(57)【要約】【課題】スペーサの帯電に起因する電子ビームの軌道ずれを抑制し、画像品位の向上した画像表示装置を提供する。【解決手段】第１基板１０、およびこの第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板１２を有したと、外囲器内で第２基板上に設けられた複数の電子放出源と、を備えている。外囲器内で第１基板および第２基板の間には、第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数の柱状のスペーサ３０が立設されている。各スペーサの表面は、スペーサの立設方向に並んだ複数の凹凸を有し、第１および第２基板と垂直な方向に対して第１基板側を向いた第１表面領域５２ａと、他の方向を向いた第２表面領域５２ｂとを含んでいる。スペーサ表面にはスペーサの形成材料とは異なる物質が被着され、第２表面領域の少なくとも一部と前記第１表面領域とでは、物質の被着状態が異なる。【選択図】      図４
2006032160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板、およびこの第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板を有した外囲器と、
前記外囲器内で前記第２基板上に設けられた複数の電子放出源と、
それぞれ絶縁材料で形成されているとともに前記第１基板および第２基板の間に立設され、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備え、
各スペーサの表面は、スペーサの立設方向に並んだ複数の凹凸を有し、前記第１および第２基板と垂直な方向に対して前記第２基板側を向いた第１表面領域と、他の方向を向いた第２表面領域とを含み、
前記スペーサ表面に前記スペーサの形成材料とは異なる物質が被着され、前記第２表面領域の少なくとも一部と前記第１表面領域とでは、前記物質の被着状態が異なる画像表示装置。
【請求項２】
前記各スペーサの第２表面領域の少なくとも一部に被着された物質は被膜を形成し、前記第１表面領域は、全域に渡り前記絶縁材料が露出している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記各スペーサの第２表面領域の少なくとも一部には、前記第１表面領域よりも厚く前記物質が被着されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記各スペーサの第２表面領域の少なくとも一部には、前記第１表面領域よりも高い密度で前記物質が被着されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記各スペーサは、前記スペーサの立設方向に沿って並んだ複数の段部を有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記物質は、二次電子放出係数が０．４〜２．０の材料を含有した金属酸化物および金属窒化物のうち、少なくとも一方を含んでいる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第１および第２基板に対向しているとともに、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有した支持基板を備え、前記複数のスペーサは、前記支持基板の少なくとも一方の表面上に立設されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記支持基板は、前記第１基板に当接した第１表面と、前記第２基板に対向した第２表面とを有し、前記複数のスペーサは、前記第２表面上に立設されている請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記第１基板および第２基板間に配設され、前記第１基板に対向した第１表面と、前記第２基板に対向した第２表面と、を有した支持基板を備え、
前記スペーサは、前記第１表面上に立設された複数の第１スペーサと、前記第２表面上に立設された複数の第２スペーサと、を含み、前記第１および第２スペーサの少なくとも一方は、前記第１および第２基板と垂直な方向に対して前記第１基板側を向いた複数の第１表面領域と、他の方向を向いた複数の第２表面領域とを含み、前記第２表面領域の少なくとも一部と前記第１表面領域とでは、前記物質の被着状態が異なる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記スペーサは柱状に形成されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対向配置された基板と、基板間に配設されたスペーサとを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、平面表示装置として機能するフィールド・エミッション・デバイス（以下、ＦＥＤと称する）の一種として、表面伝導型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
このＳＥＤは、所定の間隔をおいて対向配置された第１基板および第２基板を備え、これらの基板は矩形状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。第１基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体を励起する電子源として、各画素に対応する多数の電子放出素子が配列されている。各電子放出素子は、電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の電極等で構成されている。
【０００４】
前記ＳＥＤにおいて、第１基板および第２基板間の空間、すなわち真空外囲器内は、高い真空度に維持されることが重要となる。真空度が低い場合、電子放出素子の寿命、ひいては、装置の寿命が低下してしまう。また、第１基板および第２基板間に作用する大気圧荷重を支持し基板間の隙間を維持するため、両基板間には、多数の板状あるいは柱状のスペーサが配置されている（例えば、特許文献１）。ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させることにより、蛍光体が発光して画像を表示する。実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、アノード電圧を数ｋＶ以上望ましくは５ｋＶ以上に設定することが必要となる。
【特許文献１】特開２００１−２７２９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成のＳＥＤにおいて、高い加速電圧を持った電子が蛍光面に衝突した際、蛍光面で反射電子が発生する。第１基板と第２基板との間の空間が狭い場合、蛍光面で発生した反射電子が、基板間に配設されたスペーサに衝突し、その結果、スペーサが帯電する。スペーサの帯電は二次電子放出に支配される。通常、スペーサはガラス、セラミック等の絶縁物で形成され、二次電子放出係数は１以上のものが多く、スペーサはプラスに帯電することが多い。電子放出素子から放出された電子ビームはプラスに帯電されたスペーサに引き寄せられる。そのため、電子ビームはその軌道がずれ、所定の蛍光体からずれた位置で蛍光体スクリーンに射突される。その結果、周辺画素と輝度差が生じたり、表示画像の色純度が低下し、画像品位が劣化してしまう。
【０００６】
このような電子ビームの軌道ずれを防止する対策として、スペーサの表面に二次電子放出係数の低い膜を形成することが考えられるが、膜材料の選択範囲が少ないことや、逆に、スペーサ表面がマイナスに帯電することになり、電子ビームがスペーサによって反発され制御が困難となってしまう。
【０００７】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサの帯電に起因する電子ビームの軌道ずれを抑制し、表示品位の向上した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像表示装置は、第１基板、およびこの第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板を有した外囲器と、前記外囲器内で前記第２基板上に設けられた複数の電子放出源と、それぞれ絶縁材料で形成されているとともに前記第１基板および第２基板の間に立設され、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備え、  
各スペーサの表面は、スペーサの立設方向に並んだ複数の凹凸を有し、前記第１および第２基板と垂直な方向に対して前記第１基板側を向いた第１表面領域と、他の方向を向いた第２表面領域とを含み、前記スペーサ表面に前記スペーサの形成材料とは異なる物質が被着され、前記第２表面領域の少なくとも一部と前記第１表面領域とでは、前記物質の被着状態が異なることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スペーサ表面の第１領域と第２領域とでスペーサ形成材料と異なる物質の被着状態を異ならせることにより、スペーサ全体としての帯電のバランスを保ち、スペーサの帯電に起因する電子ビームの軌道ずれを抑制し、表示品位の向上した画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照しながら、この発明を、平面型の画像表示装置としてＦＥＤの一種であるＳＥＤに適用した実施形態について詳細に説明する。  
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる第１基板１０および第２基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。第１基板１０および第２基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された扁平な真空外囲器１５を構成している。接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、第１基板１０の周縁部および第２基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
【００１１】
第１基板１０の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、緑、青に発光する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状、ドット状、あるいは矩形状に形成されている。蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム等からなるメタルバック１７およびゲッター膜１９が順に形成されている。
【００１２】
第２基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。第２基板１２の内面上には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１５の外部に引出されている。
【００１３】
第１基板１０および第２基板１２の間にはスペーサ構体２２が配設されている。スペーサ構体２２は、矩形状の金属板からなる支持基板２４と、支持基板の一方の表面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ３０と、を有している。支持基板２４は第１基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび第２基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。支持基板２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。
【００１４】
支持基板２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ、各電子ビーム通過孔２６の内壁面は、絶縁層として、ガラス、セラミック等を主成分とした絶縁性物質、例えば、Ｌｉ系のアルカリホウ珪酸ガラスからなる高抵抗膜４３により被覆されている。そして、支持基板２４は、その第１表面２４ａが、ゲッター膜１９、メタルバック１７、蛍光体スクリーン１６を介して、第１基板１０の内面に面接触した状態で設けられている。支持基板２４に設けられた電子ビーム通過孔２６は、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および第２基板１２上の電子放出素子１８と対向している。これにより、各電子放出素子１８は、電子ビーム通過孔２６を通して、対応する蛍光体層と対向している。また、支持基板２４の第２表面２４ｂには、酸化クロム、酸化銅、酸化鉄等の金属酸化物、および、窒化アルミニウム、窒化チタン等の金属窒化物からなる被膜４４が所望の厚さに形成されている。
【００１５】
支持基板２４の第２表面２４ｂ上には、ガラス等の絶縁材料で形成された複数のスペーサ３０が一体的に立設されている。各スペーサ３０の延出端は、第２基板１２の内面、ここでは、第２基板１２の内面上に設けられた配線２１上に当接している。全体として支持基板２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細形状に形成されている。
【００１６】
各スペーサ３０は、全体として、支持基板２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。各スペーサ３０は、支持基板２４から延出端に向かって交互に積層された大径の第１段部５０ａおよび第１段部５０ａよりも径の小さな第２段部５０ｂを有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。本実施形態において、各スペーサ３０は、３つの第１段部５０ａと３つの第２段部とを有し６段に形成され、その高さは、例えば、０．７５ｍｍに形成されている。凸部となる第１段部５０ａはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、１．４ｍｍ×０．３５ｍｍに形成されている。凹部となる第２段部５０ｂはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、１．３５ｍｍ×０．３ｍｍに形成されている。スペーサ３０の径方向において、第２段部５０ｂに対する第１段部５０ａの最大突出量は１００μｍ程度に形成されている。
【００１７】
このように形成された各スペーサ３０において、表面の凹凸はスペーサの立設方向に並んでいる。そして、スペーサ３０の表面は、スペーサの立設方向、つまり、第１基板１０および第２基板１２と垂直な方向に対して、第１基板１０側を向いた複数の第１表面領域５２ａと、他の方向を向いた複数の第２表面領域５２ｂとを有している。本実施形態では、各スペーサ３０の内、支持基板２４側から３段目および５段目の第１段部５０ａは、支持基板２４とほぼ平行に対向した環状の対向面を有し、この対向面がそれぞれ第１表面領域５２ａを構成している。
【００１８】
各スペーサ３０の表面の内、第２表面領域５２ｂの少なくとも一部には、スペーサの形成材料とは異なる物質、例えば、酸化クロム、酸化銅、酸化鉄等の金属酸化物、および、窒化アルミニウム、窒化チタン等の金属窒化物が被着され、被膜５５を形成している。ここでは、各第１段部５０ａの外周面および第２基板１２側の端面、２段目および４段目に位置した第２段部５０ｂの第１基板側端部の外周面、並びに、６段目に位置した第２段部５０ｂの外周面に、それぞれ被膜５５が形成されている。スペーサ３０の第１表面領域５２ａは金属酸化物が被着されておらず、全域に渡り絶縁材料が露出している。これにより、各スペーサ３０の第２表面領域５２ｂと第１表面領域５２ａとでは、金属酸化物の被着状態が相違している。
【００１９】
上記のように構成されたスペーサ構体２２は、支持基板２４が第１基板１０に面接触し、スペーサ３０の延出端が第２基板１２の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００２０】
ＳＥＤは、支持基板２４および第１基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。この電圧供給部は、支持基板２４およびメタルバック１７にそれぞれ接続されている。そして、ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７にアノード電圧が印加され、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１６へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００２１】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法について説明する。始めに、スペーサ構体２２の製造方法について説明する。  
図５に示すように、まず、所定寸法の支持基板２４、この支持基板とほぼ同一の寸法を有した矩形板状の成形型３６を用意する。この場合、Ｆｅ−５０％Ｎｉからなる板厚０．１５ｍｍの金属板を脱脂、洗浄、乾燥した後、エッチングにより電子ビーム通過孔２６を形成し支持基板２４とする。また、支持基板２４全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔２６の内面を含め支持基板表面に絶縁膜を形成する。更に、絶縁膜の上に、ガラスを主成分としたコート液を塗布し、乾燥した後、焼成することにより、高抵抗膜４３を形成する。
【００２２】
図５に示すように、成形型３６は、ステンレス、ポリエチレンテレフタレート等により矩形板状に形成された型本体５２を備え、この型本体には、スペーサ３０と対応する位置に多数の透孔５４が形成されている。各透孔５４は、スペーサ形成孔よりも大きな径に形成されている。各透孔５４には、弾性変形可能な紫外線透過材料として、例えば、シリコーンからなる孔形成部５６が設けられている。この孔形成部５６に、スペーサ３０に対応した形状を有する有底のスペーサ形成孔４０が形成されている。これにより、スペーサ形成孔４０の周囲は、シリコーンによって囲まれている。なお、孔形成部に用いる弾性変形可能な紫外透過材料としては、シリコーンに限定されることなく、ポリカーボネイト、アクリル等を使用することもできる。
【００２３】
上記のように構成された成形型３６を用いてスペーサ構体を作成する場合、成形型３６のスペーサ形成孔４０にスペーサ形成材料４６を充填する。スペーサ形成材料４６としては、少なくとも紫外線硬化型のバインダ（有機成分）およびガラスフィラーを含有したガラスペーストを用いる。ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。
【００２４】
続いて、図６に示すように、スペーサ形成材料４６の充填されたスペーサ形成孔４０が電子ビーム通過孔２６間に位置するように、成形型３６を支持基板２４に対して位置決めし支持基板２４の第２表面２４ｂに密着させる。この状態で、充填されたスペーサ形成材料４６に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて成形型３６の外面側から紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料をＵＶ硬化させる。その際、スペーサ形成材料４６が充填されているスペーサ形成孔４０の周囲は、紫外線透過材料としてのシリコーンで形成された孔形成部５６によって囲まれている。そのため、紫外線は、スペーサ形成材料４６に直接、および孔形成部５６を透過して照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料４６をその内部まで確実に硬化させることができる。
【００２５】
その後、図７に示すように、硬化したスペーサ形成材料４６を支持基板２４上に残すように、成形型３６を支持基板２４から離型する。ここで、硬化したスペーサ形成材料４６、つまり、スペーサ３０は、それぞれ複数の第１および第２段部５０ａ、５０ｂを有した凹凸状に形成されている。また、スペーサ形成孔４０を規定している孔形成部５６は弾性変形可能なシリコーンによって形成されている。そのため、成形型３６の離型時、孔形成部５６は硬化したスペーサ３０の凹凸に沿って弾性変形する。従って、スペーサ３０が複数の段部を有した凹凸に形成されている場合でも、これらのスペーサを損傷することなく、成形型３６を容易に離型することができる。
【００２６】
次に、スペーサ形成材料４６が設けられた支持基板２４を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約５００〜５５０℃で３０分〜１時間、スペーサ形成材料を本焼成しガラス化する。これにより、支持基板２４上にスペーサ３０が作り込まれたスペーサ構体２２が得られる。
【００２７】
続いて、蒸着によりスペーサ構体２２の支持基板２４およびスペーサ３０に金属酸化物、例えば、酸化クロムを被着し被膜を形成する。この場合、図８に示すように、スペーサ構体２２を成膜装置の真空チャンバ内に搬入し、支持基板２４がほぼ水平に位置し、スペーサ３０が下方に向かって延びるようにスペーサ構体２２を支持する。真空チャンバ内は予め１０−５Ｐａ程度の高真空に維持しておく。次いで、スペーサ３０の下方に配置されされた成膜源である酸化クロムをその蒸発温度以上の温度まで加熱し、スペーサ構体２２に向かって蒸発および飛散させる。飛散した酸化クロムは、支持基板２４の透孔７４を通り、成膜対象としてのスペーサ３０外面および支持基板２４の第２表面２４ｂに順次真空蒸着される。
【００２８】
この際、酸化クロムの飛散方向は、支持基板２４の第２表面２４ｂに垂直な方向、つまり、各スペーサ３０の立設方向となる。また、各スペーサ３０は複数の段部５０ａ、５０ｂを有した形状に形成されている。そのため、スペーサ３０においては、各第１段部５０ａの外周面および第２基板１２側の端面、２段目および４段目に位置した第２段部５０ｂの第１基板側端部の外周面、並びに、６段目に位置した第２段部５０ｂの外周面に、それぞれ酸化クロムが蒸着され被膜５５が形成される。酸化クロムの飛散方向に対して影となるスペーサ３０の第１表面領域５２ａは酸化クロムが被着されず、ほぼ全域に渡りスペーサ形成材料が露出している。これにより、第２表面領域５２ｂと第１表面領域５２ａとで、酸化クロムの被着状態が異なるスペーサ３０が得られる。
【００２９】
ＳＥＤの製造においては、予め、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７の設けられた第１基板１０と、電子放出素子１８および配線２１が設けられているとともに側壁１４が接合された第２基板１２と、を用意しておく。  
続いて、上記のようにして得られたスペーサ構体２２を、スペーサ３０の先端が第２基板１２に接触した状態で、第２基板に仮固定する。次いで、第１基板１０、第２基板１２、およびスペーサ構体２２を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁１４を介して第１基板を第２基板に接合する。これにより、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤが製造される。
【００３０】
以上のように構成されたＳＥＤによれば、各スペーサ３０の表面は凹凸に形成され、第１基板１０側を向いた複数の第１表面領域５２ａと、他の方向を向いた複数の第２表面領域５２ｂとを有している。スペーサ３０の表面の内、第２表面領域５２ｂの少なくとも一部には酸化クロムが被着され、被膜５５を形成している。また、スペーサ３０の第１表面領域５２ａは酸化クロムが被着されておらず、全域に渡り絶縁材料が露出している。これにより、各スペーサ３０の第２表面領域５２ｂと第１表面領域５２ａとでは、酸化クロムの被着状態が相違している。通常、二次電子による帯電を抑制するためには二次電子放出係数の低い被膜を被覆することにより対策できるが、酸化クロムや窒化アルミのように二次電子放出係数が約１の物質を全体に被覆するとマイナスに帯電しやすくなる。本実施形態のように積極的にプラスに帯電する領域を設けることで、マイナス帯電とプラス帯電とを相殺し、スペーサ全体として帯電量をほぼゼロにすることが可能となる。従って、スペーサの帯電に起因する電子ビームの軌道ずれを抑制し、表示品位の向上したＳＥＤを提供することができる。また、被膜４５はスペーサ３０の立設方向に対して断続的に形成されていることから、スペーサを通した電流リークを抑制し、ＳＥＤの消費電力低減を図ることが可能となる。
【００３１】
なお、スペーサ３０の各第１表面領域５２ａにも金属酸化物を被着させてもよいが、この場合、スペーサの第２表面領域５２ｂには、第１表面領域５２ａよりも厚く金属酸化物が被着される。また、各スペーサ３０の第２表面領域５２ｂには、第１表面領域５２ａよりも高い密度で金属酸化物が被着される。更に、スペーサ表面に対する金属酸化物の被着状態は、被膜を形成することなく島状あるいは不連続としてもよい。
【００３２】
前述した実施形態において、スペーサ３０は、支持基板２４の一方の表面に一体的に立設された構成としたが、第１基板あるいは第２基板の内面に立設する構成としてもよい。また、図９および図１０に示す第２の実施形態のように、スペーサ構体２２は、支持基板２４と支持基板の両面にそれぞれ一体的に立設された第１および第２スペーサとを備えた構成としてもよい。すなわち、スペーサ構体２２は、第１基板１０および第２基板１２の間に配設されている。支持基板２４は第１基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび第２基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。支持基板２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。
【００３３】
支持基板２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．３ｍｍに形成されている。支持基板２４の表面は、金属板を構成する元素からなる酸化膜、例えば、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４からなる酸化膜によって被覆されている。また、支持基板２４の表面２４ａ、２４ｂ、並びに、各電子ビーム通過孔２６の壁面は、放電電流制限効果を有する高抵抗膜により被覆されている。この高抵抗膜は、ガラスを主成分とする高抵抗物質で形成されている。
【００３４】
支持基板２４の第１表面２４ａ上には、第１スペーサ３０ａが一体的に立設され、隣合う電子ビーム通過孔２６間に位置している。第１スペーサ３０ａの先端は、ゲッター膜１９、メタルバック１７、および蛍光体スクリーン１６の遮光層１１を介して第１基板１０の内面に当接している。支持基板２４の第２表面２４ｂ上には、第２スペーサ３０ｂが一体的に立設され、隣合う電子ビーム通過孔２６間に位置している。第２スペーサ３０ｂの先端は第２基板１２の内面に当接している。ここで、各第２スペーサ３０ｂの先端は、第２基板１２の内面上に設けられた配線２１上に位置している。各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、支持基板２４を両面から挟み込んだ状態で支持基板２４と一体に形成されている。
【００３５】
各第１スペーサ３０ａは、支持基板２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。各第１スペーサ３０ａは、支持基板２４から延出端に向かって交互に積層された大径の第１段部５０ａおよび第１段部５０ａよりも径の小さな第２段部５０ｂを有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。ここでは、各第１スペーサ３０ａは、２つの第１段部５０ａと１つの第２段部とを有し３段に形成され、その高さは、例えば、０．７５ｍｍに形成されている。凸部となる第１段部５０ａおよび凹部となる第２段部５０ｂはほぼ楕円状の横断面形状を有している。
【００３６】
各第２スペーサ３０ｂは、支持基板２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。各第２スペーサ３０ｂは、支持基板２４から延出端に向かって交互に積層された大径の第１段部５０ａおよび第１段部５０ａよりも径の小さな第２段部５０ｂを有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。ここでは、各第２スペーサ３０ｂは、２つの第１段部５０ａと２つの第２段部５０ｂとを有し４段に形成され、その高さは、例えば、１．０ｍｍに形成されている。凸部となる第１段部５０ａおよび凹部となる第２段部５０ｂはほぼ楕円状の横断面形状を有している。
【００３７】
第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂの少なくとも一方、本実施形態では、第２スペーサ３０ｂの表面には、スペーサの形成材料とは異なる物質、例えば、酸化クロム、酸化銅、酸化鉄等の金属酸化物、および窒化アルミニウム、窒化チタン等の金属窒化物が被着され、被膜５５を形成している。第２スペーサ３０ｂの表面は、スペーサの立設方向、つまり、第１基板１０および第２基板１２と垂直な方向に対して、第１基板１０側を向いた複数の第１表面領域５２ａと、他の方向を向いた複数の第２表面領域５２ｂとを有している。本実施形態では、各第２スペーサ３０ｂの内、支持基板２４側から３段目の第１段部５０ａは、支持基板２４とほぼ平行に対向した環状の対向面を有し、この対向面がそれぞれ第１表面領域５２ａを構成している。
【００３８】
各第２スペーサ３０ｂの表面の内、第２表面領域５２ｂの少なくとも一部には、金属酸化物として酸化クロムが被着され、被膜５５を形成している。ここでは、各第１段部５０ａの外周面および第２基板１２側の端面、２段目に位置した第２段部５０ｂの第１基板側端部の外周面、並びに、４段目に位置した第２段部５０ｂの外周面に、それぞれ被膜５５が形成されている。第２スペーサ３０ｂの第１表面領域５２ａは酸化クロムが被着されておらず、全域に渡り絶縁材料が露出している。これにより、各第２スペーサ３０ｂの第２表面領域５２ｂと第１表面領域５２ａとでは、金属酸化物の被着状態が相違している。
【００３９】
上記のように構成されたスペーサ構体２２は第１基板１０および第２基板１２間に配設されている。第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、第１基板１０および第２基板１２の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００４０】
第２の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。第２の実施形態に係るＳＥＤおよびそのスペーサ構体２２は前述した第１の実施形態に係る製造方法と同様の製造方法によって製造することができる。そして、第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
各スペーサは、スペーサの立設方向に並んだ複数の凹凸を有し、第１および第２基板と垂直な方向に対して第１基板側を向いた第１表面領域と、他の方向を向いた第２表面領域とを含んだ形状であればよく、上述した段付形状に限定されることなく他の形状としてもよい。
【００４２】
図１１に示す第３の実施形態によれば、各スペーサ３０は、支持基板２４から延出端に向かって交互に積層された大径の段部および小径の段部を有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。大径段部および小径段部のそれぞれの表面、およびこれら段部の境界部表面は曲面状に形成されている。そして、スペーサ３０の表面は、スペーサの立設方向に対して第１基板１０側を向いた複数の第１表面領域５２ａ、および他の方向を向いた第２表面領域５２ｂを有している。各第１表面領域５２ａは、第１基板１０に対し平行ではなく斜めに対向している。スペーサ３０の表面の内、各第２表面領域５２ｂの少なくとも一部には、金属酸化物の被膜５５が形成されている。
【００４３】
図１２に示す第４の実施形態によれば、各スペーサ３０は、支持基板２４から延出端に向かって交互に積層された大径の段部および小径の段部を有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。大径段部および小径段部のそれぞれの表面はそれぞれ切頭円錐形状に形成されている。そして、スペーサ３０の表面は、スペーサの立設方向に対して第１基板１０側を向いた複数の第１表面領域５２ａ、および他の方向を向いた第２表面領域５２ｂを有している。各第１表面領域５２ａは、第１基板１０に対し平行ではなく斜めに対向している。スペーサ３０の表面の内、各第２表面領域５２ｂの少なくとも一部には、金属酸化物の被膜５５が形成されている。
【００４４】
上記のように構成された第３および第４の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、第３および第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４５】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４６】
スペーサの径、高さ、段数、その他の構成要素の寸法、材質等は上述した実施の形態に限定されることなく、必要に応じて適宜選択可能である。上述した実施形態では、成膜方法として真空蒸着を用いたが、スパッタリング等の他の方法を用いてもよい。この発明は、電子源として表面伝導型電子放出素子を用いたものに限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等の他の電子源を用いた画像表示装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るＳＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿って破断した前記ＳＥＤの斜視図。
【図３】前記ＳＥＤを拡大して示す断面図。
【図４】前記ＳＥＤにおけるスペーサ構体の一部を拡大して示す断面図。
【図５】前記スペーサ構体の製造に用いる成形型および支持基板を示す断面図。
【図６】前記成形型および支持基板を密着させた状態を示す断面図。
【図７】前記成形型を離型した状態を示す断面図。
【図８】前記スペーサ構体に真空蒸着する工程を示す断面図。
【図９】この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤの断面図。
【図１０】前記第２の実施形態におけるスペーサ構体を拡大して示す断面図。
【図１１】この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤの断面図。
【図１２】この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤの断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１０…第１基板、  １２…第２基板、  １４…側壁、  １５…真空外囲器、
１６…蛍光体スクリーン、    １８…電子放出素子、  ２２…スペーサ構体、
２４…支持基板、  ２６…電子ビーム通過孔、  ３０…スペーサ、
３０ａ…第１スペーサ、  ３０ｂ…第２スペーサ、  ５０ａ…第１段部、
５０ｂ…第２段部、  ５２ａ…第１表面領域、  ５２ｂ…第２表面領域、
５４…被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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