(57)【要約】【課題】高電圧型の画像表示装置において、スペーサを配置したことによる真空度の不均一を低減し、表示特性の向上を図る。【解決手段】絶縁基体１４の表面に帯電防止膜１５を形成し、その上に非蒸発型ゲッターを、基板の法線方向に複数個に分割して配置し、スペーサとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置され、前記電子放出素子から放出された電子を制御する電極が設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第１基板と第２基板とを支持するスペーサと、を備えた画像表示装置において、
前記スペーサは、表面に複数の非蒸発型ゲッターを備え、該複数のゲッターが前記基板の法線方向において、互いに間隙を介して配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記スペーサが、前記基板の法線方向において表面に凹凸を有し、該凹凸の少なくとも凸部の一部に前記非蒸発型ゲッターが配置されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記スペーサが、前記基板の法線方向において表面に凹凸を有し、該凹凸の少なくとも凹部の一部に前記非蒸発型ゲッターが配置されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記非蒸発型ゲッターの少なくとも一部が前記第２基板の電極と接するように配置されている請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記スペーサが、絶縁基体の表面に帯電防止膜が設けられ、該帯電防止膜の上に非蒸発型ゲッターが配置されている請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法であって、
電子放出素子と、表面に非蒸発型ゲッターを備えたスペーサとを設けた第１基板と、電極を設けた第２基板とを真空加熱装置内に導入し、加熱して前記ゲッターを活性化し、引き続き真空加熱装置内にて前記第１基板と第２基板とを支持枠を介して封着する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を利用した画像表示装置に関し、特に、電子放出素子を形成した電子源基板と、発光部材を備えた基板との距離を保持するために、両基板間に介在させる耐大気圧構造体の構成に特徴を有する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＲＴを始めとする画像表示装置は、より一層の大画面化が求められ、大画面化に伴う装置の薄型化・軽量化が重要な課題となっている。このような薄型化・軽量化が可能な画像表示装置として、本出願人は表面伝導型電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置を提案している。このような電子放出素子を用いた画像表示装置は、リアプレート（電子源基板、カソード基板）とフェースプレート（アノード基板）とを対向配置させ、周縁部に枠材を介して封止することにより、真空容器を形成してなる。リアプレートは複数の電子放出素子と該素子に電圧を印加するためのマトリクス配線とを備え、フェースプレートは上記電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光部材とアノード電極とを備えている。このような画像表示装置においては、真空容器内部と外部との気圧差による基板の変形や破損を防止するため、スペーサと呼ばれる耐大気圧構造体を基板間に介在させている。スペーサは通常、矩形薄板状であり、表面が基板の法線方向に平行になるように、端部を両基板に接して配置される。
【０００３】
このスペーサに関して発生する技術的課題として、スペーサを配置することにより、画像形成領域内に、真空度の不均一が発生することが挙げられる。これは主に二つの理由によると考えられる。
（１）スペーサそのものからの脱ガス。
（２）スペーサを配置することにより、立体障害が起こり、気体分子の自由な動きが阻害され、圧力差が発生する。
【０００４】
上記のような理由で、ごくわずかな差であるが、スペーサの近傍が、他の場所より真空度が悪くなると考えられている。これは、差が非常に少ないため、直接測定することはできないが、スペーサの脱ガス特性や、シミュレーションなどから推測されるものである。
【０００５】
この、画像領域内の圧力差の発生は、好ましくない現象を引き起こす。一般に冷陰極素子の特性は、その素子の存在する雰囲気に敏感に影響を受ける。例えば、電子放出効率及びその劣化特性は、その素子の近傍の雰囲気により影響を受けやすい。
【０００６】
前述のように、発生する圧力差は、ごくわずかなものである。よって、影響もごくわずかなものである。しかし、スペーサ近傍だけに集中して発生するとそのわずかなものが問題となる。人間の目は、隣り合う二つの物の（この場合はスペーサ近傍の発光領域とそれ以外の場所）差を、非常にわずかであっても精度よく見分けるという特性を持っている。表示画像にもよるが、スペーサ近傍とそれ以外の場所の輝度の差が２％であっても、人間の目には固定パターン（表示むら）が存在すると認識されてしまう。
【０００７】
この、圧力分布の問題を解決するために様々な方法が考えられるが、特許文献１には、スペーサ表面に非蒸発型ゲッターを設けて、不必要なガスを吸着させてしまう構成が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６１２７７７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された装置は、低電圧型のＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）であり、高電圧型のＦＥＤの場合は対応することができない。例えば、高電圧型では電子源と発光部材である蛍光体間のギャップが低電圧型より大きくなるため、電子の飛程距離が長くなる。その結果、電子軌道は電界の影響を受けやすくなる。スペーサ表面上にゲッターを配置するということは、スペーサ近傍の電界が変化することを意味し、適当なゲッター配置をしなければ、所望の電子着弾位置を得ることができない。
【００１０】
また、スペーサ表面上に導電性物質であるゲッターが存在することにより、高電圧の耐圧特性に影響がある。
【００１１】
本発明の課題は、高電圧型の画像表示装置において、スペーサを配置したことによる真空度の不均一を低減し、表示特性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１は電子放出素子を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置され、前記電子放出素子から放出された電子を制御する電極が設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第１基板と第２基板とを支持するスペーサと、を備えた画像表示装置において、
前記スペーサは、表面に複数の非蒸発型ゲッターを備え、該複数のゲッターが前記基板の法線方向において、互いに間隙を介して配置されていることを特徴とする画像表示装置である。
【００１３】
本発明の画像表示装置においては、下記の構成を好ましい態様として含む。
前記スペーサが、前記基板の法線方向において表面に凹凸を有し、該凹凸の少なくとも凸部の一部に前記非蒸発型ゲッターが配置されている。
前記スペーサが、前記基板の法線方向において表面に凹凸を有し、該凹凸の少なくとも凹部の一部に前記非蒸発型ゲッターが配置されている。
前記非蒸発型ゲッターの少なくとも一部が前記第２基板の電極と接するように配置されている。
前記スペーサが、絶縁基体の表面に帯電防止膜が設けられ、該帯電防止膜の上に非蒸発型ゲッターが配置されている。
【００１４】
本発明の第２は、上記本発明の画像表示装置の製造方法であって、
電子放出素子と、表面に非蒸発型ゲッターを備えたスペーサとを設けた第１基板と、電極を設けた第２基板とを真空加熱装置内に導入し、加熱して前記ゲッターを活性化し、引き続き真空加熱装置内にて前記第１基板と第２基板とを支持枠を介して封着する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、スペーサ表面にゲッターを配置したことにより、スペーサ近傍のガス分圧が局所的に高くなることを防ぎ、スペーサ近傍に存在する電子放出素子と、それ以外の場所に存在する電子放出素子の特性差が生じることを防ぐことができる。また、スペーサ表面のゲッターを基板の法線方向において複数に分割したことにより、電子軌道への影響を防止し、設計どおりの位置に電子を着弾させ、従来どおりの電子加速電圧を、安定的に印加し続けることができる。
【００１６】
従って、本発明によれば、長時間駆動してもスペーサ近傍の素子の固定パターンが画像上で認識されることなく、高品位な画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に、本発明の画像表示装置の一実施形態の表示パネルの構成を模式的に示す。図１は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、１は電子放出素子、２は列方向配線、３は行方向配線、４はリアプレート基板、５は支持枠、６はフェースプレート基板、７は蛍光膜（発光部材）、８はメタルバック（アノード電極）、９はスペーサ、１２はスペーサの固定部材である。１、２、３を合わせて単純にリアプレート（第１基板）１１と呼ぶ。また、６、７、８を合わせて、単純にフェースプレート（第２基板）１０と呼ぶ。
【００１８】
本発明においては、電子源基板であるリアプレート基板４とアノード基板であるフェースプレート基板６とが、周縁部において支持枠５を介して封止され、気密容器を形成している。当該気密容器内は、１０-4Ｐａ程度の真空に保持されるため、大気圧や不意の衝撃などによる損傷を防止するために、耐大気圧構造体として矩形薄板状のスペーサ９を備えており、該スペーサ９は画像表示領域外において端部を固定部材１２により固定されている。
【００１９】
リアプレート１１には、表面伝導型の電子放出素子１がＮ×Ｍ個形成されており、Ｍ本の行方向配線３とＮ本の列方向配線２により単純マトリクス配置されている（Ｍ、Ｎは正の整数）。行方向配線３と列方向配線２との交差部は不図示の層間絶縁層にて絶縁されている。尚、本発明では、電界放出型（ＦＥ型）やＭＩＭ型などの電子放出素子においても好ましく適用され、また、単純マトリクス配置に限定されるものではない。
【００２０】
図１の構成において、フェースプレート１０には、蛍光膜７と、電子放出素子から放出された電子を制御するアノード電極としてＣＲＴの分野では公知のメタルバック８が設けられている。通常アノード電極はフェースプレート基板上に設けられるが、前述のようにメタルバックでその機能を兼ねていてもよいし、両方設けても構わない。蛍光膜７は例えばストライプ状に赤、緑、青、の３原色の蛍光体に塗り分けられ、各色の蛍光体の間には黒色導電体（ブラックストライプ）が設けてある。但し、蛍光体の配列はストライプの配列に限られるものではなく、電子源の配列に応じて、例えばデルタ状配列など、それ以外の配列であってもよい。
【００２１】
本発明で用いられるスペーサ９はカソード電極である行方向配線３に平行に配置され、行方向配線３及びメタルバック８とに電気的に接続されている。
【００２２】
図１に示したスペーサは矩形薄板状であり、本発明において好ましく用いられるが、本発明においては当該形状に限定されるものではなく、同等の効果が得られる範囲で柱状等適宜選択することができる。
【００２３】
以下に、本発明に用いられるスペーサ９の構成上の特徴と作用について説明する。
【００２４】
図２（ａ）に本発明のスペーサの好ましい実施形態の正面図、図２（ｂ）に（ａ）のＡ−Ａ’断面図を示す。
【００２５】
本発明に用いられるスペーサ９は、側面部（真空容器内に露出した広い面）表面に非蒸発型ゲッター１３が配置されている。本例においては、絶縁基体１４の表面に帯電防止膜１５が形成され、その表面にゲッター１３が形成されている。スペーサ９は、表面に生じる帯電を取り除くために、微小な電流を流せるように半導電性になっている。スペーサ９を半導電性にするためには二つの方法がある。一つはスペーサ９そのものに半導電性を持たせる場合であり、もう一つが本例の如く、絶縁基体１４の表面に半導電性の帯電防止膜１５を形成する方法である。後者の場合、ゲッター１３は帯電防止膜１５の上に設けられる。
【００２６】
スペーサ９には電子の加速用の電圧Ｖａが印加される。Ｖａは、画像表示装置の諸要素によって適宜決定されるが、典型的には、５ｋＶ／ｍｍ以上の高電圧が印加される場合もある。このような高電圧を印加する場合、スペーサで消費される電力が大きくなり、画像表示装置全体の消費電力に悪い影響を与える。スペーサ９の導電性が高すぎると、（抵抗が低すぎると）過大な電流が流れ、放電や熱暴走を起こしてしまう場合もある。また、逆に導電性が低すぎると（抵抗が高すぎると）必要な除電能が得られず、スペーサ９が帯電することにより放電を起こしたり、帯電によって電子がひきつけられ、電子軌道を乱してしまうことにより、画像の品位を落としてしまうことになる。よって、スペーサ９の導電性（抵抗値）はこれらの諸条件を勘案し、適当な値に設定される。
【００２７】
スペーサ９の表面に設けられるゲッター１３は、ＴｉやＺｒが主成分であり、基本的には導電性である。そのため、ゲッター１３が、スペーサ上に分割されずに配置されていると、スペーサ９を過大な電流が流れることにより、上述したような不都合が生じる。本発明においては、図２のようにゲッター１３を基板４，６の法線方向に分割して、複数個を互いに間隙を介して配置することにより、過大な電流が流れることを防ぐことができる。
【００２８】
ゲッター１３の材料は導電性であり、帯電防止膜１５よりもずっと抵抗が低い。よって、スペーサ９にＶａが印加された場合、電圧降下は帯電防止膜１５の部分で生じ、ゲッター１３の部分は連続している場所がほぼ等電位になる。ストライプ状に設けられたゲッターの場合、ゲッター１３が図２（ａ）のように、理想的な等電位線と平行に設けられていれば問題はない。しかし、図３（ａ）のようにストライプが斜めになっていると、等電位線も斜めになってしまい、スペーサ９近傍の電子の軌道を狂わせてしまうことになる。
【００２９】
このように、ゲッター１３の配置が、ある一定の方向に長く連続した形状になっている場合は、注意が必要である。その場合は、長く連続した部分が同電位になるので、形成した連続するゲッター領域が所望の等電位線と平行になるように、一般的にはフェースプレート基板６と、リアプレート基板４と平行になるように分割される。
【００３０】
また、図３（ｂ）のように、ゲッター１３を基板４，６表面に平行な方向において更に細かく分割し、特定の方向に長く連続した形状を作らないようにすれば、上述したような弊害を防ぐことができる。図３（ｂ）も、本発明において好適に用いられる。
【００３１】
本発明に用いられるスペーサ９は、図２（ｂ）に示すように、平坦な表面形状を持っていても好適に用いることができるが、表面に凹凸を形成し、それと組み合わせてゲッター１３を形成することにより、更に好ましい効果が得られる。
【００３２】
その第一の効果が、沿面放電耐圧の向上である。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、ゲッターを分割して不連続に形成した場合、ゲッター１３と、帯電防止膜１５の間に境界領域１６が生じる。この、境界領域１６は電界集中しやすく、高いＶａを印加した時に放電を引き起こす原因となりやすい。
【００３４】
これを防ぐのに効果的な方法の一つが、境界領域１６をアノード側から直接見えないように立体的に遮蔽してしまうことである。具体的にいうと、図４の（ａ）、（ｂ）のように絶縁基体１４の表面に、基板４，６の法線方向に凹凸を設け、ゲッター１３と帯電防止膜１５との境界領域１６を立体的に遮蔽してしまうことである。これにより表面が平滑な形状を持ったスペーサより、沿面放電耐圧を高くすることができる。この効果は、図４（ａ）の構成より、図４（ｂ）の構成のほうが効果が高い。なぜならば、境界領域１６だけでなく、導電体であるゲッター１３そのものをアノード電極から遮蔽したほうが、更に有効であるからである。
【００３５】
第二の効果は、スペーサ９からの脱ガスを少なくすることができるということである。これは、図４（ａ）の形態が効果的である。
【００３６】
本来ならば、スペーサ９の全面に分割せずにゲッター１３を配置すれば、脱ガスを抑え、スペーサ９近傍の圧力不均一を最も効率よく解決することができる。それが不可能な場合は、ゲッター１３を分割してスペーサ９上に配置することになるわけであるが、ゲッター１３が形成されていない面からはある程度の脱ガスが生じることになる。これらスペーサ９からの脱ガスは、主にアノード電極からの反射電子がスペーサ９に衝突するときに生じる事がわかっている。
【００３７】
図４（ａ）のように、ゲッター１３が形成されていない面が、アノード電極からの反射電子が衝突しにくい場所に隠されていれば、スペーサ９からの脱ガスを効率よく抑制することができる。また、発生したとしても、効率よくゲッター１３により捕捉することができる。この点でいえば、図４（ａ）の構成は図４（ｂ）の構成より有利である。
【００３８】
以上述べてきたように、図４（ａ）、（ｂ）の構成のそれぞれが有利な点を持っており、要求される性能によって適宜必要なものを選んで設計されることになる。
【００３９】
図５はスペーサの別の形態を用いた画像表示装置であり、基板４，６の法線方向の断面模式図である。本例のスペーサは、上面と下面にそれぞれ連続するゲッター１３ａ，１３ｂが形成されており、該ゲッター１３ａ，１３ｂがそれぞれメタルバック８、行方向配線３と接している。
【００４０】
本発明にかかるスペーサ９の上部は、中央部に較べて多くの電子が入射する。それは、フェースプレート１０に入射した電子の一部が散乱され、スペーサ９上部に数多く再入射するからである。よって、この場所を、ゲッター１３ａにより被覆することはガスの再捕捉や、脱ガスそのものの防止に対して効果が高い。
【００４１】
一方、スペーサ９の下部は、電子放出素子１に近く、ここにゲッター１３ｂを配置すると、スペーサ９からの脱ガスが、電子放出素子１に及ぼす影響を最小限にすることができる。逆にこの部分に脱ガスをしやすい帯電防止膜１５が露出すると、電子放出素子１に近いため、影響が大きい。
【００４２】
次に、望ましいゲッター１３の膜厚について述べる。
【００４３】
ゲッター１３の吸着総量は、凡そ膜厚と比例関係にある。ゲッター１３の膜厚が大きければ大きいほど、多くの気体分子を吸着することができる。しかしながら、このスペーサ９上に設けるゲッター１３は、スペーサ９付近の非常に小さいガス圧不均衡の是正を狙いにしているので、吸着総量を大きく設定する必要はない。非蒸発型ゲッター１３を、真空成膜法で形成した場合は、基板４，６との相互作用によるデッドレイヤーが、４０ｎｍ程度存在するので、ゲッター１３の厚みは余裕を持って５０ｎｍ程度以上あれば効果を発揮する。
【００４４】
一方、ゲッター１３の厚みが大きすぎると次のような弊害が発生する。第一に、図２（ｂ）に示されるゲッター１３の境界領域１６の段差が大きくなり、電界集中による放電や、膜剥がれによる放電を引き起こしやすくなる。第二に、図４（ａ），（ｂ）のように、表面に凹凸を有するスペーサにゲッター１３が形成された場合、ゲッター１３の厚みが大きすぎると、凹凸形状がつぶれてしまい、所定の効果を発揮しにくくなる。
【００４５】
以上を勘案すると、ゲッター１３の厚みは１０μｍ以下に抑えることが望ましい。
【００４６】
ゲッター１３の活性化については、先に挙げた米国特許第６１２７７７７号明細書に、画像表示装置を組み立てた後に、外部からレーザーや高周波、赤外線を照射することにより活性化する方法が開示されている。しかしながら、この方法は、画像表示装置の部材や、立体配置形状によっては用いることが難しい。また、生産性（タクトタイム）の観点から言っても非効率的である。
【００４７】
本発明者は、図１に示す表示パネルの組み立てを真空加熱装置内で行い、その中でゲッター１３の活性化まで行ってから真空加熱装置から取り出すことにより、生産性よく、簡単に画像表示装置が製造できることを見出した。尚、本発明はスペーサ９に特徴を有する画像表示装置であり、リアプレート１１やフェースプレート１０といったスペーサ以外の構成部材については従来と同様の部材をそのまま用いることができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
（リアプレート作製工程）
図８乃至図１３に本例のリアプレートの作製工程を示す。
【００４９】
洗浄した青板ガラスの表面に、厚さ０．５μｍのＳｉＯ2層をスパッタリングにより形成し、スパッタ成膜法とフォトリソグラフィー法を用いて表面伝導型電子放出素子の素子電極２１，２２を形成した。材質はＴｉとＮｉを積層したものである。また、素子電極２１，２２間隔は２μｍとした（図８）。
【００５０】
続いて、Ａｇペーストを所定の形状に印刷し、焼成することにより列方向配線２を形成した。列方向配線２は電子源形成領域の外部まで延長され、電子源駆動用配線となる（図９）。
【００５１】
次に、ＰｂＯを主成分とし、ガラスバインダを混合したペーストを用い、同じく印刷法により絶縁層２３を形成した。これは上記列方向配線２と後述の行方向配線３を絶縁するものである。尚、素子電極２１に重なる領域に切り欠きを設けて、行方向配線３と素子電極２１の接続をとるようにした（図１０）。
【００５２】
続いて、列方向配線２と同様にして行方向配線３を上記絶縁層２３上に形成した（図１１）。
【００５３】
続いて、行、列方向配線２、３を形成したリアプレート基板４上に、スパッタリング法によりＣｒ膜を形成し、フォトリソグラフィー法により、導電性膜２４の形状に対応する開口部をＣｒ膜に形成した。続いて、有機Ｐｄ錯体化合物の溶液を塗布して、大気中３００℃の焼成を行って、ＰｄＯ膜を形成した後、上記Ｃｒ膜をウェットエッチングにより除去して、リフトオフにより所定の形状の導電性膜２４とした（図１２）。
【００５４】
ここで、リアプレート基板４上には表面伝導型電子放出素子１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。本例においては、Ｎ＝２４００，Ｍ＝８００とした）。
【００５５】
次に、上記リアプレート基板４を、不図示の真空排気装置に接続し排気する。装置内の圧力が１０-4Ｐａ以下となったところで、フォーミング処理を行った。フォーミング処理とは、導電性膜２４の両端に直流電圧或いは非常にゆっくりとした昇電圧、例えば１Ｖ／１分程度の昇電圧を印加通電することで通常行われる。当該処理により導電性膜２４に局所的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化させ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部２５を形成する。電子放出は、上記電子放出部２５が形成された導電性薄膜２４に電圧を印加して電流を流すことにより、電子放出部２５に発生した亀裂付近から行われる。
【００５６】
フォーミング処理は、行方向の各行毎に、行方向配線３に波高値の漸増するパルス電圧を印加して行った。尚、フォーミング用のパルスの電流値を測定して、電子放出素子の抵抗値を同時に測定し、１素子あたりの抵抗値が１ＭΩを超えたところで、その行のフォーミング処理を終了し、次の行の処理に移る。これを繰り返して、全ての行についてフォーミング処理を完了した。
【００５７】
次に、活性化処理を行った。活性化とは、フォーミングによって形成された亀裂付近に、例えば炭素化合物を含む雰囲気中で通電することにより、炭素化合物を堆積させ、素子の電子放出効率をアップさせることである。この処理に先立ち、上記真空装置を、圧力を１０-5Ｐａ以下まで下げる。続いて、アセトンを真空装置内に導入する。圧力は１．３×１０-2Ｐａとなるよう導入量を調整した。続いて、行方向配線にパルス電圧を印加する。１パルス毎にパルスを加える行方向配線を隣の行に切り替え、順次行方向の各配線にパルスを印加することを繰り返す。この処理の結果、各電子放出素子の電子放出部近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形成され、素子電流Ｉｆ及び放出電流Ｉｅが大きくなる。このようにして画像表示装置の電子放出素子１を作製した。
【００５８】
（フェースプレート作製工程）
洗浄を行ったガラス基板に、アノード電極（不図示）を作製した。アノード電極はスパッタリングにより透明導電膜であるＩＴＯを成膜した。
【００５９】
次に、ガラスペースト、黒色顔料及び銀粒子を含有したペーストを用い、図１４（ａ）のようなマトリクス状のブラックマトリクス３１を、スクリーン印刷法により厚さ１０μｍで作製した。またここで、ブラックマトリクス３１は、蛍光体の混色防止や、ビームが多少ずれても色ずれを起さない様にするためや、外光を吸収し画像のコントラストを向上する、等の理由で設けられる。本例ではスクリーン印刷法によりブラックマトリックス３１を作製したが、もちろんこれに限定されるものではなく、例えばフォトリソグラフィー法を用いて作製してもよい。また、ブラックマトリクス３１の材料として、ガラスペースト、黒色顔料及び銀粒子を含んだペーストを用いたが、もちろんこれに限定されるものではなく、例えばカーボンブラックなどを用いてもよい。またブラックマトリクス３１は、図１４（ｂ）のようなデルタ状配列やストライプ状配列（不図示）やそれ以外の配列であっても良い。
【００６０】
次に、図１４（ａ）に示すように、ブラックマトリクス３１の開口部に、赤色・青色・緑色の蛍光体ペーストを用いてスクリーン印刷法により、３色の蛍光体３２を１色ずつ３回に分けて作製した。本例ではスクリーン印刷法を用いて蛍光体３２を作製したが、もちろんこれに限定される訳ではなく、例えばフォトリソグラフィー法などにより作製しても良い。また蛍光体はＣＲＴの分野で用いられているＰ２２の蛍光体とし、赤色（Ｐ２２−ＲＥ３；Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+）、青色（Ｐ２２−Ｂ２；ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）、緑色（Ｐ２２−ＧＮ４；ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）のものを用いた。本発明ではもちろんこれに限定されるわけではなく、その他の蛍光体を用いても良い。メタルバック８は、蛍光膜７作製後に、蛍光膜７の内面側表面の平滑化処理（通常、「フィルミング」と呼ばれる。）を行い、その後Ａｌを、真空蒸着等を用いて堆積させることで作製できる。本例ではＥＢ法により、Ａｌを１００ｎｍ堆積することによりメタルバック８を作製した。
【００６１】
（スペーサ作製工程）
図７は本例で用いたスペーサの、パネル取り付け後における基板３，４の法線方向の断面模式図であり、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面に相当する。本例では、絶縁基体１４としては、日本板硝子製のディスプレイ用低アルカリガラス、ＰＤ２００を用いた。この材料を用い、幅（スペーサ高さ）２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの薄板状の平板ガラスを加熱延伸法により作製した。延伸されたガラスは、長さ９００ｍｍごとにカットされて、絶縁基体１４として用いた。
【００６２】
次に、絶縁基体１４上に、窒素、アルゴン混合ガスをスパッタガスとするスパッタ法によりタングステンとゲルマニウムの合金窒化膜を成膜し、帯電防止膜１５とした。抵抗調整は、タングステンとゲルマニウムの含有比を変化させることにより行った。本例では、帯電防止膜１５の膜厚が２００ｎｍ、シート抵抗が４×１０12Ω／□になるように設定した。
【００６３】
その後、帯電防止膜１５上にＥＢ法による蒸着で膜厚１００ｎｍのＴｉを成膜し、パターニングして非蒸発型ゲッター１３とした。パターニング形状は、図２（ａ）に示すように、スペーサ９の長手方向に沿って水平に伸びるライン状のものを複数本形成したものとした。また、図７に示すように、ライン状に伸びたゲッター１３は、幅１５０μｍで、隣接するゲッター１３間の間隔は１５０μｍとした。パターニングは蒸着マスクを用いて行った。
【００６４】
さらに、スペーサの上下面にそれぞれ、スペーサ電極１７を設けた。スペーサ電極１７は、スペーサ９と、メタルバック８、行方向配線３の電気的接続を確実にするために設けられる導通用電極である。スペーサ９を被覆する帯電防止膜１５は高抵抗なので、メタルバック８、行方向配線３との間には接触抵抗が存在する。接触抵抗が必要以上に大きいと、スペーサ９の電位規定が設計通りにならなかったり、放電しやすくなったりするので、必要に応じて適当な抵抗値の電極を設ける必要がある。接触が極めて良好ならば、電極を省いたり、帯電防止膜１５より多少低い程度の体積抵抗を持つ材料を使うこともでき、設計によって適宜使い分ければよい。本例においては、Ｃｒを５０ｎｍの厚みで成膜してスペーサ電極１７とした。
【００６５】
また、画像表示装置を組み立てるに先立って、このようにして作製したスペーサ９の耐圧特性を調べる検討を行った。
【００６６】
先ず、作製したスペーサ９を無作為に抜き取り、耐圧検査装置の治具の大きさに合わせて５０ｍｍの長さに切断し、検査用の小片スペーサを用意した。
【００６７】
次に、スペーサ９の上下面に、フェースプレートと、リアプレートを模したＳＵＳなどの平板金属を押し当て、スペーサ９上下への印加用の電極とし、上下から給電することにより高圧を印加した。電圧をゆっくりと上昇させ、放電が起こったところで測定を終了し、放電開始電圧を記録していった。
【００６８】
その結果、放電開始電圧は、平均１２．５ｋＶであり、正規分布での標準偏差をとると約１．３ｋＶであった。よって、本例におけるスペーサ９を無作為に用いると、画像表示装置のＶａは、８．５ｋＶまでに設定することができる。
【００６９】
（一体化（封着）工程）
次に前述したようなフェースプレート１０、スペーサ９、リアプレート１１を一体化する工程について図１を用いて説明する。気密容器を組み立てるに当たっては、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。本例においては先ず最初にフリットガラスを接合部に塗布し、窒素雰囲気中で、５００℃で１０分以上焼成することにより図１の５に示す支持枠と、リアプレート基板４の接着を行った。
【００７０】
その後に、前述の工程で作製したスペーサ９の長手方向両端部を画像領域外においてスペーサ固定部材１２を使用してリアプレート１１に固定した。スペーサ９の固定方法はこれに限定されるわけではなく、例えばフェースプレート１０側に固定したり、固定せずとも自立するようなスペーサを用いてもよい。
【００７１】
支持枠５を固定したリアプレート１１と、蛍光膜７及びメタルバック８を形成したフェースプレート１０を真空一貫処理装置に導入した。支持枠５上には、フェースプレート１０と支持枠５を接合するためのインジウムが予め配置してある。尚、この真空一貫処理装置は、リアプレート１１、フェースプレート１０の両者を独立に加熱することができる機構を具備しており、さらに上下駆動機構により両者の距離を任意に変えることができる。
【００７２】
上記真空一貫処理装置中にセットしたフェースプレート１０とリアプレート１１を、両者の間隔が充分開いた状態で、４３０℃でベーキングし、フェースプレート１１とリアプレート７からの脱ガスを行った。スペーサ９上に設けられたゲッター１３は、この時、活性化され、そのまま大気に暴露されることなく組み立てられる。
【００７３】
その後、フェースプレート１０とリアプレート１１の温度を１８０℃まで冷却し、フェースプレート１０に向けて、リボン状のバリウムのゲッター材に通電しフラッシュさせて蒸着した。バリウムの蒸着膜厚はほぼ３０ｎｍとした。このメタルバック８上のバリウム被膜は、封着工程終了後のパネル内の残留ガスを吸着排気してパネル内の圧力を低く維持することを目的としたものである。リボン状ゲッターは、枠とフェースプレート、リアプレートの一体化工程に先立って、枠の長辺２箇所に取り付けられている。
【００７４】
本例では、フェースプレート１０に設けるゲッターは非蒸発型ゲッターでないものを用いたが、もちろん、スペーサ９同様非蒸発型ゲッターにしても構わない。その場合は、フェースプレート１０を４３０℃でベーキングした時に活性化されることになる。
【００７５】
上記のようにしてフェースプレート１０にバリウムを蒸着した後、両者の間隔を徐々に近づけ、スペーサの高さで規定される距離になるまでフェースプレート１０とリアプレート１１に荷重をかける。そして、予め支持枠２上に配置しておいたインジウム部分でフェースプレート１０とリアプレート１１を接合した。接合終了後は室温まで冷却し、真空封止された画像表示装置を完成した。
【００７６】
このようにして組み立てられた画像表示装置に電子加速電圧（Ｖａ）８．５ｋＶを印加して、画像を形成し、実時間連続駆動１０００時間の評価を行った。しかし、１０００時間駆動後もスペーサ９最近接の電子放出素子１に、他の個所の素子と比べた特性の差は発生しなかった。尚、ここでいう素子特性とは、電子放出効率と、電子放出量のことである。また、表示画像を人間の視覚により検査した際も、スペーサ９近傍に人間の視覚で検出可能な固定パターンは確認できず、高品位な画像を長時間表示することができた。
【００７７】
（実施例２）
スペーサ９の絶縁基体１４の表面に図４（ｂ）に示す如く凹凸を設けた。この凹凸は加熱延伸法により比較的簡単に形成することができ、延伸する前の母材を望まれる延伸後の形状の相似形に予め成型しておけばよい。基本的に、加熱延伸法によって作られる絶縁基体１４の形状は、延伸前の母材ガラスの形状と相似系になるので、母材のガラスを前もって成型しておけば、少ない労力で、望む形状の絶縁基体１４を得ることができる。
【００７８】
本例において用いた絶縁基体１４の凹凸は、さざなみ型形状といわれるもので、凸部（凹部）が連続して直線状につらなり、その連なった直線が、スペーサ９の長手方向（図１のＸ方向）に平行に走っている。本例においては凹凸のピッチ（Ｗ１）＝４０μｍ、凹凸の深さ（ｈ）＝１０μｍ、厚さ（ｔ）＝２００μｍの絶縁基体１４を作製した。
【００７９】
この絶縁基体１４の上に、実施例１と同様に帯電防止膜１５を成膜し、さらに、ゲッター材料としてＴｉをスパッタ法で、膜厚２００ｎｍ成膜した。次いで、凸部についたゲッター材料を除去するために、イオンビームスパッタ装置に入れ、斜め方向からアルゴンイオンでエッチングし、凹部のみにゲッター１３を有するスペーサを得た。この時、アルゴンイオンの入射角度を変えることにより、ゲッター１３の被覆面積を変える事ができる。本例では、図４（ｂ）のＷ２が、Ｗ１の半分＝約２０μｍになるように設定した。
【００８０】
以上のように作製したスペーサについて、実施例１と同様に放電耐圧特性を調べるための検査を行った。その結果、放電開始電圧は、平均２１ｋＶであり、正規分布での標準偏差をとると約１ｋＶであった。よって、本例における画像表示装置のＶａは、１８．０ｋＶまで設定可能と考えられた。
【００８１】
尚、本例においては、実施例１と駆動条件を同じにするという観点から考えて、Ｖａを１８．０ｋＶまで上げる必要がなかった。その結果、駆動時についてはＶａ＝８．５ｋＶで駆動した。
【００８２】
上記スペーサを用いる以外は実施例１と同様にして画像表示装置を作製し、電子加速電圧（Ｖａ）８．５ｋＶを印加して、画像を形成し、実時間連続駆動１０００時間の評価を行った。しかし、１０００時間駆動後もスペーサ９最近接の電子放出素子１に、他の個所の素子と較べた特性の差は発生しなかった。また、表示画像を人間の視覚により検査した際も、スペーサ９近傍に人間の視覚で検出可能な固定パターンは確認できず、高品位な画像を長時間表示することができた。
【００８３】
（実施例３）
本例ではスペーサ９におけるゲッター１３の配置を、図４（ａ）に示す凸部とした。作製方法としては、実施例２と同様に絶縁基体１４上に帯電防止膜１５を成膜し、その後、ＥＢ法により、ゲッター１３を成膜した。ゲッター材料としてはＴｉを用い、斜め蒸着を２方向から行うことにより、凸部のみに厚さ９０ｎｍのＴｉを成膜した。
【００８４】
以上のように作製したスペーサについて、実施例１と同様に放電耐圧特性を調べるための検査を行った。その結果、放電開始電圧は、平均１９．５ｋＶであり、正規分布での標準偏差をとると約１．２ｋＶであった。よって、本例における画像表示装置のＶａは、１５．９ｋＶまで設定可能と考えられた。
【００８５】
尚、本例においては、実施例１と駆動条件を同じにするという観点から考えて、Ｖａを１５．９ｋＶまで上げる必要がなかった。その結果、駆動時についてはＶａ＝８．５ｋＶで駆動した。
【００８６】
上記スペーサを用いる以外は実施例１と同様にして画像表示装置を作製し、電子加速電圧（Ｖａ）８．５ｋＶを印加して、画像を形成し、実時間連続駆動１０００時間の評価を行った。しかし、１０００時間駆動後もスペーサ９最近接の電子放出素子１に、他の個所の素子と較べた特性の差は発生しなかった。また、表示画像を人間の視覚により検査した際も、スペーサ９近傍に人間の視覚で検出可能な固定パターンは確認できず、高品位な画像を長時間表示することができた。
【００８７】
（実施例４）
図６は本例で用いたスペーサ９の、パネル取り付け後における基板３，４の法線方向の断面模式図であり、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面に相当する。尚、図６（ｂ）は（ａ）のスペーサ上部拡大断面図である。
【００８８】
本例のスペーサ９は、高さ２ｍｍ、長さ９００ｍｍの薄型矩形板状の絶縁基体１４を使っており、その表面には、実施例２、３と同様に長手方向に沿ってさざなみ形状の凹凸が設けられている。また、スペーサの上下面にはゲッター１３による被覆部位が設けられている。本例の場合、それぞれフェースプレート１０に接する端部から８００μｍの範囲と、リアプレート１１から接する端部から２００μｍの範囲が、上下面に連続してゲッター１３によって被覆されている。また、絶縁基体１４の表面の凹凸は、ピッチ（Ｗ１）＝４０μｍであり、深さ（ｈ）＝１０μｍであり、厚さ（ｔ）＝２００μｍである。
【００８９】
また、ゲッター１３ａ，１３ｂの材料としては、Ｔｉを用い、スパッタ法により２００ｎｍの厚みで成膜を行った。
【００９０】
ゲッター１３ａ，１３ｂのパターニングについては、スパッタ時にメタルマスクにより被覆することにより行った。
【００９１】
以上のように作製したスペーサ９について、実施例１と同様に放電耐圧特性を調べるための検査を行った。その結果、放電開始電圧は、平均１７．５ｋＶであり、正規分布での標準偏差をとると約１．４ｋＶであった。よって、本例における画像表示装置のＶａは、１３．３ｋＶまで設定可能と考えられた。
【００９２】
尚、本例においては、実施例１と駆動条件を同じにするという観点から考えて、Ｖａを１３．３ｋＶまで上げる必要がなかった。その結果、駆動時についてはＶａ＝８．５ｋＶで駆動した。
【００９３】
上記スペーサを用いる以外は実施例１と同様にして画像表示装置を作製し、電子加速電圧（Ｖａ）８．５ｋＶを印加して、画像を形成し、実時間連続駆動１０００時間の評価を行った。しかし、１０００時間駆動後もスペーサ９最近接の電子放出素子に、他の個所の素子と較べた特性の差は発生しなかった。また、表示画像を人間の視覚により検査した際も、スペーサ９近傍に人間の視覚で検出可能な固定パターンは確認できず、高品位な画像を表示しつづけた。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の画像表示装置の一例である表示パネルの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明で用いられるスペーサの好ましい実施形態を示す図である。
【図３】本発明で用いられるスペーサのゲッターの他の形態を示す図である。
【図４】本発明で用いられるスペーサの一例の断面模式図である。
【図５】本発明の画像表示装置のスペーサ近傍の構成例を示す断面模式図である。
【図６】本発明の実施例で用いたスペーサを示す模式図である。
【図７】本発明の実施例で用いたスペーサを示す模式図である。
【図８】本発明の実施例のリアプレートの製造工程を示す平面模式図である。
【図９】本発明の実施例のリアプレートの製造工程を示す平面模式図である。
【図１０】本発明の実施例のリアプレートの製造工程を示す平面模式図である。
【図１１】本発明の実施例のリアプレートの製造工程を示す平面模式図である。
【図１２】本発明の実施例のリアプレートの製造工程を示す平面模式図である。
【図１３】本発明の実施例のリアプレートの平面模式図である。
【図１４】本発明に用いられる蛍光膜を示す平面模式図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  電子放出素子
２  列方向配線
３  行方向配線
４  リアプレート基板
５  支持枠
６  フェースプレート基板
７  蛍光膜
８  メタルバック
９  スペーサ
１０  フェースプレート
１１  リアプレート
１２  スペーサ固定部材
１３  非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）
１４  絶縁基体
１５  帯電防止膜
１６  境界領域
１７  スペーサ電極
２１，２２  素子電極
２３  絶縁層
２４  導電性膜
３１  ブラックマトリクス
３２  蛍光体
【図１】
2009164021.tif 000003
【図２】
2009164021.tif 000004
【図３】
2009164021.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009164021.tif 000009
【図８】
2009164021.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2009164021.tif 000012
【図１１】
2009164021.tif 000013
【図１２】
2009164021.tif 000014
【図１３】
2009164021.tif 000015
【図１４】
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