第３ライン目を発光させる期間中を例にとって説明する。図２１は、前記画像の第３ライン目を発光させる間に、端子Ｄｘ１ないしＤｘ６、およびＤｙ１ないしＤｙ６を通じてマルチ電子ビーム源に印加する電圧値を示したものである。同図から明らかなようにＤ（２，３）、Ｄ（３，３）、Ｄ（４，３）の各表面伝導型電子放出素子には、電子放出の閾値電圧８［Ｖ］を越える１４［Ｖ］（図中黒塗りで示す素子）が印加されて電子ビームが出力される。一方、上記３つの素子以外は７［Ｖ］（図中斜線で示す素子）もしくは０［Ｖ］（図中白ぬきで示す素子）が印加されるが、これは電子放出の閾値電圧８［Ｖ］以下であるため、これらの素子からは電子ビームは出力されない。
【０１５８】
同様の方法で、他のラインについても図２０の表示パターンに従ってマルチ電子ビーム源を駆動してゆくが、第１ラインから順次１ラインずつ駆動してゆくことにより１画面の表示が行なわれる。これを毎秒６０画面の速さで繰り返すことにより、ちらつきのない画像表示が可能である。
【０１５９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳述する。
【０１６０】
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、電極間の導電成微粒子膜に電子放出部を有するタイプのＮ×Ｍ個（Ｎ＝３０７２、Ｍ＝１０２４）の表面伝導型電子放出素子を、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。
【０１６１】
まず、以下に述べるとおり、微粒子からなる導電性膜がＮ×Ｍ個、マトリクス配線され、配置された基板を作製した。この基板の製造方法の一例について図２２により工程順にしたがって具体的に説明する。なお、以下の工程ａ〜ｈは、それぞれ図２２の（ａ）〜（ｈ）に対応する。
【０１６２】
工程ａ：清浄化したソーダライムガラス上に厚さ０．５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した絶縁性基板１１’上に、真空蒸着により厚さ５０［オングストローム］のＣｒ、厚さ５０００［オングストローム］のＡｕを順次積層した後、ホトレジスト（ＡＺ１３７０、ヘキスト社製）をスピンナーにより回転塗布、ベークした後、ホトマスク像を露光、現像して、列方向配線１４のレジストパターンを形成し、Ａｕ／Ｃｒ堆積膜をウエットエッチングして、所望の形状の列方向配線１４を形成した。
【０１６３】
工程ｂ：次に、厚さ１．０［マイクロメートル］のシリコン酸化膜からなる層間絶縁層３３をＲＦスパッタ法により堆積した。
【０１６４】
工程ｃ：工程ｂで堆積したシリコン酸化膜にコンタクトホール３３ａを形成するためのホトレジストパータンを作り、これをマスクとして層間絶縁層３３をエッチングしてコンタクトホール３３ａを形成した。エッチングはＣＦ_４ とＨ_２ ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によった。
【０１６５】
工程ｄ：その後、素子電極と素子電極間ギャップとなるべきパータンをホトレジスト（ＲＤ−２０００Ｎ−４１ 日立化成社製）で形成し、真空蒸着法により、厚さ５０［オングストローム］のＴｉ、厚さ１０００［オングストローム］のＮｉを順次堆積した。ホトレジストパータンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、素子電極間隔Ｌ（図９参照）が３［マイクロメートル］、素子電極幅Ｗ（図９参照）が３００［マイクロメートル］である素子電極２、１３を形成した。
【０１６６】
工程ｅ：素子電極２、３の上に行方向配線１３のホトレジストパータンを形成した後、厚さ５０［オングストローム］のＴｉ、厚さ６０００［オングストローム］のＡｕを順次真空蒸着により堆積し、リフトオフにより不要の部分を除去して、所望の形状の行方向配線１３を形成した。
【０１６７】
工程ｆ：図２３に示すような、素子間電極間隔Ｌだけ間をおいて位置する１対の素子電極２、３を跨ぐような開口３５ａを有するマスクを用い、膜厚１０００［オングストローム］のＣｒ膜２１を真空蒸着により堆積・パターニングし、そのうえに有機Ｐｄ溶液（ｃｃｐ４２３０奥野製薬（株）社製）をスピンナーにより回転塗布、３００℃で１０分間の加熱焼成処理をした。
【０１６８】
このようにして形成されたＰｄを主元素とする微粒子からなる電子放出部形成用膜（導電性膜）４の膜厚は約１００［オングストローム］、シート抵抗値は５×１０の４乗［Ω／□］であった。なお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、その粒径とは、前記状態で粒子形状が認識可能な微粒子についての径をいう。
【０１６９】
なお、有機金属溶液（本実施例では有機Ｐｄ溶液）とは、前記Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属を主元素とする有機化合物の溶液である。また、本実施例では、電子放出部形成用薄膜４の製法として、有機金属溶液の塗布法を用いたが、これに限る物でなく、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。
【０１７０】
工程ｇ：酸エッチャントによりＣｒ膜３４を除去して、所望のパターンを有する電子放出部形成用薄膜４を形成した。
【０１７１】
工程ｈ：コンタクトホール３３ａ部分以外にレジストを塗布するようなパターンを形成し、真空蒸着により厚さ５０［オングストローム］のＴｉ、厚さ５０００［オングストローム］のＡｕを順次積層した。リフトオフにより不要の部分を除去することにより、コンタクトホール３３ａを埋め込んだ。
【０１７２】
以上の工程を経て、Ｍ本の行方向配線１３、Ｎ本の列方向配線１４に、素子電極２、３を介して電気的に接続された導電性膜（電子放出部形成用膜）４を複数（Ｍ×Ｎ個）、絶縁性基板１１’上にマトリクス状に形成配置した。
【０１７３】
（実施例１−１）
本実施例では、前述した図１に示すスペーサ２０を配置した表示パネルを作製した。以下、図１および図２を用いて詳述する。まず、前述したとおり、複数の導電性膜（電子放出部形成用膜）をマトリクス配線し、配置した基板１１’をリアプレート１５に固定した。次に、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａの表面のうち、外囲器（気密容器）内に露出する４面に酸化錫からなる半導電性薄膜２０ｂを成膜したスペーサ２０（高さ５ｍｍ、板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）を等間隔で基板１１’上の行方向配線１３上に、該行方向配線１３と平行に固定した。その後、基板１１’の５ｍｍ上方に、内面に蛍光膜１８とメタルバック１９が付設されたフェースプレート１７を側壁１６を介し配置し、リアプレート１５、フェースプレート１７、側壁１６およびスペーサ２０の各接合部を固定した。
【０１７４】
基板１１’とリアプレート１５の接合部、リアプレート１５と側壁１６の接合部、およびフェースプレート１７と側壁１６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。
【０１７５】
また、スペーサ２０は、基板１１’側では行方向配線１３（線幅３００μｍ）上に、フェースプレート１７側ではメタルバック１９面上に、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、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。
【０１７６】
なお、本実施例においては、蛍光膜１８は、図２４に示すように、各色蛍光体２１ａが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２０は、Ｘ方向に平行な黒色の導電体２１ｂ領域（線幅３００μｍ）内にメタルバック１９を介して配置された。
【０１７７】
また、スペーサ２０は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａの表面上に、半導電性薄膜２０ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。
【０１７８】
なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光体２１ａと基板１１’上に配置された前述の電子放出部形成用の各導電性膜４（図２２（ｈ））とを対応させなくてはいけないため、リアプレート１５、フェースプレート１７およびスペーサ２０は十分な位置合わせを行った。
【０１７９】
以上のようにして完成した外囲器（気密容器）内の雰囲気を排気管（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、前述の電子放出部形成用の各導電性膜４に電圧を印加し、該電子放出部形成用の導電性膜４を通電処理（通電フォーミング処理）することにより導電性膜の各々に電子放出部を形成し、図２および図３に示したような、冷陰極素子１２として表面伝導型電子放出素子が複数マトリクス配線されたマルチ電子ビーム源を作製した。通電フォーミング処理は、図１２に示した波形の
電圧を印加することにより行った。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
以上のように完成した、図１および図２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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８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１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０１８３】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子１２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２０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。
【０１８４】
（実施例１−２）
本実施例において前述の実施例１−１と異なるのは、図１に示されたスペーサ２０の半導電性薄膜２０ｂとして、厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによって酸素雰囲気中で成膜した点である。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の１２乗［Ω／□］であった。以上の点を除いては、実施例１−１と同様の表示パネルを作製した。
【０１８５】
上記スペーサ２０を配設した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、蛍光体２１ａ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］、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０１８６】
このとき、半導電性薄膜２０ｂのないスペーサ２０を用いた比較実験用の画像表示装置の場合との比較から、本実施例においても帯電防止効果が得られていることが確認できた。
【０１８７】
（実施例１−３）
本実施例において、前述の実施例１−１と異なるのは、図１に示されたスペーサ２０の半導電性薄膜２０ｂとして、厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン雰囲気中で成膜した点である。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の７乗［Ω／□］であった。また、本実施例においてはメタルバック１９を設けず、代わりにフェースプレート１７と蛍光膜１８の間にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。なお、上記ＩＴＯ膜は、黒色の導電体２１ｂ（図２４参照）および高圧端子Ｈｖ（図２参照）と電気的接続が得られるように配置された。以上の点を除いては、実施例１−１と同様の表示パネルを作製した。
【０１８８】
上記スペーサ２０を配設した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、前記ＩＴＯ膜からなる透明電極には、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１８に電子を衝突させ、蛍光体２１ａ（図２４参照）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１［ｋＶ］以下、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０１８９】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子１２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２０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。
【０１９０】
（実施例１−４）
本実施例において、前述の実施例１−１と異なるのは、図１に示されたスペーサ２０の半導電性薄膜２０ｂとしてドーパントを含む厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによって成膜した点である。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の５乗［Ω／□］であった。また、本実施例においてはメタルバック１９を設けず、代わりに、フェースプレート１７と蛍光膜１８の間にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。なお、上記ＩＴＯ膜は、黒色の導電体２１ｂ（図２４参照）および高圧端子Ｈｖ（図２参照）と電気的接続が得られるように配置された。また、蛍光体２１ａ（図２４参照）として低速電子線用の蛍光体を用いた。さらに、スペーサ２０の高さ、および基板１１とフェースプレート１７との間の距離を１［ｍｍ］とした。
【０１９１】
上記スペーサ２０を配設した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、前記ＩＴＯ膜からなる透明電極には、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１８に電子を衝突させ、蛍光体２１ａ（図２４参照）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１０［Ｖ］ないし１００［Ｖ］、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０１９２】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子１２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２０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。
【０１９３】
以上説明したように、各実施例の画像表示装置においては、次のような効果を有する。
【０１９４】
まず、防止すべき帯電はスペーサ２０の表面で発生するので、スペーサ２０としてはその表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従って、以上の実施例においては、スペーサ２０をなす部材として、絶縁性部材２０ａを用い、絶縁性部材２０ａの表面に半導電性薄膜２０ｂを形成した。これにより、スペーサ２０の表面での帯電を中和するには十分な低抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留めたスペーサ２０を実現できた。すなわち、表面伝導型電子放出素子のような冷陰極素子の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・大面積の画像表示装置等の画像形成装置が得られた。
【０１９５】
次に、スペーサ２０の形状として、図１および図２に示したような、基板１１及びフェースプレート１７の法線方向に対して、その断面形状が一様である平板状のものを採用したので、スペーサ２０自体によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ２０が冷陰極素子１２からの電子軌道を遮らない限り、スペーサ２０と冷陰極素子１２を近接して配置できるので、スペーサ２０と直交するＸ方向に対して冷陰極素子１２を高密度に配置できた。しかも、リーク電流はスペーサ２０の断面の大部分を占める絶縁性部材２０ａには流れないので、基板１１または、フェースプレート１７に対してスペーサ２０を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ないリーク電流に抑えることができた。
【０１９６】
また、特に、以上の実施例のように、冷陰極素子として表面伝導型電子放出素子を用いる場合には、平板状のスペーサ２０を、冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２からのＸ方向にずれる電子軌道に沿ってＸＺ平面と平行に配置したので、スペーサ２０に電子軌道を遮られることなくスペーサ２０と平行なＸ方向に対して冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２を高密度に配置できた。
【０１９７】
また、各スペーサ２０は、基板１１側では１本の行方向配線１３上に電気的に接続されており、基板１１上の配線間での不要な電気的結合を避けることができた。
【０１９８】
また、所望の半導電性薄膜２０ｂを設けることで以上の効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必要としない本発明に係るスペーサ２０を、本出願人の提案による表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源を用いた画像表示装置に適用することにより、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成できる薄型・大面積の画像表示装置を提供できた。
【０１９９】
さらに、以下で詳述する実施例は、以上で述べた実施例とは、図２５、２７に示すとおり、行方向配線１３と列方向配線１４の交差部における積層順序が逆である点と、図２５、２６に示すとおり、スペーサ２０を列方向配線１４上に設置した点において異なっている。
【０２００】
なお、図２５は、以下で述べる実施例の画像表示装置で用いられる表示パネルの一部を破断した斜視図であり、図２６は、図２５に示した表示パネルの要部断面図（Ｃ−Ｃ′断面の一部）である。また、図２５、２６の表示パネルの蛍光膜１８は、図４（Ａ）に示した形状のものを採用した。
【０２０１】
図２５および図２６において、リアプレート１５には、複数の冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２がマトリクス配線され配置された基板１１が固定されている。フェースプレート１７の内面には、蛍光膜１８と加速電極であるメタルバック１９が形成されており、該フェースプレート１７は、基板１１と、両者の間に絶縁性材料からなる側壁１６を介して対向配置されている。基板１１とメタルバック１９の間には、不図示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレート１５、側壁１６及びフェースプレート１７は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレート１５と側壁１６とフェースプレート１７とで外囲器（気密容器）を構成している。
【０２０２】
また、耐大気圧構造体として、外囲器（気密容器）の内部には薄板状のスペーサ２０が設けられている。スペーサ２０は絶縁性部材２０ａの表面に半導電性薄膜２０ｂを成膜した部材からなるもので、耐大気圧性能を維持するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて、Ｙ方向に平行に配置され、フェースプレート１７の内面のメタルバック１９および基板１１上の列方向配線１４の表面にフリットガラス等で封着される。また、半導電性薄膜２０ｂはフェースプレート１７の内面のメタルバック１９および基板１１上の列方向配線１４に電気的に接続されている。
【０２０３】
図２７は、図２５に示した表示パネルの基板１１上に形成されたマルチ電子ビーム源の要部平面図である。
【０２０４】
上記マルチ電子ビーム源は、ガラス基板等からなる絶縁性の基板１１に、Ｍ本の行方向配線１３とＮ本の列方向配線１４とが、少なくとも両配線の交差部において層間絶縁層（不図示）で電気的に分離されてマトリクス状に配線されている。各行方向配線１３と各列方向配線１４との間には、それぞれ表面伝導型電子放出素子１２が冷陰極素子として電気的に接続されている。行方向配線１３と列方向配線１４は、それぞれ図２５に示した外部端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎとして外囲器（気密容器）の外部に引き出されている。
【０２０５】
以下に述べる各実施例においても、上述の実施例で用いられた、電極間の導電成微粒子膜に電子放出部を有するタイプの表面伝導型電子放出素子１２を、Ｎ×Ｍ個（Ｎ＝３０７２、Ｍ＝１０２４）、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２５、図２７参照）したマルチ電子ビーム源を用いた。
【０２０６】
まず、微粒子からなる導電性膜がＮ×Ｍ個、マトリクス配線され、配置された基板１１’を、上述の実施例にて述べたのと同様の方法（図２２参照）にて作製した。ただし、以下に述べる各実施例においては、行方向配線１３と列方向配線１４との交差部における積層順序は、下から行方向配線１３、層間絶縁層、列方向配線１４の順となっている。
【０２０７】
（実施例２−１）
本実施例では、前述した図２６に示すスペーサ２０を配置した表示パネルを作製した。以下、図２５、２６を用いて詳述する。まず、前述したとおり、複数の導電性膜（電子放出部形成用膜）をマトリクス配線し、配置した基板１１をリアプレート１５に固定した。次に、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａの表面のうち、外囲器（気密容器）内に露出する４面に酸化錫からなる半導電性薄膜２０ｂを成膜したスペーサ２０（高さ５ｍｍ、板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）を、等間隔で前記基板１１’上の列方向配線１４上に、該列方向配線１４と平行に固定した。その後、基板１１’の５ｍｍ上方に、内面に蛍光膜１８とメタルバック１９とが付設されたフェースプレート１７を側壁１６を介し配置し、リアプレート１５、フェースプレート１７、側壁１６およびスペーサ２０の接合部を固定した。
【０２０８】
画像形成部材であるところの蛍光膜１８は、図４（Ａ）に示した形状のものを採用し、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体２１ａと各色蛍光体２１ａ間に位置するストライプ形状の黒色の導電体２１ｂを用いた。
【０２０９】
基板１１’とリアプレート１５の接合部、リアプレート１５と側壁１６の接合部、およびフェースプレート１７と側壁１６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。
【０２１０】
スペーサ２０は、基板１１’側では列方向配線１４（線幅３００μｍ）上に、フェースプレート１７側ではメタルバック１９面上で、かつ、蛍光膜１８の黒色の導電体２１ｂ（線幅３００μｍ）領域内（図４（Ａ）参照）に、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、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。
【０２１１】
また、スペーサ２０は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａ上に、半導電性薄膜２０ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。
【０２１２】
なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光体２１ａと基板１１’上に配置された前述の電子放出部形成用の各導電性膜とを対応させなくてはいけないため、リアプレート１５、フェースプレート１７およびスペーサ２０は十分な位置合わせを行った。
【０２１３】
以上のようにして完成した外囲器（気密容器）内の雰囲気を排気管（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、前述の電子放出部形成用の各導電性膜に電圧を印加し、
該電子放出部形成用の導電性膜を通電処理（通電フォーミング処理）することにより導電性膜の各々に電子放出部を形成し、図２５および図２７に示したような、冷陰極素子１２として表面伝導型電子放出素子が複数マトリクス配線されたマルチ電子ビーム源を作製した。通電フォーミング処理は、図１２に示した波形の電圧を印加することにより行った。
【０２１４】
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。
【０２１５】
最後に、封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を行った。
【０２１６】
以上のように構成された、図２５、図２６に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、冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）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］、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０２１７】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２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２０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。
【０２１８】
（実施例２−２）
本実施例において前述の実施例２−１と異なるのは、図２６に示されたスペーサ２０の半導電性薄膜２０ｂとして、厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによって酸素雰囲気中で成膜した点である。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の１２乗［Ω／□］であった。以上の点を除いては、実施例２−１と同様の表示パネルを作製した。
【０２１９】
上記スペーサ２０を配設した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）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］、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０２２０】
このとき、半導電性薄膜２０ｂのないスペーサ２０を用いた比較実験用の画像表示装置の場合との比較から、本実施例においても帯電防止効果が得られていることが確認できた。
【０２２１】
（実施例２−３）
本実施例において、前述の実施例２−１と異なるのは、図２６に示されたスペーサ２０の半導電性薄膜２０ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン雰囲気中で成膜した点である。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の７乗［Ω／□］であった。また、本実施例においては、メタルバック１９を設けず、代わりにフェースプレート１７と蛍光膜１８との間にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。なお、ＩＴＯ膜は、黒色の導電体２１ｂ（図４（Ａ）参照）および高圧端子Ｈｖ（図２５参照）と電気的接続が得られるように配置された。以上の点を除いては、実施例２−１と同様の表示パネルを作製した。
【０２２２】
上記スペーサ２０を配設した表示パネルを用いた画像表示装置において、各例陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、前記ＩＴＯ膜からなる透明電極には、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１８に電子を衝突させ、蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）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１［ｋＶ］以下、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０２２３】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子１２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２０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。
【０２２４】
（実施例２−４）
本実施例において、前述の実施例２−１と異なるのは、図２６に示されたスペーサ２０の半導電性薄膜２０ｂとしてドーパントを含む厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによって成膜した点である。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の５乗［Ω／□］であった。また、本実施例においては、メタルバック１９を設けず、代わりにフェースプレート１７と蛍光膜１８との間にＩＴＯ膜からなる透明電極を設けた。なお、上記ＩＴＯ膜は、黒色の導電体２１ｂ（図４（Ａ）参照）および高圧端子Ｈｖと電気的接続が得られるように配置された。また、蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）として低速電子線用の蛍光体を用いた。さらに、スペーサ２０の高さ、および基板１１とフェースプレート１７との間の距離を１ｍｍとした。以上の点を除いては、実施例２−１と同様の表示パネルを作製した。
【０２２５】
上記スペーサ２０を配設した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、前記ＩＴＯ膜からなる透明電極には、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１８に電子を衝突させ、蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）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１０［Ｖ］ないし１００［Ｖ］前後、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０２２６】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子１２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２０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。
【０２２７】
以上説明した（実施例２−１）〜（実施例２−４）の各実施例の画像表示装置においては、次のような効果を有する。
【０２２８】
まず、防止すべき帯電はスペーサ２０の表面で発生するので、スペーサ２０としてはその表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従って、以上の実施例では、スペーサ２０をなす部材として、絶縁性部材２０ａを用い、絶縁性部材２０ａの表面に半導電性薄膜２０ｂを形成した。これにより、スペーサ２０の表面での帯電を中和するには十分な低抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留めたスペーサ２０を実現できた。すなわち、表面伝導型電子放出素子のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。
【０２２９】
次に、スペーサ２０の形状として、図２５、２６の基板１１およびフェースプレート１７の法線方向に対して、その断面形状が一様である平板状のものを採用したので、スペーサ２０自体によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ２０が冷陰極素子１２からの電子軌道を遮らない限り、スペーサ２０と冷陰極素子１２を近接して配置できるので、スペーサ２０と直交するＹ方向に対して冷陰極素子１２を高密度に配置できた。しかも、リーク電流はスペーサ２０の断面の大部分を占める絶縁性部材２０ａには流れないので、基板１１または、フェースプレート１７に対してスペーサ２０を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ないリーク電流に抑えることができた。
【０２３０】
また、蛍光膜１８は、図４（Ａ）に示した形状のものを採用し、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）２１ａと各色蛍光体２１ａ間に位置するストライプ形状の黒色の導電体２１ｂを用いたので、冷陰極素子１２をＹ方向に高密度に配置しても、表示画像の輝度を損なうことがなかった。
【０２３１】
また、各スペーサ２０は、基板１０側では１本の列方向配線１４上に電気的に接続されており、基板１１上の配線間での不要な電気的結合を避けることができた。
【０２３２】
また、所望の半導電性薄膜２０ｂを設けることで以上の効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必要としない本発明に係るスペーサ２０を、本出願人の提案による表面伝導型電子放出素子による単純マトリクス配線にしたマルチ電子ビーム源を用いた画像表示装置に適用することにより、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成できる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。
【０２３３】
さらに、以下で、本発明に係る別の実施例について説明する。
【０２３４】
図２８は、本発明に係る表示パネルのさらに別の実施例の一部を破断した斜視図である。
【０２３５】
図２８に示した表示パネルは、以上でこれまでに述べた実施例とは、スペーサ２０の形状が柱状である点で相違する。
【０２３６】
図２８において、リアプレート１５には、複数の冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２がマトリクス配線されて配置された基板１１が固定されている。フェースプレート１７の内面には、蛍光膜１８と加速電極であるメタルバック１７が形成されており、該フェースプレート１７は、前記基板１１と、両者の間に絶縁性材料からなる側壁１６を介して対向配置されている。基板１１とメタルバック１９の間には、不図示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレート１５、側壁１６及びフェースプレート１７は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレート１５と側壁１６とフェースプレート１７とで外囲器（気密容器）を構成している。
【０２３７】
また、耐大気圧構造体として、外囲器（気密容器）の内部には柱状のスペーサ２０が設けられている。この柱状のスペーサ２０もまた、前述の実施例と同様に、絶縁性部材の表面に半導電性の薄膜を成膜した部材からなるもので、耐大気圧性能を維持するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置され、フェースプレート１７の内面のメタルバック１９および基板１１上の行方向配線１３の表面にフリットガラス等で封着される。また、半導電性薄膜はフェースプレート１７の内面のメタルバック１９及び基板１１上の行方向配線１３に電気的に接続されている。
【０２３８】
その他の構成は、上述した（実施例１−１）〜（実施例１−４）と同様であるので、その説明は省略する。
【０２３９】
まず、微粒子からなる導電性膜がＮ×Ｍ個、マトリクス配線され、配置された基板１１を、上述の実施例と同様の方法（図２２参照）にて作製した。
【０２４０】
（実施例３）
本実施例では、前述した図２８に示すスペーサ２０を配置した表示パネルを作製した。まず、前述のとおり、複数の導電性膜（電子放出部形成用膜）をマトリクス配線し、配置した基板をリアプレート１５に固定した。次に、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材の表面のうち、外囲器内に露出する面に酸化錫からなる半導電性薄膜を成膜した円柱状のスペーサ２０（高さ５ｍｍ、半径１００μｍ）を、基板１１の行方向配線１３上に等間隔で固定した。その後、基板１１の５ｍｍ上方に、内面に蛍光膜１８とメタルバック１９とが付設されたフェースプレート１７を側壁１６を介し配置し、リアプレート１５、フェースプレート１７、側壁１６およびスペーサ２０の接合部を固定した。
【０２４１】
基板１１とリアプレート１５の接合部、リアプレート１５と側壁１６の接合部、およびフェースプレート１７と支持枠１６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。
【０２４２】
スペーサ２０は、基板１１側では行方向配線１３（線幅３００μｍ）上に、フェースプレート１７側ではメタルバック１９面上で、かつ、黒色の導電体（線幅３００μｍ）領域内に、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、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。
【０２４３】
スペーサ２０は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材上に、半導電性薄膜として厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜の表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。
【０２４４】
なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光体２１ａと基板１１’上に配置された前述の電子放出部形成用の各導電性膜とを対応させなくてはいけないため、リアプレート１５、フェースプレート１７およびスペーサ２０は十分な位置合わせを行った。
【０２４５】
以上のようにして完成した外囲器（気密容器）内の雰囲気を排気管（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、前述の電子放出部形成用の各導電性膜に電圧を印加し、該電子放出部形成用の導電性膜を通電処理（通電フォーミング処理）することにより導電性膜の各々に電子放出部を形成し、図２８に示したような、冷陰極素子１２として表面伝導型電子放出素子が複数マトリクス配線されたマルチ電子ビーム源を作製した。通電フォーミング処理は、図１２に示した波形の電圧を印加することにより行った。
【０２４６】
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
以上のように構成された、図２８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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、蛍光体を励起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは３［ｋＶ］ないし１０［ｋＶ］、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０２４９】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２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２０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。
【０２５０】
以上説明した実施例３の画像表示装置においては、次のような効果を有する。
【０２５１】
まず、防止すべき帯電はスペーサ２０の表面で発生するので、スペーサ２０としてはその表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従って、本実施例では、スペーサ２０をなす部材として、絶縁性部材を用い、絶縁性部材の表面に半導電性薄膜を形成した。これにより、スペーサ２０の表面での帯電を中和するには十分な低抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留めたスペーサ２０を実現できた。すなわち、表面伝導型電子放出素子のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。
【０２５２】
次に、スペーサ２０の形状として、基板１１およびフェースプレート１７の法線方向に対して、その断面形状が一様である柱状のものを採用したので、スペーサ２０自体によって電界が乱れることはない。従って、スペーサ２０が冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２からの電子軌道を遮らない限り、スペーサ２０と該冷陰極素子１２を近接して配置できるので、Ｘ方向およびＹ方向に対して冷陰極素子１２を高密度に配置できた。しかも、リーク電流はスペーサ２０の断面の大部分を占める絶縁性部材には流れないので、基板１１または、フェースプレート１７に対してスペーサ２０を尖状にして接合を行うなどの工夫をしなくても少ないリーク電流に抑えることができた。
【０２５３】
また、各スペーサ２０は、基板１１側では１本の行方向配線１３上に電気的に接続されており、基板１１上の配線間での不要な電気的結合を避けることができた。
【０２５４】
また、所望の半導電性薄膜を設けることで以上の効果を示し、帯電を防止するための複雑な付加構造を必要としない本発明に係るスペーサ２０を、本出願人の提案による表面伝導型電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源を用いた画像表示装置に適用することにより、簡単な装置構成でありながら高品位な画像を形成できる薄型・大面積の画像形成装置を提供できた。
【０２５５】
さらに、以下で詳述する実施例は、以上で述べた実施例とは、図２９、図３０に示すとおり、側壁１６を冷陰極素子１２に出来るだけ近接して設置するとともに、側壁１６の内面側に半導電性薄膜１６ｂを成膜した点において異なっている。
【０２５６】
なお、図２９は、以下で述べる実施例の画像表示装置で用いられる表示パネルの一部を破断した斜視図であり、図３０は、図２９に示した表示パネルの要部断面図（Ｅ−Ｅ′断面の一部）である。
【０２５７】
図２９および図３０において、リアプレート１５には、複数の冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２がマトリクス配線されて配置された基板１１が固定されている。フェースプレート１７の内面には、蛍光膜１８と加速電極であるメタルバック１９が形成されており、該フェースプレート１７は、基板１１と、両者の間に側壁１６を介して対向配置されている。基板１１とメタルバック１９の間には、不図示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレート１５、側壁１６およびフェースプレート１７は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレート１５と側壁１６とフェースプレート１７とで外囲器（気密容器）を構成している。また、耐大気圧構造体として、外囲器の内部には薄板状のスペーサ２０が設けられている。
【０２５８】
スペーサ２０は絶縁性部材２０ａの表面に半導電性薄膜２０ｂを成膜した部材からなるもので、耐大気圧性能を維持するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて、Ｘ方向に平行に配置され、フェースプレート１７の内面のメタルバック１９および基板１１上の行方向配線１３の表面にフリットガラス等で封着される。また、半導電性薄膜２０ｂはフェースプレート１７の内面のメタルバック１９および基板１１上の行方向配線１３に電気的に接続されている。
【０２５９】
側壁１６は絶縁性部材の内面側に半導電性薄膜１６ｂを成膜した部材からなる。また、半導電性薄膜１６ｂはリアプレート１５の内面の不図示の引き出し電極およびフェースプレート１７の内面の、高圧端子Ｈｖに接続された不図示の引き出し配線に電気的に接続されている。
【０２６０】
その他の構成は上述の他の実施例と同様であるので、その説明は省略する。
【０２６１】
以下に述べる各実施例においても、上述の実施例で用いられた、電極間の導電成微粒子膜に電子放出部を有するタイプの表面伝導型電子放出素子１２を、Ｎ×Ｍ個（Ｎ＝３０７２、Ｍ＝１０２４）、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２９参照）したマルチ電子ビーム源を用いた。
【０２６２】
まず、微粒子からなる導電性膜がＮ×Ｍ個、マトリクス配線され、配置された基板１１を、上述の実施例にて述べたのと同様の方法（図２２参照）にて作製した。
【０２６３】
（実施例４）
本実施例では、前述した図３０に示すスペーサ２０と半導電性薄膜１６ｂとを配置した表示パネルを作製した。以下、図２９、図３０を用いて詳述する。まず、前述したとおり、複数の導電性膜（電子放出部形成用膜）マトリクス配線し、配置した基板１１をリアプレート１５に固定した。次に、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａの表面のうち、外囲器（気密容器）内に露出する４面に酸化錫からなる半導電性薄膜２０ｂを成膜したスペーサ２０（高さ５ｍｍ、板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）を、等間隔で前記基板１１上の行方向配線１３上に、該行方向配線１３と平行に固定した。その後、基板１１の５ｍｍ上方に、内面に蛍光膜１８とメタルバック１９とが付設されたフェースプレート１７を側壁１６を介し配置し、リアプレート１５、フェースプレート１７、側壁１６およびスペーサ２０の接合部を固定した。側壁１６は、各冷陰極素子１２から放出される電子軌道を遮らない限り、基板１１の前記電子放出部形成用膜、及びフェースプレート１７の蛍光膜１８に出来るだけ近付けて配置した。
【０２６４】
基板１１とリアプレート１５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。
【０２６５】
また、スペーサ２０は、基板１１側では行方向配線１３（線幅３００μｍ）上に、フェースプレート１７側ではメタルバック１９面上で、かつ、蛍光膜１８の黒色の導電体（線幅３００μｍ）領域内に、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、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。
【０２６６】
また、リアプレート１５と側壁１６の接合部、およびフェースプレート１７と側壁１６の接合部も、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、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで、封着しかつ電気的な接続も行った。側壁１６の半導電性薄膜１６４ｂは、リアプレート１５側ではアース電位に電気的に接続し、フェースプレート１７側では高圧端子Ｈｖに電気的に接続した。
【０２６７】
スペーサ２０は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａ上に、半導電性薄膜２０ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。
【０２６８】
側壁１６は、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材の内面上に、半導電性薄膜１６ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜１６ｂの表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。
【０２６９】
画像形成部材であるところの蛍光膜１８は、図２４に示すように、各色蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）２１ａが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としては各色蛍光体２１ａのＲ、Ｇ、Ｂ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２０は、Ｘ方向に平行な黒色の導電体２１ｂ領域（線幅３００μｍ）内にメタルバック１９を介して配置された。
【０２７０】
なお、前述の封着を行う際には、各色蛍光体２１ａと基板１１’上に配置された前述の電子放出部形成用の各導電性膜４（図２２（ｈ）参照）とを対応させなくてはいけないため、リアプレート１５、フェースプレート１７およびスペーサ２０は十分な位置合わせを行った。
【０２７１】
以上のようにして完成した外囲器（気密容器）内の雰囲気を排気管（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、前述の電子放出部形成用の各導電性膜４に電圧を印加し、該電子放出部形成用の導電性膜４を通電処理（通電フォーミング処理）することにより導電性膜４の各々に電子放出部を形成し、図２９に示したような、冷陰極素子１２として表面伝導型電子放出素子が複数マトリクス配線されたマルチ電子ビーム源を作製した。通電フォーミング処理は、図１２に示した波形の電圧を印加することにより行った。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
以上のように完成した、図２９、図３０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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、各色蛍光体（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］、配線１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０２７５】
このとき、スペーサ２０および側壁１６に近い位置にある冷陰極素子１２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２０を設置しかつ側壁１６を冷陰極素子１２に近接して配置しても、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。
【０２７６】
以上説明した実施例４の画像表示装置においては、前述した各実施例で説明した効果に加えて、次のような効果を有する。
【０２７７】
まず、防止すべき帯電は基板１１上の冷陰極素子１２に近接して配置した側壁１６の表面で発生するので、側壁１６としてはその表面部でのみ帯電防止機能を持てば十分である。従って、側壁１６をなす部材として、絶縁性部材を用い、絶縁性部材の表面に半導電性薄膜１６を形成した。これにより、側壁１６の表面での帯電を中和するには十分な低抵抗値を持ち、かつ装置全体の消費電力を極端に増加させない程度のリーク電流量に留めた側壁１６を実現できた。すなわち、表面伝導型電子放出素子のような冷陰極の特徴である発熱の少なさを損なうことなく、薄型・大面積の画像形成装置が得られた。
【０２７８】
また、上述の側壁１６を用いることにより、画像表示領域の周辺領域の部分を小さくできるので、装置全体を小型化できた。
【０２７９】
さらに以下で、本発明に係る別の実施例について説明する。
【０２８０】
図３１は、本発明に係る表示パネルのさらに別の実施例の一部を破断した斜視図である。
【０２８１】
図３１に示した表示パネルは、以上でこれまでに述べた実施例とは、スペーサ２０と基板１１側（例えば行方向配線１３）との当接部、およびスペーサ２０とフェースプレート１７側（例えばメタルバック１９）との当接部に、機械的固定と電気的接続とを良好にするための当接部材４０を設けた点で相違する。
【０２８２】
図３１において、リアプレート１５には、複数の冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２がマトリクス配線され配置された基板１１が固定されている。フェースプレート１７の内面には、蛍光膜１８と加速電極であるメタルバック１９が形成されており、該フェースプレート１７は、基板１１と、両者の間に絶縁性材料からなる側壁１６を介して対向配置されている。基板１１とメタルバック１９の間には、不図示の電源により高電圧が印加される。これらリアプレート１５、側壁１６及びフェースプレート１７は互いにフリットガラス等で封着され、リアプレート１５と側壁１６とフェースプレート１７とで外囲器（気密容器）を構成している。
【０２８３】
また、外囲器（気密容器）の内部には、耐大気圧構造体として薄板状のスペーサ２０が設けられている。本実施例においてスペーサ２０は、絶縁性部材２０ａの全表面に半導電性薄膜２０ｂを成膜し、かつ、基板１１側およびフェースプレート１７側に対向する面に導電性膜（以後、「スペーサ電極」と呼ぶ）２０ｃを形成した部材からなるもの（図７（ｃ）参照）で、耐大気圧のために必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて行方向配線１３に平行に配置される。スペーサ２０において、半導電性薄膜２０ｂとスペーサ電極２０ｃ間は、両者の接触によって、良好な電気的導通が得られている。
【０２８４】
上記スペーサ２０は、当接部材４０を介して、フェースプレート１７の内面のメタルバック１９および基板１１上の行方向配線１３の表面に固定されている。また、スペーサ２０の表面の半導電性薄膜２０ｂは、前記当接部材４０を介して、フェースプレート１７の内面のメタルバック１９および基板１１上の行方向配線１３に電気的に接続されている。
【０２８５】
以下に述べる各実施例においても、上述の実施例で用いられた、電極間の導電成微粒子膜に電子放出部を有するタイプの表面伝導型電子放出素子１２を、Ｎ×Ｍ個（Ｎ＝３０７２、Ｍ＝１０２４）、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３１参照）したマルチ電子ビーム源を用いた。
【０２８６】
また、該マルチ電子ビーム源の作製方法については、上述の実施例と同様の方法にて行われるので、以下、その詳述は省略する。
【０２８７】
（実施例５−１）
本実施例では、図３１に示す当接部材４０として、機械的固定機能と電気的接続機能の両機能を兼ねる当接部材を用いた。また、図３１に示すスペーサ２０として、図７（ｃ）に示すような、半導電性薄膜２０ｂとスペーサ電極２０ｃを有するスペーサを用いた。図３２の（ａ）、（ｂ）は、各々、本実施例の画像表示装置の図３１のＦ−Ｆ’断面図およびＧ−Ｇ’断面図を示す。
【０２８８】
本実施例に用いるスペーサ２０（図７（ｃ）参照）は、以下の方法で作製した。まず、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａの表面全体に、半導電性薄膜２０ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。次に、スペーサ電極２０ｃとして厚さ２０［オングストローム］のＴｉおよび厚さ１０００［オングストローム］のＡｕを、スパッタリングによって順次積層して成膜した。以上の工程において、半導電性薄膜２０ｂとスペーサ電極２０ｃの電気的接続も得られた。
【０２８９】
次に、気密容器は以下の手順で作製した。
【０２９０】
まず、上記方法で作製したスペーサ２０（高さ５ｍｍ、板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）を、フェースプレート１７に形成されたメタルバック１９面に、金属等の導電材を混合した導電性フリットガラスすなわち当接部材４０を介して配置し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成・封着することで、機械的固定および電気的接続を行った。なお、本実施例において用いられた蛍光膜１８は、図４（Ａ）に示される蛍光膜であり、上記スペーサ２０は、該蛍光膜１８の黒色の導電体２１ｂの領域（線幅３００μｍ）内に、上記メタルバック１９を介して配置された。
【０２９１】
次に、基板１１とリアプレート１５との接合部、リアプレート１５と側壁１６の接合部、およびフェースプレート１７と側壁１６の接合部は、フリットガラスガラス（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。このとき、基板１１側のスペーサ電極２０ｃも、行方向配線１３（線幅３００μｍ）上に金属等の導電材を混合した導電性フリットガラスすなわち当接部材４０を介して配置し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成・封着することで、機械的固定および電気的接続を行った。
【０２９２】
前述の封着を行う際、各色蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）と冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２とを対応させなくてはいけないため、基板１１、リアプレート１５、フェースプレート１７およびスペーサ２０は十分な位置合わせを行った。
【０２９３】
以上のようにして作製した気密容器において、前述した実施例同様に真空排気、フォーミング処理、活性化処理、封止、ゲッター処理等を行った。
【０２９４】
以上のように完成した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、各色蛍光体２１ａ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１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０２９５】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２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２０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。
【０２９６】
（参考例１）本参考例では、図３１に示す当接部材４０として、図３３に示すように、機械的固定部４０ａと電気的接続部４０ｂとを別手段として有する当接部材を用いた点で、実施例５−１と異なる。図３３の（ａ）、（ｂ）は、各々、本参考例の画像表示装置の図３１のＦ−Ｆ'断面図およびＧ−Ｇ'断面図を示す。
【０２９７】
本参考例に用いるスペーサ２０（図７（ｃ）参照）は、以下の方法で作製した。まず、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａの表面全体に、半導電性薄膜２０ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。次に、スペーサ電極２０ｃとして厚さ２０［オングストローム］のＴｉおよび厚さ１０００［オングストローム］のＡｕを、スパッタリングによって順次積層して成膜した。以上の工程において、半導電性薄膜２０ｂとスペーサ電極２０ｃの電気的接続も得られた。
【０２９８】
次に、気密容器は以下の手順で作製した。
【０２９９】
まず、上記方法で作製したスペーサ２０（高さ５ｍｍ、板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）を、フェースプレート１７に形成されたメタルバック１９面に、機械的固定部４０ａをなすフリットガラスおよび電気的接続部４０ｂをなす金属等の導電材を混合した導電性フリットガラスを介して配置し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成・封着することで、機械的固定および電気的接続を行った。なお、本参考例において用いられた蛍光膜１８は、図４（Ａ）に示される蛍光膜であり、上記スペーサ２０は、該蛍光膜１８の黒色の導電体２１ｂの領域（線幅３００μｍ）内に、上記メタルバック１９を介して配置された。
【０３００】
次に、基板１１とリアプレート１５の接合部、リアプレート１５と側壁１６の接合部およびフェースプレート１７と側壁１６の接合部は、フリットガラスガラス（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。このとき、基板１１側のスペーサ電極２０ｃも、行方向配線１３（線幅３００μｍ）上に、機械的固定部４０ａをなすフリットガラスおよび電気的接続部４０ｂをなす金属等の導電材を混合した導電性フリットガラスを介して配置し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成・封着することで、機械的固定および電気的接続を行った。
【０３０１】
前述の封着を行う際、各色蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）と冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２とを対応させなくてはいけないため、基板１１、リアプレート１５、フェースプレート１７およびスペーサ２０は十分な位置合わせを行った。
【０３０２】
以上のようにして作製した気密容器において、前述した実施例同様に真空排気、フォーミング処理、活性化処理、封止、ゲッター処理等を行った。
【０３０３】
以上のように完成した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、各色蛍光体２１ａ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１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０３０４】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２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２０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。
【０３０５】
（参考例２）本参考例では、図３１に示す当接部材４０として、図３４に示すように、機械的固定を行った後に、当接面およびその側面の一部に導電性材料を形成することにより電気的接続を行う構成を用いた。一方、基板１１側においては、機械的固定機能と電気的接続機能の両機能を兼ねる当接部材を用いた。なお、フェースプレート１７側の電気的接続のための導電材料の形成は、気密容器形成工程中に行った。図３４の（ａ）、（ｂ）は、各々、本参考例の画像表示装置の図３１のＦ−Ｆ'断面図およびＧ−Ｇ'断面図を示す。
【０３０６】
本参考例に用いるスペーサ２０（図７（ｃ）参照）は、以下の方法で作製した。まず、清浄化したソーダライムガラスからなる絶縁性部材２０ａの表面全体に、半導電性薄膜２０ｂとして厚さ１０００［オングストローム］の酸化錫を、電子ビーム法を用いたイオンプレーティングによってアルゴン・酸素雰囲気中で成膜した。このとき、半導電性薄膜２０ｂの表面抵抗値は、約１０の９乗［Ω／□］であった。次に、スペーサ電極２０ｃとして厚さ２０［オングストローム］のＴｉおよび厚さ１０００［オングストローム］のＡｕを、スパッタリングによって順次積層して成膜した。以上の工程において、半導電性薄膜２０ｂとスペーサ電極２０ｃの電気的接続も得られた。
【０３０７】
次に、気密容器は以下の手順で作製した。
【０３０８】
まず、上記方法で作製したスペーサ２０（高さ５ｍｍ、板厚２００μｍ、長さ２０ｍｍ）を、フェースプレート１７に形成されたメタルバック１９面に、機械的固定部４０ａをなすフリットガラスを介して配置し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成・封着することで、機械的固定を行った。次に、ディスペンサ等の塗布装置を用いて、機械的固定部４０ａの表面およびメタルバック１９面と半導電性膜２０ｂにまたがって、電気的接続部４０ｂをなすＡｇペーストを塗布し、大気中で焼成することにより電気的接続を行った。なお、本参考例においても、図４（Ａ）に示す蛍光膜が用いられ、上記スペーサ２０は、該蛍光膜１８の黒色の導電体２１ｂの領域（線幅３００μｍ）内に、上記メタルバック１９を介して配置された。
【０３０９】
次に、基板１１とリアプレート１５との接合部、リアプレート１５と側壁１６の接合部、よびフェースプレート１７と側壁１６の接合部は、フリットガラスガラス（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。このとき、基板１１側のスペーサ電極２０ｃも、行方向配線１３（線幅３００μｍ）上に、機械的固定機能を有するフリットガラスおよび電気的接続機能を有する金属等の導電材を混合した導電性フリットガラスすなわち当接部材４０を介して配置し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成・封着することで、機械的固定および電気的接続を行った。
【０３１０】
前述の封着を行う際、各色蛍光体２１ａ（図４（Ａ）参照）と冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２とを対応させなくてはいけないため、基板１１、リアプレート１５、フェースプレート１７およびスペーサ２０は十分な位置合わせを行った。
【０３１１】
以上のようにして作製した気密容器において、前述した実施例同様に真空排気、フォーミング処理、活性化処理、封止、ゲッター処理等を行った。
【０３１２】
以上のように完成した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（表面伝導型電子放出素子）１２には、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号及び変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１９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１８に電子を衝突させ、各色蛍光体２１ａ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１３、１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
【０３１３】
このとき、スペーサ２０に近い位置にある冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１２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２０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。
【０３１４】
以上説明した（実施例５−１）の画像表示装置においては、（実施例１−１）〜（実施例１−４）で説明した効果に加えて、次のような効果を奏する。
【０３１５】
まず、スペーサ２０上に形成された半導電性薄膜２０ｂは、基板１１上およびフェースプレート１７上に電気的に接続する必要があるが、スペーサ電極２０ｃを設けることにより、スペーサ２０の当接面全体の電位を安定して一定値に保つことができるので、スペーサ電極２０ｃに電気的に接続された半導電性薄膜２０ｂの電位分布をより確実に所望の値に保つことができる。
【０３１６】
加えて、機械的固定機能と電気的接続機能とを有する当接部材４０を配置することにより、スペーサ２０の機械的固定および電気的接続の両機能をより確実なものとすることができる。
【０３１７】
また、電気的接続部は１箇所あればよいが、各々のスペーサ２０につき少なくとも３箇所設けることにより、電気的接続をより確実に行うことができる。
【０３１９】
（実施例６）
図３５は、本発明の画像形成装置に、例えばテレビジョン放送をはじめとする種々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるように構成した画像表示装置の一例を示すための図である。なお、本表示装置は、例えばテレビジョン信号のように映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場合には、当然映像の表示と同時に音声を再生するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受信、分離、再生、処理、記憶等に関する回路やスピーカー等については説明を省略する。
【０３２０】
以下、画像信号の流れに沿って各部を説明してゆく。
【０３２１】
まず、ＴＶ信号受信回路５１３は、例えば電波や空間光通信などのような無線伝送系を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回路である。受信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例えば、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式などの諸方式でも良い。また、これらよりさらに多数の走査線よりなるＴＶ信号（例えばＭＵＳＥ方式を始めとするいわゆる高品位ＴＶ）は、大面積化や大画素数化に適した本発明の画像形成装置を用いたディスプレイパネル５００の利点を生かすのに好適な信号源である。ＴＶ信号受信回路５１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ５０４に出力される。
【０３２２】
また、画像ＴＶ信号受信回路５１２は、例えば同軸ケーブルや光ファイバーなどのような有線伝送系を用いて伝送されるＴＶ画像信号を受信するための回路である。ＴＶ信号受信回路５１３と同様に、受信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、また本回路で受信されたＴＶ信号もデコーダ５０４に出力される。
【０３２３】
また、画像入力インターフェース回路５１１は、例えばＴＶカメラや画像読取スキャナーなどの画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ５０４に出力される。
【０３２４】
また、画像メモリインターフェース回路５１０は、ビデオテープレコーダ（以下ＴＶＲと略す）に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ５０４に出力される。
【０３２５】
また、画像メモリインターフェース回路５０９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ５０４に出力される。
【０３２６】
また、画像メモリインターフェース回路５０８は、いわゆる静止画ディスクのように、静止画像データを記憶している装置から画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ５０４に出力される。
【０３２７】
また、入出力インターフェース回路５０５は、本表示装置と、外部のコンピュータ、コンピュータネットワークもしくはプリンタなどの出力装置とを接続するための回路である。画像データや文字・図形情報の入出力を行うのはもちろんのこと、場合によっては本表示装置の備えるＣＰＵ５０６と外部との間で制御信号や数値データの入出力などを行うことも可能である。
【０３２８】
また、画像生成回路５０７は、入出力インターフェース回路５０５を介して外部から入力される画像データや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ５０６より出力される画像データや文字・図形情報に基づき表示用画像データを生成するための回路である。本回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積するための書き換え可能メモリや、文字コードに対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メモリや、画像処理を行うためのプロセッサなどを初めとして画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
【０３２９】
画像生成回路５０７により生成された表示用画像データは、デコーダ５０４に出力されるが、場合によっては入出力インターフェース回路５０５を介して外部のコンピュータネットワークやプリンタに出力することも可能である。
【０３３０】
また、ＣＰＵ５０６は、主として本表示装置の動作制御や、表示画像の生成、選択、編集に関わる作業を行なう。
【０３３１】
例えば、マルチプレクサ５０３に制御信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適宜選択したり組み合わせたりする。また、その際には表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ５０２に対して制御信号を発生し、画像表示周波数や走査方法（例えばインターレースかノンインターレースか）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制御する。
【０３３２】
また、画像生成回路５０７に対して画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは入出力インターフェース回路５０５を介して外部のコンピュータやメモリをアクセスして画像データや文字・図形情報を入力する。
【０３３３】
なお、ＣＰＵ５０６は、むろんこれ以外の目的の作業にも関わるものであってもよい。例えば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどのように、情報を生成したり処理する機能に直接関わってもよい。
【０３３４】
あるいは、前述したように入出力インターフェース回路５０５を介して外部のコンピューターネットワークと接触し、例えば数値計算などの作業を外部機器と協同して行なってもよい。
【０３３５】
また、入力部５１４は、ＣＰＵ５０６に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力するためのものであり、例えばキーボードやマウスの他、ジョイステック、バーコードリーダー、音声認識装置など多様な入力機器を用いることが可能である。
【０３３６】
また、デコーダ５０４は、画像生成回路５０７ないしＴＶ信号受信回路５１３より入力される種々の画像信号を３原色信号、または輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回路である。なお、同図中に点線で示すように、デコーダ５０４は内部に画像メモリを備えるのが望ましい。これは、例えばＭＵＳＥ方式をはじめとして、逆変換するに際して画像メモリを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。また、画像メモリを備えることにより、静止画の表示が容易になる、あるいは画像生成回路５０７およびＣＰＵ５０６と協同して画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成をはじめとする画像処理や編集が容易に行なえるようになるという利点が生まれるからである。
【０３３７】
また、マルチプレクサ５０３はＣＰＵ５０６より入力される制御信号に基づき表示画像を適宜選択するものである。すなわち、マルチプレクサ５０３はデコーダ５０４から入力される逆変換された画像信号のうちから所望の画像信号を選択して駆動回路５０１に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切り換えて選択することにより、いわゆる多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異なる画像を表示することも可能である。
【０３３８】
また、ディスプレイパネルコントローラ５０２は、ＣＰＵ５０６より入力される制御信号に基づき駆動回路５０１の動作を制御するための回路である。
【０３３９】
まず、ディスプレイパネル５００の基本的な動作に関わるものとして、例えばディスプレイパネル５００の駆動用電源（不図示）の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回路５０１に対して出力する。
【０３４０】
また、ディスプレイパネル５００の駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方法（例えばインターレースかノンインターレースか）を制御するための信号を駆動回路５０１に対して出力する。
【０３４１】
また、場合によっては表示画像の輝度、コントラスト、色調、シャープネスといった画質の調整に関わる制御信号を駆動回路５０１に対して出力する場合もある。
【０３４２】
また、駆動回路５０１は、ディスプレイパネル５００に印加する駆動信号を発生するための回路であり、マルチプレクサ５０３から入力される画像信号と、ディスプレイパネルコントローラ５０２より入力される制御信号に基づいて動作するものである。
【０３４３】
以上、各部の機能を説明したが、図３５に例示した構成により、本表示装置においては多様な画像情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル５００に例示することが可能である。すなわち、テレビジョン放送をはじめとする各種の画像信号はデコーダ５０４において逆変換された後、マルチプレクサ５０３において適宜選択され、駆動回路５０１に入力される。一方、ディスプレイコントローラ５０２は、表示する画像信号に応じて駆動回路５０１の動作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路５０１は、上記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル５００に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネル５００において画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ５０６により統括的に制御される。
【０３４４】
また、本表示装置においては、デコーダ５０４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路５０７およびＣＰＵ５０６が関与することにより、単に複数の画像情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比変換などをはじめとする画像処理や、合成、消去、接続、入れ替え、はめ込みなどをはじめとする画像編集を行なうことも可能である。また、本実施例の説明では、特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設けてもよい。
【０３４５】
従って、本表示装置は、テレビジョン放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワードプロセッサをはじめとする事務用端末機器、ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
【０３４６】
尚、上記図３５は、本発明による画像形成装置を用いた表示装置の構成の一例を示したに過ぎず、これのみに限定されるものでないことは言うまでもない。例えば図３５の構成要素のうち使用目的上必要のない機能に関わる回路は省いても差し支えない。またこれとは逆に、使用目的によってはさらに構成要素を追加してもよい。例えば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合には、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む送受信回路などを構成要素に追加するのが好適である。
【０３４７】
本表示装置においては、とりわけ本発明による画像形成装置の薄型化が容易なため、表示装置の奥行きを小さくすることができる。それに加えて、大画面化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、本表示装置は臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く表示することが可能である。
【０３４８】
（その他の実施例）
本発明は、冷陰極型電子放出素子であれば、表面伝導型電子放出素子に限らず、いずれの電子放出素子に対しても適用できる。具体例としては、本出願人による特開昭６３−２７４０４７号公報に記載されたような、対向する一対の電極を電子源を成す基板面に沿って構成した電界放出型（ＦＥ型）の電子放出素子や、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）がある。
【０３４９】
また、本発明は、単純マトリクス型以外の電子源を用いた画像形成装置に対しても適用できる。例えば、本出願人による特開平２−２５７５５１号公報等に記載されたような制御電極を用いて表面伝導型電子放出素子の選択を行う画像形成装置において、フェースプレートと制御電極間、あるいは電子源と制御電極間等に上記のような支持部材を用いた場合である。
【０３５０】
さらに、上述した実施例では、スペーサや側壁は、絶縁性部材の表面に半導電性膜を形成したものの例を示したが、スペーサや側壁自体が半導電性を有するものであってもよい。この場合は、もちろんスペーサや側壁の表面に半導電性膜を形成する必要はない。
【０３５１】
また、本発明の思想によれば、表示用として好適な画像形成装置に限るものでなく、感光性ドラムと発光ダイオード等で構成された光プリンタの発光ダイオード等の代替の発光源として、上述の画像形成装置を用いることもできる。またこの際、上述のＭ本の行方向配線とＮ本の列方向配線を、適宜選択することで、ライン状発光源だけでなく、２次元状の発光源としても応用できる。この場合、画像形成部材としては、以上の実施例で用いた蛍光体のような、直接発光する物質に限るものではなく、電子の帯電による潜像画像が形成されるような部材を用いることもできる。
【０３５２】
また、本発明の思想によれば、例えば電子顕微鏡等のように、電子源からの放出電子の被照射部材が、画像形成部材以外の部材である場合についても、本発明は適用できる。従って、本発明は被照射部材を特定しない電子線発生装置としての形態もとり得る。
【０３５３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したとおり構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【０３５４】
本発明の電子線装置は、半導電性を有するスペーサが、電子源および電極に対して電気的に接続されることにより、スペーサの帯電が防止され、電子放出素子から放出される電子軌道のずれを防止できる。
【０３５５】
しかも、スペーサの、他の部材との当接を、機械的固定機能と電気的接続機能とを兼ね備える当接部材や導電性フリットガラスによって行うことで、スペーサの上記電気的接続を良好に行いつつも、機械的接合強度を保つことができる。
【０３５７】
また、電子放出素子として冷陰極型の電子放出素子を用いることで、省電力で応答速度が速く、しかも大型の電子線装置を構成することができる。その中でも特に表面伝導型電子放出素子は、素子構造が単純で、かつ複数の素子を容易に配置することができるので、電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用いることで、構造が簡単で、しかも大型の電子線装置が達成できる。
【０３５８】
また、電子源が、配線にて結線された複数の電子放出素子を有したものとし、さらに、スペーサを矩形状とし、その長手方向と配線とが平行になるように配置することで、電子放出素子からの電子軌道を遮ることなくスペーサを配置することができる。
【０３５９】
特に、本発明の画像形成装置を、電子をターゲットに照射して画像を形成する画像形成装置に適用することによって、上述したように電子放出素子から放出される電子の軌道が安定し、発光位置のずれのない良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２に示した画像形成装置のスペーサ近傍のＡ−Ａ′線断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一部を破断した斜視図である。
【図３】図１に示した画像形成装置の電子源の要部平面図である。
【図４】蛍光膜の構成を説明するための図である。
【図５】図１に示した画像形成装置における電子および散乱粒子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の電子放出部をＹ方向からみた図である。
【図６】図１に示した画像形成装置における電子の軌跡を説明するための図で、スペーサ近傍の電子放出部をＸ方向からみた図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置に設けられるスペーサの断面図である。
【図８】スペーサに当接部材を設けて配置される場合を示す断面図である。
【図９】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的平面図および断面図である。
【図１０】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の構成を示す模式的平面図および断面図である。
【図１１】本発明に係る表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を工程順に示した図である。
【図１２】通電フォーミング電圧波形の一例を示す図である。
【図１３】通電活性化の電圧波形の一例を示す図である。
【図１４】本発明に係る垂直型の表面伝導型電子放出素子の構成の一例を示す模式図である。
【図１５】本発明に係る垂直型の表面伝導型電子放出素子の構成の他の例を示す模式図である。
【図１６】本発明に係る垂直型の表面伝導型電子放出素子の製造方法の一例を工程順に示した図である。
【図１７】表面伝導型電子放出素子の基本的特性を説明するための図である。
【図１８】本発明に係る画像形成装置の駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明に係る画像形成装置の電子源の一部回路図である。
【図２０】本発明に係る画像形成装置の駆動方法を説明するための原画像の一例を示す図である。
【図２１】本発明に係る画像形成装置の駆動電圧が印加された電子源の一部回路図である。
【図２２】本発明に係る画像形成装置の電子源の製造方法の一例を工程を順に示した図である。
【図２３】電子放出部形成用薄膜を形成する際に用いられるマスクの一例の平面図である。
【図２４】蛍光膜の他の構成例を説明するための図である。
【図２５】本発明に係る画像形成装置の別の実施例の一部を破断した斜視図である。
【図２６】図２５に示した画像形成装置のスペーサ近傍のＣ−Ｃ′線断面図である。
【図２７】図２５に示した画像形成装置の電子源の要部平面図である。
【図２８】本発明に係る画像形成装置のさらに別の実施例の一部を破断した斜視図である。
【図２９】本発明に係る画像形成装置のさらに別の実施例の一部を破断した斜視図である。
【図３０】図２９に示した画像形成装置のスペーサ及び支持枠近傍のＥ−Ｅ′線断面図である。
【図３１】本発明に係る画像形成装置のさらに別の実施例の一部を破断した斜視図である。
【図３２】図３１に示した画像形成装置のスペーサの取付構造の一例のＦ−Ｆ’断面図およびＧ−Ｇ’断面図である。
【図３３】図３１に示した画像形成装置のスペーサの取付構造の参考例１のＦ−Ｆ'断面図およびＧ−Ｇ'断面図である。
【図３４】図３１に示した画像形成装置のスペーサの取付構造の参考例２のＦ−Ｆ'断面図およびＧ−Ｇ'断面図である。
【図３５】本発明に係る画像形成装置を用いた画像表示装置の一例のブロック図である。
【図３６】従来の表面伝導型電子放出素子の平面図である。
【図３７】従来のＦＥ素子の断面図である。
【図３８】従来のＭＩＭ素子の断面図である。
【符号の説明】
１、１１、１１’ 基板
２、３ 素子電極
４ 導電性膜
５ 電子放出部
１２ 冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）
１３ 行方向配線
１４ 列方向配線
１５ リアプレート
１６ 側壁
１７ フェースプレート
１８ 蛍光膜
１９ メタルバック
２０ スペーサ
２０ａ 絶縁性部材
２０ｂ 半導電性薄膜
２０ｃ 導電性膜（スペーサ電極）
２１ａ 蛍光体
２１ｂ 黒色の導電体
４０ 当接部材
４０ａ 機械的固定部
４０ｂ 電気的接続部

Claims (9)

1. 電子放出素子を有する電子源と、前記電子源より放出された電子を制御する電極と、前記電子源より放出される電子が照射されるターゲットと、前記電子源と前記電極との間に配置された半導電性を有するスペーサとを有する電子線装置において、
   前記スペーサは、前記電子源および前記電極との当接部に、前記スペーサと前記電子源および前記電極の各々との機械的固定機能と、前記スペーサと前記電子源および前記電極の各々との電気的接続機能とを兼ね備える当接部材を有し、該当接部材を介して前記電子源及び前記電極とに対して電気的に接続されていることを特徴とする電子線装置。
2. 電子放出素子を有する電子源と、前記電子源より放出された電子を制御する電極と、前記電子源より放出される電子が照射されるターゲットと、前記電子源と前記電極との間に配置された半導電性を有するスペーサとを有する電子線装置において、
   前記スペーサは、前記電子源および前記電極との当接部に、導電性フリットガラスを有し、該導電性フリットガラスを介して前記電子源及び前記電極とに対して電気的に接続されていることを特徴とする電子線装置。
3. 前記スペーサは、前記電子源および前記電極との当接面に更に導電性膜を有し、前記導電性膜が前記スペーサと電気的に接続されている請求項１に記載の電子線装置。
4. 前記スペーサは絶縁性部材の表面に半導電性膜を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の電子線装置。
5. 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、前記配線と前記電極に対して電気的に接続されている請求項１ないし４のいずれかに記載の電子線装置。
6. 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、長手方向が前記配線と平行になるように前記配線と前記電極との間に配置された矩形形状のスペーサであり、前記スペーサが前記配線と前記電極に対して電気的に接続されている請求項１ないし４のいずれかに記載の電子線装置。
7. 前記電子放出素子は、冷陰極素子である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子線装置。
8. 前記ターゲットに、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を照射して画像を形成する画像形成装置である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子線装置。
9. 前記ターゲットが、蛍光体である請求項８に記載の電子線装置。

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